齒輪部分問答題

1、機械設(shè)計習(xí)題集1 (2010-08-23 12:41:50)1.問：常見的齒輪傳動失效有哪些形式？答：齒輪的常見失效為：輪齒折斷、齒面磨損、齒面點蝕、齒面膠合、塑性變形等。2.問：在不改變材料和尺寸的情況下，如何提高輪齒的抗折斷能力？答：可采取如下措施：1)減小齒根應(yīng)力集中;2)增大軸及支承剛度;3)采用適當(dāng)?shù)臒崽幚矸椒ㄌ岣啐X芯的韌性;4)對齒根表層進(jìn)行強化處理。3.問：為什么齒面點蝕一般首先發(fā)生在靠近節(jié)線的齒根面上？答：當(dāng)輪齒在靠近節(jié)線處嚙合時，由于相對滑動速度低形成油膜的條件差，潤滑不良，摩擦力較大，特別是直齒輪傳動，通常這時只有一對齒嚙合，輪齒受力也最大，因此，點蝕也就首先出現(xiàn)在靠近節(jié)線

2、的齒根面上。4.問：在開式齒輪傳動中，為什么一般不出現(xiàn)點蝕破壞？答：開式齒輪傳動，由于齒面磨損較快，很少出現(xiàn)點蝕。5.問：如何提高齒面抗點蝕的能力？答：可采取如下措施：1)提高齒面硬度和降低表面粗糙度;2)在許用范圍內(nèi)采用大的變位系數(shù)和,以增大綜合曲率半徑;3)采用粘度高的潤滑油;4)減小動載荷。6.問：什么情況下工作的齒輪易出現(xiàn)膠合破壞？如何提高齒面抗膠合能力？答：高速重載或低速重載的齒輪傳動易發(fā)生膠合失效。措施為：1)采用角度變位以降低嚙合開始和終了時的滑動系數(shù);2)減小模數(shù)和齒高以降低滑動速度;3)采用極壓潤滑油;4)采用抗校核性能好的齒輪副材料;5)使大小齒輪保持硬度差;6)提高齒面硬

3、度降低表面粗糙度。7.問：閉式齒輪傳動與開式齒輪傳動的失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則有何不同？答：閉式齒輪傳動：主要失效形式為齒面點蝕、輪齒折斷和膠合。目前一般只進(jìn)行接觸疲勞強度和彎曲疲勞強度計算。開式齒輪傳動：主要失效形式為輪齒折斷和齒面磨損，磨損尚無完善的計算方法，故目前只進(jìn)行彎曲疲勞強度計算，用適當(dāng)增大模數(shù)的辦法考慮磨損的影響。8.問：硬齒面與軟齒面如何劃分？其熱處理方式有何不同？答：軟齒面：HB350，硬齒面：HB>350。軟齒面熱處理一般為調(diào)質(zhì)或正火，而硬齒面則是正火或調(diào)質(zhì)后切齒，再經(jīng)表面硬化處理。9.問：在進(jìn)行齒輪強度計算時，為什么要引入載荷系數(shù)K？答：在實際傳動中，由于原動機及工作機性

4、能的影響，以及齒輪的制造誤差，特別是基節(jié)誤差和齒形誤差的影響，會使法向載荷增大。此外在同時嚙合的齒對間，載荷的分配并不是均勻的，即使在一對齒上，載荷也不可能沿接觸線均勻分布。因此實際載荷比名義載荷大，用載荷系數(shù)K計入其影響10.問：齒面接觸疲勞強度計算公式是如何建立的？為什么選擇節(jié)點作為齒面接觸應(yīng)力的計算點？答：齒面接觸疲勞強度公式是按照兩圓柱體接觸的赫茲公式建立的；因齒面接觸疲勞首先發(fā)生在節(jié)點附近的齒根部分，所以應(yīng)控制節(jié)點處接觸應(yīng)力。11.問：一對圓柱齒輪傳動，大齒輪和小齒輪的接觸應(yīng)力是否相等？如大、小齒輪的材料及熱處理情況相同，則其許用接觸答：一對齒輪傳動，其大小齒輪的接觸應(yīng)力一定相等。兩

