精选例题与解析
例11-1 二级圆柱齿轮减速器，其中一级为直齿轮，另一级为斜齿轮。试问斜齿轮传动应置于高速级还是低速级？为什么？若为直齿锥齿轮和圆柱齿轮组成减速器，锥齿轮传动应置于高速级还是低速级？为什么？
答：
在二级圆柱齿轮传动中，斜齿轮传动放在高速级，直齿轮传动放在低速级。其原因有三点：1）斜齿轮传动工作平稳，在与直齿轮精度等级相同时允许更高的圆周速度，更适于高速。2）将工作平稳的传动放在高速级，对下级的影响较小。如将工作不很平稳的直齿轮传动放在高速级，则斜齿轮传动也不会平稳。3）斜齿轮传动有轴向力，放在高速级轴向力较小，因为高速级的转矩较小。
由锥齿轮和斜齿轮组成的二级减速器，一般应将锥齿轮传动放在高速级。其原因是：低速级的转矩较大，齿轮的尺寸和模数较大。当锥齿轮的锥距R和模数m大时，加工困难，制造成
本提高。
例11-2 一对齿轮传动，若按无限寿命考虑，如何判断其大小齿轮中哪个不易出现齿面点蚀？哪个不易发生齿根弯曲疲劳折断？
答：一对齿轮的接触应力相等，哪个齿轮首先出现点蚀，取决于它们的许用接触应力，其中较小者容易出现齿面点蚀。通常，小齿轮的硬度较大，极限应力较大，按无限寿命设计，小齿轮的许用接触应力1 较大，不易出现齿面点蚀。
判断哪个齿轮先发生齿根弯曲疲劳折断，即比较两轮的弯曲疲劳强度，要比较两个齿轮的和，其比值较小者弯曲强度较高，不易发生轮齿疲劳折断。 、
例7-7 图1全自动保管箱
例11-3 图示双级斜齿圆柱齿轮减速器，高速级：mn=2 mm，z1=22，z2 =95，，a =120，齿轮1为右旋；低速级：mn= 3 mm，z3 =25，z4=79，，a =160。主动轮转速n1=960 r/min，转向如图，传递功率P = 4 kW，不计摩擦损失，试：
(1) 标出各轮的转向和齿轮2的螺旋线方向；
(2) 合理确定3、4轮的螺旋线方向；
(3) 画出齿轮2、3 所受的各个分力；
(4) 求出齿轮3所受3个分力的大小。
解题注意要点：
(1) 一对斜齿轮旋向相反,1轮右旋,2轮左旋。
(2) 为使3轮轴向力与2轮反向，3轮左旋、4轮右旋。
(3) 为求齿轮3的分力，先求螺旋角T3和β3。
例11-7 图2
解：
(1) 各轮的转向和2轮的螺向如例11-8图2所示。
(2) 3轮为左旋、4轮为右旋，如图所示。
(3) 齿轮2、3 所受的各个分力如图所示。
(4) 求齿轮3所受分力：
r/min
Nm
，β3 =12.8386°
mm
N
N
N
例11-4 一对直齿圆锥齿轮传动如图所示，齿轮1主动，n1=960 r/min，转向如图，传递功率P = 3 kW，已知：m = 4mm，z1=28，z2 = 48，b =30mm，=0.3，，试求两轮所受三个分力的大小并在图中标出方向。
例11-8 图1 例11-8 图2
解：
(1) 两轮所受分力的方向如例11-8图2所示。
(2) 求各个分力的大小：
Nm
mm
，=
N
N
N
例11-5 图示圆锥—斜齿圆柱齿轮减速器。齿轮1主动，转向如图，锥齿轮的参数为：模数m=2.5mm，z1=23，z2 = 69，，齿宽系数 =0.3；斜齿轮的参数为：模数mn=3mm，z3=25，z4=99，。试：
(1) 标出各轴的转向；
(2) 为使Ⅱ轴所受轴向力较小，合理确定3、4轮的螺旋线方向；
(3) 画出齿轮2、3 所受的各个分力。
(4) 为使Ⅱ轴上两轮的轴向力完全抵消，确定斜齿轮3的螺旋角β3（忽略摩擦损失）。
例11-5 图1
解：
(1) 各轮的转向如例11-9图2所示。
(2) 3、4轮的螺旋线方向如图所示。
(3) 齿轮 2、3 所受分力如图所示。
(4) 确定斜齿轮3的螺旋角β3：
若使Ⅱ轴不受轴向力，必须：|Fa2|激光绣花机=|Fa3|
根据：
例11-5 图2
得到：
即：
忽略摩擦损失：T2 = T3，Ft2 = 2T2/dm2
则：
，
健慰器具
将上述4式代入前式得到
= 0.17662
= 10°10′22″
自测题
一、选择题
11-1．对于软齿面的闭式齿轮传动，其主要失效形式为________。
A．轮齿疲劳折断 B．齿面磨损
C．齿面疲劳点蚀 D．齿面胶合
11-2．一般开式齿轮传动的主要失效形式是________。
A．轮齿疲劳折断 B．齿面磨损
C．齿面疲劳点蚀 D．齿面胶合
11-3．高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式为________。
A．轮齿疲劳折断 B．齿面磨损
C．齿面疲劳点蚀 D．齿面胶合
11-4．齿轮的齿面疲劳点蚀经常发生在________。
A．靠近齿顶处 B．靠近齿根处
C．节线附近的齿顶一侧 D．节线附近的齿根一侧
11-5．一对45钢调质齿轮，过早的发生了齿面点蚀，更换时可用________的齿轮代替。
A．40Cr调质 B．适当增大模数m
C．45钢齿面高频淬火 D．铸钢ZG310-570
