机械设计·7习题+D.docx

机械设计·7习题+D一、填空题： 1. 若齿轮传动的传动比、中心距和齿宽不变，增加两轮的齿数和，则弯曲强度_，接触强度_。 2. 闭式软齿面齿轮传动首先按_强度进行设计计算，确定传动的几何尺寸，然后校核_强度。 3. 在齿轮传动中，当其它条件不变，作用于齿轮轮齿上的载荷增加为2倍时，弯曲应力增加为_倍；接触应力增加为_倍。 4. 在单向转动的齿轮上，由于齿轮的弯曲疲劳强度不够所产生的疲劳裂纹， 一般容易在轮齿的_首先出现和扩展。 5. 齿轮的主要失效形式有_、_、_、 _、_。 6. 在齿轮传动设计中，齿宽系数fd减小，则齿向载荷分布系数Kb_。 7. 轮齿齿面塑性变形破坏的原因是_， 预防措施是_。 8. 标准直齿圆柱齿轮传动，轮齿弯曲强度计算中的齿形系数只决定于 。 9. 轮齿齿面塑性变形破坏的原因是 、 ；特点为 、 ；预防措施是_、_。 10. 选择齿轮的结构形式和毛坯获得的方法，主要与_有关。 二、单项选择题： 1. 圆柱齿轮传动，当齿轮直径不变，而增加齿数时，可以_。 A.提高轮齿的弯曲强度 B.提高齿面的接触强度 C.改善传动的平稳性和降低振动噪声 D.提高抗磨损寿命 2. 选择齿轮的结构形式和毛坯获得的方法与_有关。 A.齿圈宽度 B.齿轮直径 C.齿轮在轴上的位置 D.齿轮的精度 3. 一对圆柱齿轮，在确定大小齿轮的宽度时，通常把小齿轮的齿宽做得比大齿轮的宽一些，其目的是_。 1 A.为了使小齿轮的弯曲强度比大齿轮的高一些 B.为了便于安装，保证接触线长度 C.为了使传动平稳，提高效率 D.为了使小齿轮每个齿啮合次数比大齿轮多 4. 开式齿轮传动中，强度条件sFsF主要是针对_。 A.齿面磨损及轮齿折断 B.齿面塑性变形 C.齿面胶合 D.齿面点蚀 5. 当设计圆柱齿轮传动时，在_时接触强度可提高。 A.中心距不变，增大模数 B.齿数不变，增大中心距 C.中心距不变，增大齿数 D.中心距不变，减小传动比 6. 开式齿轮传动中，强度条件sFsF主要是针对_。 A.齿面磨损及轮齿折断 B.齿面塑性变形 C.齿面胶合 D.齿面点蚀 7. 一齿轮传动装置如图所示，轮2主动，轮1与轮3从动，则轮2的齿面接触应力按_而变化，齿根弯曲应力按_而变化。 A.对称循环 B.脉动循环 C.不对称循环 D.以上三种都不对 8. 与齿轮传动和链传动相比，带传动的主要优点是_。 A.工作平稳，无噪声 C.摩擦损失小，效率高 B.传动的重量轻 D.寿命较长 9. 对齿面硬度350HBS的一对齿轮传动，选取齿面硬度时应使_。 A.小齿轮齿面硬度<大齿轮齿面硬度 B.小齿轮齿面硬度=大齿轮齿面硬度 C.小齿轮齿面硬度>大齿轮齿面硬度 D.小齿轮齿面硬度大齿轮齿面硬度 10. 两个齿轮的材料、齿宽、齿数相同，模数m1=2mm，m2=4mm，它们的弯曲强度承载能力_。 2 A.相同 B.第二个比第一个大 C.第一个比第二个大 D.承载能力与模数无关 11. 锥齿轮的弯曲疲劳强度计算是按_上齿形相同的当量圆柱齿轮进行计算的。 A.大端分度圆锥 B.大端背锥 C.齿宽中点处分度圆锥 D.齿宽中点处背锥 三、判断对错： 1. 对于硬齿面闭式齿轮传动，若接触强度校核不足，可以增大传动尺寸或提高齿面硬度。 2. 对于硬齿面闭式齿轮传动，若接触强度校核不足，解决办法是增大传动尺寸或提高齿面硬度。 3. 一对标准齿轮传动，若z1 < z2，则其齿根弯曲应力一定是sF1 < sF2。 4. 设计软齿面圆柱齿轮传动时，应取小齿轮的齿面硬度与大齿轮的齿面硬度相同。 5. 对于普通机械用的齿轮传动，齿轮的精度等级一般为79级。 6. 闭式齿轮传动的主要失效形式是磨损。 7. 一对啮合的直齿圆柱齿轮z118，z244，小轮齿面的接触应力比较大。 8. 设计圆柱齿轮传动时，应取小齿轮的齿宽小于或等于大齿轮的齿宽。 9. 开式齿轮传动应按接触疲劳强度设计。 10. 其他条件相同时，齿宽系数fd越大，则齿面上的载荷分布越不均匀。 11. 齿轮传动中，从动齿轮齿面上产生塑性变形后，齿面上节线附近上凸。 12. 影响一对齿轮齿面接触强度的主要尺寸是中心距和齿宽。 13. 润滑良好的闭式软齿面齿轮传动，齿面点蚀失效不是设计中考虑的主要失效方式。 3 四、简要回答以下问题。 1. 一对圆柱齿轮传动，一般小齿轮齿宽b1大于大齿轮齿宽b2，这是为什么？强度计算时，齿宽系数fd=b中的齿宽b应代入哪一个？ d1 2. 试述闭式软齿面及闭式硬齿面齿轮传动的设计准则。 3. 斜齿轮传动如图所示，试分析中间轴齿轮的受力。 4. 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sH1=600MPa，sH2=500MPa，sF1=179MPa，sF2=144MPa。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？ 5. 