第三篇机械传动(齿轮传动蜗杆传动)剖析课件

第十章第十章 齿轮传动齿轮传动第十一章第十一章 蜗杆传动蜗杆传动第十章第十章 齿轮传动齿轮传动10-1 10-1 概述10-2 10-2 齿轮传动的失效形式及设计准则10-3 10-3 齿轮的材料及其选择原则10-4 10-4 齿轮传动的计算载荷10-5 10-5 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算10-6 10-6 齿轮传动的设计参数、许用应力与精度选择10-7 10-7 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算10-8 10-8 标准锥齿轮传动的强度计算10-9 10-9 变位齿轮传动强度计算概述10-10 10-10 齿轮的结构设计10-11 10-11 齿轮传动的润滑10-12 10-12 圆弧齿圆柱齿轮传动简介1.优缺点优点：1）传动效率高 可达=99。在常用的机械传动中，齿轮传动的效率为最高；2）结构紧凑 与带传动、链传动相比，在同样的使用条件下，齿轮传动所需的空间一般较小；3）工作可靠，寿命长 4）传动比稳定无论是平均值还是瞬时值。这也是齿轮传动获得广泛应用的原因之一；5）功率和速度适用范围很广等。缺点：1）制造、安装精度要求较高（专用机床和刀具加工）；2）精度低时，噪音、振动较大；3）不适于中心距a较大两轴间传动；4）制造、使用及维护的费用较高。10-1 10-1 概述（2）按齿线形状分）按齿线形状分 直齿、斜齿、直齿、斜齿、曲线齿曲线齿(人字齿人字齿)2.分类分类（1）按工作条件分）按工作条件分开式传动开式传动半开式传动半开式传动闭式传动闭式传动（3）按材料硬度分）按材料硬度分硬齿面硬齿面350HB(或或38HRC)软齿面软齿面350HB(或或38HRC)（4）按轴的布置方式）按轴的布置方式平行轴齿轮传动平行轴齿轮传动相交轴齿轮传动相交轴齿轮传动交错轴齿轮传动交错轴齿轮传动（5）按齿廓曲线分）按齿廓曲线分 渐开线齿、摆线齿、圆弧齿渐开线齿、摆线齿、圆弧齿直齿圆柱齿轮机构直齿圆柱齿轮机构内啮合齿轮传动内啮合齿轮传动外啮合齿轮传动外啮合齿轮传动齿轮齿条传动齿轮齿条传动外啮合齿轮传动外啮合齿轮传动内啮合圆柱齿轮机构内啮合圆柱齿轮机构齿轮齿条机构齿轮齿条机构人字齿直齿圆锥齿轮机构直齿圆锥齿轮机构斜齿圆锥齿轮机构斜齿圆锥齿轮机构交错轴齿轮传动（一）失效形式：10-2 10-2 齿轮传动的失效形式及设计准则1.轮齿折断在闭式齿轮传动中，当齿轮的齿面较硬时，易出现轮齿折断。多发生在根部轮齿折断齿面损伤：齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形疲劳折断 过载折断全齿折断：齿宽较小的直齿圆柱齿轮 局部折断：齿宽较大的直齿圆柱齿轮、斜齿轮、人字齿提高轮齿的抗疲劳折断能力的措施：1）增大齿根过渡曲线半径及消除加工刀痕；2）增大轴及支承的刚性，使轮齿接触线上受载较为均匀；3）采用合适的热处理方法使齿芯具有足够的韧性；4）采用喷丸、滚压等工艺措施对齿根表层进行强化处理。2.齿面磨损磨粒磨损 开式齿轮传动的主要失效形式防止或减轻磨粒磨损的主要措施：1）提高齿面硬度；2）降低表面粗糙度值；3）降低滑动系数；4）注意润滑油的清洁和定期更换等。3.齿面点蚀 发生在润滑良好的闭式传动，特别是在软齿面上更容易发生。在节线附近靠近齿根部分的表面上。收敛式点蚀：不再发展或反而消失的点蚀（只发生在软齿面上）扩展式点蚀：随时间的延长而继续扩展的点蚀防止或减轻点蚀的主要措施：1）提高齿面硬度和降低表面粗糙度值；2）增大综合曲率半径；3）采用粘度较高的润滑油；4）减小动载荷等。4.齿面胶合高速重载高温齿面胶合低速重载不易形成油膜冷焊粘着防止或减轻齿面胶合的主要措施：1）采用抗胶合能力强的润滑油；2）在润滑油中加入极压添加剂等。5.塑性变形在过大的应力作用下发生的塑性变形，一般发生在软齿面上。齿面塑性变形：滚压塑变、锤击塑变主动轮在节线附近形成：凹槽从动轮在节线附近形成：凸脊防止或减轻齿面塑性流动的主要措施：1）提高齿面硬度；2）采用粘度较大的或加有极压添加剂的润滑油。（二）设计准则保证齿根弯曲疲劳强度，以免发生齿根折断。保证齿面接触疲劳强度，以免发生齿面点蚀。由实践得知：闭式软齿面齿轮传动，以保证齿面接触疲劳强度为主。闭式硬齿面或开式齿轮传动，以保证齿根弯曲疲劳强度为主。齿根弯曲疲劳强度主要由模数决定。齿面接触疲劳强度主要由直径决定。计算准则 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项准则进行计算。1）闭式 -齿面接触疲劳强度设计-分度圆直径及其主要几何参数（d、b等）-再齿轮齿根的弯曲疲劳强度校核。但齿面较硬时，按齿根的弯曲疲劳强度设计-再对齿面接触疲劳强度进行校核。当有短时过载时，还应进行静强度计算。对于高速大功率的齿轮传动，还应进行抗胶合计算。2）在开式齿轮传动中，以保证齿根弯曲疲劳强度作为设计准则，为延长开式（半开式）齿轮传动寿命，可适当加大模数。（一）常用的齿轮材料（一）常用的齿轮材料1钢钢(1)锻钢锻钢1)软齿面软齿面(350HB)如：如：45，40Cr正火或调质热处理正火或调质热处理切齿切齿7级或级或8级级2)硬齿面硬齿面(350HB)如：如：45，40Cr淬火淬火20Cr20CrMnTi渗碳淬火渗碳淬火先粗加工先粗加工齿面硬化处理齿面硬化处理精加工（精加工（4级或级或5级）级）(2)铸钢铸钢如：如：ZG310570（常化处理）应用于尺寸较大的齿轮。（常化处理）应用于尺寸较大的齿轮。10-3 齿轮的材料及其选择原则齿轮的材料及其选择原则2铸铁铸铁如：如：HT200HT350、QT500-5等等应用于工作平稳，速度较低，功率不大的场合。应用于工作平稳，速度较低，功率不大的场合。3非金属材料非金属材料 如如：夹布胶木、尼龙夹布胶木、尼龙1.整体淬火2.表面淬火3.渗碳淬火4.渗氮5.碳氮共渗获得硬齿面获得硬齿面6.