【考研类试卷】考研机械设计-13及答案解析.doc

1、考研机械设计-13 及答案解析(总分：100.01，做题时间：90 分钟)一、填空题(总题数：34，分数：50.00)1.斜齿圆柱齿轮的动载荷系数 K v 和相同尺寸精度的直齿圆柱齿轮相比较是 1 的。 （分数：1.00）2.斜齿圆柱齿轮的齿数 z 与模数 m n 不变，若增大螺旋角 ，则分度圆直径 d 1。 （分数：1.00）3.对于齿面硬度350HBW 的齿轮传动，当两齿轮均采用 45 钢，一般应采取的热处理方式为 1。 （分数：1.50）4.一对圆柱齿轮传动，当其他条件不变时，仅将齿轮传动所受的载荷增大为原载荷的 4 倍，其齿面接触应力将增大为原应力的 1 倍。 （分数：1.50）5.直

2、齿锥齿轮强度计算时，应以 1 为计算的依据。 （分数：1.50）6.设计齿轮传动时，若保持传动比 i 与齿数和 z =z 1 +z 2 不变，而增大模数 m，则齿轮的弯曲强度 1，接触强度 2。 （分数：1.50）7.钢制齿轮，由于渗碳淬火后热处理变形大，一般需经过 1 加工，否则不能保证齿轮精度。 （分数：1.50）8.对于高速齿轮或齿面经硬化处理的齿轮，进行齿顶修缘，可以 1。 （分数：1.50）9.对直齿锥齿轮进行接触强度计算时，可近似地按 1 处的当量直齿圆柱齿轮来进行计算，而其当量齿数为 z v = 2。 （分数：1.50）10.减小齿轮动载荷的主要措施有： 1； 2。 （分数：1.

3、50）11.斜齿圆柱齿轮的齿形系数 Y Fa 与齿轮参数： 1、 2、 3 有关，而与 4 无关。 （分数：1.50）12.在齿轮传动设计中，影响齿面接触应力的主要几何参数是 1 和 2；而影响极限接触应力 Hlim 的主要因素是 3 和 4。 （分数：1.50）13.当一对齿轮的材料、热处理、传动比及齿宽系数 d 一定时，由齿轮强度所决定的承载能力，仅与齿轮的 1 或与有关。 （分数：1.50）14.齿轮传动中接触强度计算的基本假定是 1。 （分数：1.50）15.在齿轮传动的弯曲强度计算中的基本假定是将轮齿视为 1。 （分数：1.50）16.对大批量生产、尺寸较大(D50mm)、形状复杂的

4、齿轮，设计时应选择 1 毛坯。 （分数：1.50）17.一对减速齿轮传动，若保持两轮分度圆的直径不变，而减少齿数和增大模数时，其齿面接触应力将 1。 （分数：1.50）18.在齿轮传动时，大、小齿轮所受的接触应力是 1 的，而弯曲应力是 2 的。 （分数：1.50）19.圆柱齿轮设计时，齿宽系数 d =b/d 1 ，b 愈宽，承载能力也愈 1，但使 2 现象严重。选择 d 的原则是：两齿轮均为硬齿面时， d 值取偏 3 值；精度高时， d 取偏 4 值；对称布置比悬臂布置取偏 5 值。 （分数：1.50）20.一对齿轮传动，若两齿轮材料、热处理及许用应力均相同，而齿数不同，则齿数多的齿轮弯曲强

5、度 1；两齿轮的接触应力 2。 （分数：1.50）21.当其他条件不变，作用于齿轮上的载荷增加 1 倍时，其弯曲应力增加 1 倍；接触应力增加 2 倍。 （分数：1.50）22.正角度变位对一个齿轮接触强度的影响是使接触应力 1，接触强度 2；对该齿轮弯曲强度的影响是轮齿变厚，使弯曲应力 3，弯曲强度 4。 （分数：1.50）23.在直齿圆柱齿轮强度计算中，当齿面接触强度已足够，而齿根弯曲强度不足时，可采用下列措施： 1； 2； 3 来提高弯曲强度。 （分数：1.50）24.两对直齿圆柱齿轮，当材料、热处理完全相同，工作条件也相同(NN 0 ，其中 N 为应力循环次数；N 0 为应力循环基数)

