软齿面和硬齿面的不同点
第4章齿轮习题答案
习 题（答案）1．选择题1）一般开式齿轮传动的主要失效形式是 3 。
（1）齿面胶合 （2）齿面疲劳点蚀 （3）齿面磨损或轮齿疲劳折断 （4）轮齿塑性变形2）高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式是 1 。
（1）齿面胶合 （2）齿面疲劳点蚀 （3）齿面磨损 （4）轮齿疲劳折断3）材料为45钢齿轮，经调质处理后其硬度值约为 2 。
（1）（45～50）HRC （2）（220～270）HBW （3）（160～180 ）HBW （4）（320～350）HBW 4）齿面硬度为（56～62）HRC 的合金钢齿轮的加工工艺过程为 3 。
（1）齿坯加工、淬火、磨齿、滚齿 （2）齿坯加工、淬火、滚齿、磨齿 （3）齿坯加工、滚齿、渗碳淬火、磨齿 （4）齿坯加工、滚齿、磨齿、淬火 5）齿轮传动中齿面的非扩展性点蚀一般出现在 2 。
（1）跑合阶段 （2）稳定性磨损阶段 （3）剧烈磨损阶段 （4）齿面磨料磨损阶段 6）对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般 4 。
（1）按接触强度设计齿轮尺寸，再校核弯曲强度（2）按弯曲强度设计齿轮尺寸，再校核接触强度 （3）只需按接触强度设计 （4）只需按弯曲强度设计7）一对标准直齿圆柱齿轮，已知1z =18，2z =72，则这对齿轮的接触应力 3 。
（1）H2H1σσ> （2）H2H1σσ<（3）H2H1σσ= （4）H2H1σσ≤ 8）一对标准渐开线圆柱齿轮要正确啮合时，它们的 2 必须相等。
（1）直径 （2）模数（3）齿宽 （4）齿数9）设计闭式硬齿面齿轮传动时，若直径一定，则应取较少齿数，使模数增大以 2 。
（1）提高齿面接触强度 （2）提高齿根弯曲疲劳强度 （3）减少加工切削量，提高生产率 （4）提高抗塑性变形能力10）在直齿圆柱齿轮设计中，若中心距保持不变，而把模数增大，则可以 2 。
（1）提高齿面接触强度 （2）提高轮齿的弯曲强度 （3）弯曲与接触强度均可提高 （4）弯曲与接触强度均不变11）当 4 ，则齿根弯曲强度增大。
齿轮基础知识
产生的部位：
通常发生在轮齿的 根部。 因轮齿受力似悬臂 梁受力情况，齿的根 部应力最大且有应力 集中。
轮齿折断是一种最危险的失效形式， 应避免其发生。
轮齿折断实例
防止或减轻的途径：
设计保证sF≤[sF] 增大齿根圆角半径 适当降低齿根圆角表面粗糙度 齿根处采用强化措施(如喷丸处理) 避免出现热处理裂纹 减轻加工损伤，如磨削烧伤、滚切拉伤 增大轴及轴承的刚性，使齿轮接触线上受载均 匀 采用合理的热处理方法，齿芯有足够的韧性
产生原因：
砂粒、金属微粒进入啮合齿面，产生 磨粒磨损。
齿面磨损实例
跑合：
闭式齿轮传动在开始运转期间，由于齿面 粗糙而压强很大，因此也发生齿面研磨磨 损；运转一段时间之后，齿面粗糙度降低 ，压强减小，加上润滑条件的改善，磨损 现象逐渐减少，这一过程称为磨合（跑合 ）。 跑合无害有益，但应及时更换箱体内的 润滑油，以免出现磨粒磨损。
塑性变形实例
防止或减轻的途径：
适当提高润滑油的粘度 适当提高齿面硬度
小结
弯曲折断 点蚀 。 。 。 。 。。 。
现象与原因？ 改进措施？
磨损
胶合
塑性变形
主动
主动 被动和动力的机械原件。
神 奇 的 齿 轮 家 族
依照分类标准的不同，齿轮的分 类方式有很多种
◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆
按齿轮的齿廓曲线 按齿轮的外形 按轮齿所在的表面位置 按齿线的形状 按齿轮传动时轴的相对位置 按轮齿的齿面硬度