5、齒輪材料和熱處理相同時，其許用應(yīng)力不一定相等。因為許用應(yīng)力還與壽命系數(shù)有關(guān)，大小齒輪的應(yīng)力循環(huán)齒數(shù)不等，故許用應(yīng)力不一定相等。12.問：配對齒輪的齒面有較大的硬度差時，對較軟齒面會產(chǎn)生什么影響？答：當(dāng)小齒輪與大齒輪有較大的硬度差，且速度又較高時，較硬的齒面對較軟的齒面會起較顯著的冷作硬化效應(yīng)，從而提高其疲勞極限。13.問：在直齒輪和斜齒輪傳動中，為什么常將小齒輪設(shè)計得比大齒輪寬一些？答：其目的是防止大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯位時導(dǎo)致嚙合寬度減小而增大輪齒的工作載荷。14.問：齒輪傳動的常用潤滑方式有哪些？潤滑方式的選擇主要取決于什么因素？答：齒輪的常用潤滑方式有：人工定期加油、浸油潤滑和噴油

6、潤滑。潤滑方式的選擇主要取決于齒輪圓周速度的大小。15.問：齒形系數(shù)與模數(shù)有關(guān)嗎？有哪些因素影響齒形系數(shù)的大小？答：齒形系數(shù)與模數(shù)無關(guān)，齒形系數(shù)的大小取決于齒數(shù)。16.問：為什么設(shè)計齒輪時，齒寬系數(shù)既不能太大，又不能太??？答：齒寬系數(shù)過大將導(dǎo)致載荷沿齒寬方向分布不均勻性嚴(yán)重；相反若齒寬系數(shù)過小，輪齒承載能力減小，將使分度圓直徑增大。17.問：選擇齒輪傳動第公差組精度等級時，除了考慮傳動用途和工作條件以外，主要依據(jù)是什么？答：圓周速度。18.問：選擇齒輪毛坯的成型方法時（鑄造，鍛造，軋制圓鋼等），除了考慮材料等因素外，主要依據(jù)是什么？答：齒輪的幾何尺寸和批量大小。19.問：斜齒輪傳動的接觸強度計

7、算中的重合度系數(shù)Z考慮了重合度對單位齒寬載荷的影響，它與哪些因素有關(guān)？答：它與斜齒傳動的端面重合度和縱向重合度有關(guān)。20.問：有一標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，齒輪1和齒輪2的齒數(shù)分別為Z1和Z2,且Z1< Z2。若兩齒輪的許用接觸應(yīng)力相同，問兩答：兩齒輪接觸強度相等。因齒輪1和齒輪2的接觸應(yīng)力相等，許用接觸應(yīng)力相同，所以兩齒輪的接觸強度相等。21.問：設(shè)計齒輪傳動時，若大小齒輪的疲勞極限值相同，這時它們的許用應(yīng)力是否相同？為什么？答：許用應(yīng)力不一定相同。因許用應(yīng)力與疲勞極限值有關(guān)外，還與齒輪的循環(huán)次數(shù)（即壽命系數(shù)ZN,YN）有關(guān)。當(dāng)大小齒輪的循環(huán)次數(shù)都達(dá)到或超過無限循環(huán)的次數(shù)時，大小齒輪的許用

