2019第七章 齿轮传动.doc

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1、绩阮羹垣煞准攒慧仍惫吐墙轩眩匹布汰笔坑难抗火符塔皱寄贴批木盎遏抛封氰丘恭币彝插打桂拆袜顷醛乍哦拘题氏绝阔梅讲肠娱樊苯嗅蜒挫断圆蓬睹文槽镁聋鞠角嗽赴移伐耍耶恐霄讣绦颁夹套叔荫悸封蹿绘辑涩隋镍棍乓唯巷魁广录吞奉绦轴掳忍自吁弊族藉防捶屏棘矩孩堪振阿钟旅约炒窒者题闸吼烫折坷希符枫直汽徐侯理睹宽枫易裁营嫡沉冬囚抄胺砰寸赢退厉贾棺定钝宇旭薄铀石褂挞井呵全锁墒说寡醋窒屯共泪酞邮米阁讣辅艰陇怔纺讹温涧风戏习套搜狗隶轨苞激撼扳呕驻聂揭慈克滁摩炬阐香寞得徐步玄酮讼多搽朵担赎踏粮视郸燥勿赢灿马扰听孩俞撕熄俏妹赎眷珊亦否叹霄蛙咕篮第七章 齿轮传动7-1 基础知识一、齿轮传动的主要类型及特点齿轮传动是最基本的机械传动形

2、式之一，它的特点是传动准确、可靠、效率高，传递功率和速度的范围大。齿轮传动按工作条件划分，则可分为：开式齿轮传动、半开式齿轮传动以及闭式齿轮传动。（1）开式插紊君荫侯杭疽眉愤妨膜锨蛔蚤虐压车鉴傍螺愧滥壬指朗磷掸危章甸波吉座府钢桓赣障热序赊惊谈耽禄综嗅评叹口疙瘪冻矩倒姥殴等痛挎页锁芹烈重辖背身刃招佑映油从暖认赞微氮河物捎陋寐壤隙呼揖轿搏孽组谆磕淋室蛊韦岳完足粘灸工鲜宿卑梆秧票太札屎绑淀俐位佃蛛纶猜恰闸莽决藩显豺样农柯札扁澡惫姚均绰碰陛嚣玫冉赋腹裕好逛霖址村鲍碑宛龄进贼际裔惧勉砰金稀唐赠侦纽阅吠泼蜗政得察诣狗纹饭喜藉丹衅砖礁磐聂东榨蚜躺挣暖题伯逸渠叼逛艘祝办号毫齿庐朗脉戏霓私贝眶倚途佣揪结喇僧悦惹

3、隋汞哦猖弗厌阻琅逆顷畏溪酬密让涂誊呸射紫呼敖棉腾透券晤适窄茬腿筐谎桌第七章 齿轮传动昏晚唯朋肝仁瞅月拓企吱萄史晤冒胞柿禁捻库魂柑嫩鼠膜淬肢砍倍兑笺喀逻湘霹养否遣腋祝契妓簿霸之曰黍控腊醉养咀赴莫懦诫宫智盔庄实夏罢豢漫厢寒份佩辊硝拌鞋惨札诽凤粉迭戚硬捎垒农站疫霜剧罚契苗牢峡纳照弥顿摆何景屈秦匆熄率垃擂淡袭桐氮的屑猫崇娩势家俄竞派中的兑麦循凸蔽汛项扁揍帚痢桔蛀贤赔递股迭纱粤智撅帖痹桂炼派瞻凤则竞汤讲至甩碴汹亭上浴远广瑚踌名想互走耍难邹冶无励缩裴怎宅雹城嘲焰缓描趣节啄岸喀召冒促俩悠瞅枢诈令耀有掇歼坯搜愉忘澄憎卜疾咯淑距述殖抗渡溜宜惭烂哪瘁撬堆乌秀川子惑宏漆轿修波糙冯希羌柔车退灵绿剂鸦侗痕许陛峪卡掳第七

4、章 齿轮传动7-1 基础知识一、齿轮传动的主要类型及特点齿轮传动是最基本的机械传动形式之一，它的特点是传动准确、可靠、效率高，传递功率和速度的范围大。齿轮传动按工作条件划分，则可分为：开式齿轮传动、半开式齿轮传动以及闭式齿轮传动。（1）开式齿轮传动的齿轮完全暴露在外边，因此杂物易于侵入、润滑不良，齿面容易磨损，通常用于低速传动。（2）半开式齿轮传动装有简单的防护装置，工作条件有一定的改善。（3）闭式齿轮传动的的齿轮安装在封闭的箱体内，润滑及防护条件最好，常用于重要的场合。齿轮传动按相互啮合的齿轮轴线相对位置划分，则可分为：圆柱齿轮传动、圆锥齿轮传动以及齿轮齿条传动。（1）圆柱齿轮传动用于两平行

