故接合面上端受压最小处不会产生间隙。 5.校核螺栓所需的预紧力是否合适 对于碳素钢螺栓，要求
Qp?(0.6~0.7)?SA1 由计算比较，满足要求。 根处
第11章 齿轮传动
1.问：常见的齿轮传动失效有哪些形式？
答：齿轮的常见失效为：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形等。 2.问：在不改变材料和尺寸的情况下，如何提高轮齿的抗折断能力？ 答：可采取如下措施：1)减小齿根应力集中;2)增大轴及支承刚度;3)采用适当的热处理方法提高齿芯的韧性;4)对齿根表层进行强化处理。
3.问：为什么齿面点蚀一般首先发生在靠近节线的齿根面上？
答:齿轮在啮合过程中，因轮齿在啮合的齿对数少，接触应力大，且在节点处齿廓相对滑动速度小，油膜不易形成，摩擦力大，故点蚀首先出先在节线附近的齿根表面上，然后向其他部位扩展。
4.问：在开式齿轮传动中，为什么一般不出现点蚀破坏？
答：开式齿轮传动，由于齿面磨损较快，很少出现点蚀。
5.问：如何提高齿面抗点蚀的能力？
答：可采取如下措施：1)提高齿面硬度和降低表面粗糙度;2)在许用范围内采用大的变位系数和,以增大综合曲率半径;3)采用粘度高的润滑油;4)减小动载荷。
6.问：什么情况下工作的齿轮易出现胶合破坏？如何提高齿面抗胶合能力？
答：高速重载或低速重载的齿轮传动易发生胶合失效。措施为：1)采用角度变位以降低啮合开始和终了时的滑动系数;2)减小模数和齿高以降低滑动速度;3)采用极压润滑油;4)采用抗校核性能好的齿轮副材料;5)使大小齿轮保持硬度差;6)提高齿面硬度降低表面粗糙度。 7.问：闭式齿轮传动与开式齿轮传动的失效形式和设计准则有何不同？
答：闭式齿轮传动：主要失效形式为齿面点蚀、轮齿折断和胶合。目前一般只进行接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算。开式齿轮传动：主要失效形式为轮齿折断和齿面磨损，磨损尚无完善的计算方法，故目前只进行弯曲疲劳强度计算，用适当增大模数的办法考虑磨损的影响。
8.问：硬齿面与软齿面如何划分？其热处理方式有何不同？
答：软齿面：HB≤350，硬齿面：HB>350。软齿面热处理一般为调质（小齿轮）或正火（大齿轮），而硬齿面则是正火或调质后切齿，再经表面硬化处理。
9.问：在进行齿轮强度计算时，为什么要引入载荷系数K？ 答：是为了考虑齿轮传动在工作中实际承受的载荷大小。其中使用系数是考虑到受到原动机和工作机运转不平稳等外部因素的影响；动载荷系数是考虑齿轮啮合本身啮合振动产生的内部附加动载荷影响的系数；齿间载荷分配系数用以考虑同时啮合的各对轮齿间载荷分配不均匀的影响；齿向载荷分布系数是由于齿轮、轴、轴承和箱体的变形及制造误差等因素的影响，使得作用在齿面上的载荷沿接触线呈不均匀分布，因此用齿向载荷分布不均匀系数表征其影响。
10.问：齿面接触疲劳强度计算公式是如何建立的？为什么选择节点作为齿面接触应力的计算点？ 答：齿面接触疲劳强度公式是按照两圆柱体接触的赫兹公式建立的；因齿面接触疲劳首先发生在节点附近的齿根部分，所以应控制节点处接触应力。
11.问：一对圆柱齿轮传动，大齿轮和小齿轮的接触应力是否相等？如大、小齿轮的材料及热处理情况相同，则其许用接触应力是否相等？
答：一对齿轮传动，其大小齿轮的接触应力一定相等。两齿轮材料和热处理相同时，其许用应力不一定相等。因为许用应力还与寿命系数有关，大小齿轮的应力循环次数不等，故许用应力不一定相等。
12.问：配对齿轮的齿面有较大的硬度差时，对较软齿面会产生什么影响？
答：当小齿轮与大齿轮有较大的硬度差，且速度又较高时，较硬的齿面对较软的齿面会起较显著的冷作硬化效应，从而提高其疲劳极限。
13.问：在直齿轮和斜齿轮传动中，为什么常将小齿轮设计得比大齿轮宽一些？ 答：其目的是防止大小齿轮因装配误差产生轴向错位时导致啮合宽度减小而增大轮齿的工作载荷。