正火和调质获得软齿面获得软齿面（二）齿轮材料的选用原则1）齿轮材料必须满足工作条件的要求，如强度、寿命、可靠性、经济性等；2）应考虑齿轮尺寸的大小，毛坯成型方法及热处理和制造工艺；3）正火碳钢只能用于载荷平稳或轻度冲击下；调质碳钢可用于中等冲击载荷下；4）合金钢常用于高速、重载并有冲击的场合；5）飞行器中的齿轮传动，要求齿轮尺寸小，应采用表面硬化处理的高强度合金钢；6）钢制软齿面齿轮，其配对两轮齿面的硬度差应保持在3050HBS或更多。齿面硬度匹配齿面硬度匹配1软齿面传动时：软齿面传动时：HB小小=HB大大+(3050)HB小小 HB大大对大齿轮冷作硬化对大齿轮冷作硬化2硬齿面传动时：硬齿面传动时：HB小小HB大大计算载荷pcaK齿间载荷分配系数KH接触强度计算KF弯曲强度计算K齿向载荷分布系数KH接触强度计算KF弯曲强度计算 10-4 齿轮传动的计算载荷齿轮传动的计算载荷K载荷系数 K=KAKvKKKA使用系数；Kv动载系数；平均载荷p（一）使用系数KA 考虑动力机和工作机的运转特性、联轴器的缓冲性能等外部因素引起的动载荷而引入的系数。表10-2（二）动载系数Kv 考虑齿轮副在啮合过程中因啮合误差和运转速度而引起的内部附加动载荷的系数。当基圆齿距Pb1=Pb2时正确啮合。当Pb2Pb1，后一对齿轮未进入啮合区就开始接触，产生动载荷。当Pb1Pb2，则前一对齿将脱开啮合时，后一对齿虽已进入啮合区，但尚未接触，而要待前一对齿离开正确啮合区一段距离后，后一对齿才开始啮合产生冲击。所以当主动轮1 1为常数时，从动轮瞬时角速度2 2将忽大忽小，从而产生附近动载荷。为了减小动载荷，采用修缘齿。图10-8（三）齿间载荷分配系数K考虑同时有多对齿啮合时各对轮齿间载荷分配不均匀的系数。表10-3（四）齿向载荷分布系数K 考虑轴的弯曲、扭转变形、轴承、支座弹性变形及制造和装配误差而引起的沿齿宽方向载荷分布不均匀的影响。在转矩输入端，轮齿所受的载荷最大。当齿轮位于远离转矩输入端时载荷分布不均匀现象较缓和；否则，载荷分布不均匀现象较严重。影响因素：1）支承情况：对称布置，好；非对称布置；悬臂布置，差。2）齿轮宽度b b K。3）与齿面硬度有关。4）制造、安装精度精度越高，K越小。改善载荷分布不均匀现象的措施：1.提高轴、轴承和机座的刚度，选取合理的齿轮布置位置，选择合理的齿宽，提高制造和安装精度等。2.采用鼓形齿。图10-12表10-4图10-13 10-5 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算（一）轮齿的（一）轮齿的受力分析受力分析力方向判断：作用在主动轮和从动轮上各对应力大小相等、方向相反。从动轮上的圆周力是驱动力，其方向与回转方向相同；主动轮上的圆周力是阻力，其方向与回转方向相反；径向力分别指向各轮轮心。（二）（二）齿根弯曲疲劳强度计算齿根弯曲疲劳强度计算危险截面：危险截面：计入齿根应力校正系数Ysa后，强度条件式为：引入齿宽系数后 ，可得设计公式：校核计算公式校核计算公式设计计算公式设计计算公式（三）（三）齿面接触疲劳强度计算齿面接触疲劳强度计算-防止疲劳点蚀防止疲劳点蚀 1.1.计算公式计算公式设计计算公式设计计算公式校核计算公式校核计算公式（四）齿轮传动的强度计算说明1）2）3）当配对两齿轮的齿面均属硬齿面时，两轮的材料、热处理方法）当配对两齿轮的齿面均属硬齿面时，两轮的材料、热处理方法及硬度均可取成一样的。可分别按齿根弯曲疲劳强度及齿面接触疲及硬度均可取成一样的。可分别按齿根弯曲疲劳强度及齿面接触疲劳强度的设计公式进行计算，并取较大者作为设计结果。劳强度的设计公式进行计算，并取较大者作为设计结果。4）利用设计公式时，先作一些初步假设。）利用设计公式时，先作一些初步假设。5）模数决定齿根弯曲疲劳强度，齿轮直径决定齿面接触疲劳强度。）模数决定齿根弯曲疲劳强度，齿轮直径决定齿面接触疲劳强度。10-6 齿轮传动的设计参数、许用应力与精度选择齿轮传动的设计参数、许用应力与精度选择（一）齿轮传动设计参、数的选择（一）齿轮传动设计参、数的选择1.压力角压力角的选择的选择 =20压力角增大，有利于提高齿轮的接触强度和弯曲强度；但增大压力压力角增大，有利于提高齿轮的接触强度和弯曲强度；但增大压力角影响重合度的大小。角影响重合度的大小。2.齿数齿数z的选择的选择齿数增多有利于：齿数增多有利于：1）增大重合度，提高传动平稳性；）增大重合度，提高传动平稳性；2）模数减少，）模数减少，减少切削量，延长刀具使用寿命，减少加工工时；减少切削量，延长刀具使用寿命，减少加工工时；3）降低齿高还）降低齿高还能降低滑动速度，以减少磨损及胶合的危险。能降低滑动速度，以减少磨损及胶合的危险。齿数过多，模数太小，齿厚减薄，降低轮齿的弯曲强度。齿数过多，模数太小，齿厚减薄，降低轮齿的弯曲强度。闭式传动软齿面：满足弯曲疲劳强度要求的前提下，齿数宜取多些。软齿面：满足弯曲疲劳强度要求的前提下，齿数宜取多些。硬齿面：齿数不宜过多。硬齿面：齿数不宜过多。开式传动的尺寸主要取决于轮齿弯曲疲劳强度，齿数不宜过多。为了避免根切z117。初初选z1，根据，根据u确定确定z2。为了使各了使各对齿磨磨损均匀，均匀，z1 与z2一般互为质数。3.齿宽系数d d的选择表10-7为防止装配误差产生轴向错位导致啮合齿宽减小，大齿轮的齿宽应将小齿轮的齿宽在圆整后加510mm。（二）齿轮的许用应力 S S疲劳强度安全系数K KN N寿命系数 图10-18 10-18 图10-1910-19j为齿轮每转一圈，同一齿面啮合的次数；为齿轮每转一圈，同一齿面啮合的次数；n为齿轮的转速，单位为为齿轮的转速，单位为r/min；Lh为齿轮的工作寿命，单位为小时。为齿轮的工作寿命，单位为小时。limlim齿轮的疲劳极限 图10-20 10-20 图10-2110-21（三）齿轮精度的选择（三）齿轮精度的选择 表表10-8 例例1由于由于Fatanb b，为了不使轴承承受的轴向力过大，为了不使轴承承受的轴向力过大，螺旋角螺旋角b b不宜选得过大，常在不宜选得过大，常在b b=820之间选择。之间选择。