一对传动比大于1的标准齿轮啮合时，哪个齿轮的齿面接触应力较大？哪个齿轮的齿根弯曲应力较大？为什么？ 4 五、计算题： 1. 二级直齿圆柱齿轮减速器中尺寸参数和转向如图，压力角a =20°，忽略功率损失。问：1）用手拨动传动系统检查齿轮啮合情况应转动哪根轴？为什么？ 2）计算齿轮3的圆周力和径向力。 2. 分析图中斜齿圆柱齿轮传动的大齿轮受力，忽略摩擦损失。已知：小齿轮齿数z1=23，大齿轮齿数z2=71，法向模数mn=5mm，中心距a=245mm，传递功率P=15kW，大齿轮转速n2=145r/min，小齿轮螺旋线方向右旋。求： 1）大齿轮螺旋角b 的大小和方向；2）大齿轮转矩T2；3）大齿轮分度圆直径d2；4）大齿轮受力的大小和方向，并在图上画出。 3. 一对斜齿圆柱齿轮传动，由强度设计得：mn=3mm，z1=25，z2=75，b=8°06¢34²。已知：传递的功率P170kW，转速n1=750r/min。求从动轮所受各分力，并在图中示出各分力的方向。 5 一、填空题： 1 降低，不变 2 接触疲劳强度，弯曲疲劳强度 3 2，2 4 受拉一侧的齿根部分 5 齿面磨损，齿面点蚀，胶合，齿面塑性变形，轮齿折断 6 减小 7 轮齿材料较软而载荷和摩擦又都很大； 提高齿面硬度、采用粘度较大的润滑油等 8 齿数 9 轮齿材料较软，而载荷和摩擦又都很大 主动轮齿面沿节线处形成凹沟，从动轮齿面沿节线处形成凸棱 提高齿面硬度，采用粘度较大的润滑油 10 齿轮的直径 二、单项选择题： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 C B B A B A B，B A C 10 B 11 D 6 三、判断对错： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 × × × × × × × 四、简要回答以下问题。 1 1）选择b1>b2，主要是为了使装配时容易保证轮齿沿全齿宽啮合，以保证强度。另一方面，取b1>b2，而不是取b2>b1，是为了节省材料和加工齿轮的工时，降低成本。2）fd=b中的齿宽b应代入b2。 d12 2、1）闭式软齿面齿轮传动的设计准则：用齿面接触疲劳强度设计，用齿根弯曲疲劳强度校核。 2）闭式硬齿面齿轮传动的设计准则：用齿根弯曲疲劳强度设计，用齿面接触疲劳强度校核。 7 3 4 1）大齿轮的接触强度弱。因为相互啮合的一对齿轮，其接触应力相等，而大轮的许用应力小。 2）大齿轮的弯曲强度弱。弯曲强度的大小主要取决于比值：YFaYSasF。 YFa1YSa1sF1=YY2.8´155.2.4´167.=0.024， Fa2Sa2=0.028 179s144F2比值大的弯曲强度低，故大齿轮的弯曲强度低。 5 1、(本小题6分) 两轮齿面接触应力相等，因为互为反作用力。 小齿轮的齿根弯曲应力较大，因为sFµFYFaYSa/(mb)，两轮作用力F相等，齿宽b1=b2，模数m相同，而小轮齿根较薄，使齿形系数YFa较大，YSa小一些，但乘积YFaYSa较大，故齿根弯曲应力较大。 五、计算题： 1) 1）用手拨动接电动机的小齿轮轴。因为在传动系统中各轴传递功率相同，而此轴转速最高，传递转矩最小，拨动起来省力。4分 2）T1=9.55´106´11./930=11295.7N×mm T2=T1ih=11295.7´40/20=229514.N×mm 2分 Ft3=2T2/d3=2´22591.4/(2.5´20)=903.7N 2分 Fr3=Ft3´tana=903.7´tan20°=329N 2分 2) 2、(本小题15分)齿轮螺旋角 b=arccosmn(z1+z2)5´(23+71)=arccos=16.4264o=16o25¢35¢¢ (2分) 2a2´2458 大齿轮分度圆直径d2=mn´z25´71=370106.mm (2分) ocosbcos16.4264P15=9.55´106´=987931N×mm (2分) n2145大齿轮转矩T2=9.55´106切向力Ft=2T22´987931=5339N (2分) d2370106.轴向力Fa=Fttanb=5339´tan16.4264o=1574N (2分) 径向力Fr=Fttanan/cosb=5339´tan20o/cos16.4264o=2026N (2分) (3分) 3) 3、(本小题10分) T1=9.55´106P170=9.55´106´=89133.´103N×mm 2分 n1750d1=mnz135.´25=75.76mmcosbcos8o06¢34¢¢ 2分 2T12´89133.´103Ft=23530.36N 1分 d175.76Fa=Fttanb=23530.36´tan8o06¢34¢¢=3352.82N 1分 Fr=Fttanan/cosb=23530.36´tan20°/cos8o06¢34¢¢=8650.86N 1分 3分 9 10