机械设计习题卡答案-浙江工业大学(6)

d2=90mm、齿宽b2=50mm，则齿宽系数Φd= C 。

A. 1.1 B. 5/9 C. 1 D. 1.3

32. 设计一对软齿面减速齿轮传动，从等强度要求出发，选择硬度时应使 D 。 A. HBS1=HBS2 B. HBS1≤HBS2

C. HBS1＞HBS2 D. HBS1=HBS2+（30～50）

33. 一对齿轮传动，小轮材为40Cr；大轮材料为45钢，则它们的接触应力 A 。 A．?H1=?H2

B. ?H1＜?H2 C．?H1＞?H2 D．?H1≤?H2

34. 减速齿轮传动，小齿轮1选用45钢调质；大齿轮2选用45钢正火，齿面接触应力 C 。 A. ?H1＞?H2 B. ?H1＜?H2 C. ?H1=?H2 D. ?H1≤?H2 35. 一对圆柱齿轮传动中，当齿面产生疲劳点蚀时，通常发生在 D 。 A. 靠近齿顶处 B. 靠近齿根处 C. 靠近节线的齿顶部分 D. 靠近节线的齿根部分

36. 一对减速齿轮传动中，若保持分度圆直径d1不变，而减少齿数并增大模数，其齿面接触应力将 C 。 A．明显增大

B．明显减小 C．基本保持不变

D．略有增加

37. 在下面的各种方法中， A 不能提高齿轮传动的齿面接触疲劳强度。 A．直径d不变而增大模数 B．改善材料 C．增大齿宽b D．增大齿数以增大d

38．设计一对闭式软齿面齿轮传动。在中心距a和传动比i不变的条件下，提高齿面接触疲劳强度最有效的方法是 B 。 A．增大模数，相应减少齿数 C．提高加工精度

B．提高主、从动轮的齿面硬度

D．增大齿根圆角半径

39．一对齿轮传动的接触强度已够，而弯曲强度不足，首先应考虑的改进措施是 B 。 A．增大中心距

B．使中心距不变，增大模数 D．模数不变，增加齿数

C．使中心距不变，增加齿数

40. 齿轮设计时，当随着选择齿数的增多而使直径增大时，若其他条件相同，则齿轮的弯曲承载能力 D 。 A．成线性地减小。

B．成线性地增加

C．不成线性，但有所减小 D．不成线性，但有所增加

41. 若保持传动比i和齿数和z??z1?z2不变，而增大模数m，则齿轮的 A 。 A. 弯曲强度提高，接触强度提高 B. 弯曲强度不变，接触强度提高 C. 弯曲强度与接触强度均不变 D. 弯曲强度提高，接触强度不变

42．计算一对直齿圆柱齿轮的弯曲疲劳应力时，若齿形系数、应力修正系数和许用应力均不相同，则应以 C 为计算依据。

A．[?F]较小者

B．YFaYSa较大者

[?F]YYC．FaSa较小者

[?F]YY C．FaSa较大者

43．在以下几种工况中， A 齿轮传动的齿宽系数φd可以取大些。 A．对称布置 B．不对称布置 C．悬臂布置

D．同轴式减速器布置

44．在下列措施中， B 可以降低齿轮传动的齿向载荷分布系数A．降低齿面粗糙度 C．增加齿轮宽度

B．提高轴系刚度

K?

D．增大端面重合度

45. 齿轮传动设计时，为何小齿轮的齿宽应比大齿轮的齿宽大5～10 mm？

答：将小齿轮的齿宽在圆整值的基础上人为地加宽5~10mm，以防止大小齿轮因装配误差产生轴向错位时导致啮合齿宽减小而增大轮齿的工作载荷，同时因小齿轮工作的循环次数较多，也可以适当提高小轮的接触强度和弯曲强度。

46. 图中：a）为标准直齿圆柱齿轮传动；b）为标准内齿轮传动；c）为标准直齿圆柱齿轮齿条传动。已知：各齿轮和齿条的材料、热处理方法、许用应力均相同；各传动中小齿轮 的参数、尺寸、所传递的转矩及工作条件也都相同。试比较三种传动的接触疲劳强度高低（用关系式表示）。（提示：由赫兹公式分析比较方便） 答：

47. 标准直齿圆柱齿轮传动，若传动比i，、转矩T1、齿宽b均保持不变，试问在下列条件下齿轮的弯曲应力和接触应力各将发生什么变化? (1)模数m不变，齿数Z1增加； (2)齿数z1不变，模数m增大；

a） b） c） (3)齿数zl增加一倍，模数m减小一半。

48. 有一同学设计闭式软齿面直齿圆柱齿轮传动，方案一其参数为：m=4mm、z1=20 、z2=60 ,经强度计算其齿面接触疲劳强度刚好满足设计要求，但齿根弯曲应力远远小于许用应力，因而又进行了两种方案设计。方案二为： m=2mm、z1=40 、z2=120，其齿根弯曲疲劳强度刚好满足设计要求；方案三为： m=2mm、z1=30 、z2=90 。假设改进后其工作条件、载荷系数K、材料、热处理硬度、齿宽等条件都不变，问：