渐开线齿轮
摆线齿轮
圆弧齿轮
返回
产生原因：
温度过高，引起油膜破裂 热胶合：高速重载，齿面间摩擦力，发热量 大； 冷胶合：低速重载，速度过低，不易产生油 膜。
天津理工大学机械设计总复习
总复习第1、2、3章1、静载荷——大小方向不随时间变化或变化很小的载荷2、变载荷——随时间作周期性或非周期性变化的载荷3、设计计算中涉及名义载荷和计算载荷 ∴ 计算载荷(Fc 、Pc 、Tc)=载荷系数×名义载荷4、在变应力下，零件的主要失效形式为：疲劳破坏。
5、静应力只能由静载荷产生，变应力可能由变载荷或静载荷产生。
6、疲劳极限——在循环特性一定的变应力作用下经过N 次循环作用而不发生疲劳破坏的最大应力称为疲劳极限 (σrN 或τrN) 7、疲劳曲线——循环次数N 与疲劳极限σrN 或τrN 之间的关系曲线 作业3-1某材料的对称持久疲劳极限σ-1 = 180 Mpa,循环基数N0 = 107,m=9,试求循环次数分别为6000，35000，730000次时的有限寿命疲劳极限。
解：100-==σσσmrmrNNN NN1. 410.45Mpa180*6000109710===-σσmrN NN 2. 337.41Mpa180*35000109710===-σσmrN NN 3. 240.75Mpa180*730000109710===-σσmrNNN第6章螺纹联接1、在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是_____（4）_____。
（1）三角形螺纹（2）梯形螺纹（3）锯齿形螺纹（4）矩形螺纹2、在常用的螺纹联接中，自锁性能最好的螺纹是____（1）______。
（1）三角形螺纹（2）梯形螺纹（3）锯齿形螺纹（4）矩形螺纹3、在常用的螺纹联接中，用于联接的螺纹是____（1）______。
（1）三角形螺纹（2）梯形螺纹（3）锯齿形螺纹（4）矩形螺纹4、承受预紧力F′的紧螺栓联接在受工作拉力F时，剩余预紧力为F″，其螺栓所受的总拉力F0为_____（2）_____。
（1）'+=FFF0（2）"+=FFF（3）"'=FFF＋5、为了保证联接的紧密性和刚性，F”>06螺纹联接防松的根本问题在于___（3）__。
课程设计答辩题及答案
机械设计课程设计答辩试题1．电动机旳类型怎样选择？其功率和转速怎样确定？2．联轴器旳类型怎样选择？你选择旳联轴器有何特点？3．圆柱齿轮旳齿宽系数怎样选择？闭式传动中旳软齿面和硬齿面旳齿宽系数有何不一样？开式齿轮又怎样？4．箱体上装螺栓和螺塞处，为何要有鱼眼坑或凸台？5．双级箱体上各轴孔旳平行度应以哪根轴为基准（测量、加工）？为何？1-21．试分析你设计旳减速器中低速轴齿轮上旳作用力。
2．考虑传动方案时，带传动和链传动谁布置在高速级好？谁在低速级好？3．滚动轴承部件设计时，怎样考虑因温度变化产生轴旳热胀或冷缩问题？4 .为何要设视孔盖？视孔盖旳大小和位置怎样确定？5．轴旳零件工作图上要标注哪些形位公差？为何要标注这些形位公差？轴旳直径公差又是怎样确定旳？1-31．一对圆柱齿轮传动啮合时大小齿轮啮合处旳接触应力与否相等？接触许用应力与否相等？2．圆柱齿轮在高速轴上非对称布置时，齿轮靠近扭矩输入端好还是远离扭矩输入端好？3．轴旳疲劳强度不够时，应怎么办？4．定位销有什么功能？怎样在箱体上布置销旳长度怎样确定？5．你所设计旳齿轮旳加工及测量基准在何处？齿轮旳毛坯一般包括哪些内容？1-41．双级圆柱齿轮减速器旳传动比分派旳原则是什么？高速级旳传动比尽量选得大与否合适？为何？2．滚动轴承旳类型怎样选择？你为何选择这种轴承？有何特点？3．齿形系数与哪些原因有关？试阐明齿形系数对弯曲应力旳影响。
