模塊七一、填空1、一般開式齒輪傳動的主要失效形式是齒面磨損和輪齒折斷；閉式齒輪傳動的主要失效形式是齒面點(diǎn)蝕和輪齒折斷；閉式軟齒面齒輪傳動的主要失效形式是齒面點(diǎn)蝕；閉式硬齒面齒輪傳動的主要失效形式是輪齒折斷。2、對于閉式軟齒面齒輪傳動，按彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核，這時(shí)影響齒輪強(qiáng)度的最主要幾何參數(shù)是直徑（或中心距）。3、對于開式齒輪傳動，通常只按彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算。這時(shí)影響齒輪強(qiáng)度的主要幾何參數(shù)是模數(shù)。4、一對減速齒輪傳動，若保持兩輪分度圓的直徑不變，減少齒數(shù)并增大模數(shù)，其齒面接觸應(yīng)力將不變。5、一對齒輪傳動，若兩輪的材料、熱處理方式及許用應(yīng)力均相同，只是齒數(shù)不同，則齒數(shù)多的齒輪彎曲強(qiáng)度高；兩齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度相等。6、在材料、熱處理及幾何參數(shù)均相同的直齒圓柱、斜齒圓柱和直齒圓錐三種齒輪傳動中，承載能力最高的是斜齒圓柱齒輪傳動，承載能力最低的是直齒圓錐齒輪傳動。7、齒輪傳動的潤滑方式主要根據(jù)齒輪的_圓周速度選擇。閉式齒輪傳動采用油浴潤滑時(shí)的油量根據(jù)傳遞功率確定。二、選擇1、對于軟齒面的閉式齒輪傳動，其主要失效形式為（C）。A.輪齒疲勞折斷；B.齒面磨損；C.齒面疲勞點(diǎn)蝕；D.齒面膠合。2、高速重載齒輪傳動，當(dāng)潤滑不良時(shí)，最可能出現(xiàn)的失效形式為（D）。A.輪齒疲勞折斷；B.齒面磨損；C.齒面疲勞點(diǎn)蝕；D.齒面膠合。3、齒輪的齒面疲勞點(diǎn)蝕經(jīng)常發(fā)生在（D）。A.靠近齒頂處；B.靠近齒根處；C.節(jié)線附近的齒頂一側(cè)；D?節(jié)線附近的齒根一側(cè)。4、設(shè)計(jì)一對軟齒面減速齒輪傳動，從等強(qiáng)度要求出發(fā)，選擇硬度時(shí)應(yīng)使（B）。A.大、小齒輪的硬度相等；B.小齒輪硬度高于大齒輪硬度；C.大齒輪硬度高于小齒輪硬度；D.小齒輪用硬齒面，大齒輪用軟齒面。5、一對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，氣=21,z2=63，則這對齒輪的彎曲應(yīng)力（C）。A.^F1>^F2；B.^F1<^F2；C.°F1=^F2；D.^F1W^F2。6、對于開式齒輪傳動，在工程設(shè)計(jì)中，一般（D）。A.先按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再校核彎曲強(qiáng)度；B.只需按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)；C.先按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再校核接觸強(qiáng)度；D.只需按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)。7、設(shè)計(jì)硬齒面齒輪傳動，當(dāng)直徑一定，常取較少的齒數(shù)，較大的模數(shù)以（A）。A.提高輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度；B.提高齒面的接觸疲勞強(qiáng)度；C.減少加工切削量，提高生產(chǎn)率；D.提高輪齒抗塑性變形能力。8、一對減速齒輪傳動中，若保持分度圓直徑di不變，而減少齒數(shù)并增大模數(shù)，其齒面接觸應(yīng)力將（C）。A.增大；B.減??；C.保持不變；D.略有減小。9、在下面的各種方法中，（A）不能提高齒輪傳動的齒面接觸疲勞強(qiáng)度。A.直徑d不變而增大模數(shù)；B.改善材料；C.增大齒寬b；D.增大齒數(shù)以增大d。