第9章齿轮传动
1. 简述为什么开式齿轮传动一般不会出现点蚀现象？
答：因为在开式齿轮传动中，磨粒磨损的速度比产生点蚀的速度还快，在点蚀形成之前，齿面的材料已经被磨掉，故而一般不会出现点蚀现象。

2．蜗杆传动具有什么特点?它为什么要进行热平衡计算?
答：蜗杆传动具有传动比大，结构紧凑,传动平稳、噪声低和能自锁等优点而获得广泛的应用。

但蜗杆传动在啮合面间将产生很大的相对滑动，摩擦发热大，效率低等缺点。

故需要进行热平衡计算。

当热平衡计算不合要求，可采取下列措施：
（1）在箱体外壁增加散热片，以增大散热面积·
（2）在蜗杆轴端设置风扇，以增大散热系数；
（3）若上述办法还不能满足散热要求，可在箱体油池中装设蛇形冷却管，或采用压力喷油循环润滑。

3. 有一闭式齿轮传动，满载工作几个月后，发现硬度为200~240HBS的齿轮工作表面上出现小的凹坑。

试问：（1）这是什么现象？（2）如何判断该齿轮是否可以继续使用？（3）应采取什么措施？
答：（1）已开始产生齿面疲劳点蚀，但因“出现小的凹坑”，故属于早期点蚀。

（2）若早期点蚀不再发展成破坏性点蚀，该齿轮仍可继续使用。

（3）采用高粘度的润滑油或加极压添加剂于没中，均可提高齿轮的抗疲劳点蚀的能力。

4. 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：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。

5. 在一对大、小齿轮的直径和其他条件一定的情况下，减少齿数z、增大模数m，会否降低计算接触应力σH或计算齿根应力σF？为什么？z和m选择原则如何？
答：因齿轮传动的接触强度取决于齿轮分度圆直径的大小，若仅改变齿轮的模数或齿数其积不变，则轮齿的接触强度就不变；而弯曲应力的大小主要取决于模数的大小，增大模数m ，将会减小齿根应力σF 。

z 和m 选择原则：
对闭式软齿面齿轮传动，通常取z 1=20~40；对闭式硬齿面及开式传动，取z 1=17～20；对高速、易发生胶合的齿轮传动，荐用z 1≥25～270。

闭式软齿面传动的传动尺寸主要由接触疲劳强度决定，其弯曲强度较富裕。

因此，在保证传动尺寸(如中心距a)不变且弯曲强度足够的条件下，宜选用较多的齿数和较小的模数。

采用较多的齿数，重合度增大，提高了传动的平稳性，同时由于模数的减少，齿高降低，轮齿切削加工量减少，齿面滑动系数减小，有利于提高轮齿的抗磨损和抗胶合能力。

闭式硬齿面和开式传动，应以保证弯曲强度为主，应适当选取较小齿数(z 1≥Zmin)，以免传动结构尺寸过大。

模数应符合国家标准模数系列。

对于传递动力的齿轮，m ≥1.5～2mm 。

对于开式齿轮传动，考虑磨损对齿根弯曲强度的影响，将计算出的m 值扩大10％～15％。

6.闭式软齿面齿轮进行接触强度计算针对的主要失效形式是什么？闭式硬齿面齿轮进行弯曲强度计算针对的主要失效形式是什么？开式齿轮传动进行弯曲强度计算针对的主要失效形式是什么？
答: 闭式软齿面齿轮进行接触强度计算针对的主要失效形式是齿面点蚀，闭式硬齿面齿轮进行弯曲强度计算针对的主要失效形式是轮齿折断 ，而开式齿轮传动进行弯曲强度计算针对的主要失效形式是齿面磨损。

7. 如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=53，9105121'''︒=β；低速级m n2=3mm ，z 3=22，z 4=50，mm a 1102=。

试求（计算时不考虑摩擦损失）：
（1）为使轴II 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）；
（2）绘出齿轮3、4在啮合点处所受各力的方向；
（3）β2取多大值才能使轴II 上所受轴向力相互抵消？
解题要点：
（1）齿轮3、4的螺旋线的方向如题图解所示：
（2）齿轮3、4在啮合点所受各分力F t3、F t4、F r3、F r4、F a3、F a4的方向如图示：
（3）若要求轴II 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13
233312tan tan ,tan tan ββββt t t t F F F F == 由轴II 的力矩平衡，得2
23322d F d F t t =，则 11
31231323tan cos /532cos /223tan tan tan ββββββ⋅⨯⨯===d d F F t t 得 13835.0910512sin 106
66sin 532223sin 13='''︒⨯=⨯⨯=ββ 即当97573'''︒=β时，轴II 上所受的轴向力相互抵消。

8. 图中所示直齿锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的双级传动装置，动力由Ⅰ轴输入，小圆锥齿轮1的转向n 1如图示，试分析：
（1）为使中间轴Ⅱ所受的轴向力可抵消一部分，确定斜齿轮3和斜齿轮4的轮齿旋向（画在图上）。

（2）在图上分别画出圆锥齿轮2和斜齿轮3所受的圆周力F t 、径向力F r 、轴向力F a 的方向。

（垂直纸面向外的力用⊙表示，向内的力用 表示）。

9.试画出主动蜗杆与从动蜗轮在啮合点处所受到的各个作用力（Ft、Fr、Fa）的方向。

解：受力分析如下：。