4．以你设计旳减速器为例，阐明高速轴旳各段长度旳跨距是怎样确定旳？5．减速箱内最低和最高油面高度怎样确定？1-51．圆柱齿轮应按什么强度进行设计？磨损怎样在设计中考虑？2．一对相啮合旳大小原则圆柱齿轮其弯曲应力何者大？怎样使两轮旳弯曲强度靠近相等？3．固定式刚性凸缘联轴器和尼龙柱销联轴器在性能上有何不一样？试述你所选联轴器旳特点。
4．轴承凸缘旁螺栓孔中心位置（相对轴心距离）怎样确定？它距轴承中心线距离近好还是远好？6．你所设计旳箱体、箱盖高度方向、宽度方向及长度方向旳尺寸基准分别在何处？其加工基准面又在何处？1-61．提高圆柱齿轮传动旳接触强度有哪些措施？2．一对相啮合旳大小圆柱齿轮旳齿宽与否相等？为何？3．设计带传动时，发现带旳根数太多，怎么办？4．轴承旁螺栓距箱盖外壁位置怎样确定？应考虑哪些问题？5．箱体上有哪些形位公差规定？为何规定这些形位公差?1-71．齿轮旳材料应怎样选择？齿轮材料对齿轮构造有什么影响？2．圆柱齿轮传动旳Z1和Φd（或Φa）选择原则是什么？3．你设计旳转轴上有哪些应力，其应力性质是怎样旳？4．滚动轴承旳内圈与轴、外圈与座孔采用基孔制还是基轴制配合？你采用什么配合？为何？5．箱盖土有哪些形位公差规定？为何规定这些形位公差？1-81．提高圆柱齿轮旳弯曲强度有哪些措施？2．设计带传动，当小轮包角太小时，应怎样增大包角？3．计算滚动轴承寿命时，发现轴承寿命太长或不够时，应怎么办？4．齿轮旳构造根据什么来确定？什么状况应采用齿轮轴旳构造？5．你所设计旳箱体箱盖采用了什么材料？在保证其制造工艺性方面采用了哪些措施？1-91．当大小齿轮旳材料和热处理相似时，齿轮弯曲强度应按哪个齿轮进行计算，接触强度应按哪个齿轮进行计算？2．带传动旳小带轮直径和中心距根据什么原则来确定？3．提高轴旳强度有哪些措施？提高轴旳刚度有哪些措施？4．吊环螺钉旳直径根据什么来确定？吊耳和吊环螺钉各用在何种场所？5．选择轴旳材料及热处理措施时，你考虑了某些什么问题？最终选择了什么材料？怎样标注？1-101．为何按齿面接触强度设计齿轮时必须保证有足够旳中心距或分度圆直径？2．在你旳设计中，选择电动机功率时，用旳是什么功率？计算传动零件时，用旳是什么功率？3．选用向心推力轴承时，轴承旳轴向力怎样确定？（以设计旳实例阐明之）4．一般减速器为何做成剖分式？剖分面开在什么位置好，为何？5．箱体箱盖上装轴承旳座孔是怎样加工旳？为何要这样加工？1-111．进行齿轮强度计算时，为何不直接用名义载荷，而用计算载菏？计算载荷怎样确定？2．计算轴上当量弯矩时，系数α旳物理意义是什么？计算轴旳强度时，怎样确定α值？3．试述链传动旳重要参数Z1、Z2和节距P 旳选择原则。
软齿面齿轮传动的应用一例
文 章编 号 ： １ ６ ７ ２ －３ ７ ９ １ （ ２ ０ １ ３ ） ｏ ９ （ ｃ ） 一０ ０ ７ ７ —０ １
我 们 引进 的 日本 某 型 设 备 的主 传 动 系 统 中 ， 有 一 对 单 向传 递 根据 齿 轮 在 工 作 过 程 中受 中 等 冲 击 ， 取Ｋ ＝１ ． ２ ５ 动 力的 开 式 齿 轮 副 ， 其 主 动轮 为一 扇 形 齿 轮 ， 由一 曲 柄机 构 带动 做 根 据计算齿轮线速度ｖ ＝ ０ ． ８ ７ ９ ｍ／ ｓ ， 以及精度等级为 ７ 级， 查 １．１ ３， Ｋ １ 往 复运 动 ， 被 动 轮 为 一 内 置 单 向 离 合 器（ 三套） 的 套 筒 齿轮 。 由于 单 Ｋ ｖ 向离 合 器的 作 用 ， 该 齿 轮 单 向 传递 动 力 ， 带动 齿 轮 轴 转 动 一定 的 圈 因为ＨＢ≤３ ５ ０ 中 ＝ ｂ ， ／ ｄ ， ＝ １ ３ ０ ／ １ ６ ０ ０ ． ８ １ 取Ｋ ＝ １ 数， 反向时打滑 ， 不传递动力。 