14.问：齿轮传动的常用润滑方式有哪些？润滑方式的选择主要取决于什么因素？
答：齿轮的常用润滑方式有：人工定期加油、浸油润滑和喷油润滑。润滑方式的选择主要取决于齿轮圆周速度的大小。
15.问：齿形系数与模数有关吗？有哪些因素影响齿形系数的大小？ 答：齿形系数与模数无关，齿形系数的大小取决于齿数。
16.问：为什么设计齿轮时，齿宽系数既不能太大，又不能太小？
答：齿宽系数过大将导致载荷沿齿宽方向分布不均匀性严重；相反若齿宽系数过小，轮齿承载能力减小，将使分度圆直径增大。
17.问：选择齿轮传动第Ⅱ公差组精度等级时，除了考虑传动用途和工作条件以外，主要依据是什么？
答：圆周速度。
18.问：选择齿轮毛坯的成型方法时（铸造，锻造，轧制圆钢等），除了考虑材料等因素外，主要依据是什么？
答：齿轮的几何尺寸和批量大小。
19.问：斜齿轮传动的接触强度计算中的重合度系数Zε考虑了重合度对单位齿宽载荷的影响，它与哪些因素有关？
答：它与斜齿传动的端面重合度和纵向重合度有关。
20.问：有一标准直齿圆柱齿轮传动，齿轮1和齿轮2的齿数分别为Z1和Z2,且Z1< Z2。若两齿轮的许用接触应力相同，问两 答：两齿轮接触强度相等。因齿轮1和齿轮2的接触应力相等，许用接触应力相同，所以两齿轮的接触强度相等。
21.问：设计齿轮传动时，若大小齿轮的疲劳极限值相同，这时它们的许用应力是否相同？为什么？
答：许用应力不一定相同。因许用应力与疲劳极限值有关外，还与齿轮的循环次数（即寿命系数ZN,YN）有关。当大小齿轮的循环次数都达到或超过无限循环的次数时，大小齿轮的许用应力相同；否则，大小齿轮的许用应力不相同。
22.问：斜齿圆住齿轮传动中螺旋角β太小或太大会怎样，应怎样取值？
答：螺旋角太小，没发挥斜齿圆柱齿轮传动与直齿圆住齿轮传动相对优越性，即传动平稳和承载能力大。螺旋角β越大，齿轮传动的平稳性和承载能力越高。但β值太大，会引起轴向力太大，大了轴和轴承的载荷。故β值选取要适当。通常β要求在8°～25°范围内选取。
23.问。一对齿轮传动，若按无限寿命设计，如何判断其大、小齿轮中哪个不易出现齿面点蚀？哪个不易出现齿根弯曲疲劳折断？理由如何？
答：许用接触应力[ζH]1、[ζH]2与齿轮的材料、热处理及齿面工作循环次数有关，一般HBS1=HBS2+(30~50)HBS，即试验齿轮的接触疲劳极限ζHlim1>ζHlim2,故[ζH]1>[ζH]2。 况且ζH1>ζH2，而按按无限寿命设计，寿命系数ZN=1,故小齿轮不易出现点蚀。 比较两齿轮的
YFa1YSa1YFa2YSa2与，比值小的其弯曲疲劳强度大，不易出现齿根
[?F]1[?F]2弯曲疲劳折断。
24.问：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，锥齿轮应置于高速级还是低速级?为什么？
答：（1）在两级圆柱齿轮传动中，斜齿轮应置于高速级，主要因为高速级的转速高，用斜齿圆柱齿轮传动工作平稳，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，高速级小齿轮的转矩是低速级小齿轮转矩的1/i（i是高速级的传动比），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R和模数m大时，则加工困难，或者加工成本大为提高。
25. 问：试分析，采用增大齿轮压力角（25度）的办法，可以提高圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度的原因。 答： 由机械原理知识可知，增大压力角，能使轮齿的齿厚和节点处的齿廓曲率半径增大，可以提高齿轮的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度。