10、在下面的各種方法中，（B）不能增加齒輪輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度。A?直徑不變增大模數(shù)；B.齒輪負(fù)變位；C.由調(diào)質(zhì)改為淬火；D.適當(dāng)增加齒寬。11、為提高齒輪傳動的接觸疲勞強(qiáng)度，可采取的方法是：（B）。A.采用閉式傳動；B.增大傳動的中心距；C.模數(shù)不變，減少齒數(shù)；D-中心距不變，增大模數(shù)。12、圓柱齒輪傳動的中心距不變，減小模數(shù)、增加齒數(shù)，可以（C）A.提高齒輪的彎曲強(qiáng)度；B.提高齒面的接觸強(qiáng)度；C.改善齒輪傳動的平穩(wěn)性；D.減少齒輪的塑性變形。13、在以下幾種工況中，（A）齒輪傳動的齒寬系數(shù)吼可以取大些。A.對稱布置；B.不對稱布置；C.懸臂布置；D.同軸式減速器布置14、對于齒面硬度W350HBS的齒輪傳動，若大、小齒輪均采用45鋼，一般采取的熱處理方式為（C）。A.小齒輪淬火，大齒輪調(diào)質(zhì)；B.小齒輪淬火，大齒輪正火;

C.小齒輪調(diào)質(zhì)，大齒輪正火；D.小齒輪正火，大齒輪調(diào)質(zhì)。15、一對圓柱齒輪，常把小齒輪的寬度做得比大齒輪寬些，是為了（C）。A.使傳動平穩(wěn)；B.提高傳動效率；C.提高小輪的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度；D.便于安裝，保證接觸線長。16、錐齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度按當(dāng)量圓柱齒輪的公式計(jì)算，當(dāng)量齒輪的齒數(shù)、模數(shù)是錐齒輪的（B）。A.實(shí)際齒數(shù)，大端模數(shù)；B.當(dāng)量齒數(shù)，平均模數(shù)；C.當(dāng)量齒數(shù)，大端模數(shù)；D.實(shí)際齒數(shù)，平均模數(shù)。17、選擇齒輪的精度等級時(shí)主要依據(jù)（D）。A.傳動功率；B.載荷性質(zhì)；C.使用壽命；D.圓周速度。三、簡答（參考答案從略）1、開式和閉式齒輪傳動的失效形式有什么不同？設(shè)計(jì)準(zhǔn)則各是什么？其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則針對的失效形式各是什么？答：⑴閉式傳動的主要失效形式為齒面點(diǎn)蝕和輪齒的彎曲疲勞折斷。當(dāng)采用軟齒面（齒面硬度W350HBS）時(shí)，其齒面接觸疲勞強(qiáng)度相對較低。因此設(shè)計(jì)時(shí)首先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件計(jì)算，并確定齒輪主要參數(shù)和尺寸，然后再按輪齒的抗彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。當(dāng)采用硬齒面（齒面硬度＞350HBS）時(shí)，一般首先按齒輪的抗彎曲疲勞強(qiáng)度條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定齒輪的模數(shù)及其主要幾何參數(shù),然后再校核其齒面接觸疲勞強(qiáng)度。⑵開式傳動的主要失效形式為齒面磨粒磨損。通常按照抗彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算，確定齒輪的模數(shù)及其他參數(shù)，但考慮磨粒磨損的影響再將模數(shù)增大10%?20%，無須校核接觸強(qiáng)度。2、齒輪的齒根彎曲疲勞裂紋發(fā)生在危險(xiǎn)截面輪齒的那一邊？為什么？為提高輪齒抗彎曲疲勞折斷的能力，可采取哪些措施？答：疲勞裂紋首先發(fā)生在危險(xiǎn)截面受拉一側(cè)。因?yàn)榻蛔兊凝X根彎曲應(yīng)力超過材料的彎曲疲勞極限應(yīng)力。措施:首先應(yīng)對輪齒進(jìn)行抗彎疲勞強(qiáng)度計(jì)算，使齒輪必須具有足夠的模數(shù)；其次采用增大齒根過渡圓半徑、降低表面粗糙度、進(jìn)行齒面強(qiáng)化處理（如噴丸）、減輕加工過程中的損傷等工藝措施，提高輪齒抗疲勞折斷的能力；再次應(yīng)盡可能消除載荷分布不均勻的現(xiàn)象，有效避免輪齒的局部折斷。