6、。在下述两方案中：z 1 =20，z 2 =40，m=6mm，a=180mm，b=60mm，=20；z 1 =40，z 2 =80，m=3mm，a=180mm，b=60mm，=20。方案 1 的轮齿弯曲疲劳强度大；方案与的接触疲劳强度 2。 （分数：1.50）25.直齿锥齿轮的当量齿数 z v = 1；标准模数和压力角按 2 端选取；受力分析和强度计算以 3 直径为准。（分数：1.50）26.已知直齿锥齿轮主动小齿轮所受各分力分别为：F t1 =1628N，F a1 =246N，F r1 =539N，若忽略摩擦力，则 F t2 1，F a2 2，F r2 = 3。 （分数：1.50）27.齿轮

7、设计中在选择齿轮的齿数 z 时，对闭式软齿面齿轮传动，一般 z 1 选得 1 些；对开式齿轮传动，一般 z 1 选得 2 些。 （分数：1.50）28.设齿轮的齿数为 z，螺旋角为 ，分度圆锥角为 ，在选取齿形系数 Y Fa 时，标准直齿圆柱齿轮按 1 查取；标准斜齿圆柱齿轮按 2 查取；直齿锥齿轮按 3 查取(写出具体符号或表达式)。 （分数：1.50）29.材料、热处理及几何参数均相同的三种齿轮(即直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和直齿锥齿轮)传动中，承载能力最高的是 1 传动；承载能力最低的是 2 传动。 （分数：1.50）30.在闭式软齿面齿轮传动中，通常首先发生 1 破坏，故应按 2 强度

8、进行设计。但当齿面硬度350HBW时，则易出现 3 破坏，应按 4 强度进行设计。 （分数：1.50）31.在斜齿圆柱齿轮设计中，应取 1 模数为标准值；而直齿锥齿轮设计中，应取 2 模数为标准值。 （分数：1.50）32.设计圆柱齿轮传动时，应取小齿轮的齿面硬度 1=HBW 1 ；应取小齿轮的齿宽 b 1 = 2。 （分数：1.50）33.在一般情况下，齿轮强度计算中，大、小齿轮的弯曲应力 F1 与 F2 是 1 的；许用弯曲应力 FP1 与 FP2 是 2 的。其原因是： 3。 （分数：1.50）34.对齿轮材料的基本要求是：齿面 1；齿芯 2，以抵抗各种齿面失效和齿根折断。 （分数：1.

9、50）二、分析计算题(总题数：10，分数：50.00)35.有两对材料、热处理方法、加工精度等级和齿宽均对应相等的直齿圆柱齿轮，已知：第一对齿轮m=4mm，z 1 =20，z 2 =40；第二对齿轮 m“=3mm，z“ 1 =40，z“ 2 =80。若不考虑重合度的影响，试计算其相同条件下工作时，此两对齿轮接触应力的比值 H /“ H 和弯曲应力的比值 F /“ F 。 附参考公式： 并已查得 Y Fa1 =2.81，Y Sa1 =1.55，Y Fa2 =2.44，F Sa2 =1.67； （分数：5.00）_36.一对材料及热处理条件相同的齿轮，一般说来大、小齿轮的齿根最大弯曲应力是否相等?

10、许用弯曲应力是否相等?为什么?试以标准直齿圆柱齿轮为例来说明。 提示：许用弯曲应力公式为 （分数：5.00）_如下图所示的二级斜齿圆柱齿轮减速器，已知：电动机功率 P=3kW，转速 n=970r/min；高速级：m n1 =2mm，z 1 =25，z 2 =53， 1 =1250“19“；低速级：m n2 =3mm，z 3 =22，z 4 =50；a 2 =110mm。试求(计算时不考虑摩擦损失)： （分数：5.01）(1).为使轴上的轴承所承受的轴向力较小，确定齿轮 3、4 的螺旋线方向(绘于图上)；（分数：1.67）_(2).绘出齿轮 3、4 在啮合点处所受各力的方向；（分数：1.67）_

