发布时间 : 星期六 文章山东理工大学机械设计考试题库及答案 - 图文更新完毕开始阅读756ae101581b6bd97f19ea8d
齿锥齿轮强度计算时，应以 为计算的依据。
71 设计齿轮传动时，若保持传动比i与齿数和z??z1?z2不变，而增大模数m，则齿轮的弯曲强度 ，接触强度 。
72 钢制齿轮，由于渗碳淬火后热处理变形大，一般需经过 加工，否则不能保证齿轮精度。 73 对于高速齿轮或齿面经硬化处理的齿轮，进行齿顶修形，可以 。
74 对直齿锥齿轮进行接触强度计算时，可近似地按 处的当量直齿圆柱齿轮来进行计算，而其当量齿数zv= 。 75 减小齿轮动载荷的主要措施有：① ，② 。
76 斜齿圆柱齿轮的齿形系数YFa与齿轮参数： 、 、 有关；而与 无关。 77 在齿轮传动设计中，影响齿面接触应力的主要几何参数是 和 ；而影响极限接触应力σ和 。
78 当一对齿轮的材料、热处理、传动比及齿宽系数?d一定时，由齿轮强度所决定的承载能力，仅与齿轮的 或 有关。 79 齿轮传动中接触强度计算的基本假定是 。
80 在齿轮传动的弯曲强度计算中，基本假定是将轮齿视为 。
81 对大批量生产、尺寸较大（D＞50 mm）、形状复杂的齿轮，设计时应选择 毛坯。 82 一对减速齿轮传动，若保持两齿轮分度圆的直径不变，而减少齿数和增大模数时，其 齿面接触应力将 。
83 在齿轮传动时，大、小齿轮所受的接触应力是 的，而弯曲应力是 的。
84 圆柱齿轮设计时，齿宽系数?d=b/d1，b愈宽，承载能力也愈 ，但使 现象严重。选择?d的原则是：两齿轮均为硬齿面时， 值取偏 值；精度高时，?d取偏 值；对称布置与悬臂布置取偏 值。
85 一对齿轮传动，若两齿轮材料、热处理及许用应力均相同，而齿数不同，则齿数多的齿轮弯曲强度 ；两齿轮的接触应力 。
86 当其他条件不变，作用于齿轮上的载荷增加1倍时，其弯曲应力增加 倍；接触应力增加 倍。
87 正角度变位对一个齿轮接触强度的影响是使接触应力 ，接触强度 ；对该齿轮弯曲强度的影响是轮齿变厚，使弯曲应力 ，弯曲强度 。 来提高弯曲强度。
89 两对直齿圆柱齿轮，材料、热处理完全相同，工作条件也相同（N＞N0，其中N为应力循环次数；N0为应力循环基数）。有下述的轮齿弯曲疲劳强度大；方案①与②的接触疲劳强度 ；方案 的毛坯重。
90 直齿锥齿轮的当量齿数zv= ；标准模数和压力角按 端选取；受力分析和强度计算以 直径为准。
91 已知直齿锥齿轮主动小齿轮所受各分力分别为Ft1=1 628N、Fa1=246 N、Fr1=539N，若忽略摩擦力，则Ft2= ，Fa2= ，Fr2= 。
92 齿轮设计中，在选择齿轮的齿数z时，对闭式软齿面齿轮传动，一般z1选得 些；对开式齿轮传动，一般z1选得 些。 93 设齿轮的齿数为z，螺旋角为β，分度圆锥角为δ，在选取齿形系数YFa时，标准直齿圆柱齿轮按 查取；标准斜齿圆柱齿轮按 查取；直齿锥齿轮按 查取（写出具体符号或表达式）。
94 一对外啮合斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是：① ；② ；③ 。
95 材料、热处理及几何参数均相同的三种齿轮（即直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和直齿锥齿轮）传动中，承载能力最高的是 传动；承载能力最低的是 。 破坏，应按 强度进行设计。
97 在斜齿圆柱齿轮设计中，应取 模数为标准值；而直齿锥齿轮设计中，应取 模数为标准值。 98 设计圆柱齿轮传动时，应取小齿轮的齿面硬度HBS1= ；应取小齿轮的齿宽b1= 。 99 在一般情况下，齿轮强度计算中，大、小齿轮的弯曲应力σ因是 。
100 对齿轮材料的基本要求是：齿面 ，齿芯 ，以抵抗各种齿面失效和齿根折断。
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F1与σF2是
Hlim
的主要因素是
88 在直齿圆柱齿轮强度计算中，当齿面接触强度已足够，而齿根弯曲强度不足时，可采用下列措施：① ，② ，③