⑴改进后的方案二、方案三是否可用？为什么？ ⑵应采用哪个方案更合理？为什么？ 答：⑴分析：直径d1决定齿面接触疲劳强度，模数m决定齿根弯曲疲劳强度

⑵方案一与方案二相比较，应采用方案二更合理，因为在强度均满足的条件下，齿数多、模数小有如下优点：①重合度ε?↑，传动平稳；②齿高h↓，滑动系数↓，磨损↓、切削量↓； ③da↓，齿坯小，齿轮重量↓。

49. 齿轮传动的精度指标分别用三种公差组来表示。其中： 第Ⅰ公差组，决定 齿轮传递运动的准确程度 ； 第Ⅱ公差组，决定 齿轮运转的平稳程度 ； 第Ⅲ公差组，决定 齿轮载荷分布的均匀程度 。 根据用途决定优先满足的主要使用功能，然后再兼顾其他要求。

50. 图示单级标准直齿圆柱齿轮减速器，因工作需要，拟加入一介轮3来增大输入轴和输出轴间的中心距。若z1 = z3 = 20，z2 = 4z1 = 80，模数为m，各齿轮材料和热处理均相同，长期工作，1轮主动，单向回转。试分析：加介轮后，承载能力与原传动相比有无变化？齿面接触强度和齿根弯曲疲劳强度如何变化？

答：加介轮后，承载能力与原传动相比有变化。因为：虽然小齿轮上的载荷没变，但是1

轮和3轮的综合曲率半径变小了，接触应力变大了，接触强度降低。又：3轮的齿根弯曲应力为对称循环，许用应力为1轮的0.7倍，弯曲强度降低。

51. 如图所示的齿轮传动，齿轮A、B和C的材料都是中碳钢调质，其硬度：齿轮A为240HBS，齿轮B为260HBS，齿轮C为220HBS，试确定齿轮B的许用接触应力[σH]和许用弯曲应力[σF]。假定：

（1） 齿轮B为“惰轮”（中间轮），齿轮A为主动轮，设KFN=KHN=1； （2） 齿轮B为主动，齿轮A和C均为从动，设KFN=KHN=1。

解：齿面接触疲劳许用应力的计算式为：齿根弯曲疲劳许用应力的计算式为：

[?H]?KHN??HlimSHA B C

[?F]?KFN??FlimSF

lim为：

取SH=1 SF=1.4（1.25~1.5之间均可）

查图10-24（c），知在脉动循环交变应力作用下，B齿轮的弯曲疲劳强度极限σσ

lim=σFE=350Mpa

（注意超出范围则采用外插法取值，为近似值，且设应力校正系数YST=1）

而受对称循环交变载荷作用时的应力极限值为脉动循环交变应力的70%——见P210倒数第6行）

查图10-25（d），知B齿轮的接触疲劳强度极限σ

Hlim为：σHlim=620Mpa

（1）、（2）两种情况下，B齿轮上的每个齿在一转的过程中，导致轮齿齿根弯曲的力的方向是不一样的，而导致齿面接触疲劳与B齿轮是否为主动轮无关。 则B齿轮在（1）、（2）两种情况下的许用接触应力[σH]均为： [?H]?KHN??Hlim1?620??620(MPa)SH1

下面讨论两种情况下齿轮B的许用弯曲应力[σF]

（1）齿轮B为惰轮的情况下，齿轮B所受力状态如图示： 则齿轮上任一点在一转的过程中，受力方向将反转一次，于是轮齿受力为对称循环交变载荷 σ

Flim=350×70%=245（Mpa）

A F1 主动B F2 C

许用弯曲应力为：

[?F]?KFN??Flim1?245??175(MPa)SF1.4 A F1 B F2 C （2）齿轮B为主动轮时，齿轮B所受力状态如下图所示：

主动轮 可见，在齿轮一转的过程中，轮齿的受力方向没有发生变化，只是受力时有时无，因此是受脉动循环交变载荷的作用。

从P204图10-20（c）查得的值即为在脉动循环交变应力作用下的弯曲疲劳强度极限σσ

lim=σFE=350(Mpa)

lim。

（设应力校正系数YST=1）

[?F]?则许用弯曲应力为：

KFN??Flim1?350??250(MPa)SF1.4

52. 要提高轮齿的抗弯疲劳强度和齿面抗点蚀能力有那些可能的措施？

53. 如图所示的二级斜齿圆柱齿轮减速器，已知：电动机功率P=3kW，转速n=970r/min；高速级mn1=2mm，z1=25，z2=53，?1?12?50?19??；低速级mn2=3mm，z3=22，z4=50。试求： （1）为使轴II上的轴承所承受的轴向力较小，在图上确定齿轮3、4的螺旋线方向； （2）绘出齿轮3、4在啮合点处所受各力的方向； （3）β2取多大值才能使轴II上所受轴向力相互抵消？

（1）齿轮3、4的螺旋线的方向如题图解所示：

（2）齿轮3、4在啮合点所受各分力Ft3、Ft4、Fr3、Fr4、Fa3、Fa4的方向如图示： （3）若要求轴II上齿轮2、3的轴向力能相互抵消，则必须满足下式： Fa2=Fa3，即

Ft2tan?1?Ft3tan?3,?3?Ft2tan?1Ft3

由轴II的力矩平衡，得

Ft2d2d?Ft2322，则

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