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一、简答题

1． 齿轮传动设计中，齿形系数

与哪些因素有关？

只与齿数有关，对于变位齿轮，还与变位系数

【答案】对于标准直齿圆柱齿轮，齿形系数有关。

2． 举出常用的蜗杆、蜗轮材料各三种。

【答案】蜗杆面泮火）。蜗轮

3． 斜齿圆住齿轮传动中螺旋角，太小或太大会怎样，应怎样取值？

【答案】螺旋角太小，没发挥斜齿圆柱齿轮传动与直齿圆柱齿轮传动相对的优越性，即传动

平稳和承载能力强。螺旋角越大，齿轮传动的平稳性和承载能力越高。但值太大，会引起轴向力太大，增大了轴和轴承的载荷，故值选取要适当。通常要求在

4． 齿轮传动有哪些设计理论? 各针对的是哪些失效形式？

（2）按齿面接触疲劳强度设计，针对齿面点蚀的失效形式； （3）抗胶合能力设计，针对齿面胶合的失效形式； （4）轮齿静强度设计，针对短时过载引起的失效形式。

5． 影响机械零件疲劳极限的综合影响系数

【答案】综合影响系数

由此可知，影响机械零件疲劳极限的综合影响系数的因数主要有：有效应力集中系数系数

表面质量系数

尺寸

与哪些因数有关？

范围内选取。

（渗碳淬火）；40, 45（调质处理）锡青铜）

锡青铜）

（表铝青铜）

【答案】（1）按齿根弯曲疲劳强度设计，针对齿根疲劳折断失效形式；

强化系数等。应力集中处裂纹更容易萌生和扩展，明显降低材料的疲劳

极限；零件尺寸越大，其疲劳强度越低；表面粗糙度数值越大，零件表面越粗糙，疲劳强度越低。

6． 简述齿根弯曲疲劳破坏的危险剖面的确定方法。

【答案】确定危险剖面的位置目前常用

切线法。作与轮齿对称中线成

夹角的两条直线，

它们与齿根圆角过渡曲线相切，通过两切点与齿轮轴线平行的截面即为轮齿的弯曲危险截面。

二、分析计算题

7． 已知一单级普通圆柱蜗杆传动，蜗杆的转

速

蜗杆材料为45钢。表面泮火，

硬度为

砂模铸造，并查得

单向运转，载荷平稳，载荷系数功率

导程角

（2）确定上式中各计算参数

应力循环次数为N ，并考虑单向传动

则寿命系数

蜗轮的许用接触应力

（3）确定蜗杆轴输入的最大功率

蜗杆传动的总效率

与量摩擦角

已知弹性系数.

时蜗轮材料的基本许用接触应力

传动

比蜗轮材料为工作条件为

每天工作8h ，工作寿命为10年。试求蜗杆轴输入的最大

【答案】（1）由接触疲劳强度式求

蜗杆轴输入的最大转距

蜗杆轴输入的最大功率

8． 图示为二级圆柱齿轮减速器。已知

：

低速级齿轮齿宽

设计中间轴II 并绘出轴的结构图。

轴I 传递的功率P=4kW, 转速

图中a 、c 取为5〜20mm ，轴承端面到减速器内壁距离取为

高速级齿轮齿宽不计摩擦损失。

试按弯扭合成强度校核计算

图1

【答案】（1）选择轴的材料，确定许用应力

减速器传递的功率为中小功率，对材料无特殊要求，故选45

钢并经调质处理。强度极限

许用弯曲应力

（2）按扭转强度估算轴径

查相关表，取

则

考虑到最小轴径处要安装滚动轴承，故取标准轴径（3）设计轴的结构

确定轴上零件的位置和固定方式，确定装配简图

取齿轮距箱体内壁距离a=15mm，两齿轮端面之间距离c=15mm, 轴承端面距箱体内壁距离为5mm 。齿轮从轴的左右两端装人，齿轮一端用轴肩定位，另一端用套筒定位；齿轮的周向固定采用平键连接。轴承一端用套筒定位，另一端用端盖固定。

确定各轴段直径 两端轴径最小，为确定各轴段长度

高速级齿轮轮毂宽度为45mm ，为保证齿轮固定可靠，取该轴段长度为42mm ; 同理取低速级轴段长度为58mm ; 由于取两齿轮端面之间距离c=15mm，因而中间轴段的长度为15mm ; 又因为齿轮距箱体内壁距离a=15mm，且轴承端面距箱体内壁距离为5mm ，假定两端采用型号为6205的

考虑到齿轮的安装，取安装齿轮端的轴径为30mm ; 齿轮一侧用

轴肩定位，取中间轴段的直径为40mm 。