典型机械设计习题(一)[机械设计](3)

第九章 齿 轮 传 动

一、选择题

9-1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

9-2  在机械传动中，传动效率高，结构紧凑、功率和速度适用范围最广的是_______。

（1）带传动    （2）摩擦轮传动   （3）链传动（4）齿轮传动

9-3  成本较高，不宜用于轴间距离较大的单级传动是_____。

（1）带传动  （2）链传动  （3）齿轮传动

9-4能缓冲减振，并且起到过载安全保护作用的传动是____ 。

（1）带传动  （2）链传动  （3）齿轮传动

9-5一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

9-6一般参数的闭式硬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）齿面塑性变形（4）齿面胶合

9-7  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

9-8齿轮因齿面塑性变形而失效最可能出现在______齿轮传动中。

（1）高速轻载的闭式硬齿面   （2）低速重载的闭式软齿面

（3）润滑油粘度较高的硬齿面

9-9  设计一般闭式齿轮传动时，计算接触疲劳强度是为了避免____________失效。

（1）胶合   （2）磨粒磨损  （3）齿面点蚀  （4）轮齿折断

9-10 设计一般闭式齿轮传动时，齿根弯曲疲劳强度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

9-11磨损尚无完善的计算方法，故目前设计开式齿轮传动时，一般弯曲疲劳强度设计计算，用适当增大模数的办法以考虑_______的影响。

（1）齿面点蚀   （2）齿面塑性变形 （3）磨面磨损

 （4）齿面胶合

9-12对齿轮轮齿材料性能的基本要求是___________。

（1）齿面要硬，齿芯要韧   （2）齿面要硬，齿芯要脆 

（2）齿面要软，齿芯要脆  （4）齿面要软，齿芯要韧

9-13 设计一对材料相同的软齿面齿轮传动时，一般使小齿轮齿面硬度HRS，和大齿轮齿面硬度HBR2的关系为__________。

（1）HBS1HBS2 

9-14  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

9-15  一材料为45钢要求6级精度的硬齿面齿轮，其制造工艺过程可在齿坯加工以后顺序进行_____________。

（1）滚齿、表面淬火、磨齿   （2）滚齿、磨齿、表面淬火

（3）           渗碳淬火、滚齿、磨齿  （4）渗碳淬火、磨齿

9-16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，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）           齿轮在承上的位置