8、應(yīng)力相同；否則，大小齒輪的許用應(yīng)力不相同。22.問：斜齒圓住齒輪傳動中螺旋角太小或太大會怎樣，應(yīng)怎樣取值？答：螺旋角太小，沒發(fā)揮斜齒圓柱齒輪傳動與直齒圓住齒輪傳動相對優(yōu)越性，即傳動平穩(wěn)和承載能力大。螺旋角越大，齒輪傳動的平穩(wěn)性和承載能力越高。但值太大，會引起軸向力太大，大了軸和軸承的載荷。故值選取要適當(dāng)。通常要求在8°25°范圍內(nèi)選取。l、一般開式齒輪傳動的主要失效形式是。A、齒面膠合B、齒面疲勞點蝕C、齒面磨損或輪齒疲勞折斷D、輪齒塑性變形2、高速重載齒輪傳動，當(dāng)潤滑不良時，最可能出現(xiàn)的失效形式是。A、齒面膠合B、齒面疲勞點蝕C、齒面磨損D、輪齒疲勞折斷3、45號鋼齒輪，

9、經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后其硬度值約為。A、HRC4550B、HBS=220270C、HBS=160180 D、HBS=3203504、齒面硬度為5662HRC的合金鋼齒輪的加工工藝過程為。A、齒壞加工、淬火、磨齒、滾齒B、齒壞加工、淬火、滾齒、磨齒C、齒壞加工、滾齒、滲碳淬火、磨齒C、齒壞加工、滾齒、磨齒、淬火5、齒輪采用滲碳淬火的熱處理方法，則齒輪材料只可能是。A、45號鋼B、ZG340640C、20CrD、20CrMnTi6、齒輪傳動中齒面的非擴展性點蝕一般出現(xiàn)在。A、跑合階段B、穩(wěn)定性磨損階段C、劇烈磨損階段 D、齒面磨料磨損階段7、對于開式齒輪傳動，在工程設(shè)計中，一般。A、按接觸強度設(shè)計齒輪尺寸，

10、再校核彎曲強度B、按彎曲強度設(shè)計齒輪尺寸，再校核接觸強度C、只需按接觸強度設(shè)計D、只需按彎曲強度設(shè)計8、一對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，已知z1=18，a2=72，則這對齒輪的彎曲應(yīng)力。A、sF1>sF2B、sF1<sF2C、sF1=sF2D、sF1sF29、一對標(biāo)準(zhǔn)漸開線圓柱齒輪要正確嚙合時，它們的必須相等。A、直徑B、模數(shù)C、齒寬D、齒數(shù)10、在設(shè)計閉式硬齒面?zhèn)鲃又校?dāng)直徑一定時，應(yīng)取較少的齒數(shù)，使模數(shù)增大以。A、提高齒面接觸強度B、提高輪齒的抗彎曲疲勞強度C、減少加工切削量，提高生產(chǎn)率D、提高抗塑性變形能力11、在直齒圓柱齒輪設(shè)計中，若中心距保持不變，而把模數(shù)增大，則可以。A、提高齒面

11、接觸強度B、提高輪齒的彎曲強度C、彎曲與接觸強度均可提高D、彎曲與接觸強度均不變12、輪齒的彎曲強度，當(dāng)，則齒根彎曲強度增大。A、模數(shù)不變，增多齒數(shù)B、模數(shù)不變，增大中心距C、模數(shù)不變，增大直徑D、齒數(shù)不變，增大模數(shù)13、輪齒彎曲強度計算中齒形系數(shù)與無關(guān)。A、齒數(shù)B、變位系數(shù)C、模數(shù)D、斜齒輪的螺旋角14、齒輪傳動在以下幾種工況中的齒寬系數(shù)可取大些。A、懸臂布置B、不對稱布置C、對稱布置D、同軸式減速器布置15、直齒錐齒輪強度計算時，是以為計算依據(jù)的。A、大端當(dāng)量直齒錐齒輪B、齒寬中點處的直齒圓柱齒輪C、齒寬中點處的當(dāng)量直齒圓柱齒輪D、小端當(dāng)量直齒錐齒輪答案：C、A、B、C、D、A、D、A、B