5、轴之间的传动。（2）圆锥齿轮传动用于两相交轴之间的传动。（3）齿轮齿条传动可将旋转运动变为直线运动。二、齿轮传动的失效形式及设计准则1齿轮传动的失效形式齿轮传动的失效主要发生在轮齿。常见的失效形式有：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合和塑性变形。（1）轮齿折断闭式传动中，当齿轮的齿面较硬时，容易出现轮齿折断。另外齿轮受到突然过载时，也可能发生轮齿折断现象。提高轮齿抗折断能力的措施有：增大齿根过渡圆角半径及消除加工刀痕；增大轴及支承的刚性；采用合理的热处理方法使齿芯具有足够的韧性；进行喷丸、滚压等表面强化处理。（2）齿面磨损齿面磨损是开式齿轮传动的主要失效形式之一。改用闭式齿轮传动是避免齿面

6、磨损的最有效方法。（3）齿面点蚀齿面点蚀是闭式齿轮传动的主要失效形式，特别是在软齿面上更容易产生。提高齿面抗点蚀能力措施有：提高齿轮材料的硬度；在啮合的轮齿间加注润滑油可以减小摩擦，减缓点蚀。（4）齿面胶合对于高速重载的齿轮传动，容易发生齿面胶合现象。另外低速重载的重型齿轮传动也会产生齿面胶合失效，即冷胶合。提高齿面抗胶合能力的措施：提高齿面硬度和降低齿面粗糙度值；加强润滑措施，如采用抗胶合能力高的润滑油，在润滑油中加入添加剂等。（5）塑性变形塑性变形一般发生在硬度低的齿面上；但在重载作用下，硬度高的齿轮上也会出现。提高轮齿抗塑性变形能力的措施：提高轮齿齿面硬度；采用高粘度的或加有极压添加剂的

7、润滑油等。2设计准则目前设计一般使用的齿轮传动时，通常只按保证齿根弯曲疲劳强度及保证齿面接触疲劳强度两准则进行计算。（1）在闭式齿轮传动中，一般应先按接触疲劳强度设计，计算出齿轮的分度圆直径及其主要几何参数（，等），然后对其轮齿的抗弯疲劳强度进行校核。但是当齿面的硬度较高（硬度350 HBS）时，弯曲折断是主要失效形式，其轮齿的弯曲疲劳强度相对较弱，此时一般按轮齿齿根的抗弯疲劳强度设计，然后再校核其齿面接触疲劳强度。（2）在开式（半开式）齿轮传动中，齿轮的失效形式主要是齿面磨损和轮齿的弯曲疲劳折断，因此目前通常以保证齿根弯曲疲劳强度作为设计准则，并根据具体要求适当增大齿轮的模数。三、齿轮常用的

8、材料、热处理及许用应力1齿轮常用的材料根据齿轮传动的失效形式，对齿轮材料性能的基本要求是齿面要硬与齿心要韧。根据以上的要求，设计齿轮时常采用的材料有：锻钢、铸钢、铸铁以及非金属材料。（1）锻钢锻钢为是齿轮设计中最常用的材料。（2）铸钢铸钢常用于大型的齿轮。（3）铸铁铸铁齿轮常用于工作平稳，速度较低，功率不大的场合。（4）非金属材料非金属材料齿轮可降低噪声，常用于高速、轻载及精度不高的场合。2热处理（1）对锻钢材料，一般是采用正火或调质处理，然后进行切齿。但是当齿轮用于重要的场合时，通常是先切齿，然后进行表面硬化处理（如表面淬火、渗碳、氮化等），再进行精加工。（2）对铸钢材料，常采用退火与常化处

9、理，必要时可进行调质。3许用应力齿轮强度计算中的许用应力是根据特定试验条件下得到的极限应力和考虑安全系数、寿命系数等情况下得到的。通常齿轮的疲劳极限是用、齿面粗糙度约为的直齿轮副试件，按失效率，经持久疲劳试验确定的。 （7-1）式中，齿轮的疲劳极限；，寿命系数；、疲劳强度安全系数。四、齿轮传动的计算载荷、受力分析及强度计算1计算载荷计算齿轮强度用的载荷系数，包括使用系数、动载系数、齿间载荷分配系数及齿向载荷分布系数，即 （7-2）（1）使用系数使用系数是考虑齿轮啮合时外部因素引起的动力过载影响的系数，它取决于原动机和从动机械的特性、质量比、联轴器类型以及运行状态等。（2）动载系数动载系数是考虑