9-17计算载荷中的使用系数KA不包含__________对齿轮实际承受载荷的影响

（1）工作机性能   （2）原动机性能  （3）载荷变动情况

（5）齿轮制造及装配误差

9-18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

（2）减小附加动载荷

9-19齿轮传动中，齿间载荷分配不均，除与轮齿变形有关外，还主要与____________有关。

（1）齿面粗糙度   （2）润滑油粘度  （3）齿轮制造精度

9-20 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K0____________。

（1）A对较大   （2）B对较大  （3）A、B对齿轮相同

9-21 计算载荷中的齿向载荷分布系数Kβ与________无关。

（1）齿轮所在轴的刚度  （2）齿轮在轴上的位置

（2）工作机性能  （4）齿轮的宽度  （5）齿面硬度

9-22 齿面降低齿轮传动中向载荷分布不均的程度，可以____。

（1）增大重合度  （2）进行轮齿齿顶修缘  （3）将轮齿作鼓形修整   （4）降低齿轮支承系统的刚度

9-23齿轮接触强度计算中的弹性系数ZE反映了________对齿面接触应力的影响。

（1）齿轮副强度的极限  （2）齿轮副材料的弹性模量和泊松比 

（2）齿轮副材料的弹性极限  （4）齿轮副材料的度

9-24齿轮接触疲劳强度计算中的节点区域系数ZH与___无关。

（1）变位系数   （2）分度圆压力角  （3）分度圆螺旋角

9-25斜齿轮接触强度计算中的重合系数Ze，考虑了重合度对单位齿宽载荷的影响它_________。

（1）与端面重合度和纵向重合度有关  （2）只与端面重合度有关

（3）与纵向重合度有关

9-26  齿轮抗弯强度计算中的重合度系数Ye与__________有关。

（1）齿高   （2）齿宽   （3）端面重合度  （4）纵向重合度

9-27  斜齿圆柱齿轮强度计算中的螺旋系数Zβ和Yβ是考虑接触线倾斜对轮齿强度的影响，它的值为______________ 。

（1）Zβ>1，Yβ>1  （2）Zβ<1, Yβ<1 (3) Zβ>1, Yβ<1

(4) Zβ<1, Yβ>1

9-28  齿轮抗弯曲计算中的齿形系数YFa反映了___________对抗弯强度的影响。

（1）轮齿的形状   （2）轮齿的大小   （3）齿面强度

（4）齿面粗糙度

9-29标准直齿圆柱齿轮的齿形系数YFa取决于____________。

（1）模数   （2）齿数  （3）齿宽系数  （4）齿面硬度

9-30  齿轮抗弯强度计算中的应力修正系数YSa不包含________对齿根应力的影响。

（1）齿根过渡曲线处的应力集中   （2）弯曲应力外其余应力

（2）齿面硬度

9-31一减速齿轮传动，主动轮1用的45钢调质，从动轮2用45钢正火，则它们的齿面接触应力的关系是___________ 。

（1）σH1<σH2 (2) σH1=σH2 (3) σH1>σH2

9-32  一标准值齿圆柱齿轮传动，主动轮1和从动轮2材料的热处理硬度相同，齿数Z1

（1）σF1>σF2    (2) σF1=σF2  (3) σF1<σF2

9-33  有一标准直齿圆柱齿轮传动，齿轮1和齿轮2的齿数分别为Z1和Z2且Z1< Z2。若两齿轮的许用接触力和许用弯曲应力相同，则__________。

（1）两齿轮接触强度相等，齿轮2比齿轮1抗弯强度高

（2）两齿轮抗弯强强度相等，齿轮2比齿轮1接触强度高

（3）齿轮1和齿轮2的接触强度和抗弯强度均相等。

（4）齿轮1和齿轮2的接触强度和抗弯强度都高。

9-34 为了有效地提高齿面接触强度，可____________ 。

（1）保持分度圆直径不变而增大模数  （2）增大分度圆直径

（2）保持分度圆直径不变而增加齿数

9-35  有一传递动力的闭式直齿圆柱齿轮传动，现设计主、从动轮均为软齿面钢制齿轮，精度等级为7级。如欲在中心距和传动不变的条件下提高其接触强度，在下列措施中，最有效的是_________。

（1）增大模数   （2）提高主、从动轮的齿面硬度

（3）提高加工精度的等级  （4）增大齿根圆角半径

9-36 设计圆柱齿轮传动时，通常使小齿轮的宽度比大齿轮的宽一些，其目的是___________。

（1）使小齿轮和大齿轮的强度接近相等  （2）为了使传动更平稳

（2）为了补偿可能的安装误差以保证接触线长度

9-37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

（2）使大、小齿轮的磨损程度都减小

9-38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 ＋X2 <0 (2) X1 ＋X2=0 (3) X1 ＋X2>0

9-39设计斜齿圆柱齿轮传动时，螺旋角β一般在8度～25度范围内选取，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

（3）传动平稳性下降

9-40当齿轮的材料和热处理一定的情况下，许用应力的值与可靠度及寿命要求的关系是____________ 。

（1）可靠度要求越高，许应力值越大   （2）寿命要求越大，许用力值越大   （3）可靠度和寿命要求越高，许用应力值越站

9-41当齿轮的材料和热处理一定时，许用弯曲应力在______情况下的值较大。

（1）轮齿单向弯曲   （2）齿轮在传动中为惰轮 

（3）齿轮双向运转    （4）齿轮是行星轮

二、分析与思考题

9-42  在进行齿轮强度计算时，为什么要引入载荷系数K？

9-43  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？

9-44 为什么要引入齿间载荷分配系数Kα，它取决于哪些因素？

9-45 齿轮强度计算中为什么要引入齿向载荷分布系数Kβ，它的值主要受哪些因素的影响？可采取哪些措施来减小齿向载荷分布不均的程度？

9-46对相对两支承非对称布置的齿轮传动，从减小齿向载荷分布不均的角度考虑，齿轮应远离还是靠近转矩输入端来布置？

9-47试说明弹性系数ZE的物理意义，它如何影响齿面的接触应力？

9-48试说明节点区域系数ZH的物理意义，它对齿面接触影响如何？它与齿轮哪些参数有关？

9-49为什么齿轮接触强度和抗弯强度计算分别引入重合度系数Ze和Ye？在强度公式中还有什么系数与重合度有关，说明重合度对接触强度和抗弯强度的影响。

9-50试说明齿形系数YFa的物理意义，它与齿轮的哪些参数有关，是如何影响齿轮抗弯强度的？

9-51试说明应力修正系数YSa的物理意义。它考虑了哪些因素对抗弯强度的影响？

9-52试说明变位系数对接触强度和抗弯强度的影响在齿轮强度公式中是如何体现的？

9-53试说明齿轮制造精度对齿轮接触强度和抗弯强度的影响在强度计算公式中是怎样体现的？

9-54 在下列各齿轮受力图中标注各力的符号(齿轮1主动)。

             