11-6．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________。
A．大、小齿轮的硬度相等 B．小齿轮硬度高于大齿轮硬度
C．大齿轮硬度高于小齿轮硬度 D．小齿轮用硬齿面，大齿轮用软齿面
11-7．一对齿轮传动，小轮材为40Cr；大轮材料为45钢，则它们的接触应力________。
肽链合成过程
A．= B. ＜
C．＞ D．≤
11-8．其他条件不变，将齿轮传动的载荷增为原来的4倍，其齿面接触应力________。
A．不变 B．增为原应力的2倍
C．增为原应力的4倍 D．增为原应力的16倍
11-9．一对标准直齿圆柱齿轮，zl = 21，z2 = 63，则这对齿轮的弯曲应力________。
A. ＞ B. ＜
C. = D. ≤
11-10．对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般________。
A．先按接触强度设计，再校核弯曲强度 B．只需按接触强度设计
C．先按弯曲强度设计，再校核接触强度 D．只需按弯曲强度设计。
11-7．设计闭式软齿面直齿轮传动时，选择小齿轮齿数z1的原则是________。
A．z1 越多越好 B．z1 越少越好
C．z1 ≥17，不产生根切即可 D．在保证弯曲强度的前提下选多一些
11-12．设计硬齿面齿轮传动，当直径一定，常取较少的齿数，较大的模数以________。
A．提高轮齿的弯曲疲劳强度 B．提高齿面的接触疲劳强度
C．减少加工切削量，提高生产率 D．提高轮齿抗塑性变形能力
11-13. 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________。
A．增大 B．减小
C．保持不变 D．略有减小
11-14．设计齿轮传动时，若保持传动比i和齿数和zΣ = z1 + z2不变，而增大模数m，则齿轮的________。
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
11-15．在下面的各种方法中，________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
11-16．在下面的各种方法中，_________不能增加齿轮轮齿的弯曲疲劳强度。
A．直径不变增大模数 B．齿轮负变位
C．由调质改为淬火 D．适当增加齿宽
11-17．在圆柱齿轮传动中，轮齿的齿面接触疲劳强度主要取决于_________。
A．模数 B．齿数
C．中心距 D．压力角
11-18. 为提高齿轮传动的接触疲劳强度，可采取的方法是：________。
A．采用闭式传动 B．增大传动的中心距
C．模数不变，减少齿数 D．中心距不变，增大模数
11-19．保持直齿圆柱齿轮传动的中心距不变，增大模数m，则________。
A．轮齿的弯曲疲劳强度提高 B．齿面的接触强度提高
C．弯曲与接触强度均可提高 D．弯曲与接触强度均不变
11-20．圆柱齿轮传动的中心距不变，减小模数、增加齿数，可以________
A．提高齿轮的弯曲强度 B．提高齿面的接触强度
C．改善齿轮传动的平稳性 D．减少齿轮的塑性变形
11-21．在计算标准直齿圆柱齿轮的弯曲强度时，齿形系数YFa取决于________。
A．模数m B．齿数z
C．分度圆直径d D．重合度
11-22．轮齿弯曲强度计算中的齿形系数YFa与________无关。
A．齿数z B．变位系数x
C．模数m D．斜齿轮的螺旋角β
11-23．现有两个标准直齿圆柱齿轮，齿轮1：m1=3 mm、z1 =25，齿轮2：m2 = 4 mm、z2=48，则它们的齿形系数________。
A．YFa1 ＞ YFa2 B．YFa1 ＜ YFa2
C．YFa1 电暖手套= YFa2 D．YFa1 ≤ YFa2
水幕系统11-24．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________。
A．增大模数，相应减少齿数 B．提高主、从动轮的齿面硬度
C．提高加工精度 D．增大齿根圆角半径
11-25．一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 。
A．增大中心距 B．使中心距不变，增大模数
C．使中心距不变，增加齿数 D．模数不变，增加齿数
11-26．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________。
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
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