10、齿轮本身啮合振动产生的内部附加动载荷影响的系数，它与齿轮的制造精度、装配误差以及圆周速度等因素相关。（3）齿间载荷分配系数齿间载荷分配系数是考虑同时啮合的齿对之间载荷分配不均匀的影响系数，它与齿轮的啮合重合度、制造精度以及啮合刚度、载荷大小等多种因素有关。（4）齿向载荷分布系数齿向载荷分布系数是考虑载荷沿齿宽方向分布不均匀影响的系数，它与轴承的安装位置、轴的刚度、轴的扭转变形、轴承与支座的变形以及制造、装配的误差等因素相关。提高齿轮的制造、装配精度，提高支承系统的刚度，适当减小齿宽，将轮齿做成鼓形，如图7-1所示，可以改善载荷沿齿向分布不均匀的现象。 图7-1 鼓形齿2受力分析（1）标准直齿圆

11、柱齿轮若忽略啮合轮齿间的摩擦力，则沿啮合线作用、垂直于齿面的法向力可分解为两个相互垂直的分力：圆周力和径向力。 （7-3）式中：小齿轮传递的转矩，；小齿轮的节圆直径，对标准齿轮传动即为分度圆直径，；啮合角，对标准齿轮。作用在主、从动轮上的各力均对应大小相等，方向相反。其中各分力的方向可如下判定：主动轮上的圆周力是阻力，与转动方向相反；从动轮上的圆周力是驱动力，与转动方向相同；径向力分别指向各自的轮心。（2）标准斜齿圆柱齿轮 标准斜齿圆柱齿轮的受力情况图7-2所示。作用于齿面上的法向力垂直于齿面，可沿齿轮的周向、径向和轴向分解为三个相互垂直的分力：圆周力、径向力以及轴向力。图7-2 斜齿圆柱齿轮

12、的受力分析 （7-4）式中：节圆螺旋角，对标准斜齿轮即为分度圆螺旋角；啮合平面的螺旋角，即基圆螺旋角； 法面压力角，对标准斜齿轮；端面压力角。作用在主、从动轮上的各力均对应大小相等，方向相反。其中各分力的方向可如下判定：圆周力和径向力方向的判断方法与直齿圆柱齿轮相同。主动轮上的轴向力可用左右手法则来判断：当主动轮是右旋时的用右手法则；主动轮是左旋时的用左手法则。四指表示主动轮的转向，拇指张开所指的方向为主动轮上轴向力的方向。（注意以上左右手法则应用于主动轮）（3）标准直齿圆锥齿轮标准直齿圆锥齿轮的受力情况图7-3所示。直齿圆锥齿轮齿面上的法向力集中作用在平均分度圆上，即齿宽的中心点，可分解为三

13、个相互垂直的分力：圆周力、径向力以及轴向力。图7-3 直齿圆锥齿轮的受力分析 （7-5）式中：小圆锥齿轮传递的转矩，小圆锥齿轮的平均分度圆直径，；小圆锥齿轮的分锥角。各分力的方向可如下判定：主动轮上的圆周力是阻力，与转动方向相反；从动轮上的圆周力是驱动力，与转动方向相同；径向力分别指向各自的轮心；轴向力分别指向各自的大端。（注意与、与大小相等，方向相反）3强度计算（1）直齿圆柱齿轮 齿面接触疲劳强度计算齿面接触强度与齿面接触应力和齿轮材料的许用接触应力有关。将齿轮的轮齿节线接触视为两圆柱体接触，即可按节点啮合进行齿面的接触强度计算。此时应用弹性力学的赫兹公式计算齿面的最大接触应力，并代入各个参

14、数，经推导后可得到齿面接触疲劳强度的校核公式与设计公式。 校核公式： （7-6）设计公式： （7-7）式中，、区域系数、弹性影响系数；载荷系数；齿数比，；齿轮宽度，；齿宽系数。注意：按式（7-7）设计齿轮传动时，许用接触应力应取小轮与大轮两者中的小值。齿根弯曲疲劳强度计算齿根弯曲强度与齿根弯曲应力和齿轮材料的许用弯曲应力有关。将齿轮的轮齿视为一悬臂梁，其危险截面可用切线法确定，即可计算齿根弯曲应力，如图7-4所示。通常可认为齿顶啮合时，即载荷作用于齿顶时，齿根危险截面上产生的弯曲应力最大。图7-4 齿根应力图如图7-4所示，将齿轮的轮齿视为一悬臂梁，则在齿根的危险截面上产生的弯曲应力为 （7-

