第十二章 齿 轮 传 动 12.1 概 述 齿轮传动是机械传动中最主要的传动形式之一，是本课程重点章节之一。研究齿轮传动首先齿轮失效形式出发，分析各种失效的原因，从而找出各种相应的防止措施和计算准则。 12.1.1 齿轮传动的优缺点 优点： 效率高； 结构紧凑； 工作可靠，寿命长； 具有稳定的传动比； 承载能力高，传递功率和转速适用范围广； 缺点： 制造和安装精度要求高，价格贵； 振动和噪声较大； 不宜用于传动距离过大的场合。

12.1.2 分类 按轴的布置方式分 平行轴齿轮传动，相交轴齿轮传动，交错轴齿轮传动； 按齿线相对于齿轮母线方向分 直齿，斜齿，人字齿，曲线齿； 按齿轮传动工作条件分 开式：齿轮外露，不能防尘、周期润滑、精度低 半开式：齿轮浸入油池、外装护罩、防尘性差 闭式：封闭在箱体内，安装精度高、润滑条件好 按齿廓曲线分 渐开线齿，摆线齿，圆弧齿 按齿面硬度分 软齿面（≤350HB），硬齿面（>350HB）

12.1.3 基本要求 传动平稳，承载能力高。 12.2 齿轮传动的主要参数 12.2.1 主要参数 基本齿廓 模数 中心距 传动比、齿数比 齿数比为齿轮传动中的大齿轮齿数与小齿轮齿数之比。 变位系数

12.2.2 精度等级的选择 12个精度等级 1~2级为待发展的精度等级， 3~5级为高精度等级，6~8级为中等精度等级，9~12级为低精度等级。 三个公差组 第一公差组 考虑运动准确性 第二公差组 考虑传动平稳性 第三公差组 考虑载荷分布均匀性

12.3 齿轮传动的失效形式 按装置形式 开式、半开式、闭式； 按使用情况 低速、高速、轻载、重载； 按齿轮材料的性能及热处理工艺的不同 轮齿有较脆、较韧 齿面有较硬、较软。 失效形式有：轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损、齿面塑性变形。 12.3.1轮齿折断 疲劳折断 起始于轮齿受拉应力一侧 过载折断 措施：增大齿根圆角半径、增大轴及轴承的刚度、使轮芯具有足够的韧性、提高齿面硬度、减小齿面粗糙度、增大模数、对齿根进行喷丸或碾压等强化处理等。

总 结 齿根弯曲疲劳折断（轮齿折断）轮齿在变应力作用下，齿根受载大；又由于在齿根圆角处产生应力集中，轮齿长期工作后，当危险截面的弯曲应力超过材料的许用弯曲应力时，齿根出现疲劳裂纹，裂纹扩展后产生齿根断裂。由于轮齿材料对拉应力敏感，故疲劳裂纹往往从齿根受拉侧开始产生。

12.3.2 齿面接触疲劳磨损（点蚀） 点蚀常发生于闭式软齿面（HB≤350）传动中 点蚀首先出现在节线附近的齿根表面上 点蚀的形成与润滑油的存在密切相关 收敛性点蚀，扩展性点蚀。 总结：轮齿工作时齿面受脉动循环变化的接触应力，在接触应力的反复作用下，当最大接触应力超过材料的许用接触应力时，齿面就出现疲劳裂纹，并由于有润滑油进入裂纹，将产生很高的油压，促使裂纹扩展，最终形成点蚀。

原 因 1）  节线附近常为单齿对啮合区，轮齿受力与接触应力最大； 2）  节线处齿廓相对滑动速度低，润滑不良，不宜形成油膜，摩擦力较大； 3）  润滑油挤入裂纹，使裂纹扩张。 现 象 金属微粒剥落，产生的麻点状剥蚀损伤现象。 措 施 （1）提高齿面硬度和降低表面粗糙度值； （2）在许可范围内采用大的变位系数和，增大综合曲率半径； （3）采用粘度较高的润滑油。

12.3.3 齿面胶合 主要发生在高速重载、低速重载齿轮传动中。 措施： 在润滑油中加入极压添加剂； 采用修缘齿轮； 采用较小的模数； 采用适当增大啮合角的变位传动； 改善其偏载情况； 降低齿面粗糙度； 采用粘度大的润滑油等措施。

