改善其传动的平稳性，要求在不降低强度、不改变中心；122在设计闭式软齿面标准直齿圆柱齿轮传动时，若；123一对渐开线圆柱直齿轮，若中心距、传动比和其；124一对齿轮传动，如何判断其大、小齿轮中哪个齿；125试说明齿轮传动中，基节误差引起内部附加动载；126一对圆柱齿轮的实际齿宽为什么做成不相等？哪；127在选择齿轮传动比时，为什么锥齿轮的传动比常；128什么
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能提高齿轮的接触强度？并简述其理由。 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？ 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。 HP与?d不变，主要应增大齿轮的什么几何参数，才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：
6 （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??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 即
Ft1tan?1?Ft2tan?2,tan?2? Ft1tan?1 Ft27 由中间轴的力矩平衡，得 Ft1d1d?Ft22 22则
Ft1d5?17/cos?2tan?1?1tan?1?tan?1 Ft2d23?51/co?s1sin?2?5?17sin15??0.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?mm?620750
N?mm 1/n1?(9.55?10?13/200（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??tan18??15991tan??4920 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 8 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。 （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.?22?01??
??9.36?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?减少，接触疲劳强度可提高。 变位系数x1与x2值，同样可达到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?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。
9 （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<YN2，且又由于应力修正系数YST1?YST2，故小齿轮的许用弯曲应力?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。 提示：弯曲疲劳强度计算公式为 ?F1??F2?2DT1YFa1YSa1Y?Y???FP1
bd1mn2DT1YFa2YSa2Y?Y???FP2
② 解题要点： （1）解提示①、②两式中后的两项，即得其大、小齿轮弯曲疲劳等强度条件式：
?FP1YFa1YSa1??FP2YFa2YSa2 利用上式可判断一对齿轮中哪个齿轮的强度较弱，若强度低于大齿轮，应按小齿轮进行弯曲强度设计或校核。 ?FP1YFa1YSa1??FP2YFa2YSa2，则表明小齿轮的弯曲（2）解提示①、②两式中前面的两项，又可获得大、小齿轮弯曲应力间的关系式： ?F1YFa1YSa1??F2YFa2YSa2 利用上式，在已知一个齿轮的应力后，可方便地求得另一齿轮的应力。
10、设有一对标准直齿圆柱齿轮，已知齿轮的模数m=5mm，小、大齿轮的参数分别为：应力修正系数YSa1=1.56, YSa2=1.76；齿形系数YFa1=2.8, YFa2=2.28；许用应力，?FP1?314MPa，?FP1?314MPa。已算得小齿轮的齿根弯曲应力?F1?306MPa。 试问： （1）哪一个齿轮的弯曲疲劳强度较大？ （2）两齿轮的弯曲疲劳强度是否均满足要求？ 解题要点：
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在直齿圆柱齿轮传动中,如果保持中心距和传动比不变采取减小模数增加齿轮的方法,齿轮的弯曲疲劳强度和齿面的接触疲劳强度将有那些变化?
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主动轮容易磨损.
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