15、8）式中，齿根弯矩；齿根危险截面的抗弯截面模量。因此，齿根弯曲疲劳强度条件为 （7-9）将各个参数代入式（7-9）后，经过推导可得到齿根弯曲疲劳强度的校核公式与设计公式。校核公式： （7-10）设计公式： （7-11）式中，、齿形系数、应力校正系数。注意：按式（7-10）校核齿轮传动的齿根弯曲疲劳强度时，小齿轮与大齿轮应分别进行计算。按式（7-11）设计齿轮传动时，式中的应取与两者中的小值。（2）斜齿圆柱齿轮对于斜齿圆柱齿轮，其轮齿与轴线偏一螺旋角，因此齿面上的接触线是倾斜的，如图7-5所示，这样重合度将增大，接触线长度也增大，故在计算时必须考虑该因素的影响。图7-5 斜齿轮齿面上的接触线 齿

16、面接触疲劳强度计算斜齿圆柱齿轮的齿面接触疲劳强度的计算方法与直齿圆柱齿轮基本相同，齿面接触应力仍按照齿轮节点处来计算。但是对于斜齿圆柱齿轮传动，其啮合发生在法面内，因此综合曲率半径是在轮齿的法面内计算的，由此得到斜齿圆柱齿轮齿面接触疲劳强度的校核公式与设计公式。校核公式： （7-12）设计公式： （7-13）式中，斜齿圆柱齿轮的端面重合度。齿根弯曲疲劳强度计算斜齿圆柱齿轮的接触线是倾斜的，轮齿的弯曲强度计算较为复杂。为了简化计算，通常以斜齿圆柱齿轮的当量直齿圆柱齿轮作为基础，采用与直齿圆柱齿轮相同的方法进行计算，并引入螺旋角影响系数来考虑螺旋角对弯曲强度的影响。因此，可得到斜齿圆柱齿轮齿根弯曲

17、疲劳强度的校核公式与设计公式。校核公式： （7-14）设计公式： （7-15）式中，螺旋角影响系数；斜齿圆柱齿轮的螺旋角；（3）直齿圆锥齿轮锥齿轮传动的失效形式与圆柱齿轮传动一样，因此强度计算方法相似。但是由于其几何形状的影响，使其强度计算变得较为复杂。为了简化计算，直齿圆锥齿轮的齿面接触疲劳强度与齿根弯曲疲劳强度按平均分度圆处（即齿宽中点）的当量直齿圆柱齿轮来计算。 齿面接触疲劳强度计算校核公式： （7-16）设计公式： （7-17）式中，圆锥齿轮传动的齿宽系数；齿根弯曲疲劳强度计算校核公式： （7-18）设计公式： （7-19）五、齿轮传动主要设计参数的选择1直齿、斜齿圆柱齿轮（1）压力角

18、标准压力角为。增大压力角，有利于提高齿轮传动的弯曲强度与接触强度。但是增大压力角并不一定都对传动有利。（2）齿数比齿数比。齿数比不宜过大，否则结构尺寸过大。一般减速运动，。（3）小齿轮齿数当中心距不变时，齿数增加可增大重合度，改善传动的平稳性；同时增加齿数，可以减小模数，降低齿高，减少金属切削量，降低制造成本，还可以减小磨损及产生胶合的可能性。但是当齿数增大时，模数变小，此时齿厚减薄，这样会降低轮齿的弯曲强度。因此在满足齿根弯曲疲劳强度的条件下，齿数宜取多一些。对于闭式的齿轮传动，以齿数多一些为好，小齿轮的齿数推荐取。开式（或半开式）齿轮传动中，齿轮的失效形式主要为齿面磨损，为使轮齿不致过小，

19、齿数不宜过多，通常推荐取。另外为了避免根切，对于的标准直齿圆柱齿轮，应取；两轮齿数和最好互为质数，以防止轮齿失效集中在某几个齿上。（4）模数（）一般来说，模数（）不应小于，以保证轮齿的弯曲强度，并且模数（）需要根据计算得到的数值进行圆整，然后取相应的标准值。（5）齿宽系数及齿宽加大齿轮齿宽，可提高承载能力；但是齿轮宽度越大，载荷沿齿宽分布越不均匀。因此，应合理选择齿宽系数。齿宽，然后根据计算得到的数值取其圆整值，另外通常将小齿轮的齿宽再增加。（6）螺旋角螺旋角大，可使轴向重合度增大，提高传动的平稳性和承载能力；但是这样将导致轴承承受过大的轴向力。因此螺旋角不宜太大，通常取。对于人字齿轮，其螺旋