11、(3). 2 取多大值，才能使轴上所受轴向力相互抵消?（分数：1.67）_如下图所示为两级斜齿圆柱齿轮减速器。已知：高速级齿轮参数为 m n =2mm，=13，z 1 =20，z 2 =60；低速级齿轮参数为 ，“=12，z 3 =20，z 4 =68；齿轮 4 为右旋；轴的转向如图示，n 1 =960r/min，传递功率 P 1 =5kW，忽略摩擦损失。试求： （分数：5.00）(1).轴、的转向(标于图上)；（分数：1.25）_(2).为使轴的轴承所受的轴向力最小，确定各齿轮的螺旋线方向(标于图上)；（分数：1.25）_(3).齿轮 2、3 所受各分力的方向(标于图上)；（分数：1.25）

12、_(4).计算齿轮 4 所受各分力的大小。（分数：1.25）_如下图所示为直齿锥齿轮一斜齿圆柱齿轮减速器，齿轮 1 主动，转向如图所示。锥齿轮的参数为：m=2mm，z 1 =20，z 2 =40， R =0.3；斜齿圆柱齿轮的参数为：m n =3mm，z 3 =20，z 4 =60。试求： （分数：5.00）(1).画出各轴的转向；（分数：1.25）_(2).为使轴所受轴向力最小，画出齿轮 3、4 的螺旋线方向；（分数：1.25）_(3).画出轴上齿轮 2、3 所受各力的方向：（分数：1.25）_(4).若要求使轴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)?（分数：

13、1.25）_设有一对标准直齿圆柱齿轮，已知齿轮的模数 m=5mm，大、小齿轮的参数分别为 z 2 =60，z 1 =25；从线图查得齿形系数 Y Fa2 =2.32，Y Fa1 =2.72；应力修正系数 Y Sa2 =1.76，Y Sa1 =1.58；许用弯曲应力 FP2 =300MPa， FP1 =320MPa；并且算得大齿轮的齿根弯曲应力 F2 =280MPa。试问：（分数：5.00）(1).哪一个齿轮的弯曲疲劳强度高?（分数：2.50）_(2).两个齿轮的弯曲疲劳强度是否足够?（分数：2.50）_有两对标准直齿圆柱齿轮传动已知：齿轮对 1 的 z 1 =20，z 2 =40，m 1 =4

14、mm，齿宽 b 1 =75mm；齿轮对 2 的 ， （分数：5.00）(1).按接触疲劳强度求该两对齿轮传递的转矩的比值 （分数：2.50）_(2).按弯曲疲劳强度求该两对齿轮传递的转矩的比值 。 提示：强度计算公式为 （分数：2.50）_如下图所示，某齿轮变速箱中有两对直齿圆柱齿轮传动，双联主动齿轮 1、3 分别可与从动齿轮 2、4 相啮合，齿数如图所示，各齿轮的材料、热处理硬度、模数 m 均相同，主动轮输入转矩 T 1 不变。试问： （分数：5.00）(1).当两对齿轮接触齿宽相同时，哪一对齿轮的接触应力和弯曲应力大?为什么?（分数：2.50）_(2).当齿轮对 1、2 的接触齿宽 b 1

15、2 =30mm，而两对齿轮要求弯曲强度相等时，齿轮对 3、4 的接触齿宽 b 34 应为多少? 提示：强度计算公式如下，并忽略 Y Fa Y Sa Y 及 z 的影响，但需用公式说明。 （分数：2.50）_37.一对开式直齿圆柱齿轮传动中，小齿轮齿根上产生的弯曲应力 F1 =120MPa，已知小齿轮 z 1 =20，齿数比 u=5，=20。试问： F2 =? 提示：已查得 Y Fa1 =2.80，Y Fa2 =2.18；Y Sa1 =1.55，Y Sa2 =1.79。 （分数：5.00）_38.一单级圆柱齿轮减速器由电动机驱动，电动机输入功率 P 1 =7.5kw，转速 n 1 =1450r/

16、min，齿轮齿数z 1 =20，z 2 =50；减速器的效率 =0.95。 试求：减速器输出轴的功率 P e 和转矩 T 2 。 （分数：5.00）_考研机械设计-13 答案解析(总分：100.01，做题时间：90 分钟)一、填空题(总题数：34，分数：50.00)1.斜齿圆柱齿轮的动载荷系数 K v 和相同尺寸精度的直齿圆柱齿轮相比较是 1 的。 （分数：1.00）解析：较小2.斜齿圆柱齿轮的齿数 z 与模数 m n 不变，若增大螺旋角 ，则分度圆直径 d 1。 （分数：1.00）解析：增大3.对于齿面硬度350HBW 的齿轮传动，当两齿轮均采用 45 钢，一般应采取的热处理方式为 1。 （