12.3.4 齿面磨粒磨损 是开式齿轮传动的主要失效形式。 措施： 选用合适的齿轮材料和热处理方法； 保持润滑油清洁和定期换油； 采用合适的润滑和密封装置； 选用粘度较高的润滑油和合适的极压添加剂； 提高精度； 减小齿面粗糙度。

12.3.5 齿面塑性变形 软齿面（如正火齿轮）低速重载、频繁起动和过载传动齿轮。 措施： 提高齿面材料的硬度，选用粘度较高的润滑油，

齿轮传动在不同工况下的主要失效形式 齿面点蚀 闭式传动齿轮的主要失效形式，特别是在软齿面（硬度<350HB）上更容易产生，在一般的硬齿面（如表面淬火，特别是热处理硬度不均匀时）上也容易产生。 轮齿折断 （1）闭式传动中的极硬齿面（硬度HRC>58，如渗碳淬火、氮化等）； （2）短期过载或受严重冲击齿轮。 齿面磨粒磨损 开式齿轮传动的主要失效形式。

齿面胶合 闭式传动的高速重载齿轮产生热胶合；低速重载齿轮产生冷胶合。 齿面塑性流动 软齿面（如正火齿轮）低速重载、频繁起动和过载传动齿轮。

12.3.6 计算准则 主要针对疲劳折断和齿面点蚀这两种失效形式 齿根弯曲疲劳强度—齿轮抵抗轮齿疲劳折断的能力 齿面接触疲劳强度—齿轮抵抗齿面疲劳点蚀的能力 闭式软齿面齿轮传动：先按齿面接触疲劳强度进行设计，然后校核齿根弯曲疲劳强度。 闭式硬齿面齿轮传动：先按齿根弯曲疲劳强度进行设计，然后校核齿面接触疲劳强度。 开式齿轮传动：按齿根弯曲疲劳强度进行设计，并考虑磨损的影响将模数适当增大。 高速重载齿轮传动：需校核齿面胶合强度。

齿面要硬，齿芯要韧。 12.4 齿轮材料及其热处理 12.4.1 齿轮材料 对齿轮材料基本要求： 齿面有足够的硬度； 12.4 齿轮材料及其热处理 12.4.1 齿轮材料 对齿轮材料基本要求： 齿面有足够的硬度； 轮芯有足够的强度和韧性； 具有良好的机械加工和热处理工艺性； 价格低。 齿面要硬，齿芯要韧。

45号钢 最常用，经济、货源充足 中碳合金钢 35SiMn、40Cr等 金属材料 低碳合金钢 20Cr、20CrMnTi等 铸钢 ZG310-570、ZG340-640等 铸铁 HT350、QT600-3等 非金属材料 尼龙、夹木胶布等 1）满足工作条件的要求； 2）考虑齿轮尺寸大小、毛坯成型热处 理和制造方法； 选材原则 3）考虑经济性； 4）考虑配对齿轮等强度。

12.4.2 齿轮热处理 调 质 软齿面≤350HBS 。 (中碳钢或中碳合金钢） 正 火 改善机械性能，增大强度和韧性 表面淬火 48~54HRC （中碳钢或中碳合金钢） 渗碳淬火 58~63HRC （低碳钢或低碳合金钢） 硬齿面。 表面氮化 接触强度高、耐磨性好、可抗冲击 配对齿轮均采用软齿面时： 小齿轮受载次数多，故材料应选好些，热处理硬度稍高于大齿轮（约30~50HB）

12.6 圆柱齿轮传动的载荷计算 12.6.1 直齿圆柱齿轮传动的受力分析 条件：标准齿轮并忽略齿面间的摩擦力 圆周力— 径向力— 法向力— 12.6 圆柱齿轮传动的载荷计算 12.6.1 直齿圆柱齿轮传动的受力分析 条件：标准齿轮并忽略齿面间的摩擦力 圆周力— 径向力— 小齿轮转矩N.m 小齿轮分度圆直径 法向力— 分度圆压力角 注意：下标“1”表示主动轮 下标“2”表示从动轮

Ft1 主动轮上为阻力，方向与回转方向相反。 各力关系： 各力方向： Ft1 主动轮上为阻力，方向与回转方向相反。 Ft2 从动轮上为驱动力，与从动轮回转方向相同 Fr1 、Fr2分别指向各自齿轮的轮心（外啮合），内齿轮为远离轮心。 例： n2 n2 2 1 Fr2 Ft2 Ft1 Fr1 n1 n1 注意：各力应画在啮合点上！