根据 齿轮材料 ， 查ｚ ＝ １ ８ ９ ． ８ Ｋ 、 ／ Ｐ ａ 日方 原 技 术 要 求 套 筒 齿轮 材 料 为 ４ ０ Ｃ ｒ ， 齿部 经 高频 淬 火 后 表 根 据 齿 轮 为 直 齿 轮 且 不变 位 ， 查Ｚ ＝１ ． ５ 面硬 度 为ＨＲＣ ４ ３ ， 扇形 齿 轮材 料 为Ｚ Ｇ ４ ５ Ｍｎ ， 齿部 经高 频 淬 火后 硬 对标 准 直 齿 圆柱 齿 轮 ， 根 据 公式 ｚ （ ４ － ￡ ） ／ ３， ￡ ＝￡。 ＋Ｅ 度 为ＨＲＣ４ ０， 为一 典 型 的硬 齿 面 开 式 传 动 。 式中 ￡ 一 重 合 度 ； ￡ 一 主 动轮 部 分 重 合 度 ； ￡ 一 被 动 轮 部 在 样 机 试 制 中两 件 齿 轮 及 内 装 单 向 离 合 器 均 有 日方 提 供 ， 后 分 重合度 。 设 备顺 利 通 过 日方 的验 收 ， 进 入小 批 量 生 产 。 由于 套筒 齿 轮 是 关 键 根据 两 齿 轮齿 数 ， 查￡ ＝ ０ ． ９ ４ ， ￡ ＝ ０ ． ７ ８ 件， 且工艺ｂ Ｅ 较复杂 ， 我们委托一齿轮企业代为加工 。 第 一 批 试 制 ￡ ５ Ｉ ＋ Ⅱ ：０． ９４ ＋０． ７８ １． ７２ 投入五件 ， 后交货时经检验均不合格 ： 一是 齿 向 变 形 大 ； 二 是 内 孔 ｚ 、 ／ （ ４ ． ￡ ） ／ ３ 、 ／ （ ４ － １ ． ７ ２ ） ／ ３ ０ ． ８ ７ 的 同轴 度不 能 通 过 检 验 芯轴 的 检 验 ， 均 不可 修 复 。 后 又 通过 本 市 和 Ｌ Ｉ ＝ Ｚ ２ ／ ｚ Ｉ ２ ０ ／１ ９ ３—０ ． １ ０ ４ 上海 一 家 企 业 生 产 均 没达 到 方 图纸 的 要求 。 为满足生产， 只好 从 以 上 各 数 值 代 入 齿 面 接 触 应 力 公式 得 日方 进 口 ， 价格极高 ， 且经海运 ， 报关 周 期 长 ， 影响交 货。 ｏ Ｉ Ｉ ＝ Ｑ Ｆ ｔ Ｋ Ａ Ｋ ｖ Ｋ ｃ Ｋ ａ （ ｕ ＋ Ｉ ） ／ （ ｂ ２ ｄ ２ ｕ ） ｚ Ｅ Ｚ Ｈ ｚ 我们 分 析 了该 零 件 的 工 艺 后 认 为 ： 一 是 该 零 件 受 安 装 尺 寸 的 ２． ７ ４ Ｘ ｌ ０ Ｐａ ＝０． ２ ７４ Ｍ Ｐａ 影响， 其 齿 部 外 径 小 于 其后 部 连 接 部 分 的 尺 寸 ， 所 以 高 频淬 火 后 不 根据 套 筒 齿轮 材料 为４ ０ Ｃ ｒ ， 调 质Ｔ２ ３ ５ ， 查 ｏ ＝ ７ ５ ０ 能磨齿 ， 致 其 淬 火 引起 的 变 形 无 法 消 除 ； 二 是 该 零 件 径 向尺 寸较 根据 扇 形 齿轮 材 料 为Ｚ Ｇ ４ ５ Ｍｎ ， 调 质Ｔ ２ １ ２ ， 查ｏ Ｈ ｌ ｉ． ｍ＝ ６ ２ ０ 薄， 齿部 高 频 淬 火 后 会 引起 内径 尺 寸 的 变化 。 前 三 批 的 试 制 失败 说 查 Ｚ Ｎ ＝１ ， Ｚ ｗ １ ． １ ５ ， Ｓ Ｈ ｍ ｉ ｎ ｌ 明原 工 艺 不 能 保 证 质量 ， 而 采 用 特殊 的 抑 制 变 形 的 热 处 理 方 法 会 以 上 各 数 值 代 入 齿 面 许 用 接 触 应 力 公式 得 大幅提高成本 。 因此 ， 我 们 就 考 虑 了采 用 软 齿面 传动 ： 即将 套 简 齿 ｏ Ｈ Ｐ ２ ：ｏ Ｈ ¨ ｍ Ｚ Ｎ Ｚ ｗ ／ ＳＨ ｍ ｉ ｎ ￣７ ５ ０ Ｘ １×１ ． １ ５ ／１ ＝８ ６ ２ ． ５ Ｍｐ ａ 轮 的 工 艺改 为调 质后 精 插 ， 而 扇 形 齿 轮 采 用正 火 后 精 滚 ， 硬度 控 制 盯Ｈ Ｐ Ｉ ＝ 盯Ｈ ｕ ｍ Ｚ Ｎ Ｚ ｗ ／Ｓ Ｈ ｍ ｉ ｎ ＝６ ２ ０ Ｘ ｌ×１ ． １ ５ ／１ ＝７ １ ３ ＭＰａ 为 小 齿 轮调 质ＨＢ２ ５ ５ ， 大 齿 轮 调 质ＨＢ２１ ２ 。 