17、分数：1.50）解析：小齿轮调质，大齿轮正火4.一对圆柱齿轮传动，当其他条件不变时，仅将齿轮传动所受的载荷增大为原载荷的 4 倍，其齿面接触应力将增大为原应力的 1 倍。 （分数：1.50）解析：25.直齿锥齿轮强度计算时，应以 1 为计算的依据。 （分数：1.50）解析：齿宽中点处的当量直齿圆柱齿轮6.设计齿轮传动时，若保持传动比 i 与齿数和 z =z 1 +z 2 不变，而增大模数 m，则齿轮的弯曲强度 1，接触强度 2。 （分数：1.50）解析：提高；提高7.钢制齿轮，由于渗碳淬火后热处理变形大，一般需经过 1 加工，否则不能保证齿轮精度。 （分数：1.50）解析：磨齿8.对于高速齿轮

18、或齿面经硬化处理的齿轮，进行齿顶修缘，可以 1。 （分数：1.50）解析：减小啮入与啮出冲击，降低动载荷9.对直齿锥齿轮进行接触强度计算时，可近似地按 1 处的当量直齿圆柱齿轮来进行计算，而其当量齿数为 z v = 2。 （分数：1.50）解析：锥齿轮齿宽中点；z/cos10.减小齿轮动载荷的主要措施有： 1； 2。 （分数：1.50）解析：提高齿轮制造精度，以减少齿轮的基节误差与齿形误差；进行齿廓与齿向修形11.斜齿圆柱齿轮的齿形系数 Y Fa 与齿轮参数： 1、 2、 3 有关，而与 4 无关。 （分数：1.50）解析：齿数 z、变位系数 、螺旋角 ；模数 m12.在齿轮传动设计中，影响齿

19、面接触应力的主要几何参数是 1 和 2；而影响极限接触应力 Hlim 的主要因素是 3 和 4。 （分数：1.50）解析：分度圆直径 d 1 、齿宽 b；齿轮材料的种类、热处理方式13.当一对齿轮的材料、热处理、传动比及齿宽系数 d 一定时，由齿轮强度所决定的承载能力，仅与齿轮的 1 或与有关。 （分数：1.50）解析：分度圆直径 d 1 ；中心距 a14.齿轮传动中接触强度计算的基本假定是 1。 （分数：1.50）解析：一对渐开线齿轮在节点啮合的情况，可近似认为以 1 、 2 为半径的两圆柱体接触15.在齿轮传动的弯曲强度计算中的基本假定是将轮齿视为 1。 （分数：1.50）解析：悬臂梁16

20、.对大批量生产、尺寸较大(D50mm)、形状复杂的齿轮，设计时应选择 1 毛坯。 （分数：1.50）解析：铸造17.一对减速齿轮传动，若保持两轮分度圆的直径不变，而减少齿数和增大模数时，其齿面接触应力将 1。 （分数：1.50）解析：保持不变18.在齿轮传动时，大、小齿轮所受的接触应力是 1 的，而弯曲应力是 2 的。 （分数：1.50）解析：相等；不相等19.圆柱齿轮设计时，齿宽系数 d =b/d 1 ，b 愈宽，承载能力也愈 1，但使 2 现象严重。选择 d 的原则是：两齿轮均为硬齿面时， d 值取偏 3 值；精度高时， d 取偏 4 值；对称布置比悬臂布置取偏 5 值。 （分数：1.50

21、）解析：大；载荷分布不均匀；小；大；大20.一对齿轮传动，若两齿轮材料、热处理及许用应力均相同，而齿数不同，则齿数多的齿轮弯曲强度 1；两齿轮的接触应力 2。 （分数：1.50）解析：高；相等21.当其他条件不变，作用于齿轮上的载荷增加 1 倍时，其弯曲应力增加 1 倍；接触应力增加 2 倍。 （分数：1.50）解析：1；22.正角度变位对一个齿轮接触强度的影响是使接触应力 1，接触强度 2；对该齿轮弯曲强度的影响是轮齿变厚，使弯曲应力 3，弯曲强度 4。 （分数：1.50）解析：下降、提高；下降、提高23.在直齿圆柱齿轮强度计算中，当齿面接触强度已足够，而齿根弯曲强度不足时，可采用下列措施：

