第10章-齿轮传动

1第十二章齿轮传动一、选择题12－1在机械传动中，理论上能保证瞬时传动比为常数的是___.（1）带传动（2）链传动（3）齿轮传动（4）摩擦轮传动12－2一般参数的闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是___.（1）齿面点蚀（2）轮齿折断（3）齿面磨粒磨损（4）齿面胶合12－3高速重载且散热条件不良的闭式齿轮传动，其最可能出现的失效形式是___.（1）轮齿折断（2）齿面磨粒磨损（3）齿面塑性变形（4）齿面胶合12－4一般参数的开式齿轮传动，其主要的失效形式是___。（1）齿面点蚀（2）轮齿折断（3）齿面胶合（4）齿面塑性变形12－5发生全齿折断而失效的齿轮，一般是___。（1）齿宽较小的直齿圆柱齿轮（2）齿宽较大、齿向受载不均的直齿圆柱齿轮（3）斜齿圆柱齿轮（4）人字齿轮12－6下列措施中，___不利于提高轮齿抗疲劳折断能力。（1）减小齿面粗糙度值（2）减轻加工损伤（3）表面强化处理（4）减小齿根过渡曲线半径12－7下列措施中，___不利于减轻和防止点蚀，不利于提高齿面接触强度。（1）提高齿面硬度（2）采用粘度低的润滑油（3）降低齿面粗糙度值（4）采用较大的变位系数和12－8设计一般闭式齿轮传动时，计算接触强度是为了避免___失效。（1）胶合（2）磨粒磨损（3）齿面点蚀（4）轮齿折断12－9设计一般闭式齿轮传动时，齿根弯曲疲劳强度计算主要针对的失效形式是___。（1）齿面塑性变形（2）轮齿疲劳折断（3）齿面点蚀（4）磨损12－10对齿轮轮齿材料的基本要求是___。（1）齿面要硬，齿芯要韧（2）齿面要硬，齿芯要脆（3）齿面要软，齿芯要脆（4）齿面要软，齿芯要韧12－11已知一齿轮的制造工艺过程是：加工齿坯、滚齿、表面淬火和磨齿，则该齿轮的材料是___。（1）20CrMnTi(2)40Cr(3)Q235(4)ZChSnSb12-612－12材料为20Cr的齿轮要达到硬齿面，适宜的热处理方法是___。（1）整体淬火（2）渗碳淬火（3）调质（4）表面淬火12－13各种齿面硬化处理方法中，___处理的轮齿变形最小，因此处理后不许再磨齿，适用于内齿轮和难于磨削的齿轮。（1）渗碳（2）渗碳淬火（3）高频淬火（4）整体淬火12－14对于一对材料相同的钢制软齿面齿轮传动，常用的热处理方法是___。（1）小齿轮淬火，大齿轮调质（2）小齿轮淬火，大齿轮正火（3）小齿轮调质，大齿轮正火（4）小齿轮正火，大齿轮调质12－15选择齿轮毛坯的成型方法时（锻造、铸造、轧制圆钢等），除了考虑材料等因素外，2主要依据___。（1）齿轮的几何尺寸（2）齿轮的精度（3）齿轮的齿面粗糙度（4）齿轮在轴上的位置12－16有A、B两对齿轮传动，尺寸和运转条件都相同，但A对齿轮的精度高，则转动中的附加载荷___。（1）A对齿轮大（2）B对齿轮大（3）A、B两对齿轮相同12－17有A、B两对齿轮传动、尺寸和精度相同，但A对齿轮的圆周速度较高，则转动的附加载荷___。（1）A对齿轮大（2）B对齿轮大（3）A、B两对齿轮相同12－18对于重要的齿轮传动，可将齿轮进行齿顶修缘，目的是___。（1）减小齿间载荷分配不均（2）减小齿向载荷的分布不均（3）减小附加动载荷12－19有A、B两对齿轮传动，材料、热处理和制造精度相同，但A对齿轮重合度较大。则齿间载荷分配系数Kα___。（1）A对齿轮大（2）B对齿轮大（3）A、B两对齿轮相同12－20一减速齿轮传动，主动轮1用45调质钢，从动轮2用45钢正火，则它们的齿面接触应力的关系为___。（1）σH1σH2(2)σH1=σH2(3)σH1σH212－21一标准直齿圆柱齿轮传动，主动轮1和从动轮2的材料和热处理硬度相同，齿数z1z2，则它们的齿根弯曲应力___。（1）σF1σF2(2)σF1=σF2(3)σF1σF212－22为了有效提高齿面接触强度，可___。（1）保持分度圆直径不变而增大模数（2）增大分度圆直径（3）保持分度圆直径不变而增加齿数12－23为了提高齿根抗弯强度，可___。