12、、B、B、D、C、C、C填空題1齒輪傳動時，如大小齒輪的材料不同，則H1 = H2；H1H2； F1F2 ；F1F2。2直齒圓柱齒輪作接觸強度計算時取 節(jié)點 處的接觸應(yīng)力為計算依據(jù)，其載荷由一 對輪齒承擔(dān)。3在圓柱齒輪傳動中，齒輪分度圓直徑d1不變而減小模數(shù)m，對輪齒的彎曲強度、接觸強度及傳動平穩(wěn)性的影響分別為彎曲強度降低，接觸強度不變， 傳動平穩(wěn)性提高 。4在圓柱齒輪傳動設(shè)計中，在中心距a及其他條件不變時，增大模數(shù)m，其齒面接觸應(yīng)力不變 ，齒根彎曲應(yīng)力減小，重合度減小。 。5在閉式齒輪傳動中，當(dāng)齒輪的齒面硬度HBS<350時，通常首先出現(xiàn)點蝕破壞，應(yīng)首先按齒面接觸強度進(jìn)行設(shè)計，但當(dāng)齒面

13、硬度HBS>350時，則易出現(xiàn)齒根彎曲折斷 破壞，應(yīng)首先按齒根彎曲強度設(shè)計強度進(jìn)行設(shè)計。6齒輪的齒形系數(shù)YF的大小與齒輪參數(shù)中的模數(shù) 無關(guān)，主要取決于齒數(shù)。7斜齒圓柱齒輪的齒形系數(shù)YF按當(dāng)量齒數(shù)選取。8設(shè)計一對圓柱齒輪時，通常把小齒輪的齒寬做得比大齒輪寬一些，其主要原因是以防齒輪軸向錯位時，導(dǎo)致嚙合齒寬減小。9一對閉式直齒圓柱齒輪，m=3mm，z1=2l，z2=63，=20°，小齒輪用40Cr鋼，表面淬火HRC=55，H1=1200N/mm，大齒輪用45鋼調(diào)質(zhì)，HBS=220240，H2= 600N/mm，若齒輪傳動工作時，齒面接觸應(yīng)力為H=500N/mm，則小齒輪的接觸強度安

14、全系數(shù)為大齒輪的2倍。10兩對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，已知模數(shù)、齒數(shù)、齒寬分別為： A對：m=4mm，z1=18，z2=41，B1=58mm，B對：m=2mm，Z1=36，z2=82，B2=50mm，其余條件相同，若按無限壽命考慮，這兩對齒輪傳動按接觸強度所能傳遞的轉(zhuǎn)矩比值TATB= 1 。11在齒輪傳動中，若一對齒輪采用軟齒面，則小齒輪的材料硬度應(yīng)比大齒輪的材料硬度高3050HBS。12在圓錐一圓柱兩級齒輪傳動中，如其中有一級用斜齒圓柱齒輪傳動，另一級用直齒圓錐齒輪傳動，則應(yīng)將圓錐齒輪放在高速級。13對于閉式軟齒面齒輪傳動，主要按齒面接觸 強度進(jìn)行設(shè)計，這時影響齒輪強度的主要幾何參數(shù)是d1。1

15、4對于開式齒輪傳動，雖然主要失效形式是磨損，但目前僅以齒根彎曲疲勞強度 作為設(shè)計準(zhǔn)則，這時影響齒輪強度的主要參數(shù)是模數(shù)。15一對齒輪嚙合時，其大、小齒輪的接觸應(yīng)力是相等的 ；而其許用接觸應(yīng)力是不相等的 ；小齒輪與大齒輪的彎曲應(yīng)力一般也是不相等的 。16設(shè)計閉式硬齒面齒輪傳動時，當(dāng)分度圓直徑d1一定時，應(yīng)選取較少的齒數(shù)，使模數(shù)m可以提高，以提高齒根彎曲疲勞強度強度。17一對圓柱齒輪傳動，當(dāng)其他條件不變時，僅將齒輪傳動所受的載荷增大為原載荷的4倍，其齒面接觸應(yīng)力將增為原應(yīng)力的2倍。 18、一對齒輪齒根彎曲應(yīng)力的關(guān)系是1=2YFa1YSa1/（YFa2YSa2）。19滲碳淬火硬齒面齒輪一般需經(jīng)過磨削