12.6.2斜齿圆柱齿轮传动的受力分析 斜齿轮的特点 — 轮齿呈螺旋形；啮合时接触线倾斜 条件：标准齿轮并忽略摩擦力 β—螺旋角 αn—法面压力角 αt—端面压力角 大小： 圆周力 径向力 轴向力 法向力

圆周力： 从动轮上为驱动力，方向与回转方向相同； 主动轮上为阻力，方向与回转方向相反。 各力关系： 各力方向： 圆周力： 从动轮上为驱动力，方向与回转方向相同； 主动轮上为阻力，方向与回转方向相反。 径向力：分别指向各轮轮心（外啮合），内齿轮为远离轮心。 轴向力：决定于齿轮的转向和轮齿的旋向，用主动轮左、右手定则判定。 n2 n2 例： 2 1 Fr2 Fa1 Fa2 Ft2 Ft1 Fr1 n1 n1

n1 Fa2 Ft1 Fr1 Fr2 Ft2 Fa1 主动轮 从动轮

表征原动机及工作机的性能对轮齿实际所受载荷大小的影响。 12.6.3 计算载荷 1.使用系数KA 表征原动机及工作机的性能对轮齿实际所受载荷大小的影响。 圆周速度v/s 图12.9 动载系数Kv 2. 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。

3.齿间载荷分布系数 考虑同时啮合的齿对间，载荷不能按理想状态分配时对轮齿应力影响的系数。 4.齿向载荷分布系数 考虑使轮齿沿接触线产生载荷分布不均匀现象的影响。

12.7 直齿圆柱齿轮传动的强度计算 12.7.1 齿面接触疲劳强度计算 1.强度条件 计算点：节点 2.节线（节点）处接触应力

节点处的曲率半径： 又：u = z2 / z1 = d2 / d1 ,并引入K 节点处的接触应力： 重合度系数 材料弹性系数—ZE 节点区域系数— ZH 重合度系数

3.计算公式 校核公式 令 设计公式 齿轮传动的接触疲劳强度取决于齿轮的直径（或中心距）。 ZE——弹性系数，表征材料弹性模量和泊松比对接触应力的影响。 ZH——节点区域系数，表征节点处齿廓曲率对接触应力的影响。 Zε——重合度系数，考虑重合度对单位齿宽载荷的影响。

ψd——齿宽系数， 为了保证轮齿全齿宽接触，可将小齿轮的齿宽增大5~10mm（锥齿轮、人字齿轮的小齿轮不加宽），计算时以大齿轮宽度为准。

——许用接触应力 当用设计公式、校核公式计算时，应将 和 中的小值代入。 许用应力与材料、齿面硬度、应力循环次数等因素有关 当载荷稳定时 当载荷不稳定时

4. 分度圆直径的初步计算 初步计算的许用应力为

讨 论： 齿面接触疲劳强度主要取决于分度圆直径 d d 越大， 越小, 接触强度 越大 齿宽 b 的大小应适当， b 过大会引起偏载 σH 越小, 接触强度 越大 齿宽 b 的大小应适当， b 过大会引起偏载 讨 论： 模数的大小对接触强度无直接影响 σH1 = σH2，而[σH1 ]≠ [σH2 ] 设计时，[σH] = min{[σH1], [σH2]} 求出 d1 →选择 z1 →计算 m = d1/z1 为便于装配，取 b1 = b2 + (5~10) mm b2 = ψd d1 b1=b2 b1>b2

假设：全部载荷由一对轮齿承担，并忽略摩擦力 12.7.2 齿根弯曲疲劳强度计算 Fn 轮齿受载后，相当于悬臂梁 齿根部分弯曲应力最大，是危险截面 1.强度条件 2.齿根弯曲应力 假设：全部载荷由一对轮齿承担，并忽略摩擦力 载荷作用于齿顶时的受力分析： 水平分力 — F1 = FncosαF ——引起弯曲应力 垂直分力 — F2 = FnsinαF ——引起压应力 危险截面的具体位置在哪？