（1）增大模数（2）保持分度圆直径不变而增大模数（3）采用负变位齿轮12－24对于闭式软齿面齿轮传动，在传动尺寸不变并满足弯曲疲劳强度的前提下，齿数宜适当取多些。其目的是___。（1）提高轮齿的抗弯强度（2）提高齿面的接触强度（3）提高传动平稳性12－25对于闭式硬齿面齿轮传动，宜取较少齿数以增大模数。其目的是___。（1）提高齿面的接触强度（2）减小滑动系数，提高传动效率（3）减小轮齿的切削量（4）保证轮齿的抗弯强度12－26在传递转矩和齿轮许用应力一定的情况下，若适当选取较大的齿宽系数，可___。（1）减小齿轮传动的径向尺寸和圆周速度（2）减小齿轮传动的轴向尺寸（3）降低齿向载荷分布不均的程度12－27与标准圆柱齿轮传动相比，采用高度变位齿轮传动可以___。（1）使大、小齿轮的抗弯强度趋近（2）提高齿轮的接触强度（3）使大、小齿轮齿根磨损程度都减小312－28设计变位齿轮传动时，若齿轮的变位系数分别为X1和X2，为提高齿轮传动的接触强度，应使变位系数之和为___。（1）X1+X20（2）X1+X2＝0（3）X1+X2012-29设计斜齿圆柱齿轮传动时,螺旋角β一般在8°～20°范围内选取,β太小斜齿轮传动的优点不明显,太大则会引起___.(1)啮合不良(2)制造困难(3)轴向力太大(4)传动平稳性下降12-30直齿锥齿轮的标准模数是____.(1)小端模数(2)大端端面模数(3)齿宽中点法向模数(4)齿宽中点的平均模数12-31直齿锥齿轮传动的强度计算方法是以____的当量圆柱齿轮为计算基础.(1)小端(2)大端(3)齿宽中点处二、分析与思考题12-1齿轮传动的设计计算准则是根据什么来确定的?目前常用的计算方法有那些,它们分别针对何种失效形式?针对其余失效形式的计算方法怎样?在工程设计实践中,对于一般使用的闭式硬齿面、闭式软尺面和开式齿轮传动的设计计算准则是什么?12-2齿面点蚀一般首先发生在节线附近的齿根面上.试对这一现象加以解释.12-3选择齿轮材料时,应考虑那些主要因素?对齿轮材料的性能要求怎样?12-4常用的齿轮材料有哪些,应用场合如何?钢制齿轮常用的热处理方法有哪些,它们各在何种情况下采用?试举出若干不同机械中所使用齿轮的材料和热处理方法的实例.12-5在设计软齿面齿轮传动时,为什么常使小齿轮的齿面硬度高于大齿轮齿面硬度30～50HBS?12-6试说明选择齿轮精度等级的原则.如何根据具体情况进行合理选择?12-7试分析润滑状况对齿轮传动性能和强度的影响.如何选择齿轮传动的润滑方式和润滑剂?12-8试说明锥齿轮强度计算方法及其齿宽中点处的当量圆柱齿轮为计算基础的原因及合理性.12-9在进行齿轮强度计算时,为什么要引入载荷系数K?12-10根据齿轮啮合原理,渐开线齿轮传动可以实现瞬时传动比不变,为什么齿轮啮合过程中还会产生内部附加动载荷?动载荷系数Kv反映了哪些产生动载荷的影响因素?如何减小作用在轮齿上的内部附加动载荷?12-11设计齿轮传动时,若大、小齿轮的疲劳极限值相同,这时它们的许用应力是否相同?为什么?12-12现有A、B两对闭式软齿面直齿圆柱齿轮传动,A对参数为:模数m=4mm,齿数z1=20,z2=45,齿宽b=60mm.两对齿轮精度为8级,小齿轮转速均为1450r/min,其它条件分别相同.试比较两对齿轮接触强度及抗弯强度的高低.12-13在两级直齿圆柱齿轮减速器设计中,如发现低速级的大齿轮直径比高速级大齿轮直径大的多,为使两级齿轮传动均能浸油润滑,在不改变齿轮材料和硬度前提下,试问两级传动比4及齿宽系数应如何调整?12-14在图示的齿轮传动中,已知动力从齿轮1输入,齿轮3输出,齿轮1为右旋齿轮,其转向如图所示.试:(1)标出齿轮2和3的转向及轮齿的旋向.(2)标出各齿轮在啮合点处所受切向力Ft、径向力Fr和轴向力Fx的方向.(3)说明中间轮2齿面接触应力和齿根弯曲应力的变化特性.12-1412-1512-15在图示的正交标准直齿锥齿轮传动中,已知,模数m=3mm,齿数z1=24,z2=55,齿宽b=30mm,锥齿轮1为主动轮,其传递的功率P1=2KW,转速n1=160r/min,转向如图所示.