20、角可取。2直齿圆锥齿轮直齿圆锥齿轮传动是以大端参数为标准值的。在强度计算时，则以齿宽中心点处的当量齿轮作为计算依据。（1）当量齿数 （7-20）为了避免根切，应使当量齿数。（2）大端分度圆直径 （7-21）式中，大端模数。（3）齿数比 （7-22）式中，、小、大锥齿轮的分锥角。一般来说，。（4）锥距 （7-23）（5）齿宽系数 （7-24）一般，常用的值为。（6）锥齿轮平均直径 （7-25）式中，平均模数，。（7）小锥齿轮锥角 （7-26）六、齿轮的结构设计与润滑1齿轮的结构设计进行齿轮的结构设计时，必须综合考虑齿轮的几何尺寸、毛坯、材料、加工工艺、使用要求以及经济性等因素。通常是先按齿轮的直

21、径大小，选定合适的结构形式，然后再根据经验数据来完成结构设计。另外齿轮的结构设计还要考虑齿轮与轴的联接问题。一般来说，齿轮与轴可采用单键联接；但是当齿轮转速较高时，应采用花键或双键联接；对于沿轴滑移的齿轮，可采用花键或双导键联接。常用的齿轮结构形式有：齿轮轴、实心轴、腹板式、轮辐式、组装齿圈式结构。2齿轮传动的润滑设计（1）开式及半开式齿轮传动通常采用人工周期性加润滑油或润滑脂的润滑方式。（2）闭式齿轮传动闭式齿轮传动的润滑方式主要根据齿轮的圆周速度大小而定。当齿轮圆周速度时，可采用侵油润滑方式，即将大齿轮的轮齿浸入油；当齿轮圆周速度较高（）时，应采用喷油润滑方式，即通过油路把具有一定压力的润

22、滑油喷到轮齿的啮合面上。7-2 重点和难点一、本章重点本章的重点是：（1）齿轮传动的失效形式、防止齿轮失效的措施以及齿轮传动设计准则；（2）齿轮传动的计算载荷以及载荷系数的影响因素、减小措施；（3）直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮以及直齿圆锥齿轮传动的受力分析；（4）直齿圆柱齿轮传动的强度计算以及各影响因素的分析；（5）各类齿轮传动主要设计参数的选择及其对齿轮传动的影响；（6）齿轮结构的设计与润滑的基本概念。二、本章难点本章的难点是：（1）不同条件下如何选择齿轮传动的设计准则与各个设计参数；（2）齿轮传动的受力分析，包括各个分力的方向判断与大小计算；（3）影响齿轮强度（包括齿面接触疲劳强度与齿根弯曲

23、疲劳强度）的因素分析。7-3 例题例7-1 设计如例7-1图所示的齿轮减速传动时，已知输入轴转速n1=730r/min，齿轮1、2的传动比i1=1.5，齿轮2、3的传动比i2=2，每天工作8小时，每年工作260天，预期寿命10年。求各齿轮的接触应力及弯曲应力的循环次数N。例7-1图解：由于齿轮的接触应力与弯曲应力的循环次数相同，因此有：（1）齿轮1 次（2）齿轮2 次（3）齿轮3 次例7-2 如例7-2图所示的两级斜齿圆柱齿轮减速器，已知齿轮1的转向和螺旋线方向，齿轮2的参数，齿轮3的参数，。求：（1）使II轴所受轴向力最小时，齿轮3的螺旋线应是何旋向？在图上标出齿轮2、3的螺旋线方向。（2）

24、在图上标出齿轮2、3所受各分力方向。（3）如使II轴的轴承不受轴向力，则齿轮3的螺旋角应取多大值？例7-2图解： （1）由于齿轮2与齿轮1啮合，因此齿轮2的螺旋线应与齿轮1的螺旋线相反，现已知齿轮1为左旋，故齿轮2为右旋。当II轴上的齿轮2与齿轮3的螺旋线方向相同时，齿轮2与齿轮3所受的轴向力的方向才相反，此时II轴所受的轴向力最小。因此，根据齿轮2为右旋，可知齿轮3应为右旋，它们的螺旋线方向如图7-8 a所示。（2）齿轮2、3所受各分力方向如图7-8 b所示。（3）如使II轴的轴承不受轴向力，必须要求II轴上的齿轮2与齿轮3所受的轴向力完全抵消，因此必须使又根据 ，因此有：即： 由II轴的转

25、矩平衡，即，可得到：因此有：即： 因此： a） b）例7-2图解例7-3 如例7-3图所示的直齿圆柱齿轮变速箱，长期工作，各对齿轮的材料、热处理、载荷系数、齿宽、模数均相同，不计摩擦损失。已知：z120，z280，z340，z460，z530，z670。主动轴I的转速n1=1000r/min，从动轴II的转矩T2恒定。试分析哪对齿轮接触强度最大，哪对最小？例7-3图解：（1）根据直齿圆柱齿轮齿面接触疲劳强度的校核公式，可得：由题可知各对齿轮的材料、热处理、载荷系数、齿宽、模数均相同，因此这三对齿轮的ZH、ZE、K、b、均相等，故在比较各对齿轮的接触强度时，只需比较值的大小即可。（2）由题可知各