常用30°切线法确定危险截面位置 力臂为 l，齿根厚为 s 齿根弯曲疲劳强度计算以受拉边为计算依据 计算点：力作用在顶点，危险截面用30º切线法确定，受拉侧。 3.计算公式 校核公式 设计公式

YFa——齿形系数，表征齿廓几何形状对弯曲强度的影响。只与轮齿的形状有关（随齿数和变位系数而异），与模数大小无关。 YSa——应力修正系数，综合考虑齿根过渡曲线处的应力集中和除弯曲应力外其余应力对齿根应力的影响。 YS——重合度系数，将全部载荷作用于齿顶时的齿根应力折算为载荷作用于单对齿啮合区上界点D时的齿根应力的系数。

——许用弯曲应力 当按校核公式计算时，应分别验算大、小齿轮的弯曲疲劳强度，即应满足 、 。 当按设计公式计算时，应取 和 两者中较大者代入公式。

齿数z1的选择 闭式软齿面传动，z1=20~40； 开式（半开式）传动，z1=17~20； 闭式硬齿面传动，齿数不宜过多。 4.模数的初步计算 轮齿单向受力： 轮齿双向受力：

1

1

1

1

12.8 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 12.8.1、齿面接触疲劳强度计算 1.强度条件： 2.节线处齿面接触应力的确定： 节线处有关参数： 法向计算载荷 综合曲率半径 接触线长度 重合度系数

螺旋角系数 考虑用螺旋角使接触线倾斜而对弯曲强度产生有利影响的系数。 校核公式 设计公式

12.8.2 齿根弯曲疲劳强度计算 校核公式 将 代入 设计公式 螺旋角系数Yβ 考虑因螺旋角使接触线倾斜而对弯曲强度产生有利影响的系数。

齿轮传动主要参数的选择 模数m：主要影响齿根弯曲强度，可按弯曲强度条件设计。圆整为标准值。 齿数Z1：齿数多传动平稳，在中心距不变时可减小模数、减小齿高、减小磨损、抗胶合。 闭式：Z1=20~40，减磨 开式：Z1=17~20，轮齿尺寸大，耐磨 一般：Z1≥ 17避免根切 Z1、 Z2应互为质数 分度圆压力角 ：标准规定=20°，航空标准规定=25°，以提高齿根强度和齿面强度 齿数比u： u ≤ 7，以免传动尺寸过大。 螺旋角：一般 =8° ~20°。 过小轴向重合度小承载能力提高不明显， 过大轴向力大影响轴承寿命。

振动和噪声较大，常用于线速度V≤5 m/s的场合 12.9 直齿锥齿轮传动 特点： 振动和噪声较大，常用于线速度V≤5 m/s的场合 轮齿分布在锥面上，逐渐收缩 0.5b Fn 载荷沿齿宽分布不均 强度计算点： 齿宽中点。 b 法向力Fn作用于齿宽中点 锥齿轮的强度等同于齿宽中点处的当量直齿圆柱齿轮 半径=锥齿轮齿宽中点背锥母线长度 齿宽 = 锥齿轮齿宽 b b/2 模数 = 锥齿轮齿宽中点平均模数mm dv dv/2

12.9.2 受力分析 大小： 圆周力 径向力 轴向力 方向： 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； 径向力方向分别指向各自的轮心； 轴向力方向分别指向大端。且

n Fr1 Ft1 Fr2 Fa1 Ft2 Fa2

12.9.3 齿面接触疲劳强度 校核公式 设计公式 12.9.4 齿根弯曲疲劳强度计算 校核公式 设计公式

12.10 齿轮传动的效率和润滑 12.10.1 齿轮传动的效率 η = η1η2η3 η1—啮合中的摩擦损失 η2—搅油损失 12.10 齿轮传动的效率和润滑 12.10.1 齿轮传动的效率 n2 n1 η = η1η2η3 η1—啮合中的摩擦损失 η2—搅油损失 η3—轴承中的摩擦损失 12.10.2齿轮传动的润滑 作用 — 减小摩擦损失、散热及防蚀 润滑方式取决于齿轮的圆周速度。 ☆ 人工定期加油润滑 — 开式或半开式传动 方法 ☆ 浸油润滑 — V ≤ 12~15 m/s的闭式传动 ☆ 喷油润滑 — V > 12 m/s的闭式传动