题9-54图

9-55  两级展开式齿轮减速器如图所示。已知主动轮1为左旋，转向nl如图示，为使中间轴上两齿轮所受的轴向力相互抵消一部分，试在图中标出各齿轮的螺旋线方向，并在各齿轮分离体的啮合点处标出齿轮的轴向力Fa、径向力Fr，和圆周力Ft，的方向(圆周力的方向分别用符号⑧或①表示向内或向外)。

题9-55图

9-56  图示定轴轮系中，已知齿数z1=z3=25，z2=20，齿轮，转速nl=450r/min，工作寿命Lh=2000h。若齿轮1为主动且转向不变，试问：

题9-56图

   (1)齿轮2在工作过程中轮齿的接触应力和弯曲应力的应力比r各为多少?

    (2)齿轮2的接触应力和弯曲应力的循环次数N2各为多少?

9-57  直齿轮传动与斜齿轮传动在确定许用接触应力[σH]时有何区别?

9-58  对齿轮进行正、负变位修正，轮齿的抗弯能力有何变化?

9-59  齿轮传动的常用润滑方式有哪些?润滑方式的选择与齿轮圆周速度大小有何关系?润滑油粘度的选择与齿轮圆周速度大小有何关系?

9-60  圆弧齿圆柱齿轮传动与渐开线齿轮传动相比有哪些优点?为什么圆弧齿圆柱齿轮不能是直齿的?

    三、设计计算题

9-61  一对斜齿圆柱齿轮传动由电动机直接驱动，齿轮材料为45钢，软齿面，齿轮精度等级为8-7-7FL。已知法面模数mn=31mm，齿数z1=30，z2=93，螺旋角β=13.82°，齿宽B1=85mm，B2=80mm，转速n1=1440r/min，该齿轮对称布置在两支承之间，载荷平稳。试确定该齿轮传动的载荷系数K。

9-62  在上题的齿轮传动中，小齿轮调质处理，齿面硬度为220～240HBS，大齿轮常化处理，齿面硬度为190～210HBS，要求齿轮的工作寿命为5年(允许出现少量点蚀)，每年工作250天，每天工作8小时，齿轮单向转动。试确定该齿轮传动的许用接触应力和许用弯曲应力。

9-63  设计一直齿圆柱齿轮传动，原用材料的许用接触应力为[σH]1=700MPa，[σH]2 =600MPa，求得中心距a=100mm；现改用[σH]1=600MPa，[σH]2=400MPa的材料，若齿宽和其它条件不变，为保证接触疲劳强度不变，试计算改用材料后的中心距。

9-64  一直齿圆柱齿轮传动，已知zl=20，z2=60，m=4mm，B1=45mm，B2=40mm，齿轮材料为锻钢，许用接触应力[σH]1=500MPa，[σH]2=430MPa，许用弯曲应力[σF]1=340MPa，  [σF]2=280MPa，弯曲载荷系数K=1.85，接触载荷系数K=1.40，求大齿轮所允许的输出转矩T2(不计功率损失)。

9-65  设计铣床中一对直齿圆柱齿轮传动，已知功率P1=7.5kW，小齿轮主动，转速n1=1450r/min，齿数z1=26，z2=54，双向传动，工作寿命Lh=12000h。小齿轮对轴承非对称布置，轴的刚性较大，工作中受轻微冲击，7级制造精度。

9-66  设计一斜齿圆柱齿轮传动，已知功率Pl=40kW，转速n1=2800r/min，传动比i=3.2，工作寿命Lh=1000h，小齿轮作悬臂布置，工作情况系数KA=1.25。

9-67  设计由电动机驱动的闭式圆锥齿轮传动。已知功率P1=9.2kW，转速n1=970r/min，传动比i=3，小齿轮悬臂布置，单向转动，载荷平稳，每日工作8小时，工作寿命为5年(每年250个工作日)。

    四、结构设计与分析题

9-68  一标准斜齿圆柱齿轮的局部结构如图所示。已知法面模数mn=5mm，齿数z=52，螺旋角β=13°10′25″，精度等级为8-7-7HK  GB/T10095-1988。试确定图中各结构尺寸、尺寸公差、表面粗糙度和形位公差，并填写表中数值。

题9-68图