两方案：①z1=20，z2=40，m=6mm，a=180mm，b=60mm，?=20°；②z1=40，z2=80，m=3mm，a=180mm，b=60mm，?=20°。方案
96 在闭式软齿面齿轮传动中，通常首先发生 破坏，故应按 强度进行设计。但当齿面硬度＞350HBS时，则易出现
的；许用弯曲应力σ
FP1与σFP2是
的。其原
三、问答题
101 齿轮传动的主要失效形式有哪些？开式、闭式齿轮传动的失效形式有什么不同？设计准则通常是按哪些失效形式制订的。 102 齿根弯曲疲劳裂纹首先发生在危险截面的哪一边？为什么？为提高轮齿抗弯曲疲劳折断的能力，可采取哪些措施？ 103 齿轮为什么会产生齿面点蚀与剥落？点蚀首先发生在什么部位？为什么？防止点蚀有哪些措施？ 104 齿轮在什么情况下发生胶合？采取哪些措施可以提高齿面抗胶合能力？
105 为什么开式齿轮齿面严重磨损，而一般不会出现齿面点蚀？对开式齿轮传动，如何减轻齿面磨损？
106 为什么一对软齿面齿轮的材料与热处理硬度不应完全相同？这时大、小齿轮的硬度差值多少才合适？硬齿面是否也要求硬度差？ 107 齿轮材料的选用原则是什么？常用材料和热处理方法有哪些？
108 进行齿轮承载能力计算时，为什么不直接用名义工作载荷，而要用计算载荷？ 109 载荷系数K由哪几部分组成？各考虑什么因素的影响？ 110 齿轮设计中，为何引入动载系数Kv？试述减小动载荷的方法。
111 影响齿轮啮合时载荷分布不均匀的因素有哪些？采取什么措施可使载荷分布均匀？
112 简述直齿圆柱齿轮传动中，轮齿产生疲劳折断的部位、成因及发展过程，并绘出简图表示。设计时采取哪些措施可以防止轮齿过早发生疲劳折断？
113 直齿圆柱齿轮进行弯曲疲劳强度计算时，其危险截面是如何确定的？ 114 齿形系数YFa与模数有关吗？有哪些因素影响YFa的大小？ 115 试述齿宽系数?d的定义。选择?d时应考虑哪些因素？
116 试说明齿形系数YFa的物理意义。如果两个齿轮的齿数和变位系数相同，而模数不同，试问齿形系数YFa是否有变化？ 117 一对钢制标准直齿圆柱齿轮，z1=19，z2=88。试问哪个齿轮所受的接触应力大？哪个齿轮所受的弯曲应力大？
118 一对钢制（45钢调质，硬度为280 HBS）标准齿轮和一对铸铁齿轮（HT300，硬度为230HBS），两对齿轮的尺寸、参数及传递载荷相同。试问哪对齿轮所受的接触应力大？哪对齿轮的接触疲劳强度高？为什么？
119 为什么设计齿轮时所选齿宽系数?d既不能太大，又不能太小？
120 一对标准直齿圆柱齿轮，分度圆压力角为?，模数为m，齿数为z1、z2（z1＜z2＝。另有一对标准斜齿圆柱齿轮，法向压力角为α
n，模数为
mn，齿数为z3、z4（z3＜z4）。且?=?n,m=mn，z1=z3，z2=z4。在其他条件相同的情况下，试证明斜齿轮比直齿轮的抗疲劳点蚀能
力强。
121 在某设备中有一对渐开线直齿圆柱齿轮，已知z1=26，i12=5，m=3mm，?=20°。在技术改造中，为了改善其传动的平稳性，要求在不降低强度、不改变中心距和传动比的条件下，将直齿轮改为斜齿轮。若希望分度圆螺旋角在β≤25°之内，试确定z1、z2、mn。及β。
122 在设计闭式软齿面标准直齿圆柱齿轮传动时，若σ简述其理由。
123 一对渐开线圆柱直齿轮，若中心距、传动比和其他条件不变，仅改变齿轮的齿数，试问对接触强度和弯曲强度各有何影响？ 124 一对齿轮传动，如何判断其大、小齿轮中哪个齿面不易出现疲劳点蚀？哪个轮齿不易出现弯曲疲劳折断？理由如何？ 125 试说明齿轮传动中，基节误差引起内部附加动载荷的机理。如何减少内部附加动载荷？
126 一对圆柱齿轮的实际齿宽为什么做成不相等？哪个齿轮的齿宽大？在强度计算公式中的齿宽b应以哪个齿轮的齿宽代人？为什么？锥齿轮的齿宽是否也是这样？
127 在选择齿轮传动比时，为什么锥齿轮的传动比常比圆柱齿轮选得小些？为什么斜齿圆柱齿轮的传动比又可比直齿圆柱齿轮选得大些？
128 什么叫齿廓修形，正确的齿廓修形对载荷系数中哪个系数有较明显的影响？ 129 一对直齿圆柱齿轮传动中，大、小齿轮抗弯曲疲劳强度相等的条件是什么？ 130 一对直齿圆柱齿轮传动中，大、小齿轮抗接触疲劳强度相等的条件是什么？