（一）轮齿的（一）轮齿的受力分析受力分析 10-7 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算力方向判断：圆周力和径向力方向的判断和直齿圆柱齿轮传动相同。轴向力的方向决定于轮齿螺旋线方向和齿轮回转方向，可用主动轮左右手法判断：左旋用左手，右旋用右手。握住主动轮轴线，弯曲四指代表回转方向，拇指指向即主动轮的轴向力方向，从动轮轴向力方向与其相反、大小相等。例1已知一对斜齿圆柱齿轮传动，1主动轮，2轮螺旋线方向为左旋，其转向如图所示，试在图中标出（1）1、2轮的螺旋线方向；（2）圆周力Ft1、Ft2的方向；轴向力Fa1、Fa2的方向和径向力Fr1、Fr2的方向。例2设二级斜齿圆柱齿轮减速器的已知条件如图，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上两齿轮的轴向力方向相反？（2）画出中间轴上两齿轮的圆周力Ft2、Ft3的方向；轴向力Fa2、Fa3的方向。例3设二级圆柱齿轮减速器的已知条件如图，1与3齿轮相同，2与4齿轮相同，试问：（1）为使各轴上的轴向力较小，应如何选择斜齿轮的螺旋线方向？（2）画出中间轴上两齿轮的圆周力Ft2、Ft4、Ft5的方向；轴向力Fa2、Fa4、Fa5的方向。作业1、分析图中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，小齿轮螺旋线方向为右旋。求：（1）大齿轮螺旋角的大小和方向；（2）小齿轮转矩T1；（3）小齿轮分度圆直径d1；（4）小齿轮受力（用3个分力表示）的大小和方向，并在图上画出。（二）计算载荷（二）计算载荷接触线总长度随啮合位置不同而变化，同时还受端面重合度和纵向重接触线总长度随啮合位置不同而变化，同时还受端面重合度和纵向重合度的共同影响。合度的共同影响。（三）（三）齿根弯曲疲劳强度计算齿根弯曲疲劳强度计算按斜齿轮的法面当量直齿圆柱齿轮进行，分析的截面应为法向按斜齿轮的法面当量直齿圆柱齿轮进行，分析的截面应为法向截面，模数应为法向模数。截面，模数应为法向模数。引入齿宽系数后引入齿宽系数后 ，可得设计公式：，可得设计公式：（四）（四）齿面接触疲劳强度计算齿面接触疲劳强度计算-防止疲劳点蚀防止疲劳点蚀 和直齿轮不同几点：和直齿轮不同几点：齿廓啮合点的曲率半径应用法向曲率半径齿廓啮合点的曲率半径应用法向曲率半径n1n1和和n2n2.例例2例例3设计计算公式设计计算公式校核计算公式校核计算公式 10-8 标准锥齿轮传动的强度计算标准锥齿轮传动的强度计算通常用于传递两相交轴之间的运动和动力，最常用的轴角通常用于传递两相交轴之间的运动和动力，最常用的轴角=90。即。即1 1+2 2=90基本参数的标准值：圆锥齿轮的基本参数和几何尺寸通常以大端为准，大端模数为标准模数，大端压力角=20，齿顶高系数ha*=1,顶隙系数隙系数c*=0.2。正确正确啮合条件：合条件：两个两个锥齿轮大端的模数和大端的模数和压力角力角应分分别相等，且均相等，且均为标准准值。（一）设计参数（一）设计参数对轴交角为对轴交角为90的直齿锥齿轮传动主要几何尺寸的直齿锥齿轮传动主要几何尺寸强度计算时，是以锥齿轮齿宽中点处的当量齿轮作为计算时的依据。强度计算时，是以锥齿轮齿宽中点处的当量齿轮作为计算时的依据。直齿锥齿轮传动的几何参数（二）（二）轮齿的轮齿的受力分析 直齿锥齿轮的轮齿受力分析模型如下图，将总法向载荷集中作用于齿宽中直齿锥齿轮的轮齿受力分析模型如下图，将总法向载荷集中作用于齿宽中点处的法面截面内。点处的法面截面内。Fn可分解为圆周力可分解为圆周力Ft，径向力，径向力Fr和轴向力和轴向力Fa三个分力。三个分力。圆周力方向在主动轮上与回转方向相反，圆周力方向在主动轮上与回转方向相反，在从动轮上与回转方向相同；径向力方向在从动轮上与回转方向相同；径向力方向分别指向各自的轮心；轴向力的方向总是分别指向各自的轮心；轴向力的方向总是指向大端。指向大端。（三）（四）（五）（三）（四）（五）略略课后课后10-1（b）在综合考虑齿轮几何尺寸，毛坯，材料，加工方法，使用要求及在综合考虑齿轮几何尺寸，毛坯，材料，加工方法，使用要求及经济性等各方面因素的基础上，按齿轮的直径大小，选定合适经济性等各方面因素的基础上，按齿轮的直径大小，选定合适的结构形式，再根据推荐的经验数据进行结构尺寸计算。的结构形式，再根据推荐的经验数据进行结构尺寸计算。常见的结构形式有常见的结构形式有齿轮的结构设计主要是确定轮缘，轮辐，轮毂等结构形式及尺寸齿轮的结构设计主要是确定轮缘，轮辐，轮毂等结构形式及尺寸大小。大小。轮辐式结构实心式齿轮齿轮轴中型尺寸齿轮结构小尺寸齿轮结构大尺齿轮结构、组合式腹板式结构 10-10 齿轮的结构设计齿轮的结构设计（一）齿轮传动的（一）齿轮传动的润滑方式润滑方式齿轮传动润滑的目的 对齿轮传动进行润滑，就是为了避免金属直接接触，减少摩擦磨损，同时还可以起到散热和防锈蚀的目的。开式及半开式齿轮传动或速度较低的闭式齿轮传动，通常采用人工周期性加油润滑。通用的闭式齿轮传动，常采用浸油润滑和喷油润滑，取决于齿轮的圆周速度。v12m/s15m/s 采用浸油润滑 v12m/s 采用喷油润滑 10-11 齿轮传动的润滑齿轮传动的润滑（二）润滑剂的选择 齿轮传动常用的润滑剂为润滑油或润滑脂。选用时，应根据齿轮的工作情况（转速高低、载荷大小、环境温度等），选择润滑剂的粘度、牌号。表10-111、圆柱直齿轮正确啮合的条件、圆柱直齿轮正确啮合的条件 、。2、齿轮传动的主要失效形式有、齿轮传动的主要失效形式有 等。等。m1=m2=m 1=2=轮齿折断、点蚀、胶合、磨粒磨损、塑性流动轮齿折断、点蚀、胶合、磨粒磨损、塑性流动3、直齿锥齿轮轴向力的方向、直齿锥齿轮轴向力的方向。由小端指向大端由小端指向大端练习题练习题4、计算齿轮强度的载荷系数、计算齿轮强度的载荷系数K包包。使用系数、动载系数、齿间载荷分配系数、齿向载荷分使用系数、动载系数、齿间载荷分配系数、齿向载荷分布系数。布系数。6、在斜齿轮设计中，应取、在斜齿轮设计中，应取模数为标准值，而直齿模数为标准值，而直齿锥齿轮设计中，应取锥齿轮设计中，应取模数为标准值。模数为标准值。