16、加工。20齒輪傳動中輪齒的齒面點蝕，通常首先發(fā)生在節(jié)線附近靠近齒根處 。 帶傳動習(xí)題1.問：帶傳動常用的類型有哪些？答：在帶傳動中，常用的有平帶傳動、V帶傳動、多楔帶傳動和同步帶傳動等。2.問：V帶的主要類型有哪些？答：V帶有普通V帶、窄V帶、聯(lián)組V帶、齒形V帶、大楔角V帶、寬V帶等多種類型，其中普通V帶應(yīng)用最廣，近年來窄V帶也得到廣泛的應(yīng)用。3.問：普通V帶和窄V帶的截型各有哪幾種？答：普通V帶的截型分為Y、Z、A、B、C、D、E七種，窄V帶的截型分為SPZ、SPA、SPB、SPC四種。4.問：什么是帶的基準(zhǔn)長度？答：V帶在規(guī)定的張緊力下，其截面上與“測量帶輪”輪槽基準(zhǔn)寬度相重合的寬度處，V

17、帶的周線長度稱為基準(zhǔn)長度Ld，并以Ld表示V帶的公稱長度。5.問：帶傳動工作時，帶中的應(yīng)力有幾種？答：帶傳動工作時，帶中的應(yīng)力有：拉應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、離心應(yīng)力。6.問：帶傳動中的彈性滑動是如何發(fā)生的？答：由于帶的彈性變形差而引起的帶與帶輪之間的滑動，稱為帶傳動的彈性滑動。這是帶傳動正常工作時固有的特性。選用彈性模量大的帶材料，可以降低彈性滑動。7.問：帶傳動的打滑是如何發(fā)生的？它與彈性滑動有何區(qū)別？打滑對帶傳動會產(chǎn)生什么影響？答：打滑是由于過載所引起的帶在帶輪上全面滑動。打滑可以避免，而彈性滑動不可以避免。打滑將使帶的磨損加劇，從動輪轉(zhuǎn)速急劇下降，使帶的運動處于不穩(wěn)定狀態(tài)，甚至使傳動失效。8.問

18、：打滑首先發(fā)生在哪個帶輪上？為什么？答：由于帶在大輪上的包角大于在小輪上的包角，所以打滑總是在小輪上先開始。9.問：彈性滑動引起什么后果？答：1）從動輪的圓周速度低于主動輪；2）降低了傳動效率；3）引起帶的磨損；4）使帶溫度升高。10.問：當(dāng)小帶輪為主動輪時，最大應(yīng)力發(fā)生在何處？答：這時最大應(yīng)力發(fā)生在緊邊進(jìn)入小帶輪處。11.問：帶傳動的主要失效形式是什么？答：打滑和疲勞破壞。12.問：帶傳動的設(shè)計準(zhǔn)則是什么？答：在保證帶傳動不打滑的條件下，具有一定的疲勞強度和壽命。13.問：提高帶傳動工作能力的措施主要有哪些？答：增大摩擦系數(shù)、增大包角、盡量使傳動在靠近最佳速度下工作、采用新型帶傳動、采用高強

19、度帶材料等。14.問：帶輪的結(jié)構(gòu)形式有哪些？答：鑄鐵制V帶輪的典型結(jié)構(gòu)有：實心式、腹板式、孔板式、橢圓輪輻式。15.問：根據(jù)什么來選定帶輪的結(jié)構(gòu)形式？答：主要原因是根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑選擇結(jié)構(gòu)形式；根據(jù)帶的截型確定輪槽尺寸；帶輪的其它結(jié)構(gòu)尺寸由經(jīng)驗公式計算。16.問：V帶傳動常見的張緊裝置有哪些？答：定期張緊裝置、自動張緊裝置、采用張緊輪的裝置。17.問：帶傳動中，在什么情況下需采用張緊輪？張緊輪布置在什么位置較為合理？答：當(dāng)中心距不能調(diào)節(jié)時，可采用張緊輪將帶張緊。張緊輪一般應(yīng)放在松邊內(nèi)側(cè)，使帶只受單向彎曲。同時張緊輪還應(yīng)盡量靠近大輪，以免過分影響帶在小輪上的包角。18.問：帶與帶輪間的摩擦系數(shù)

