齿轮传动习题集+答案

齿轮传动例1二级圆柱齿轮减速器，其中一级为直齿轮，另一级为斜齿轮。试问斜齿轮传动应置于高速级还是低速级？为什么？若为直齿锥齿轮和圆柱齿轮组成减速器，锥齿轮传动应置于高速级还是低速级？为什么？答：在二级圆柱齿轮传动中，斜齿轮传动放在高速级，直齿轮传动放在低速级。其原因有三点：1）斜齿轮传动工作平稳，在与直齿轮精度等级相同时允许更高的圆周速度，更适于高速。2）将工作平稳的传动放在高速级，对下级的影响较小。如将工作不很平稳的直齿轮传动放在高速级，则斜齿轮传动也不会平稳。3）斜齿轮传动有轴向力，放在高速级轴向力较小，因为高速级的转矩较小。由锥齿轮和斜齿轮组成的二级减速器，一般应将锥齿轮传动放在高速级。其原因是：低速级的转矩较大，齿轮的尺寸和模数较大。当锥齿轮的锥距R和模数m大时，加工困难，制造成本提高。例3一对闭式直齿圆柱齿轮传动，已知：z1=25，z2=75，m=3mm，d=1，小齿轮的转速n=970r/min。主从动轮的][H1=690MPa，][H2=600MPa，载荷系数K=1.6，节点区域系数ZH=2.5，材料弹性系数ZE=189.8MPa，重合度系数Z=0.9，是按接触疲劳强度，求该齿轮传动传递的功率。提示：接触疲劳强度校核公式为][)1(2211HHEHubduKTZZZ解：由已知条件：u=z2/z1=75/25=3d1=mz1=3×25=75mmb=φdd1=1×75=75mm因为大齿轮的许用接触应力较低，故按大齿轮计算承载能力：)1(2][21221uKubdZZZTEHH)13(6.12375759.08.1895.260022=195182Nmm=195.182Nm齿轮传动所能传递的功率为：30970182.1953011nTP19826W=19.826kW例4图示双级斜齿圆柱齿轮减速器，高速级：mn=2mm，z1=22，z2=95，20n，a=120，齿轮1为右旋；低速级：mn=3mm，z3=25，z4=79，20n，a=160。主动轮转速n1=960r/min，转向如图，传递功率P=4kW，不计摩擦损失，试：(1)标出各轮的转向和齿轮2的螺旋线方向；(2)合理确定3、4轮的螺旋线方向；(3)画出齿轮2、3所受的各个分力；(4)求出齿轮3所受3个分力的大小。解题注意要点：(1)一对斜齿轮旋向相反,1轮右旋,2轮左旋。(2)为使3轮轴向力与2轮反向，3轮左旋、4轮右旋。(3)为求齿轮3的分力，先求螺旋角T3和β3。解：(1)各轮的转向和2轮的螺向如例7-8图2所示。(2)3轮为左旋、4轮为右旋，如图所示。(3)齿轮2、3所受的各个分力如图所示。(4)求齿轮3所受分力：3.222952296021112123zzninnnr/min84.1713.222495509550323nPTTNm975.01602)7925(32)(cos433azzmn，β3=12.8386°923.76975.0253cos3333zmdnmm84.4467923.761084.171223333dTFtN23.10188386.12tan84.4467tan33taFFN86.16678386.12cos/20tan84.4467cos/tan333ntrFFN例6图示圆锥—斜齿圆柱齿轮减速器。齿轮1主动，转向如图，锥齿轮的参数为：模数m=2.5mm，z1=23，z2=69，20，齿宽系数R=0.3；斜齿轮的参数为：模数mn=3mm，z3=25，z4=99，20n。试：(1)标出各轴的转向；(2)为使Ⅱ轴所受轴向力较小，合理确定3、4轮的螺旋线方向；(3)画出齿轮2、3所受的各个分力。(4)为使Ⅱ轴上两轮的轴向力完全抵消，确定斜齿轮3的螺旋角β3（忽略摩擦损失）。解：(1)各轮的转向如例7-9图2所示。(2)3、4轮的螺旋线方向如图所示。(3)齿轮2、3所受分力如图所示。