法面、大端法面、大端 5、对于闭式软齿面齿轮传动，主要按、对于闭式软齿面齿轮传动，主要按 强度进行强度进行设计，而按设计，而按 强度进行校核，这时影响齿轮强度的强度进行校核，这时影响齿轮强度的最主要几何参数是最主要几何参数是。接触疲劳接触疲劳 弯曲疲劳弯曲疲劳 直径直径 7、一对圆柱齿轮传动中，当齿面产生疲劳点蚀时，通、一对圆柱齿轮传动中，当齿面产生疲劳点蚀时，通常发生在常发生在。节线附近的齿根表面节线附近的齿根表面8、设计一般闭式齿轮传动时，齿根弯曲强度计算主要针、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对的失效形式是。轮齿疲劳折断轮齿疲劳折断9、在设计闭式硬齿面齿轮传动中，当直径一定时，应取、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，使模数增大以较少的齿数，使模数增大以。提高轮齿的弯曲疲劳强度提高轮齿的弯曲疲劳强度10、设计斜齿轮传动时，螺旋角太小斜齿轮的传动优点不、设计斜齿轮传动时，螺旋角太小斜齿轮的传动优点不明显，太大则会引起明显，太大则会引起的缺点。的缺点。轴向力太大轴向力太大11、锥齿轮传动中，主从动轮力的关系是、锥齿轮传动中，主从动轮力的关系是Ft1=，Fr1=，Fa1=。Ft1=-Ft2，Fr1=-Fa2，Fa1=-Fr2。12、在齿轮传动中，将轮齿进行齿顶修缘的目的是、在齿轮传动中，将轮齿进行齿顶修缘的目的是_，将轮齿加工成鼓形齿的目的是，将轮齿加工成鼓形齿的目的是 。降低动载系数、降低齿向载荷分布不均匀系数降低动载系数、降低齿向载荷分布不均匀系数13、影响齿轮传动动载系数、影响齿轮传动动载系数Kv大小的两个主要因素是大小的两个主要因素是_和和_。14、直齿圆锥齿轮传动的强度计算方法是以、直齿圆锥齿轮传动的强度计算方法是以_的当量圆柱齿轮为计算基础的。的当量圆柱齿轮为计算基础的。15、7、8、9级齿轮，由于级齿轮，由于 ，通常按全部载荷作用，通常按全部载荷作用于于 来计算齿根弯曲强度，影响齿根弯曲疲劳强度来计算齿根弯曲强度，影响齿根弯曲疲劳强度的因素有的因素有 、。制造误差大，齿顶，齿宽系数，模数制造误差大，齿顶，齿宽系数，模数16、在齿轮强度计算中，节点区域系数（、在齿轮强度计算中，节点区域系数（ZH）是用来考）是用来考虑虑 的影响。对待标准直齿圆柱齿轮，的影响。对待标准直齿圆柱齿轮，ZH=。节点齿廓形状对接触应力，节点齿廓形状对接触应力，2.517、两对直齿圆柱齿轮，材料、热处理完全相同，工作条件也相同、两对直齿圆柱齿轮，材料、热处理完全相同，工作条件也相同（NN0，其中，其中N为应力循环次数；为应力循环次数；N0为应力循环基数）。有下为应力循环基数）。有下述两方案：述两方案：z1=20，z2=40，m=6mm，a=180mm，b=60mm，=20；z1=40，z2=80，m=3mm，a=180mm，b=60mm，=20。方案方案 的轮齿弯曲疲劳强度大；方案的轮齿弯曲疲劳强度大；方案与与的接触疲劳强度的接触疲劳强度 ；方案；方案 的毛坯重。的毛坯重。17、相同相同?18、降低降低 增大增大 降低降低 增大增大19、大，载荷分布不均，小，大，大、大，载荷分布不均，小，大，大18、正角度变位对一个齿轮接触强度的影响是使接触应力、正角度变位对一个齿轮接触强度的影响是使接触应力 ，接，接触强度触强度 ；对该齿轮弯曲强度的影响是轮齿变厚，使弯曲应力；对该齿轮弯曲强度的影响是轮齿变厚，使弯曲应力 ，弯曲强度，弯曲强度 。19、圆柱齿轮设计时，齿宽系数、圆柱齿轮设计时，齿宽系数d d=b/d1，b愈宽，承载能力也愈愈宽，承载能力也愈 ，但使，但使 现象严重。选择现象严重。选择d d的原则是：两齿轮均为硬齿面时，的原则是：两齿轮均为硬齿面时，d d值取偏值取偏 值；精度高时，取偏值；精度高时，取偏 值；对称布置与悬臂布置值；对称布置与悬臂布置取偏取偏 值。值。20、材料为、材料为45号钢的齿轮毛坯加工成级精度的硬齿面直齿圆柱号钢的齿轮毛坯加工成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外齿轮，该齿轮制造的工艺顺序是。A.滚齿、表面淬火、磨齿滚齿、表面淬火、磨齿 B.滚齿、磨齿、表面淬火滚齿、磨齿、表面淬火 C.表面淬火、滚齿、磨齿表面淬火、滚齿、磨齿 D.滚齿、调质、磨齿滚齿、调质、磨齿21、材料为、材料为20Cr钢的硬齿面齿轮，适宜的热处理方法是钢的硬齿面齿轮，适宜的热处理方法是_。A.整体淬火整体淬火 B.渗碳淬火渗碳淬火 C.调质调质 D.表面淬火表面淬火22、有两个标准直齿圆柱齿轮，齿轮、有两个标准直齿圆柱齿轮，齿轮1的模数的模数m1=5mm，齿数，齿数zl=30；齿轮；齿轮2的模数的模数m2=3mm，齿数，齿数z2=50，则齿形系数和应力校正系，则齿形系数和应力校正系数的乘积数的乘积YFa1YSa1_YFa2YSa2。A.大于大于 B.等于等于 C.小于小于 D.不一定大于、等于或小于不一定大于、等于或小于23、在齿轮传动中，仅将齿轮分度圆的压力角在齿轮传动中，仅将齿轮分度圆的压力角增大，则齿面接触增大，则齿面接触应力将应力将_。A.增大增大 B.不变不变 C.减小减小24、齿轮采用渗碳淬火的热处理方法，则齿轮材料只可能是、齿轮采用渗碳淬火的热处理方法，则齿轮材料只可能是 。A.45钢钢 B.ZG340-640 C.40Cr D.20CrMnTi25、齿轮传动中齿面的非扩展性点蚀一般出现在、齿轮传动中齿面的非扩展性点蚀一般出现在 。A.跑合阶段跑合阶段 B.稳定性磨损阶段稳定性磨损阶段C.剧烈磨损阶段剧烈磨损阶段 D.齿面磨料磨损阶段齿面磨料磨损阶段26、一对标准直齿圆柱齿轮，若、一对标准直齿圆柱齿轮，若z1=18，z2=72，则这对齿轮的弯曲，则这对齿轮的弯曲应力应力 。A.F1F2 B.F1F2 C.F1=F2 D.F1F227、一减速齿轮传动，小齿轮、一减速齿轮传动，小齿轮1选用选用45钢调质；大齿轮选用钢调质；大齿轮选用45钢正钢正火，它们的齿面接触应力火，它们的齿面接触应力 。