26．问：设计软齿面齿轮传动，为什么要使小齿轮的齿面硬度比大齿轮齿面硬度高一些？ 答：因为在啮合过程中，小齿轮的轮齿啮合次数多，寿命要短于大齿轮，为使大、小齿轮寿命比较接近，应使小齿轮齿面硬度较大齿轮高些。另外，较硬的小齿轮齿面可以对较软的大齿轮齿面起冷作硬化作用，提高大齿轮齿面的疲劳极限。
27. 问：齿轮传动设计时，小齿轮齿数z1的选择对传动质量有何影响？闭式传动的软齿面与硬齿面及开式传动中，z1的选择有何不同？
答：首先应保证所选齿数z1不会使齿轮发生根切。当中心距不变时，齿数增加可增大重合度，改善传动的平稳性；同时增加齿数，可以减少模数，降低齿高，减少金属切削量，降低制造成本，还可以减小磨损及产生胶合的可能性。但是，齿数增加的同时使得模数减小、齿厚减薄，这样会降低轮齿的弯曲强度。因此在满足齿根弯曲疲劳强度的条件下，齿数宜多取。对闭式硬齿面齿轮和开式（或半开式）齿轮传动，因主要失效形式为齿面磨损，为使轮齿不致过小，齿数不宜过多。
28．问：对标准直齿圆柱齿轮传动，问：
（1）计算大、小齿轮弯曲强度时所用公式是否相同？ （2）计算大、小齿轮弯曲强度时哪些参数取值不同？
（3）两轮弯曲强度大小通过哪些参数比较就能看出来？可得到什么结论？ 注：?F?KFtYFaYSaY??[?F] bmKFtYFaYSaY??[?F]； bm 答：（1）公式相同，均为?F? （2）其中，YFa、YSa及[ζ]F取值不同； （3）由
选择题
l、一般开式齿轮传动的主要失效形式是＿＿。 A、齿面胶合 B、齿面疲劳点蚀
C、齿面磨损或轮齿疲劳折断 D、轮齿塑性变形
YFaYSaYFaYSa和的大小可以看出，小的强度高。 [?F][?F]
2、高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式是＿＿。 A、齿面胶合 B、齿面疲劳点蚀 C、齿面磨损 D、轮齿疲劳折断
3、45号钢齿轮，经调质处理后其硬度值约为＿＿。 A、HRC＝45~50 B、HBS=220~270 C、HBS=160~180 D、HBS=320~350
4、齿面硬度为56~62HRC的合金钢齿轮的加工工艺过程为＿＿。
A、齿坏加工、淬火、磨齿、滚齿 B、齿坏加工、淬火、滚齿、磨齿
C、齿坏加工、滚齿、渗碳淬火、磨齿 C、齿坏加工、滚齿、磨齿、淬火 5、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号钢 B、ZG340~640 C、40Cr D、20CrMnTi 6、齿轮传动中齿面的非扩展性点蚀一般出现在＿＿。 A、跑合阶段 B、稳定性磨损阶段 C、剧烈磨损阶段 D、齿面磨料磨损阶段 7、对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般＿＿。 A、按接触强度设计齿轮尺寸，再校核弯曲强度 B、按弯曲强度设计齿轮尺寸，再校核接触强度 C、只需按接触强度设计 D、只需按弯曲强度设计
8、一对标准直齿圆柱齿轮，已知z1=18，a2=72，则这对齿轮的弯曲应力＿＿。 A、?F1>?F2 B、?F1
10、在设计闭式硬齿面传动中，当直径一定时，应取较少的齿数，使模数增大以＿＿。 A、提高齿面接触强度 B、提高轮齿的抗弯曲疲劳强度 C、减少加工切削量，提高生产率 D、提高抗塑性变形能力
11、在直齿圆柱齿轮设计中，若中心距保持不变，而把模数增大，则可以＿＿。 A、提高齿面接触强度 B、提高轮齿的弯曲强度
C、弯曲与接触强度均可提高 D、弯曲与接触强度均不变 12、轮齿的弯曲强度，当＿＿，则齿根弯曲强度增大。 A、模数不变，增多齿数 B、模数不变，增大中心距 C、模数不变，增大直径 D、齿数不变，增大模数
13、轮齿弯曲强度计算中齿形系数与＿＿无关。
A、齿数 B、变位系数 C、模数 D、斜齿轮的螺旋角