12.11 齿轮结构 齿轮轴 当齿轮的分度圆直径与轴的直径相差很小时， 可做成齿轮轴。

实心式齿轮 当da 200mm,则可做成实心式

腹板式齿轮 当da 500mm时,为了减少质量和节约材料,通常采用腹板式结构

轮辐式齿轮 da≥400mm,多采用轮辐式的铸造结构

镶套式齿轮 大直径的齿, 为节省材料, 可采用镶套式齿圈

焊接式齿轮 单件生产而尺寸过大又不利于铸造的齿轮,可采用焊接结构

主要内容 1.齿轮传动的失效形式，各种失效的机理和特点，防止措施以及齿轮传动的计算准则； 2.齿轮材料的基本要求，软齿面与硬齿面的常用热处理方法及材料选用原则； 3.齿轮传动的受力分析，计算载荷，各种载荷系数的物理意义与影响因素； 4.齿轮承载能力计算包括：直齿圆柱齿轮传动的齿面接触强度计算与齿根弯曲疲劳强度计算；斜齿圆柱齿轮传动和直齿锥齿轮传动的计算特点； 5.齿轮传动设计中，主要参数的选择原则及影响因素，各参数间的相互影响关系。

影响接触应力的四个因素 外载荷Fn ：Fn ↑ ，则σH ↑ ； 接触宽度b：b ↑ ，则σH ↓ ； 综合曲率半径ρ：ρ↑，则σH ↓ ; 综合弹性模量E：E↑ ，则σH ↑ 。

两齿轮啮合时的接触应力σH与许用接触应力[σH] 一对啮合齿轮的许用接触应力不一定相等，即[σH1]≠[σH2]。所以接触强度一般不相等，在应用公式时应取[σH]小值代入。若一对齿轮的[σH1]=[σH2]，则一对齿轮不但接触应力相等（即σH1=σH2），而且接触强度也相等。

影响弯曲应力的主要因素 模数m ：因σF∝1/m2 ,则模数是影响弯曲强度的最重要因素，当弯曲强度不足时，首先应增大模数；   齿宽b：当齿宽b↑，则σF ↓，但 b过大会使齿向载荷分布系数Kβ↑而使K↑；         齿数z及变位系数x ：z↑、x↑，则YFa · YSa ↓ Yε ↓ ，而使σF ↓。

一对标准齿轮啮合，通常σF1≠ σF2 ，[σF1] ≠[σF2] 。 因为一般z1≠z2，则 YFa1≠ YFa2 ， YSa1≠ YSa2 ，所以σF1≠ σF2 ； 一对大、小齿轮的材料和热处理硬度不同，则弯曲疲劳极限σFlim不同，加之弯曲疲劳寿命系数YN的影响，所以[σF1] ≠[σF2] 。

齿形系数YFa 与模数m无关 因YFa 是反映当力作用于齿顶时，轮齿齿廓形状对齿根弯曲应力的影响系数，它是指齿根厚度与齿高的相对比例关系。当齿高增大，齿根厚度变小，轮齿变为“瘦高型”,即YFa ↑σF ↑，抗弯曲能力差；反之，齿高减小，齿厚增大，则轮齿变为“矮胖型”，即 YFa↓ σF↓，抗弯曲能力强。因此YFa是反映轮齿“高、矮、胖、瘦”程度的形态系数。 而模数m的值是反映一个轮齿绝对尺寸的大小，对于用标准刀具加工标准齿轮时，若z相同仅m不同，则加工出的轮齿都几何相似，m只是它们的放大比例。

YFa的影响因素及其选择 标准直齿圆柱齿轮的YFa 只取决于轮齿的形状（随齿数和变位系数而异）。当z↑，渐开线越平坦齿根厚度↑，则YFa↓；当z 一定时，采用正变位方法可使齿根厚度↑，达到降低 YFa 的效果，而 σF↓，则抗弯强度提高。对于斜齿轮的YFa 应按当量齿数zv=z/cos3β选取；对于直齿锥齿轮，应按 zv=z/cosδ选取。斜齿圆柱齿轮设计中，若β↑、zv↑，则 YFa↓，故斜齿轮的抗弯强度比直齿轮高。