22、 1； 2； 3 来提高弯曲强度。 （分数：1.50）解析：中心距不变，增大模数，减小齿数；增大压力角；采用正变位24.两对直齿圆柱齿轮，当材料、热处理完全相同，工作条件也相同(NN 0 ，其中 N 为应力循环次数；N 0 为应力循环基数)。在下述两方案中：z 1 =20，z 2 =40，m=6mm，a=180mm，b=60mm，=20；z 1 =40，z 2 =80，m=3mm，a=180mm，b=60mm，=20。方案 1 的轮齿弯曲疲劳强度大；方案与的接触疲劳强度 2。 （分数：1.50）解析：；相等25.直齿锥齿轮的当量齿数 z v = 1；标准模数和压力角按 2 端选取；受力分析和强

23、度计算以 3 直径为准。（分数：1.50）解析：z/cos；大；平均26.已知直齿锥齿轮主动小齿轮所受各分力分别为：F t1 =1628N，F a1 =246N，F r1 =539N，若忽略摩擦力，则 F t2 1，F a2 2，F r2 = 3。 （分数：1.50）解析：1628 N；539 N；246 N27.齿轮设计中在选择齿轮的齿数 z 时，对闭式软齿面齿轮传动，一般 z 1 选得 1 些；对开式齿轮传动，一般 z 1 选得 2 些。 （分数：1.50）解析：多；少28.设齿轮的齿数为 z，螺旋角为 ，分度圆锥角为 ，在选取齿形系数 Y Fa 时，标准直齿圆柱齿轮按 1 查取；标准斜齿

24、圆柱齿轮按 2 查取；直齿锥齿轮按 3 查取(写出具体符号或表达式)。 （分数：1.50）解析：z；zv=z/cos 3 ；z v =z/cos29.材料、热处理及几何参数均相同的三种齿轮(即直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和直齿锥齿轮)传动中，承载能力最高的是 1 传动；承载能力最低的是 2 传动。 （分数：1.50）解析：斜齿圆柱齿轮；直齿锥齿轮30.在闭式软齿面齿轮传动中，通常首先发生 1 破坏，故应按 2 强度进行设计。但当齿面硬度350HBW时，则易出现 3 破坏，应按 4 强度进行设计。 （分数：1.50）解析：齿面疲劳点蚀；接触疲劳；轮齿弯曲疲劳折断；弯曲疲劳31.在斜齿圆柱齿轮设计中

25、，应取 1 模数为标准值；而直齿锥齿轮设计中，应取 2 模数为标准值。 （分数：1.50）解析：法面；大端32.设计圆柱齿轮传动时，应取小齿轮的齿面硬度 1=HBW 1 ；应取小齿轮的齿宽 b 1 = 2。 （分数：1.50）解析：HBW 2 +(3050)HBW；b 2 +(510)mm33.在一般情况下，齿轮强度计算中，大、小齿轮的弯曲应力 F1 与 F2 是 1 的；许用弯曲应力 FP1 与 FP2 是 2 的。其原因是： 3。 （分数：1.50）解析：不相等；不相等；大小齿轮的材料及热处理不同及工作循环次数不同34.对齿轮材料的基本要求是：齿面 1；齿芯 2，以抵抗各种齿面失效和齿根折

26、断。 （分数：1.50）解析：较硬；较韧二、分析计算题(总题数：10，分数：50.00)35.有两对材料、热处理方法、加工精度等级和齿宽均对应相等的直齿圆柱齿轮，已知：第一对齿轮m=4mm，z 1 =20，z 2 =40；第二对齿轮 m“=3mm，z“ 1 =40，z“ 2 =80。若不考虑重合度的影响，试计算其相同条件下工作时，此两对齿轮接触应力的比值 H /“ H 和弯曲应力的比值 F /“ F 。 附参考公式： 并已查得 Y Fa1 =2.81，Y Sa1 =1.55，Y Fa2 =2.44，F Sa2 =1.67； （分数：5.00）_正确答案：()解析：解题要点 ： (1)从题中给出