试确定:(1)齿轮2的转向.(2)齿轮1和2在啮合点处所受切向力Ft、径向力Fr和轴向力Fx的方向和大小.12-16在图示的二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器中,已知:Ⅰ轴为输入轴,输入功率P1=10KW,转速n1=1450r/min,转向如图所示,Ⅲ轴为输出轴;高速级齿轮参数为:模数mn1=3mm,齿数z1=21,z2=52,螺旋角β1=12°7′43″,齿轮1的轮齿为右旋;低速级齿轮参数为:模数mn3=5mm,齿数z3=27,z4=54;齿轮啮合效率η1=0.98,滚动轴承效率η2=0.99.试解答:(1)确定齿轮2、3和4的轮齿旋向,要求使Ⅱ轴上2和3齿轮的轴向力相互抵消一部分以减轻轴承所受的载荷.(2)欲使Ⅱ轴上齿轮2和齿轮3的轴向力完全抵消,求齿轮3的螺旋角β3应为多少.(3)在图中标出各轴转向,并求出各轴所受转矩的大小.(3)标出各齿轮在啮合点处所受切向力Ft、径向力Fr和轴向力Fx的方向,并求出各力的大小.题12-16图题12-17图1、2、3、4-齿轮1、2、3、4-齿轮12-17在图示的二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器中,已知:动力从Ⅰ轴输入,Ⅲ轴为输出轴,其转动方向如图所示,齿轮4的轮齿旋向为右旋.试解答:(1)标出输入轴Ⅰ和中间轴Ⅱ的转向.(2)确定并标出齿轮1、2和3的轮齿旋向,要求使轴Ⅱ上所受轴向力尽可能小.5(3)标出各齿轮在啮合点处所受各分力的方向.(4)画出Ⅱ轴联同齿轮2和3一体的空间受力图.三、设计计算题12-1有一通用机械上用的闭式直齿圆柱齿轮传动,已知:齿数z1=20,齿数比u=3,模数m=6mm,齿宽b1=125mm,b2=120mm,齿轮制造精度为8级,小齿轮用45钢调质255HBS,大齿轮用45钢正火200HBS;齿轮在轴上相对两轴承对称布置,传动功率P1=22KW,转速n1=730r/min,单向装动,原动机为电动机,工作机载荷由中等振动,两半制工作,使用寿命12年.试校核该齿轮传动的强度.12-2有一闭式直齿圆柱齿轮传动,已知:齿数z1=32,z2=108,中心距a=210mm,齿宽b1=75mm,b2=70mm,小齿轮材料为38SiMnMo调质250HBS,大齿轮45钢正火210HBS,齿轮制造精度7级;齿轮相对两支承非对称布置,但轴的刚性较大,单向转动,转速n1=1450r/min,载荷平稳,要求工作寿命th=24000h.试计算该齿轮传动允许传递的最大功率Pmax.12-3有一正交直齿锥齿轮传动,已知:齿数z1=20,z2=40,模数m=3mm,齿数b=20mm,齿轮制造精度为8级,小齿轮用45钢调质260HBS,大齿轮用45钢正火210HBS;小齿轮悬臂布置.单向转动,转速n1=960r/min,由电动机驱动,工作机载荷平稳,要求工作寿命24000h,试计算该齿轮传动所允许传递的最大功率Pmax.12-4有一闭式直齿圆柱齿轮传动,已知:模数m=4mm,齿数z1=20,z2=60,齿宽b1=45mm,b2=40mm,变位系数X1=0.1,X2=0,齿轮制造精度7级,大、小齿轮均为45钢表面淬火50HRC;要求传递功率P1=12KW,单向转动,转速n1=100r/min,若载荷系数按K=1.3计,试按弯曲疲劳强度估计该齿轮传动的工作寿命.12-5设计图示卷扬机用闭式二级直齿圆柱齿轮减速器中的告高速齿轮传动.已知:传递功率P1=7.5KW,转速n1=960r/min,高速传动比i=3.5,每天工作8h,使用寿命15年.12-6设计图示带式运输机传动系统中的开式齿轮传动.已知:开式小齿轮传递功率P1=4KW,转速n1=180r/min,传动比i=3,单向转动,载荷平稳,平均每天工作4h,使用寿命15年.12-512-612-7设计一闭式直齿圆柱齿轮传动.已知:功率变化情况如图所示