ａ ， ＜ａ Ｉ Ｉ Ｐ 】 ， ｄ ｆ Ｐ ＜ｏ 故安 全 ， 经校验 说 明软 齿 面 传动 能 满足 两 齿轮 的具 体参 数 为 小 齿轮 模 数 ８ ｍｍ ， 齿数２ Ｏ ， 齿宽 １ ３ ０ ｍｍ ， 分 度 圆直径 ｌ ６ ０ ｍｍ ｌ 大 齿轮 模数 ８ ｍｌ Ｔ ｌ ， 齿数 ｌ ９ ３ （ 有 效齿 数３ ７ ） ， 齿 宽 要 求 。 改 进 设 计后 委 外 加 工 了一 批 ， 经检 验 符 合 图纸 精 度 要 求 ， 征 得 ｌ １ ０ ｍｍ， 分 度 圆直 径 ｌ ５ ４ ４ ｍｍ。 按 照 以上 参 数 ， 根 据 其 最 低转 速 ２ ４ 日方 同意 装 机 ， 整机 达 到 验 收标 准 。 外 销后 该 零 件 没 有 出现 任 何 问 转／ 分， 传递功率为７ ． ５ ｋ Ｗ的工况 ， 在开式传动的条件下 ， 对 小 齿 题 ， 该 难 题 得 到 了 较 圆 满 的 解 决 。 不 但 大 幅 降 低 成 本 ， 材 料 定 额 轮 的 强 度 进 行校 核 ， 其 抗 弯 曲疲 劳 的 强 度 符 合要 求 ， 由于 齿 宽及 模 ｌ ９ ｋ ｇ 不变， 加 工 费为 １ ５ ０ ０ 元／ 件， 降低了ｌ ０ ０ ０ ０ 余元， 且 在 附近 加 工 ， 数 的 选 取 都 比较 大 ， 也 考 虑 了磨 粒 磨 损 的影 响 。 目前 该 型号 设 备 已销售 了８ ０ 余台 ， 取 得 了 很好 工艺改 变后 ， 需校 核小齿 轮齿面 接触 强度 ， 小 齿 轮 参 数 ｍ， ＝ 生 产进 度 有 了保 障 。 的效益 。 ８ ｍｍ ， ｚ ２ ＝２ ０， ｂ２ １ ３ ０ ｍｍ。 讨论 ： 在中低转速 载荷 不大的齿轮副 中 ， 用 软 齿 面 取 代 硬 齿 齿 面 接 触 强 度校 核 公 式 为 ： 面， 固然 使 其 接 触 强 度和 耐 磨 性 下 降 ， 但是 由于 保 证 了齿轮 的 加 工 ｏ Ｈ － ｑ Ｆ ｔ Ｋ Ａ Ｋ ｖ Ｋ ｆ ３ Ｋ ａ （ ｕ ＋ １ ） ／ （ ｂ ２ ｄ ２ ｕ ） Ｚ Ｅ Ｚ Ｈ Ｚ ≤ａ Ｈ Ｐ 精 度及 简 化 了加 工 工艺 ， 在 降低 加 工 成 本和 传 动 燥 声 的 同时 ， 其使 ａ Ｈ Ｐ＝ 口 Ｈ ｌ Ｚ Ｎ Ｚ ｗ ／ Ｓ Ｈ ｍ １ ｎ 用 寿命 包 括 其 内 装 的单 向离 合 器 的工 作 寿 命 并 不 降低 。 当然， 对 开 式 中： 式 传 动 的 齿 轮 副 必 须 保 证 其 足 够 的润 滑 。 ｏ 为计 算 接 触 应 力 ， Ｆ 为分 度 圆上 的 圆 周 力 ； Ｋ 为 工况 系 数 ； Ｋ、 ， 为 动 载 系数 ； Ｋ 一 参考文献 载荷分布 系数 ； ［ ｉ 】陈 广 艳 ． 考虑 齿 侧 间 隙影 响 的 直 齿 面 齿 轮 传 动 动 力学 分 析 ［ Ｊ ］ ． Ｋ 为 载荷 分配 系数 ； ｕ为 齿数 比 ； ｂ， 为齿 宽 ； ｄ， 为小 齿 轮 分 度 圆 机械 科 学 与技 术 ， ２ ０ ０ ９ （ ２ ７ ） ： ２ ９ ０ ．
第十一章 齿轮传动
强度计算方法
当量齿轮法，强度当量。 接触强度计算公式
校核公式
H
ZEZH Z
KT 1 u 1 bd 1
2
u
H
H lim
N / mm
2
设计公式
d1 2 KT
3 1
SH
2
d
u 1 ZEZ u
H
Z
H
mm
Z
cos 螺旋角系数
H
[
H
]