(4)确定斜齿轮3的螺旋角β3：若使Ⅱ轴不受轴向力，必须：|Fa2|=|Fa3|例12-4图1例12-4图2例12-6图1根据：222sintantaFF333tantaFF得到：22sintantF33tantF即：2323sintantanttFF忽略摩擦损失：T2=T3，Ft2=2T2/dm2则：23332232/2/2mmttdddTdTFF)5.01()5.01(222RRmmzdd，333cos/zmdn5651.71)23/69(tan)/(tan11212zz将上述4式代入前式得到2233sintan)5.01(sinRnmzzm5651.71sin20tan)3.05.01(695.2253=0.176621729.10=10°10′22″例7设计一对标准斜齿圆柱齿轮传动，传动比i=4.5，已经根据其接触疲劳强度和弯曲疲劳强度条件，确定中心距a=180mm，模数m=2.5mm，试合理确定齿轮齿数z1、z2和螺旋角β。要求：径向力β=12~15°，传动比误差小于5%。解：根据cos2/)(21zzman，初步确定螺旋角β=12°，确定齿数和：nmazzz/cos2)(215.2/12cos1802140.8则：6.255.5/8.140)1/(1uzz，取：z1=262.1156.258.14012zzz，取：z2=115传动比：i=z2/z1=115/26=4.42传动比误差：(4.5–4.42)/4.5=1.7%＜3%~5%，可用。修正螺旋角β：azzmn2)(arccos21=1802)11526(5.2arccos=7524117159.11（一）、选择题1．对于软齿面的闭式齿轮传动，其主要失效形式为________。A．轮齿疲劳折断B．齿面磨损C．齿面疲劳点蚀D．齿面胶合2．一般开式齿轮传动的主要失效形式是________。A．轮齿疲劳折断B．齿面磨损C．齿面疲劳点蚀D．齿面胶合3．高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式为________。A．轮齿疲劳折断B．齿面磨损C．齿面疲劳点蚀D．齿面胶合例12-6图24．齿轮的齿面疲劳点蚀经常发生在________。A．靠近齿顶处B．靠近齿根处C．节线附近的齿顶一侧D．节线附近的齿根一侧5．一对45钢调质齿轮，过早的发生了齿面点蚀，更换时可用________的齿轮代替。A．40Cr调质B．适当增大模数mC．45钢齿面高频淬火D．铸钢ZG310-5706．设计一对软齿面减速齿轮传动，从等强度要求出发，选择硬度时应使________。A．大、小齿轮的硬度相等B．小齿轮硬度高于大齿轮硬度C．大齿轮硬度高于小齿轮硬度D．小齿轮用硬齿面，大齿轮用软齿面7．一对齿轮传动，小轮材为40Cr；大轮材料为45钢，则它们的接触应力________。A．1H=2HB.1H＜2HC．1H＞2HD．1H≤2H8．其他条件不变，将齿轮传动的载荷增为原来的4倍，其齿面接触应力________。A．不变B．增为原应力的2倍C．增为原应力的4倍D．增为原应力的16倍9．一对标准直齿圆柱齿轮，zl=21，z2=63，则这对齿轮的弯曲应力________。A.1F＞2FB.1F＜2FC.1F=2FD.1F≤2F10．对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般________。A．先按接触强度设计，再校核弯曲强度B．只需按接触强度设计C．先按弯曲强度设计，再校核接触强度D．只需按弯曲强度设计。11．设计闭式软齿面直齿轮传动时，选择小齿轮齿数z1的原则是________。A．z1越多越好B．z1越少越好C．z1≥17，不产生根切即可D．在保证弯曲强度的前提下选多一些12．设计硬齿面齿轮传动，当直径一定，常取较少的齿数，较大的模数以________。