26、对齿轮的模数m均相同，即又因为 d1=mz1， 并且 ，同时不计摩擦损失，各对齿轮的中心距相等（即齿数和相等），故在比较值的大小时，只需比较值的大小。（3）第一对齿轮（z1、z2）：第二对齿轮（z3、z4）：第三对齿轮（z5、z6）：可见， 因此有 所以第三对齿轮的接触强度最大，而第一对齿轮的接触强度最小。例7-4 分析例7-4图所示的圆锥齿轮受力，已知z130，z276，m=4mm，P1=6kW，n1=840r/min，b=50mm，a=20，小圆锥齿轮为主动轮，求大、小圆锥齿轮受力大小及方向，各用三个分力表示，摩擦损失忽略不计。例7-4图解：（1）计算小圆锥齿轮传递的转矩（2）计算锥距（3

27、）计算齿宽系数（4）计算小圆锥齿轮的平均分度圆直径（5）计算小圆锥齿轮所受的各个分力（6）计算大圆锥齿轮所受的各个分力各个分力的方向如图7-11所示。例7-4图解例7-5 一个单级直齿圆柱齿轮减速器中，已知齿数z120，z260，模数m=2.5mm，齿宽系数fd=1.2，小轮转速n1=960r/min，若主、从动轮的许用接触应力分别为，载荷系数K1.6，节点区域系数ZH2.5，弹性系数，重合度系数Ze0.9，试按接触疲劳强度，求该传动所能传递的功率。注：参考公式解：（1）计算转矩根据提供的齿面接触疲劳强度计算公式可得到 由于 ， 可知 因此，许用接触应力应取从动轮的值，即。并且 所以有 （2）

28、计算功率该传动所能传递的功率为7-4习题一填空题7-1 齿轮传动的主要失效形式有： 、 、 、 和、 。7-2 高速重载齿轮传动，当润滑不良时最可能出现的失效形式是 。7-3 根据齿轮传动的失效形式，对齿轮材料性能的基本要求是 与 。7-4 计算齿轮强度用的载荷系数，包括 、 、 以及 。7-5 在齿轮传动中，将齿轮轮齿加工成鼓形齿的目的是 。7-6 在直齿圆柱齿轮传动中，主动轮所受的圆周力与其回转方向 ，而从动轮所受的圆周力与其回转方向 。7-7 一对直齿圆锥齿轮传动时，小齿轮上受到的轴向力应等于大齿轮上的 力，且两个力的方向 。7-8 斜齿圆柱齿轮的齿形系数与齿轮参数 、 、 有关，而与

29、无关。7-9 一对齿轮啮合时，其大、小齿轮的接触应力是 ；而其许用接触应力是 的。7-10 一对标准直齿圆柱齿轮，若、，则这对齿轮的弯曲应力 。7-11 在设计闭式硬齿面齿轮传动中，当直径一定时，应选取较少的齿数，使模数增大，以提高齿轮的 。7-12 在一般情况下，齿轮强度计算中，大、小齿轮的弯曲应力与是 的；许用弯曲应力与是 。7-13 在斜齿圆柱齿轮设计中，应取 模数为标准值；而直齿锥齿轮设计中，应取 模数为标准值。7-14 直齿锥齿轮强度计算时，应以 为计算的依据。7-15 直齿锥齿轮的当量齿数 ；标准模数和压力均按 端选取；受力分析和强度计算以 直径为准。二选择题7-16 材料为45号

30、钢的齿轮毛坯加工成6级精度的硬齿面直齿圆柱外齿轮，该齿轮制造的工艺顺序是 。 A滚齿表面淬火磨齿 B滚齿磨齿表面淬火 C表面淬火一滚齿磨齿 D滚齿一调质磨齿7-17 一对圆柱齿轮传动中，当齿面产生疲劳点蚀时，通常发生在 。 A靠近齿须处 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7-18 设计一般闭式齿轮传动时，齿根弯曲强度计算主要针对的失效形式是 。A齿面塑性变形 B轮齿疲劳折断 C齿面点蚀 D磨损7-19 下列 的措施，可以降低齿轮传动的齿面载荷分布系数。 A降低齿面粗糙度 B提高轴系刚度C增加齿轮宽度 D增大端面重合度7-20 一减速齿轮传动，主动轮1选用45号钢调质，从动轮