σH ——齿面啮合点最大接触应力 [σH]——齿轮材料的许用接触应力
圆柱面的最大接触应力σH的计算
赫兹公式：
H
4
Fn 2 ab
Fn
1
1
1 1 E1
2
1
2
1 21 E2
2
b
σH ——最大接触应力
与法向力Fn成正比； 与接触变形宽度2a成反比 与曲率半径ρ1 、ρ2成反比。 与宽度b成反比。
增加中心距a； 减小外载荷T1； 选σHlim高的材料和热处理。
336 ( u 1) u
3
提高许用接触应力[σH] ：
KT 1 ba
2
H
H
H lim
SH
11-6 直齿圆柱齿轮传动的轮 齿弯曲强度计算
轮齿相当于一个悬臂 梁，受载后会发生弯 曲。 两个问题：
计算时载荷的作用点 及大小 危险截面的位置
齿轮分类概述
1齿轮传动概述：功率：几十万千瓦；速度：几十万转/min，圆周速度：300m/s；啮合效率：0.95；精度：0.99.制造需用专用设备及刀具，运转过程中无过载保护。
应用：机床、汽车、船舶、飞机、起重机械、矿山机械、轻工机械和仪表部门。
2齿轮的分类：定传动比（圆形齿轮机构）和变传动比（非圆齿轮机构）●圆形齿轮机构：平面齿轮机构和空间齿轮机构★平面齿轮机构：直齿圆柱齿轮机构（直齿轮）<外啮合、内啮合、齿轮齿条机构>用于滑移式变速齿轮传动。
齿轮齿条可将回转运动转变为直线运动。
★平行轴斜齿圆柱齿轮机构（斜齿轮）<外啮合、内啮合、齿轮齿条机构>螺旋角，工作时有轴向力，轴可能受轴向负荷。
内啮合多用于轮系。
★人字齿齿轮机构：工作稳定性好，承载能力高，工作时轴向力可抵消。
减速机★曲线齿圆柱齿轮机构：●空间齿轮机构：★锥齿轮（相交）机构<直齿、斜齿、曲线齿>交角一般为90度，其中斜齿用于低速重载，曲齿用于高速重载。
★交错轴（平行但不相交）斜齿轮机构：可以实现任意交错角的两交错轴之间的传动。
齿面为点接触，接触应力大，齿面任意压溃，促使轮齿磨损加快。
齿面的滑动速度大，承载能力小。
不宜用于高速、大功率的传动。
通常仅用于仪表或载荷不大的辅助传动装置中，来传递任意交错轴之间的运动。
★蜗轮蜗杆机构（交错）在机床、冶金机械、起重机械船舶和仪表中应用。
★准双曲线齿轮机构：传动平稳，利用偏置距可增大小轮直径，能实现两端支撑，提高耐性。
应用：越野车、小客车、卡车。
★非圆齿轮机构：非圆齿轮是分度曲面不是旋转曲面的齿轮，它和另一个齿轮组成齿轮副以后，在啮合过程中，其瞬时角速度比按某种既定的运动规律而变化。
非圆齿轮的英语为non-circular gear。
非圆齿轮可以实现特殊的运动和函数运算，对机构的运动特性很有利，可以提高机构的性能，改善机构的运动条件。
非圆齿轮广泛运用于自动机器仪器仪表及解算装置中。
减速器设计答辩问题汇总
减速器设计答辩问题汇总1.在传动系统总体设计中电机的型号是如何确定的?电动机的选择主要有两个因素:第一是电机容量主要是额定功率的选择。
首先要确定长期运转载荷稳定的带动工作机的功率值以及估算整个传动系统的功率，根据工作机总效率计算出电机所需的功率，然后按照额定功率大于实际功率的原则选择相应的电机。
第二是个转速因素要综合考虑电动机和传动系统的性能、尺寸、重量和价格等因素，做出最佳选择。
2.电动机的额定功率与输出功率有何不同？传动件按哪种功率设计？为什么？额定功率是电机标定的作功，输出功率是电机实际作的功。
实际输出功率，可以比额定功率小很多。
后续设计计算按实际输出功率计算。
因为电动机工作时并未达到额定功率，而是以实际功率在做功，应以实际在做功所得功率计算。
3.你所设计的传动装置的总传动比如何确定和分配的？由选定的电动机满载转速和工作机转速，得传动装置总传动比为：i wmn n =总传动比为各级传动比的连乘积，即齿轮带i i i •=，V 带传动的传动比范围在2—4间，单级直齿轮传动的传动比范围在3—6间，一般前者要小于后者。