A.H1H2 B.H1H2 C.H1=H2 D.H1H224、D 25、A 26、A 27、C 28、设计一对减速软齿面齿轮传动时，从等强度要求出发，大、小、设计一对减速软齿面齿轮传动时，从等强度要求出发，大、小齿轮的硬度选择时，应使齿轮的硬度选择时，应使 。A.两者硬度相等两者硬度相等 B.小齿轮硬度高于大齿轮硬度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大齿轮硬度高于小齿轮硬度 D.小齿轮采用硬齿面，大齿轮采小齿轮采用硬齿面，大齿轮采用软齿面用软齿面29、某齿轮箱中一对、某齿轮箱中一对45钢调质齿轮，经常发生齿面点蚀，修配更换钢调质齿轮，经常发生齿面点蚀，修配更换时可用时可用 和和 代替。代替。A.40Cr调质调质 B.适当增大模数适当增大模数mC.仍可用仍可用45钢，改为齿面高频淬火钢，改为齿面高频淬火 D.改用铸钢改用铸钢ZG310-57030、齿面硬度为、齿面硬度为5662HRC的合金钢齿轮的加工工艺过程为的合金钢齿轮的加工工艺过程为 。A.齿坯加工齿坯加工淬火淬火磨齿磨齿滚齿滚齿 B.齿坯加工齿坯加工淬火淬火滚齿滚齿磨齿磨齿C.齿坯加工齿坯加工滚齿滚齿渗碳淬火渗碳淬火磨齿磨齿 D.齿坯加工齿坯加工滚齿滚齿磨齿磨齿淬火淬火28、B 29、AC 30、C 31、圆柱齿轮传动中，当齿轮的直径一定时，减小齿轮的模、圆柱齿轮传动中，当齿轮的直径一定时，减小齿轮的模数、增加齿轮的齿数，则可以数、增加齿轮的齿数，则可以 。A.提高齿轮的弯曲强度提高齿轮的弯曲强度 B.提高齿面的接触强度提高齿面的接触强度C.改善齿轮传动的平稳性改善齿轮传动的平稳性 D.减少齿轮的塑性变形减少齿轮的塑性变形32、轮齿弯曲强度计算中的齿形系数、轮齿弯曲强度计算中的齿形系数YFa与与 无关。无关。A.齿数齿数z1 B.变位系数变位系数xC.模数模数m D.斜齿轮的螺旋角斜齿轮的螺旋角33、一对圆柱齿轮，通常把小齿轮的齿宽做得比大齿轮宽一、一对圆柱齿轮，通常把小齿轮的齿宽做得比大齿轮宽一些，其主要原因是些，其主要原因是 。A.使传动平稳使传动平稳 B.提高传动效率提高传动效率C.提高齿面接触强度提高齿面接触强度 D.便于安装，保证接触线长度便于安装，保证接触线长度31 C 32 C 33 D 34、一对圆柱齿轮传动，小齿轮分度圆直径、一对圆柱齿轮传动，小齿轮分度圆直径d1=50mm、齿宽、齿宽b1=55mm，大齿轮分度圆直径，大齿轮分度圆直径d2=90mm、齿宽、齿宽b2=50mm，则齿，则齿宽系数宽系数 。A.1.1 B.5/9 C.1 D.1.335、齿轮传动在以下几种工况中、齿轮传动在以下几种工况中 的齿宽系数可取大些。的齿宽系数可取大些。A.悬臂布置悬臂布置 B.不对称布置不对称布置C.对称布置对称布置 D.同轴式减速器布置同轴式减速器布置36、设计一传递动力的闭式软齿面钢制齿轮，精度为、设计一传递动力的闭式软齿面钢制齿轮，精度为7级。如欲在级。如欲在中心距中心距a和传动比和传动比i不变的条件下，提高齿面接触强度的最有效不变的条件下，提高齿面接触强度的最有效的方法是的方法是 。A.增大模数（相应地减少齿数）增大模数（相应地减少齿数）B.提高主、从动轮的齿面硬度提高主、从动轮的齿面硬度C.提高加工精度提高加工精度 D.增大齿根圆角半径增大齿根圆角半径37、今有两个标准直齿圆柱齿轮，齿轮、今有两个标准直齿圆柱齿轮，齿轮1的模数的模数m1=5mm、Z1=25，齿轮，齿轮2的的m2=3mm、Z2=40，此时它们的齿形系数，此时它们的齿形系数 。A.YFa1YFa2 B.YFa1YFa2 C.YFa1=YFa2 D.YFa1YFa234 C 35 C 36 B 37 B 38、斜齿圆柱齿轮的齿数、斜齿圆柱齿轮的齿数z与模数与模数mn不变，若增大螺旋角不变，若增大螺旋角，则分，则分度圆直径度圆直径d1 。A.增大增大 B.减小减小 C.不变不变 D.不一定增大或减小不一定增大或减小39、对于齿面硬度、对于齿面硬度350 HBS的齿轮传动，当大、小齿轮均采用的齿轮传动，当大、小齿轮均采用45钢，一般采取的热处理方式为钢，一般采取的热处理方式为 。A.小齿轮淬火，大齿轮调质小齿轮淬火，大齿轮调质 B.小齿轮淬火，大齿轮正火小齿轮淬火，大齿轮正火C.小齿轮调质，大齿轮正火小齿轮调质，大齿轮正火 D.小齿轮正火，大齿轮调质小齿轮正火，大齿轮调质40、一对圆柱齿轮传动，当其他条件不变时，仅将齿轮传动所受、一对圆柱齿轮传动，当其他条件不变时，仅将齿轮传动所受的载荷增为原载荷的的载荷增为原载荷的4倍，其齿面接触应力将倍，其齿面接触应力将 ，弯曲应力将，弯曲应力将 。A.不变不变 B.增为原应力的增为原应力的2倍倍C.增为原应力的增为原应力的4倍倍 D.增为原应力的增为原应力的16倍倍41、两个齿轮的材料的热处理方式、齿宽、齿数均相同，但模数、两个齿轮的材料的热处理方式、齿宽、齿数均相同，但模数不同，不同，m1=2mm，m2=4mm，它们的弯曲承载能力为，它们的弯曲承载能力为 。A.相同相同 B.m2的齿轮比的齿轮比m1的齿轮大的齿轮大C.与模数无关与模数无关 D.m1的齿轮比的齿轮比m2的齿轮大的齿轮大38 A 39 C 40 B C 41 B42、齿轮设计时，当因齿数选择过多而使直径增大时，若其他条件、齿轮设计时，当因齿数选择过多而使直径增大时，若其他条件相同，则它的弯曲承载能力相同，则它的弯曲承载能力 。A.成线性地增加成线性地增加 B.不成线性但有所增加不成线性但有所增加C.成线性地减小成线性地减小 D.不成线性但有所减小不成线性但有所减小43、直齿锥齿轮强度计算时，是以、直齿锥齿轮强度计算时，是以 为计算依据的。为计算依据的。A.大端当量直齿锥齿轮大端当量直齿锥齿轮 B.齿宽中点处的直齿圆柱齿轮齿宽中点处的直齿圆柱齿轮C.齿宽中点处的当量直齿圆柱齿轮齿宽中点处的当量直齿圆柱齿轮 D.小端当量直齿锥齿轮小端当量直齿锥齿轮44、今有四个标准直齿圆柱齿轮，已知齿数、今有四个标准直齿圆柱齿轮，已知齿数z1=20、z2=40、z3=60、z4=80，模数，模数m1=4mm、m2=3mm、m3=2mm、m4=2mm，则齿形，则齿形系数最大的为系数最大的为 。