A．提高轮齿的弯曲疲劳强度B．提高齿面的接触疲劳强度C．减少加工切削量，提高生产率D．提高轮齿抗塑性变形能力13.一对减速齿轮传动中，若保持分度圆直径d1不变，而减少齿数并增大模数，其齿面接触应力将________。A．增大B．减小C．保持不变D．略有减小14．设计齿轮传动时，若保持传动比i和齿数和zΣ=z1+z2不变，而增大模数m，则齿轮的________。A．弯曲强度提高，接触强度提高B．弯曲强度不变，接触强度提高C．弯曲强度与接触强度均不变D．弯曲强度提高，接触强度不变15．在下面的各种方法中，________不能提高齿轮传动的齿面接触疲劳强度。A．直径d不变而增大模数B．改善材料C．增大齿宽bD．增大齿数以增大d16．在下面的各种方法中，_________不能增加齿轮轮齿的弯曲疲劳强度。A．直径不变增大模数B．齿轮负变位C．由调质改为淬火D．适当增加齿宽17．在圆柱齿轮传动中，轮齿的齿面接触疲劳强度主要取决于_________。A．模数B．齿数C．中心距D．压力角18.为提高齿轮传动的接触疲劳强度，可采取的方法是：________。A．采用闭式传动B．增大传动的中心距C．模数不变，减少齿数D．中心距不变，增大模数19．保持直齿圆柱齿轮传动的中心距不变，增大模数m，则________。A．轮齿的弯曲疲劳强度提高B．齿面的接触强度提高C．弯曲与接触强度均可提高D．弯曲与接触强度均不变20．圆柱齿轮传动的中心距不变，减小模数、增加齿数，可以________A．提高齿轮的弯曲强度B．提高齿面的接触强度C．改善齿轮传动的平稳性D．减少齿轮的塑性变形21．在计算标准直齿圆柱齿轮的弯曲强度时，齿形系数YFa取决于________。A．模数mB．齿数zC．分度圆直径dD．重合度22．轮齿弯曲强度计算中的齿形系数YFa与________无关。A．齿数zB．变位系数xC．模数mD．斜齿轮的螺旋角β23．现有两个标准直齿圆柱齿轮，齿轮1：m1=3mm、z1=25，齿轮2：m2=4mm、z2=48，则它们的齿形系数________。A．YFa1＞YFa2B．YFa1＜YFa2C．YFa1=YFa2D．YFa1≤YFa224．设计一对闭式软齿面齿轮传动。在中心距a和传动比i不变的条件下，提高齿面接触疲劳强度最有效的方法是________。A．增大模数，相应减少齿数B．提高主、从动轮的齿面硬度C．提高加工精度D．增大齿根圆角半径25．一对齿轮传动的接触强度已够，而弯曲强度不足，首先应考虑的改进措施是。A．增大中心距B．使中心距不变，增大模数C．使中心距不变，增加齿数D．模数不变，增加齿数26．齿轮设计时，当随着选择齿数的增多而使直径增大时，若其他条件相同，则齿轮的弯曲承载能力________。A．成线性地减小。B．成线性地增加C．不成线性，但有所减小D．不成线性，但有所增加27．计算一对直齿圆柱齿轮的弯曲疲劳强度时，若齿形系数、应力修正系数和许用应力均不相同，则应以_________为计算依据。A．][F较小者B．SaFaYY较大者C．SaFaFYY][较小者C．SaFaFYY][较大者28．在以下几种工况中，________齿轮传动的齿宽系数φd可以取大些。A．对称布置B．不对称布置C．悬臂布置D．同轴式减速器布置29．在下列措施中，________可以降低齿轮传动的齿面载荷分布系数KA．降低齿面粗糙度B．提高轴系刚度C．增加齿轮宽度D．增大端面重合度30．对于齿面硬度≤350HBS的齿轮传动，若大、小齿轮均采用45钢，一般采取的热处理方式为________。A．小齿轮淬火，大齿轮调质B．小齿轮淬火，大齿轮正火C．小齿轮调质，大齿轮正火D．小齿轮正火，大齿轮调质31．一对圆柱齿轮，常把小齿轮的宽度做得比大齿轮宽些，是为了________。A．使传动平稳B．提高传