各级传动，分配时有几个问题需要注意：1）各机构有常用传动形式的传动比范围，不要超过该范围。
2）各级传动要尺寸协调，结构匀称，便于安装，对应到齿轮就是各级直径相差的不能太大，3）对于二级齿轮传动，传动比有经验公式i1=()2i 4.13.1总或×。
最后要说的是传动比分配只是初步的，后面算齿轮时，实际传动比会和设计的传动比有出入，但是在允许范围内即可。
4.同一轴上的功率、转矩、转速之间有何关系？你所设计的减速器中各轴上的功率、转矩、转速是如何确定的？关系：转距T (N .M )=nP×9550确定电机轴功率、扭矩和转速后，依次通过效率、传动比等因素确定后续各轴参数，详细见说明书计算部分。
5.谈谈是如何选择传动零件（齿轮）的材料以及相应的热处理的方法，其合理性何在？对于齿轮来说，其材料的基本要求是齿面硬、齿芯韧、具有良好的加工性能和经济性。
闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式
闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式
1、轮齿折断：轮齿折断通常有两种情况：一种是由于多次重复的弯曲应力和应力集中造成的疲劳折断；另一种是由于突然产生严重过载或冲击载荷作用引起的过载折断。
2、齿面点蚀：轮齿工作时，前面啮合处在交变接触应力的多次反复作用下，在靠近节线的齿面上会产生若干小裂纹。
随着裂纹的扩展，将导致小块金属剥落，这种现象称为齿面点蚀。
齿面点蚀的继续扩展会影响传动的平稳性，并产生振动和噪声，导致齿轮不能正常工作。
3、齿面磨损：轮齿啮合时，由于相对滑动，特别是外界硬质微粒进入啮合工作面之间时，会导致轮齿表面磨损。
齿面逐渐磨损后，齿面将失去正确的齿形，严重时导致轮齿过薄而折断，齿面磨损是开式齿轮传动的主要失效形式。
为了减少磨损，重要的齿轮传动应采用闭式传动，并注意润滑。
4、齿面胶合：在高速重载的齿轮传动中，齿面间的压力大、温升高、润滑效果差，当瞬时温度过高时，将使两齿面局部熔融、金属相互粘连，当两齿面做相对运动时，粘住的地方被撕破，从而在齿面上沿着滑动方向形成带状或大面积的伤痕，低速重载的传动不易形成油膜，摩擦发热虽不大，但也可能因重载而出现冷胶合。
5、齿面塑性变形：硬度较低的软齿面齿轮，在低速重载时，由于齿面压力过大，在摩擦力作用下，齿面金属产生塑性流动而失去原来的齿形。
提高齿面硬度和采用黏度较高的润滑油，均有助于防止或减轻齿面塑性变形。
机械设计常考试题及答案
1.问：常见的齿轮传动失效有哪些形式？答：齿轮的常见失效为：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形等。
2.问:在不改变材料和尺寸的情况下，如何提高轮齿的抗折断能力？答:可采取如下措施：1）减小齿根应力集中；2)增大轴及支承刚度;3）采用适当的热处理方法提高齿芯的韧性;4)对齿根表层进行强化处理。
3.问：为什么齿面点蚀一般首先发生在靠近节线的齿根面上?答：当轮齿在靠近节线处啮合时，由于相对滑动速度低形成油膜的条件差，润滑不良,摩擦力较大，特别是直齿轮传动，通常这时只有一对齿啮合，轮齿受力也最大，因此，点蚀也就首先出现在靠近节线的齿根面上。
4.问：在开式齿轮传动中，为什么一般不出现点蚀破坏?答：开式齿轮传动,由于齿面磨损较快,很少出现点蚀。
5.问：如何提高齿面抗点蚀的能力?答:可采取如下措施:1)提高齿面硬度和降低表面粗糙度；2)在许用范围内采用大的变位系数和，以增大综合曲率半径;3)采用粘度高的润滑油；4)减小动载荷.6。