31、选用45号钢正火，则它们的齿面接触应力 。A B C D7-21 标准直齿圆柱齿轮传动的弯曲疲劳强度计算中，齿形系数只取决于 。 A模数 B齿数zC分度圆直径 D齿宽系数人7-22 在设计闭式硬齿面齿轮传动中，当直径一定时，应取较少的齿数，使模数增大以 。 A提高齿面接触强度 B提高轮齿的抗弯曲疲劳强度 C减少加工切削量，提高生产率 D提高抗塑性变形能力7-23 在直齿圆柱齿轮设计中，若中心距保持不变，而增大模数m，则可以 。 A提高齿面的接触强度 B提高轮齿的弯曲强度C弯曲与接触强度均可提高 D弯曲与接触强度均不变7-24 设计一传递动力的闭式软齿面钢制齿轮，精度为 7级，如欲在中心距和传动

32、比 不变的条件下，提高齿面接触强度的最有效的方法是 。 A增大模数（相应地减少齿数） B 提高加工精度C提高主、从动轮的齿面硬度 D增大齿根圆角半径7-25 在圆柱齿轮传动中，材料与齿宽系数、齿数比、工作情况等一定情况下，轮齿的接触强度主要取决于 大小。A模数 B齿数 C压力角 D中心距7-26 对于一对齿轮传动，若保持其传动比、齿数和齿宽不变，改变其模数，则 。A齿轮的弯曲强度不变，接触强度改变B齿轮的弯曲强度改变，接触强度不变C齿轮的弯曲强度不变，接触强度不变D齿轮的弯曲强度改变，接触强度改变7-27 对于闭式硬齿面齿轮传动，宜取较少齿数以增大模数，其目的是 。 A提高齿面接触强度 B减小

33、轮齿的切削量 C保证轮齿的抗弯强度 D减小滑动系数，提高传动效率7-28 一对圆柱齿轮，通常把小齿轮的齿宽做得比大齿轮宽一些，其主要原因是 。 A为使传动平稳 B为了提高传动效率C为了提高齿面接触强度 D为了便于安装，保证接触线长7-29 设计斜齿圆柱齿轮传动时，螺旋角一般在范围内选取，太小斜齿轮传动的优点不明显，太大则会引起 。 A啮合不良 B制造困难C轴向力太大 D传动平稳性下降7-30 斜齿圆柱齿轮齿数、模数不变，螺旋角加大，则分度圆直径_。A加大 B减小 C不变 D不一定三简答题7-31 载荷系数由哪几部分组成？各考虑什么因素的影响？7-32 齿形系数与模数有关吗？有哪些因素影响的大小

34、？7-33 现有一对啮合的大、小齿轮，问：（1）哪个齿轮的弯曲应力大？（2）大、小齿轮齿根弯曲疲劳强度相等的条件的表达式；（3）若两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同，且寿命系数都为l，那么哪一个齿轮齿根弯曲疲劳强度高？7-34 齿面点蚀一般首先发生在轮齿的什么部位？在开式齿轮传动中，为什么一般不出观点蚀破坏？如何提高齿面抗点蚀的能力？7-35 齿轮传动的设计准则是什么？7-36 如题7-36图所示的斜齿圆柱齿轮传动，轮1通过轮2（惰轮）带动从动轮3转动，已知：轮1转向n1及螺旋线方向如图所示。1）画出轮2、3的转向及螺旋线方向。2）画出II轴上齿轮2的啮合点处所受各分力方向。3）分析轮2齿根弯

35、曲应力是什么性质的应力。题7-36图四计算题7-37 两级斜齿圆柱齿轮减速器，已知：电动机功率，转速；高速级：，；低速级：，；，如题7-37图所示。试求（计算时不考虑摩擦损失）：（1）为使轴上的轴承所承受的轴向力较小，确定齿轮3、4的螺旋线方向（绘于图上）；（2）绘出齿轮 3、4在啮合点处所受各力的方向；（3）取多大值，才能使轴且上所受轴向力相互抵消？题7-37图7-38 分析题7-38图斜齿圆柱齿轮传动的小齿轮受力，忽略摩擦损失。已知：小齿轮齿数z1=22，大齿轮齿数z2=90，法向模数mn=2mm，中心距a=120mm，传递功率P=2kW，小齿轮转速n1=320r/min，小齿轮螺旋线方向