131 有两对齿轮，模数m及中心距a不同，其余参数都相同。试问它们的接触疲劳强度是否相同？如果模数不同，而对应的节圆直径相同，又将怎样？
132 一对齿轮传动中，大、小齿轮的接触应力是否相等？如大、小齿轮的材料及热处理情况相同，它们的许用接触应力是否相等？如许用接触应力相等，则大、小齿轮的接触疲劳强度是否相等？
133 在二级圆柱齿轮传动中，如其中一级为斜齿圆柱齿轮传动，另一级为直齿锥齿轮传动。试问斜齿轮传动应布置在高速级还是低速级？为什么？
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HP与
?d不变，主要应增大齿轮的什么几何参数，才能提高齿轮的接触强度？并
134 在圆柱-锥齿轮减速器中，一般应将锥齿轮布置在高速级还是低速级？为什么？
135 要设计一个由直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和直齿锥齿轮组成的多级传动，它们之间的顺序应如何安排才合理？为什么？ 136 为什么在传动的轮齿之间要保持一定的侧隙？侧隙选得过大或过小时，对齿轮传动有何影响？ 137 在什么情况下要将齿轮与轴做成一体？为什么往往齿轮与轴分开制造？
138 要求设计传动比i=3的标准直齿圆柱齿轮，选择齿数zl=12，z2=36，行不行？为什么？ 139 现设计出一标准直齿圆柱齿轮（正常齿），其参数为m=3.8mm，z1=12，?=23°。试问： （1）是否合理，为什么？ （2）若不合理，请提出改正意见。
140 设计一对闭式齿轮传动，先按接触强度进行设计，校核时发现弯曲疲劳强度不够，请至少提出两条改进意见，并简述其理由。 141 在齿轮设计中，选择齿数时应考虑哪些因素？ 142 为什么锥齿轮的轴向力Fa的方向恒指向该轮的大端？ 143 例解
1、为什么轮齿的弯曲疲劳裂纹首先发生在齿根受拉伸一侧？
解题要点：（1）齿根弯曲疲劳强度计算时，将轮齿视为悬臂梁，受载荷后齿根处产生的弯曲应力最大。（2）齿根过渡圆角处尺寸发生急剧变化，又由于沿齿宽方向留下加工刀痕产生应力集中。（3）在反复变应力的作用下，由于齿轮材料对拉应力敏感，故疲劳裂纹首先发生在齿根受拉伸一侧。
2、有一闭式齿轮传动，满载工作几个月后，发现硬度为200~240HBS的齿轮工作表面上出现小的凹坑。试问：（1）这是什么现象？（2）如何判断该齿轮是否可以继续使用？（3）应采取什么措施？
解题要点：（1）已开始产生齿面疲劳点蚀，但因“出现小的凹坑”，故属于早期点蚀。（2）若早期点蚀不再发展成破坏性点蚀，该齿轮仍可继续使用。（3）采用高粘度的润滑油或加极压添加剂于没中，均可提高齿轮的抗疲劳点蚀的能力。
3、一对齿轮传动，如何判断大、小齿轮中哪个齿面不易产生疲劳点蚀？哪个轮齿不易产生弯曲疲劳折断？并简述其理由。 解题要点：
（1） 大、小齿轮的材料与热处理硬度及循环次数N不等，通常?HP1而?H1在闭式软齿面圆柱齿轮传动中，在保证弯曲强度的前提下，齿数z1选多些有利，试简述其理由。
??HP2，
??H2，故小齿轮齿面接触强度较高，则不易出现疲劳点蚀。
（2）比较大、小齿轮的
?FP1YFa1YSa1与
?FP2YFa2YSa2，若
?FP1YFa1YSa1YFa2YSa2<
?FP2，则表明小齿的弯曲疲劳强底低于大齿轮，易产生弯曲疲劳折
断；反之亦然。
4、图为两级斜齿圆柱齿轮减速器，已知条件如图所示。试问： （1） 低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使中间 轴Ⅱ上两齿轮所受的轴向力相反？
（2） 低速级小齿轮的螺旋角β2应取多大值，才能使 轴Ⅱ轴上轴向力相互抵？
解题要点：（1）轴Ⅱ上小齿轮为左旋；Ⅲ轴上大齿轮为左旋。（2）若要求Ⅱ轴上轮1、2的轴向力能互相抵消，则必须满足下式：Fa1=Fa2 即
Ft1tan?1?Ft2tan?2,tan?2?Ft1ddtan?1 由中间轴的力矩平衡，得 Ft11?Ft22Ft222
则
tan?2?Ft1d5?17/cos?2tan?1?1tan?1?tan?1 Ft2d23?51/cos?1得
sin?2?5?17sin15??0.1438 则 ?2?8.27??8?16?12??