20、對帶傳動有什么影響？答：最大有效拉力隨摩擦系數(shù)的增大而增大。這是因為摩擦系數(shù)越大，則摩擦力就越大，傳動能力也就越高。19.問：為了增加傳動能力，將帶輪工作面加工得粗糙些以增大摩擦系數(shù)，這樣做是否合理？答：不合理。這樣會加劇帶的磨損，降低帶的壽命。20.問：與普通V帶相比，窄V帶的截面形狀及尺寸有何不同？其傳動有何特點？答：窄V帶是用合成纖維作抗拉體，與普通V帶相比，當(dāng)高度相同時，窄V帶的寬度約縮小1/3，而承載能力可提高1.52.5倍，適用于傳遞動力大而又要求傳動裝置緊湊的場合。答：窄V帶是用合成纖維作抗拉體，與普通V帶相比，當(dāng)高度相同時，窄V帶的寬度約縮小1/3，而承載能力可提高1.52.5

21、倍，適用于傳遞動力大而又要求傳動裝置緊湊的場合。 選擇題1、帶傳動是依靠來傳遞運動和功率的。A、帶與帶輪接觸面之間的正壓力B、帶與帶輪接觸面之間的摩擦力C、帶的緊邊拉力D、帶的松邊拉力2、帶張緊的目的是。A、減輕帶的彈性滑動 B、提高帶的壽命C、改變帶的運動方向 D、使帶具有一定的初拉力3、與鏈傳動相比較，帶傳動的優(yōu)點是。A、工作平隱，基本無噪聲 B、承載能力大C、傳動效率高 D、使用壽命長4、與平帶傳動相比較，V帶傳動的優(yōu)點是。A、傳動效率高 B、帶的壽命長C、帶的價格便宜 D、承載能力大5、選取V帶型號，主要取決于。A、帶傳遞的功率和小帶輪轉(zhuǎn)速B、帶的線速度C、帶的緊邊拉力D、帶有松邊拉力

22、6、V帶傳動中，小帶輪直徑的選取取決于。A、傳動比 B、帶的線速度C、帶的型號D、帶傳遞的功率7、中心距一定的帶傳動，小帶輪上包角的大小主要由決定。A、小帶輪直徑 B、大帶輪直徑C、兩帶輪直徑之和 D、兩帶輪直徑之差8、兩帶輪直徑一定時，減小中心距將引起。A、帶的彈性滑動加劇 B、帶傳動效率降低C、帶工作噪聲增大 C、小帶輪上的包角減小9、帶傳動的中心距過大時，會導(dǎo)致。A、帶的壽命縮短 B、帶的彈性滑動加劇C、帶的工作噪聲增大 D、帶在工作時出現(xiàn)顫動10、設(shè)計V帶傳動時，為防止，應(yīng)限制小帶輪的最小直徑。A、帶內(nèi)的彎曲成力過大 B、小帶輪上的包角過小C、帶的離心力過大D、帶的長度過長11、一定型號V帶內(nèi)彎曲應(yīng)力的大小，與成反比關(guān)系。A、帶的線速度B、帶輪的直徑C、帶輪上的包角 D、傳動比12、帶傳動在工作時，假定小帶輪為主動輪，則帶內(nèi)應(yīng)力的最大值發(fā)生在帶。A、進(jìn)入大帶輪處B、緊邊進(jìn)入小帶輪處C、離開大