27、的数据，可知 d 1 =mz 1 =420mm=80mm d 1 =m“z“ 1 =340mm=120mm 按参考公式，除分度圆直径 d 不同外，其他参数均相同，则有 (2) 36.一对材料及热处理条件相同的齿轮，一般说来大、小齿轮的齿根最大弯曲应力是否相等?许用弯曲应力是否相等?为什么?试以标准直齿圆柱齿轮为例来说明。 提示：许用弯曲应力公式为 （分数：5.00）_正确答案：()解析：解题要点 ： (1)一对相啮合齿轮，因一般 z 1 z 2 ，则齿形系数 Y Fa1 Y Fa2 ，应力修正系数 Y Sa1 Y Sa2 ，所以齿根弯曲应力 F1 F2 ； (2)由提示给出公式 如下图所示的二

28、级斜齿圆柱齿轮减速器，已知：电动机功率 P=3kW，转速 n=970r/min；高速级：m n1 =2mm，z 1 =25，z 2 =53， 1 =1250“19“；低速级：m n2 =3mm，z 3 =22，z 4 =50；a 2 =110mm。试求(计算时不考虑摩擦损失)： （分数：5.01）(1).为使轴上的轴承所承受的轴向力较小，确定齿轮 3、4 的螺旋线方向(绘于图上)；（分数：1.67）_正确答案：()解析：解题要点 ： 齿轮 3、4 的螺旋线的方向如下图解所示； (2).绘出齿轮 3、4 在啮合点处所受各力的方向；（分数：1.67）_正确答案：()解析：齿轮 3、4 在啮合点所受

29、各分力 F t3 F t4 F r3 F r4 F a3 F a4 的方向如上图解所示；(3). 2 取多大值，才能使轴上所受轴向力相互抵消?（分数：1.67）_正确答案：()解析：若要求轴上齿轮 2、3 的轴向力能相互抵消，则必须满足下式： F a2 =F a3 ，即 F t2 tan 1 =F t3 tan 3 ， 由轴的力矩平衡，得 ，则 得 如下图所示为两级斜齿圆柱齿轮减速器。已知：高速级齿轮参数为 m n =2mm，=13，z 1 =20，z 2 =60；低速级齿轮参数为 ，“=12，z 3 =20，z 4 =68；齿轮 4 为右旋；轴的转向如图示，n 1 =960r/min，传递功

30、率 P 1 =5kW，忽略摩擦损失。试求： （分数：5.00）(1).轴、的转向(标于图上)；（分数：1.25）_正确答案：()解析：解题要点 ： 轴、的转向已示于上图解中；(2).为使轴的轴承所受的轴向力最小，确定各齿轮的螺旋线方向(标于图上)；（分数：1.25）_正确答案：()解析：各齿轮螺旋线方向已示于上图解中，即 z 1 为右旋；z 2 、z 3 为左旋；(3).齿轮 2、3 所受各分力的方向(标于图上)；（分数：1.25）_正确答案：()解析：齿轮 2、3 所受各力 F r2 F t2 F a2 及 F r3 F t3 F a3 已示于上图解中；(4).计算齿轮 4 所受各分力的大小

31、。（分数：1.25）_正确答案：()解析：轮 4 所受各力的大小。 传递转矩 T 1 、T 3 ： 而 P 2 =P 1 =5kW 故 求 F t1 与 F t3 、F r3 、F a3 ： 如下图所示为直齿锥齿轮一斜齿圆柱齿轮减速器，齿轮 1 主动，转向如图所示。锥齿轮的参数为：m=2mm，z 1 =20，z 2 =40， R =0.3；斜齿圆柱齿轮的参数为：m n =3mm，z 3 =20，z 4 =60。试求： （分数：5.00）(1).画出各轴的转向；（分数：1.25）_正确答案：()解析：解题要点 ： (2).为使轴所受轴向力最小，画出齿轮 3、4 的螺旋线方向；（分数：1.25）_

32、正确答案：()解析：齿轮 3、4 的螺旋线方向已示于上图解中，即 z 3 为右螺旋，z 4 为左螺旋；(3).画出轴上齿轮 2、3 所受各力的方向：（分数：1.25）_正确答案：()解析：齿轮 2、3 所受各力 F t2 F r2 F a2 及 F t3 、F r3 F a3 已示于图中；(4).若要求使轴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)?（分数：1.25）_正确答案：()解析：欲使轴上的轴承不承受轴向力，则要求|F a2 |=|F a3 |。按题设忽略摩擦损失，有 tan 1 =1/u=z 1 /z 2 =20/40=0.5 所以 =2633“54“ 设