问:什么情况下工作的齿轮易出现胶合破坏？如何提高齿面抗胶合能力？答：高速重载或低速重载的齿轮传动易发生胶合失效。
措施为：1)采用角度变位以降低啮合开始和终了时的滑动系数；2）减小模数和齿高以降低滑动速度;3)采用极压润滑油;4)采用抗校核性能好的齿轮副材料;5）使大小齿轮保持硬度差；6）提高齿面硬度降低表面粗糙度.7.问:闭式齿轮传动与开式齿轮传动的失效形式和设计准则有何不同？答：闭式齿轮传动：主要失效形式为齿面点蚀、轮齿折断和胶合。
目前一般只进行接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算.开式齿轮传动：主要失效形式为轮齿折断和齿面磨损,磨损尚无完善的计算方法，故目前只进行弯曲疲劳强度计算，用适当增大模数的办法考虑磨损的影响。
8.问：硬齿面与软齿面如何划分？其热处理方式有何不同？答：软齿面：HB≤350,硬齿面：HB>350。
软齿面热处理一般为调质或正火，而硬齿面则是正火或调质后切齿，再经表面硬化处理。
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软齿面和硬齿面的不同点
软齿面一般是齿轮表面没淬火时的齿面，
硬齿面一般是齿轮表面淬火后的齿面，
一般机械传动中使用的齿轮啮合都是硬齿面的。
软齿面的使用一般是一个是金属齿轮，另一个是非金属齿轮，或两个啮合齿轮不是同一种金属的情况。
获得软齿面（硬度<＝350HBS）热处理的方法有正火和调质。
热处理后切齿，精切可达7级精度。
由于小齿轮受力次数比大齿轮多，为使大小齿轮接近等强度，常采用调质的小齿轮与正火大齿轮配对，使小齿轮的齿面硬度比大齿轮的齿面硬度高30-50HBS。
获得硬齿面（硬度>350HBS）的热处理方法有整体淬火、表面淬火、渗碳淬火和氮化等。
一般是在切齿后作表面硬化处理，再进行磨齿等精加工，精度可达5级或4级。
但是随着硬齿面加工技术的发展，使用硬质合金滚刀或钴高速钢滚刀，也可精滚轮齿，而不需要再进行磨齿。
硬化齿轮的齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度及齿面抗胶合能力都得到提高，因此采用硬齿面或中硬齿面是当前发展的趋势。
以前考虑软硬齿面主要是考虑加工技术达不到，因现在大多情况下都能达到加工条件，故不再过多的把软硬齿面的选择做为主要因素。
硬齿面性能基本都比软齿面高出很多。
只是成本较之更高而已。
变位齿轮
通过改变标准刀具对齿轮毛坯的径向位置或改变标准刀具的齿槽宽切制出的齿形为非标准渐开线齿形的齿轮。
切制轮齿时，改变标准刀具对齿轮毛坯的径向位置称为径向变位。
改变标准刀具的齿槽宽称为切向变位。
最常用的是径向变位，切向变位一般用于圆锥齿轮的变位。
切制：用展成法加工齿轮时,若齿条形刀具的中线NN与齿轮毛坯的分度圆相切并作纯滚动，加工出来的齿轮称为标准齿轮。
若齿条形刀具的中线不与齿轮毛坯的分度圆相切，而是与刀具中线平行的另一条分度线（机床节线）与齿轮毛坯的分度圆相切并作纯滚动，则加工出来的齿轮称为径向变位齿轮。
加工径向变位齿轮时，齿条形刀具的中线相对被加工齿轮分度圆移动的距离称为变位量,用xm表示,x称为变为系数，m为模数。
通常规定，刀具中线相对轮心移远时，x取正值,称为正变位；刀具中线相对轮心移近时，x取负值，称为负变位。
特点：变位齿轮与标准齿轮相比，其模数、齿数、压力角均无变化；但是正变位时，齿廓曲线段离基圆较远，齿顶圆和齿根圆也相应增大，齿根高减小，齿顶高增大，分度圆齿厚与齿根圆齿厚都增大，但齿顶容易变尖；负变位时，齿廓曲线段离基圆较近，齿顶圆和齿根圆也相应减小，齿根高增大，齿顶高减小，分度圆齿厚和齿根圆齿厚都减小。