3?515、今有两对斜齿圆柱齿轮传动，主动轴传递的功率P1=13kW，n1=200r/min，齿轮的法面模数mn=4mm，齿数z1=60均相同，仅螺旋角分别为9°与18°。试求各对齿轮传动轴向力的大小？
解题要点：（1）因两对齿轮传递的P1和n1相等，故主动轴上的转矩也应相等，即
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6T1?9.55?106P1/n1?(9.55?10?13/200)N?mm?620750 N?mm
（2）计算β=9°的齿轮传动的轴向力：
Ft1?2T1/d1?2?620750?cos?/(mnz1)
=[2×620 750×cos9°/（4×6）]=5 109 N Fa1=Ft1tanβ=5 109×tan 9° N=809N=Fa2 （3）计算β=18°的齿轮传动的轴向力：
Ft?1?2T12T1cos?2?620750?cos18????4950d1mnz14?60Fa?1?Ft?1tan??4920?tan18??1599 N
N?Fa?2
6、两级圆柱齿轮传动中，若一级为斜齿，另一级为直齿，试问斜齿圆柱齿轮应置于调整级还是低速级？为什么？若为直齿锥齿轮和圆柱齿轮所组成的两级传动，锥齿轮应置于调整级还是低速级？为什么？
解题要点：
（1）在两级圆柱齿轮传动中，斜齿轮应置于高速级，主要因为高速级的转速高，用斜齿圆柱齿轮传动工作平衡，在精度等级相同时，允许传动的圆周速度较高；在忽略摩擦阻力影响时，高速级小齿轮的转矩是低速纸小齿轮转矩的1/i（i是高速级的传动比），其轴向力小。
（2）由锥齿轮和圆柱齿轮组成的两级传动中，锥齿轮一般应置于高速级，主要因为当传递功率一定时，低速级的转矩大，则齿轮的尺寸和模数也大，而锥齿轮的锥距R和模数m大时，则加工困难，或者加工成本大为提高。
7、某传动装置采用一对闭式软齿面标准直齿圆柱齿轮，齿轮参数z1=20，z2=54，m=4mm。加工时误将箱体孔距镗大为a??150mm。齿轮尚末加工，应采取可种方法进行补救？新方案的齿轮强度能满足要求吗？
解题要点：
标准直齿圆柱齿轮的中心距为a?m(z1?z2)/2?4?(20?50)/2?148 mm，故可补救。
m(z1?z2)/(2cos?)?4?(20?54)/(2cos?)?150mm
（1）将齿轮改为斜齿轮，使中心距等于a??cos??a/a??148/150?0.9867 ??9.367??9?22?01??
通过调整β角，中心距达到150mm，用斜齿代替直齿，新方案不仅强度有所提高，而且传动性能也有所改善。 （2）或者采用正确度变位齿轮
?x1?x2?0?，同样可使a??a,d??d,而仍用直齿轮，选用合适的变位系数x与x值，同样可达到
1
2
?减少，接触疲劳强度可提高。 a??150mm。此时，?H
8、在闭式软齿面圆柱齿轮设计中，为什么在满足弯曲强度条件下，z1尽可能选多一些有利？试简述其理由。 解题要点：参见教材中有关齿数z的选择。
一对标准直齿圆柱齿轮传动，当传动比i=2时，试问：
（1）哪一个齿轮所受的弯曲应力大？为什么？ （2）若大、小齿轮的材料、热处理硬度均相同，小齿轮的应力循环次数N1则它们的许用弯曲应力是否相等？为什么？
解题要点：
（1）因 一般YFa1Ysa1?106?N0，
?YFa2Ysa2，故?F1??F2，即小齿轮的齿根弯曲应力大。（2）两齿轮硬度相同，即试验齿轮的弯曲疲劳极限
?Flim1??Flim2。但由于工作循环次数N1>N2及齿轮的寿命系数YN1 ?FP1??FP2。 9、试求一对啮合的大、小齿轮对于弯曲疲劳强度为等强度的条件式，并求大、小齿轮弯曲应力间的关系式。 24