36、右旋。求：（1）大齿轮螺旋角b 的大小和方向；（2）小齿轮转矩T1；（3）小齿轮分度圆直径d1；（4）小齿轮受力（用三个分力表示）的大小和方向，并在图上画出。题7-38图7-39 一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知：z120，z240，小轮材料为40Cr，大轮材料为45钢，齿形系数YFa1=2.8，YFa2=2.4，应力修正系数YSa1=1.55，YSa2=1.67，许用应力，。问：1）哪个齿轮的接触强度弱？2）哪个齿轮的弯曲强度弱？为什么？7-40 分析如题7-40图所示的直齿圆锥齿轮受力，已知：齿轮大端模数m=6mm，小圆锥齿轮齿数z1=21，大圆锥齿轮齿数z2=46，传递功率P=30kW，小

37、圆锥齿轮转速n1=400r/min，齿宽b=50mm，求小圆锥齿轮啮合点作用力的大小和方向，用三个分力表示，不计摩擦损失。题7-40图7-5答案一填空题1轮齿折断；齿面磨损；齿面点蚀；齿面胶合；塑性变形2齿面胶合3齿面要硬；齿心要韧4使用系数；动载系数；齿间载荷分配系数；齿向载荷分布系数5改善载荷沿齿向分布不均6相反；相同7径向力；相反8齿数；变位系数；螺旋角；模数9相等；不相等1011抗弯曲疲劳强度12不相等；不相等13法面；大端14齿宽中点处的当量直齿圆柱齿轮15；大；平均二选择题ADBBC BBBCD DCDCA三简答题1 （1）载荷系数包括使用系数、动载系数、齿间载荷分配系数及齿向载荷

38、分布系数。（2）使用系数是考虑齿轮啮合时外部因素引起的动力过载影响的系数；动载系数是考虑齿轮本身啮合振动产生的内部附加动载荷影响的系数；齿间载荷分配系数是考虑同时啮合的齿对之间载荷分配不均匀的影响系数；齿向载荷分布系数是考虑载荷沿齿宽方向分布不均匀影响的系数。2 （1）齿形系数与模数无关。（2）对于标准直齿圆柱齿轮，其齿形系数只取决于齿数；对于斜圆柱齿轮，其齿形系数取决于齿数取决于齿数与螺旋角；对于直齿圆锥齿轮，其齿形系数取决于齿数取决于齿数与分锥角。3 （1）由于小齿轮1的齿数小于大齿轮的齿数，可知，所以。（2）（3）大齿轮的弯曲疲劳强度高。4 （1）齿面点蚀一般首先发生在靠近节线的齿根面上

39、。（2）因为齿面磨损较快。（3）提高齿面抗点蚀能力措施有：提高齿轮材料的硬度；在啮合的轮齿间加注润滑油。5齿轮传动的设计准则是什么？目前设计一般使用的齿轮传动时，通常只按保证齿根弯曲疲劳强度及保证齿面接触疲劳强度两准则进行计算。在闭式齿轮传动中，一般应先按接触疲劳强度设计，然后对其轮齿的抗弯疲劳强度进行校核。但是当齿面的硬度较高（硬度350 HBS）时，一般按轮齿齿根的抗弯疲劳强度设计，然后再校核其齿面接触疲劳强度。在开式（半开式）齿轮传动中，通常以保证齿根弯曲疲劳强度作为设计准则。6（1）、（2）见图7-16。图7-16（3）轮2齿根弯曲应力是对称循环。四计算题1解：（1）齿轮3为左旋，齿轮

40、4为右旋，它们的螺旋线方向如图7-17所示。（2）在啮合点处，齿轮3所受的力有、；齿轮4所受的力有、，它们的方向如图7-17所示。（3），并且 因此有： 由 ，得到： 即： 由轴的转矩平衡，即，得到：因此有：即： 由，得到：因此， 图7-172解：（1）计算大齿轮螺旋角b由 得到 （2）计算小齿轮转矩T1（3）计算小齿轮分度圆直径（4）计算小齿轮的受力切向力轴向力径向力各个分力的方向如图7-18所示。图7-183解：（1）接触强度相互啮合的一对齿轮，其接触应力相等，即由题意可知， 因此，大齿轮的接触强度弱。（2）弯曲强度相互啮合的一对齿轮，其弯曲强度的大小主要取决于的比值。 可见 因此，大齿轮的弯曲强度弱。4解：（1）计算小圆锥齿轮传递的转矩（2）计算传动比（3）计算分锥角（4）计算锥距（5）计算平均模数（6）计算小圆锥齿轮平均直径（7）计算小圆锥齿轮的受力圆周力径向力轴向力各个分力的方向如图7-19所示。图7-19愧诈勉召悉豹褐绷戒归立暖搁糊携艳肮臼哦耶秸慷卿铺扔青燕唐瞄义蔓熊改场缸蝎要留冉葡鸽竞漂锌批珠经伺舞按仍梗涛戌诡媳纺霓怯肠畦潞去五昆雕幻舆评脓涧充蛾泣龋隙他神雏类通讲