33、轴输入转矩为 T 1 ，dm 1 =(1-0.5 R )d 1 =(1-0.50.3)mz 1 =0.85220mm=34mm，有 联立解方程式、，得 设有一对标准直齿圆柱齿轮，已知齿轮的模数 m=5mm，大、小齿轮的参数分别为 z 2 =60，z 1 =25；从线图查得齿形系数 Y Fa2 =2.32，Y Fa1 =2.72；应力修正系数 Y Sa2 =1.76，Y Sa1 =1.58；许用弯曲应力 FP2 =300MPa， FP1 =320MPa；并且算得大齿轮的齿根弯曲应力 F2 =280MPa。试问：（分数：5.00）(1).哪一个齿轮的弯曲疲劳强度高?（分数：2.50）_正确答案：(

34、)解析：解题要点 ： 由 (2).两个齿轮的弯曲疲劳强度是否足够?（分数：2.50）_正确答案：()解析：又已知 F2 =280MPa FP2 =300MPa，故大齿轮的弯曲疲劳强度足够。 而 有两对标准直齿圆柱齿轮传动已知：齿轮对 1 的 z 1 =20，z 2 =40，m 1 =4mm，齿宽 b 1 =75mm；齿轮对 2 的 ， （分数：5.00）(1).按接触疲劳强度求该两对齿轮传递的转矩的比值 （分数：2.50）_正确答案：()解析：解题要点 ： 根据题意知，强度计算公式中 Z H 、Z E 、Z 及 Y Fa 、Y Sa 、Y 两对齿轮均对应相等，可略去不计。于是有： 求接触强度时

35、的 T 1 /T“ 1 ： (2).按弯曲疲劳强度求该两对齿轮传递的转矩的比值 。 提示：强度计算公式为 （分数：2.50）_正确答案：()解析：求弯曲强度时的 T 1 /T“ 1 ： 如下图所示，某齿轮变速箱中有两对直齿圆柱齿轮传动，双联主动齿轮 1、3 分别可与从动齿轮 2、4 相啮合，齿数如图所示，各齿轮的材料、热处理硬度、模数 m 均相同，主动轮输入转矩 T 1 不变。试问： （分数：5.00）(1).当两对齿轮接触齿宽相同时，哪一对齿轮的接触应力和弯曲应力大?为什么?（分数：2.50）_正确答案：()解析：解题要点 ： 第一种解法： (a)由提示给出的接触应力公式 及题中给出条件知，

36、两齿轮的 Z H 、Z E 、K 对应相等，且两对齿轮 ，d 1 =d 4 =m30。又 Z 略去不计，故有 得 H1 =2 H2 ，即第一对齿轮的接触应力大。 (b)由提示给出弯曲应力公式 及题中给出条件，略去 Y Fa Y Sa Y 的影响，有 要求弯曲疲劳强度相等，即 F =“ F ，故有 得 b 34 d 3 =30d 1 ，又 d 3 =2d 1 ，故得 (2).当齿轮对 1、2 的接触齿宽 b 12 =30mm，而两对齿轮要求弯曲强度相等时，齿轮对 3、4 的接触齿宽 b 34 应为多少? 提示：强度计算公式如下，并忽略 Y Fa Y Sa Y 及 z 的影响，但需用公式说明。 （

37、分数：2.50）_正确答案：()解析：第二种解法： (a)求接触强度时的 H1 / H2 ： 得 H1 =2 H2 ，即第一对齿轮的接触应力大。 (b)由提示公式及题中给出条件，略去 Y Fa Y Sa Y 的影响，K 相同，得以下公式(将相同系数用符号 A代替)： 又因为 FP1 = FP2 ，若要求两齿轮弯曲强度相等，则 F1 = F2 ，即 37.一对开式直齿圆柱齿轮传动中，小齿轮齿根上产生的弯曲应力 F1 =120MPa，已知小齿轮 z 1 =20，齿数比 u=5，=20。试问： F2 =? 提示：已查得 Y Fa1 =2.80，Y Fa2 =2.18；Y Sa1 =1.55，Y Sa2 =1.79。 （分数：5.00）_