A.YFa1 B.YFa2 C.YFa3 D.YFa445、一对减速齿轮传动中，若保持分度圆直径一对减速齿轮传动中，若保持分度圆直径d1不变，而减少齿数不变，而减少齿数和增大模数，其齿面接触应力将和增大模数，其齿面接触应力将 。A.增大增大 B.减小减小 C.保持不变保持不变 D.略有减小略有减小 42 B 43 C 44 A 45 C 46、一对直齿锥齿轮两齿轮的齿宽为、一对直齿锥齿轮两齿轮的齿宽为b1、b2，设计时应取，设计时应取 。A.b1b2 B.b1=b2 C.b1b2 D.b1=b2+（3050）mm47、设计齿轮传动时，若保持传动比、设计齿轮传动时，若保持传动比i和齿数和不变，而增大模数和齿数和不变，而增大模数m，则齿轮的，则齿轮的 。A.弯曲强度提高，接触强度提高弯曲强度提高，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，接触强度不变弯曲强度提高，接触强度不变48、为了提高齿轮传动的接触强度，可考虑采取、为了提高齿轮传动的接触强度，可考虑采取 。A.采用闭式传动采用闭式传动 B.增大传动中心距增大传动中心距 C.减少齿数，增大模数减少齿数，增大模数49、航空上使用的齿轮，要求质量小，传动功率大和可靠性高。、航空上使用的齿轮，要求质量小，传动功率大和可靠性高。因此，常用的材料是因此，常用的材料是 。A.铸铁铸铁 B.铸钢铸钢 C.高性能合金钢高性能合金钢46 B 47 A 48 B 49.C50、在下面各方法中，、在下面各方法中，不能增加齿轮轮齿的弯曲强度。不能增加齿轮轮齿的弯曲强度。A.d不变模数增大不变模数增大 B.由调质改为淬火由调质改为淬火C.齿轮负变位齿轮负变位 D.适当增加齿宽适当增加齿宽51、计算齿轮传动时，选择许用应力与、计算齿轮传动时，选择许用应力与 没有关系。没有关系。A.材料硬度材料硬度 B.应力循环次数应力循环次数 C.安全系数安全系数 D.齿形系数齿形系数52、45钢齿轮，经调质处理后其硬度值约为钢齿轮，经调质处理后其硬度值约为 。A.4550 HRC B.220270 HBSC.160180 HBS D.320350 HBS53、开式齿轮传动的主要失效形式是、开式齿轮传动的主要失效形式是()A轮齿疲劳折断轮齿疲劳折断 B齿面点蚀齿面点蚀C齿面磨损齿面磨损 D齿面胶合齿面胶合50.C 51.D 52.B 53.C54、下面对一对相互啮合的大小齿轮齿面接触疲劳强度和齿根弯、下面对一对相互啮合的大小齿轮齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度的几个公式说法正确的是（曲疲劳强度的几个公式说法正确的是（）。）。ABCDA55、为什么轮齿的弯曲疲劳裂纹首先发生在齿根受拉伸一侧？、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：解题要点：（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。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）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。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）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。疲劳裂纹首先发生在齿根受拉伸一侧。56、在软齿面闭式齿轮传动设计中，如何选择模数、在软齿面闭式齿轮传动设计中，如何选择模数m及及小齿轮的齿数？为什么？小齿轮的齿数？为什么？模数尽量小，小齿轮齿数尽可能大，因为：软齿面闭式传模数尽量小，小齿轮齿数尽可能大，因为：软齿面闭式传动，传动尺寸主要取决于接触疲劳强度，而弯曲疲劳强度动，传动尺寸主要取决于接触疲劳强度，而弯曲疲劳强度往往比较富裕。在满足弯曲疲劳强度的要求下，齿数宜取往往比较富裕。在满足弯曲疲劳强度的要求下，齿数宜取多，齿数增多有利于：多，齿数增多有利于：1）增大重合度，提高传动平稳性；）增大重合度，提高传动平稳性；2）减小滑动系数，提高传动效率；）减小滑动系数，提高传动效率；3）减小毛坯外径，减）减小毛坯外径，减轻齿轮重量；轻齿轮重量；4）减少切削量，延长刀具使用寿命，减少）减少切削量，延长刀具使用寿命，减少加工工时。加工工时。57、两级圆柱齿轮传动中，若一级为斜齿，另一级为直、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高速级还是低速级？为齿，试问斜齿圆柱齿轮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所组成的两级传动，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？锥齿轮应置于调整级还是低速级？为什么？解题要点：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）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，高速级小齿轮的转矩是低速纸小齿轮转矩的速级小齿轮的转矩是低速纸小齿轮转矩的1/i（i是高速级的传动是高速级的传动比），其轴向力小。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）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，而锥齿轮的锥距轮的尺寸和模数也大，而锥齿轮的锥距R和模数和模数m大时，则加工大时，则加工困难，或者加工成本大为提高。困难，或者加工成本大为提高。58、有一闭式齿轮传动，满载工作几个月后，发现硬、有一闭式齿轮传动，满载工作几个月后，发现硬度为度为200240HBS的齿轮工作表面上出现小的凹坑。