3、齒面點(diǎn)蝕首先發(fā)生在什么部位？為什么？防止點(diǎn)蝕可采取哪些措施？答：一般首先出現(xiàn)在靠近節(jié)線處的齒根表面上。因?yàn)檩嘄X進(jìn)入嚙合時(shí)，輪齒齒面上會產(chǎn)生很大的接觸應(yīng)力。對于輪齒表面上的某一局部來說，它受到的是交變的接觸應(yīng)力。如果接觸應(yīng)力超過了輪齒的許用接觸應(yīng)力，在載荷的多次反復(fù)作用下，齒面表層就會出現(xiàn)不規(guī)則的細(xì)微的疲勞裂紋。措施：可采用提高齒面硬度、降低齒面粗糙度、使用黏度較高的潤滑油等措施。4、一對齒輪傳動，如何判斷大、小齒輪中哪個(gè)齒面不易出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕？哪個(gè)輪齒不易出現(xiàn)彎曲疲勞折斷？理由如何？答：一對齒輪傳動，一般都是小齒輪容易出現(xiàn)齒面疲勞點(diǎn)蝕，小齒輪容易出現(xiàn)彎曲疲勞折斷；大齒輪不容易出現(xiàn)齒面疲勞點(diǎn)蝕，大齒輪不容易出現(xiàn)彎曲疲勞折斷。因?yàn)椋簖X輪分度圓直徑大（基圓直徑大）漸開線齒廓曲率小、齒廓較為平直，接觸強(qiáng)度比小齒輪高。大齒輪在工作時(shí)，相同時(shí)間，比小齒輪循環(huán)次數(shù)少、應(yīng)變次數(shù)少，不易發(fā)生輪齒疲勞折斷。5、齒輪傳動設(shè)計(jì)過程中，在確定小齒輪的齒數(shù)z1和模數(shù)m時(shí)，要考慮哪些因素？答：齒數(shù)z：為避免根切，標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪最小齒數(shù)zmin=17,斜齒圓柱齒輪Zmin=17cosB。大齒輪齒數(shù)為小齒輪齒數(shù)的整數(shù)倍，跑合性能好。而對于重要的傳動或重載、高速傳動，大小齒輪的齒數(shù)互為質(zhì)數(shù)，這樣輪齒磨損均勻，有利于提高壽命。在滿足彎曲強(qiáng)度的前提下，適當(dāng)減小模數(shù)，增大齒數(shù)。高速齒輪或?qū)υ肼曈袊?yán)格要求的齒輪傳動建議取zi^25o模數(shù)m：齒輪模數(shù)必須取標(biāo)準(zhǔn)值。為方便加工測量，一個(gè)傳動系統(tǒng)中，齒輪模數(shù)的種類應(yīng)盡量少。傳遞動力的齒輪，其模數(shù)不宜小于。過小則加工檢驗(yàn)不便。四、分析與計(jì)算1、試設(shè)計(jì)兩級減速器中的低速級直齒輪傳動。已知：用電動機(jī)驅(qū)動，載荷有中等沖擊，齒輪相對于支承位置不對稱，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，傳遞功率P=10kW，低速級主動輪轉(zhuǎn)速ni=400r/min，傳動比i=。解（1）選擇材料，確定許用應(yīng)力由表7-1，小輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)，硬度為220HBS，大輪選用45鋼，正火，硬度為190HBS。由圖7-10c和圖7-12c分別查得:

氣頓=555Mpa°氣頓=555Mpa°g=530MPa。Flim1=190MPa°Fiim2=180MPat]=t?im2=530=481.8MPaH2Sh1.1t180Itf」2=Fum2=——=128.5MPaF?由表7-8查得S「，Sf=，故t]t]=t?im2=530=481.8MPaH2Sh1.1t180Itf」2=Fum2=——=128.5MPaF?因硬度小于350HBS，屬軟齒面，按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再校核彎曲強(qiáng)度。按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算中心距：a±1)1蒞；齊mm、X2HW平au?。??！?［?！?=481MPa小輪轉(zhuǎn)矩T=9.55x106x400=2.38x105N?mm取齒寬系數(shù)巾a=,i=u=由于原動機(jī)為電動機(jī)，中等沖擊，支承不對稱布置，故選8級精度。由表7-5選K二。將以上數(shù)據(jù)代入，得初算中心距。二c確定基本參數(shù)，計(jì)算主要尺寸選擇齒數(shù)取zi=20，則z「u，Z1=X20=70確定模數(shù)由公式a=m?嚴(yán)2)/2可得：m=查標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，取m=5確定中心距a=m(z1+z2)/2=5X(20+70)/2=225mm計(jì)算齒寬b=%a=X225=90mm

為補(bǔ)償兩輪軸向尺寸誤差，取b「95mm，為補(bǔ)償兩輪軸向尺寸誤差，取b「95mm，b=90mm2計(jì)算齒輪幾何尺寸（此處從略）（4）校核彎曲強(qiáng)度bF1b=竺T、=b%MPaF2bm2zF1Y按z1=20,Z2=70由表7-9查得Yf「Yfs2=，代入上式得:。同=＜［?！?，安全

%*］。"安全（5）設(shè)計(jì)齒輪結(jié)構(gòu)，繪制齒輪工作圖。（略）2、設(shè)計(jì)一對閉式斜齒圓柱齒輪傳動。已知：用單缸內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動，載荷平穩(wěn)，雙向傳動，齒輪相對于支承位置對稱，要求結(jié)構(gòu)緊湊。傳遞功率P=12kW，低速級主動輪轉(zhuǎn)速ni=350r/min,傳動比i=30解：（1）選擇材料，確定許用應(yīng)力由表7-1,兩輪均選用20CrMnTi,滲碳淬火，小輪硬度為59HRC,大輪56HRCo由圖7-10d由表7-1,兩輪均選用20CrMnTi,。皿誡=1440MPa。田逾二1360MPaoFiim1=370MPaoFiim2=360MPa由表7-8查得Sh。皿誡=1440MPa。田逾二1360MPaoFiim1=370MPaoFiim2=360MPa由表7-8查得Sh二，壯故L1blb_l=—Hlim1HMPar1b1360b」=—ii2==1046MPaHri0.7blb_l=Flim1F0.7x370=162MPa1.6r]0.7blb_l=Flim2F0.7x360=158MPa1.6因硬度大于350HBS,屬硬齒面，按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再校核接觸強(qiáng)度。（2）按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算法向模數(shù):,'3.2KTY,'3.2KTYcos2P3E象2佰]「mm1F1）由于原動機(jī)為單缸內(nèi)燃機(jī)，載荷平穩(wěn)，支承對稱布置，故選8級精度。由表7-5選K二。2）小輪轉(zhuǎn)矩T=9.55x106^12=3.27x105N-mm

13503）取齒寬系數(shù)m=a4）初選螺旋角8=15。5）取zi=20,i=u=3,z「uz「3X20=60。當(dāng)量齒數(shù)：vcos3PZvi=Zv2=由表7-9查得丫阿二、丫既=4,比較yfs/[。f]Yfsi/[OfL=162=Yfs2/[o「2=4/158=Yfsi/[ofL的數(shù)值大，將該值與上述各值代入式中，得：.3.2KTYcos2P.'3.2x1.6x3.27x105x4.3xcos215。,m>V和筮2&]=七—0.4x（3+1）x202x162=4mmTOC\o"1-5"\h\z'a1F查標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，取mn=4mm（3）確定基本參數(shù)，計(jì)算主要尺寸1）試算中心距，由表13-3中公式a=m（z+z）/2cos8得：n12a=mm，圓整取a=168