发布时间 : 星期六 文章机械设计-齿轮习题与参考答案更新完毕开始阅读7d74b521a76e58fafab003ce
问斜齿轮传动应布置在高速级还是低速级？为什么？
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
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。
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。
9
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??HP2， 而?H1??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
?FP1YFa1YSa1<
?FP2YFa2YSa2，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
?1?Ft2tan?2,tan?2?即 Ft1tan由中间轴的力矩平衡，得
Ft1d1d?Ft22 22Ft1tan?1 Ft2则 tan?2?得
Ft1d5?17/cos?2tan?1?1tan?1?tan?1 Ft2d23?51/cos?1sin?2?5?17sin15??0.1438 3?51则 ?2?8.27??8?16?12??
5、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
10
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
6T1?9.55?106P/n?(9.55?10?13/200)N?mm?620750 N?mm 11（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????4950 N d1mnz14?60Fa?1?Ft?1tan??4920?tan18??1599N?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/（ii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：
11
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。
（1）将齿轮改为斜齿轮，使中心距等于
a??m(z1?z2)/(2cos?)?4?(20?54)/(2cos?)?150mm
cos??a/a??148/150?0.9867
??9.36?7?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，
?减少，接触疲劳强选用合适的变位系数x1与x2值，同样可达到a??150mm。此时，?H度可提高。
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?106?N0，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?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 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。 12