的齿轮工作表面上出现小的凹坑。试问：（试问：（1）这是什么现象？（）这是什么现象？（2）如何判断该齿轮）如何判断该齿轮是否可以继续使用？（是否可以继续使用？（3）应采取什么措施？）应采取什么措施？解题要点：解题要点：（1）已开始产生齿面疲劳点蚀，但因）已开始产生齿面疲劳点蚀，但因“出现小的凹坑出现小的凹坑”，故属于早期点蚀。，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）若早期点蚀不再发展成破坏性点蚀，该齿轮仍可继续使用。继续使用。（3）采用高粘度的润滑油或加极压添加剂于油中，均）采用高粘度的润滑油或加极压添加剂于油中，均可提高齿轮的抗疲劳点蚀的能力。可提高齿轮的抗疲劳点蚀的能力。59、设有一对标准直齿圆柱齿轮，已知齿轮的、设有一对标准直齿圆柱齿轮，已知齿轮的模数模数m=5mm，小、大齿轮的参数分别为：应，小、大齿轮的参数分别为：应力修正系数力修正系数YSa1=1.56,YSa2=1.76；齿形系数；齿形系数YFa1=2.8,YFa2=2.28；许用应力，；许用应力，F1F1=314MPa，F2F2=286MPa。已算得小齿轮的齿根弯曲。已算得小齿轮的齿根弯曲应力应力F1F1=306MPa。试问：（试问：（1）哪一个齿轮的弯曲疲劳强度较大？）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？）两齿轮的弯曲疲劳强度是否均满足要求？60、图为两级斜齿圆柱齿轮减速器，已知条件如图所示。、图为两级斜齿圆柱齿轮减速器，已知条件如图所示。试问：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）低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使中间轴轴上两齿轮所受的轴向力相反？上两齿轮所受的轴向力相反？（2）低速级小齿轮的螺旋角）低速级小齿轮的螺旋角2应取多大值，才能使轴应取多大值，才能使轴轴上轴向力相互抵？轴上轴向力相互抵？61、今有两对斜齿圆柱齿轮传动，主动轴传递的功率、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，齿轮的法面模数mn=4mm，齿数齿数z1=60均相同，仅螺旋角分别为均相同，仅螺旋角分别为9与与18。试求各对。试求各对齿轮传动轴向力的大小？齿轮传动轴向力的大小？62、某传动装置采用一对闭式软齿面标准直齿圆柱齿轮，、某传动装置采用一对闭式软齿面标准直齿圆柱齿轮，齿轮参数齿轮参数z1=20，z2=54，m=4mm。加工时误将箱体孔。加工时误将箱体孔距镗大为距镗大为a=150。齿轮尚末加工，应采取可种方法进。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？行补救？新方案的齿轮强度能满足要求吗？63、一对按接触疲劳强度设计的软齿面钢制圆柱齿轮，、一对按接触疲劳强度设计的软齿面钢制圆柱齿轮，经弯曲强度校核计算，发现其经弯曲强度校核计算，发现其F比比F F 小很多，试问小很多，试问设计是否合理？为什么？在材料、热处理硬度不变的设计是否合理？为什么？在材料、热处理硬度不变的条件下，可采取什么措施以提高其传动性能？条件下，可采取什么措施以提高其传动性能？64.一对闭式直齿圆柱齿轮，已知：小齿轮转速n1=950r/min。主、从动齿轮的H1=700MPa，H2=650MPa；载荷系数K=1.6；节点区域系数ZH=2.5；试按接触疲劳强度，求该齿轮传动所能传递的功率。提示：接触强度校核公式为65.图所示为二级斜齿圆柱齿轮减速器。已知：齿轮图所示为二级斜齿圆柱齿轮减速器。已知：齿轮1的螺旋线方向的螺旋线方向和轴和轴的转向，齿轮的转向，齿轮2的参数的参数mn=3mm，z2=57，2=14；齿轮；齿轮3的参数的参数mn=5mm，z3=21。试求：。试求：（1）为使轴）为使轴所受的轴向力最小，齿轮所受的轴向力最小，齿轮3应选取的螺旋线方向，并应选取的螺旋线方向，并在图在图b上标出齿轮上标出齿轮2和齿轮和齿轮3的螺旋线方向；的螺旋线方向；（2）在图）在图b上标出齿轮上标出齿轮2、3所受各分力的方向；所受各分力的方向；（3）如果使轴）如果使轴的轴承不受轴向力，则齿轮的轴承不受轴向力，则齿轮3的螺旋角的螺旋角3应取多大应取多大值（忽略摩擦损失）？值（忽略摩擦损失）？66.图示的二级斜齿圆柱齿轮减速器，已知：高速级齿图示的二级斜齿圆柱齿轮减速器，已知：高速级齿轮参数为轮参数为mn=2mm，z1=20，z2=60；低速级，；低速级，z3=20，z4=68；齿轮；齿轮4为左旋转轴；轴为左旋转轴；轴I的转向如图示，的转向如图示，n1=960r/min，传递功率，传递功率P1=5kW，忽略摩擦损失。，忽略摩擦损失。试求：试求：（1）轴）轴、的转向（标于图上）；的转向（标于图上）；（2）为使轴）为使轴的轴承所承受的轴向力小，的轴承所承受的轴向力小，决定各齿轮的螺旋线方向（标于图上）；决定各齿轮的螺旋线方向（标于图上）；（3）齿轮）齿轮2、3所受各分力的方向（标于图上）；所受各分力的方向（标于图上）；（4）计算齿轮）计算齿轮4所受各分力的大小。所受各分力的大小。67.图所示为直齿锥齿轮图所示为直齿锥齿轮斜齿圆柱齿轮减速器，齿轮斜齿圆柱齿轮减速器，齿轮1主动，转向如图示。锥齿轮的参数为主动，转向如图示。锥齿轮的参数为mn=2mm，z1=20，z2=40，；斜齿圆柱齿轮的参数为；斜齿圆柱齿轮的参数为mn=3mm，z3=20，z4=60。试求：（。试求：（1）画出各轴的转向；）画出各轴的转向；（2）为使轴）为使轴所受轴向力最小，标出齿轮所受轴向力最小，标出齿轮3、4的螺旋线的螺旋线方向；方向；（3）画出轴）画出轴上齿轮上齿轮2、3所受各力的方向；所受各力的方向；（4）若要求使轴）若要求使轴上的轴承几乎不承受轴向力，则齿轮上的轴承几乎不承受轴向力，则齿轮3的螺旋角应取多大（忽略摩擦损失）。的螺旋角应取多大（忽略摩擦损失）。参考书新世纪上选择填空计算题P129 3.4.5.6.8.9第十一章第十一章 蜗杆传动蜗杆传动 11-1 蜗杆传动的类型蜗杆传动的类型 11-2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算 11-3 普通圆柱蜗杆传动承载能力计算普通圆柱蜗杆传动承载能力计算 11-4 圆弧圆柱蜗杆传动设计计算圆弧圆柱蜗杆传动设计计算 11-5 普通圆柱蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算普通圆柱蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算 11-6 圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计蜗杆蜗轮传动蜗杆蜗轮传动蜗蜗蜗蜗杆杆杆杆传传传传动动动动应应应应用用用用：用用用用于于于于实实实实现现现现空空空空间间间间交交交交错错错错轴轴轴轴间间间间的的的的运运运运动动动动传传传传递递递递，一一一一般般般般交交交交错错错错角角角角为为为为 90。传动特点：特点：1）单头蜗杆能实现较大的传动比；）单头蜗杆能实现较大的传动比；2）冲击载荷小，传动平稳，噪音低；）冲击载荷小，传动平稳，噪音低；3）当当蜗蜗杆杆的的螺螺旋旋线线升升角角小小于于啮啮合合面面的的当当量摩擦角时，蜗杆传动具有自锁性；量摩擦角时，蜗杆传动具有自锁性；4）摩擦损失较大，效率低。）摩擦损失较大，效率低。形成：若单个斜齿轮的齿数很少（如形成：若单个斜齿轮的齿数很少（如z1=1）而且）而且1 1很很大时，大时，轮齿在圆柱体上构成多圈完整的螺旋。轮齿在圆柱体上构成多圈完整的螺旋。11 1所得齿轮称为所得齿轮称为:蜗杆。蜗杆。而啮合件称为而啮合件称为:蜗轮。蜗轮。蜗杆蜗杆22 2蜗轮蜗轮按蜗杆螺旋线方向分：有右旋、左旋之分，多用右旋蜗杆。按蜗杆螺旋线方向分：有右旋、左旋之分，多用右旋蜗杆。按蜗杆头数分：单头蜗杆、多头蜗杆之分。按蜗杆头数分：单头蜗杆、多头蜗杆之分。单头蜗杆主要用于传动比较大的场合，要求自锁的传动必须采用单头蜗杆主要用于传动比较大的场合，要求自锁的传动必须采用单头蜗杆。缺点：传动效率很低，只能用在功率小的场合。单头蜗杆。缺点：传动效率很低，只能用在功率小的场合。多头蜗杆主要用于传动比不大和要求效率较高的场合。多头蜗杆主要用于传动比不大和要求效率较高的场合。缺点：摩擦磨损大、发热量大，效率低；用材贵重。缺点：摩擦磨损大、发热量大，效率低；用材贵重。蜗杆传动多用于减速，蜗杆为原动件，蜗轮为从动件。蜗杆传动多用于减速，蜗杆为原动件，蜗轮为从动件。11-1 蜗杆传动的类型蜗杆传动的类型 阿基米德蜗杆阿基米德蜗杆 普通圆柱蜗杆机构普通圆柱蜗杆机构 法向直廓蜗杆法向直廓蜗杆圆柱蜗杆机构圆柱蜗杆机构 渐开线蜗杆渐开线蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆锥面包络圆柱蜗杆 圆弧圆柱蜗杆机构圆弧圆柱蜗杆机构环面蜗杆机构环面蜗杆机构锥蜗杆机构锥蜗杆机构根据蜗杆形状不同，根据蜗杆形状不同，蜗轮蜗杆机构可分为蜗轮蜗杆机构可分为：渐开线蜗杆渐开线蜗杆阿基米德蜗杆阿基米德蜗杆圆弧齿圆柱蜗杆圆弧齿圆柱蜗杆环面蜗杆环面蜗杆锥蜗杆锥蜗杆补、蜗轮蜗杆传动的补、蜗轮蜗杆传动的中间平面中间平面指过蜗杆的轴线所作的垂直于蜗轮轴线的平面。在主截面内蜗轮指过蜗杆的轴线所作的垂直于蜗轮轴线的平面。在主截面内蜗轮蜗杆的啮合相当于齿轮与齿条的啮合。蜗杆的啮合相当于齿轮与齿条的啮合。11-2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算（一）普通圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择（一）普通圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择1.模数模数m 和压力角和压力角 与齿轮模数系列有所不同。与齿轮模数系列有所不同。正确啮合条件正确啮合条件蜗杆轴面的模数和压力角分别等于蜗轮端面的模数和压力角。蜗杆轴面的模数和压力角分别等于蜗轮端面的模数和压力角。蜗杆轴向压力角与法向压力角的关系：蜗杆轴向压力角与法向压力角的关系：2.蜗杆分度圆直径蜗杆分度圆直径d1 由于蜗轮是用与蜗杆尺寸相同的蜗轮滚刀配对加工而成的，为由于蜗轮是用与蜗杆尺寸相同的蜗轮滚刀配对加工而成的，为了限制滚刀的数目，国家标准对每一标准模数规定了一定数目的了限制滚刀的数目，国家标准对每一标准模数规定了一定数目的标标准蜗杆分度圆直径准蜗杆分度圆直径d1。直径直径d1为标准值，表为标准值，表11-2。蜗杆的直径系数蜗杆的直径系数q：蜗杆分度圆直径蜗杆分度圆直径d1和模数和模数m的比值的比值。3.蜗杆头数蜗杆头数 z1 较少的蜗杆头数（如：单头蜗杆）可以实现较大的传动比，较少的蜗杆头数（如：单头蜗杆）可以实现较大的传动比，但传动效率较低；蜗杆头数越多，传动效率越高，但蜗杆头数过但传动效率较低；蜗杆头数越多，传动效率越高，但蜗杆头数过多时不易加工。通常蜗杆头数多时不易加工。通常蜗杆头数z1：110；荐取；荐取 z1=1、2、4、6。4.导程角导程角 传动效率效率高高 传动效率低传动效率低 单头蜗杆单头蜗杆3 340 40 具有自锁性。具有自锁性。在在m和和d1为标准值时，为标准值时，z1g g5.传动比传动比i和齿数比和齿数比u当蜗杆为主动时，当蜗杆为主动时，注：注：蜗杆杆传动的的传动比不等于比不等于蜗轮、蜗杆的直径比。杆的直径比。6.蜗轮齿数蜗轮齿数 z2 蜗轮齿数主要取决于传动比，即蜗轮齿数主要取决于传动比，即z2=uz1。z2不宜太小（如不宜太小（如z226)，否则将使传动平稳性变差。，否则将使传动平稳性变差。z2也不宜太大，否则在模数一定也不宜太大，否则在模数一定时，蜗轮直径将增大，从而使相啮合的蜗杆支承间距加大，降低时，蜗轮直径将增大，从而使相啮合的蜗杆支承间距加大，降低蜗杆的弯曲刚度，影响正常的