齿数 z 的选择 对于闭式软齿面齿轮传动 其主要失效形式是齿面疲劳点蚀。设计时，首先从保证齿轮的接触强度出发来确定齿轮直径（或中心距）。这时齿数的多少，主要影响齿轮的模数及弯曲疲劳强度。故其选择原则为：在传动尺寸不变并满足弯曲强度条件下， z 尽可能选多些有利。 原因：      z↑，则重合度εα↑，使传动平稳，降低齿轮传动的振动与噪声；     εα ↑，则重合度系数Z ε↓而使σH ↓，可提高齿轮的接触强度；      z↑，则m↓，可减轻齿轮的重量和减小金属切削量，节省工时和费用；      z↑还能降低齿高，减少滑动系数，减少磨损，提高传动效率和抗胶合能力。一般取 z1=20～40。

对于闭式硬齿面齿轮传动 其主要失效形式是轮齿折断。设计时，首先从保证轮齿弯曲强度出发，确定齿轮的模数m 。这时z 的多少直接影响齿轮结构尺寸的大小，故其选择原则为： 在保证足够的接触疲劳强度的前提下，齿数不易过多，一般z1≥17。 开式齿轮传动 开式齿轮传动的尺寸主要取决于轮齿的弯曲疲劳强度，故z也不易过多，对标准直齿轮z1≥17 ，以避免根切。

齿宽系数ψd的选择 设计齿轮时，所选的齿宽系数ψd既不能太大，又不能过小。 原 因 当载荷一定时，齿宽系数选大值，可使分度圆直径下降（或中心距下降），降低齿轮圆周速度，而且能在一定程度上减轻整个传动装置的重量，但使齿宽增加，轴向尺寸增大，因而增加了载荷沿齿宽分布的不均匀性，故齿宽系数不能选太大； 若齿宽系数过小，则分度圆直径增大（或中心距增大），增加了整个传动装置的重量，故齿宽系数又不能选太小。

齿宽系数选择原则 一般齿轮制造、安装精度高，载荷稳定，轴的刚度大，齿轮对称于轴承布置时，齿宽或齿宽系数可以取大些；相反，齿宽与齿宽系数应选小些； 直齿圆柱齿轮宜取较小值，斜齿可取较大值（人字齿可到2）； 在设计时，可把软齿面齿轮的齿宽系数值比硬齿面齿轮的齿宽系数值选大一些； 为便于装配和调整，根据d1和齿宽系数求出轮宽b后，将小齿轮宽度b1再加大5mm～10mm（锥齿轮和人字齿轮传动的小齿轮部加宽），但计算时按大齿轮宽度计算。

螺旋角的选择 螺旋角增大，可使εα，提高传动的平稳性与承载能力，但β过大，轴向力增加，轴承装置复杂；若β 过小，斜齿轮的优点不明显。一般取β=8~15°；对于振动噪声要求高的齿轮，可取β=15~25°，但制造精度要相应的提高；对人字齿轮，因轴向力可相互抵消，故β可选大些。

两级圆柱齿轮传动中，若有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中，锥齿轮应置于高速级还是低速级？为什么？ （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，而锥齿轮的锥距和模数大时，则加工困难，或者加工成本大为提高。

一对齿轮传动，如何判断大、小齿轮中哪个齿面不易产生疲劳点蚀？ （1）大、小齿轮的材料与热处理硬度及循环次数N不等，通常[σH1]>[σH2] ，而σH1=σH2 ，故小齿轮齿面接触强度较高，则不易出现疲劳点蚀。 （2）比较大、小齿轮的[σF1]/YFa1YSa1与[σF2]/YFa2YSa2 ，若[σF1]/YFa1YSa1 < [σF2]/YFa2YSa2 ，则表明小齿轮的弯曲疲劳强度低于大齿轮，以产生弯曲疲劳折断；反之亦然。

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σF 比[σF] 小很多。试问设计是否合理？为什么？在材料、热处理硬度不变的条件下，可采取什么措施以提高其传动性能？ （1）因闭式软齿面齿轮，其主要失效形式为齿面疲劳点蚀，其设计准则为σH≤ [σH ]，必须首先满足接触强度的要求，因此，此设计是合理的。 （2）若材料、热处理硬度不变，在满足弯曲强度条件σF≤ [σF ]下，可选用较多齿数。 z ↑，则重合度εα ↑，使传动平稳，降低齿轮传动的振动与噪声； εα ↑，则重合度系数Z ε ↓而使σH ↓，可提高齿轮的接触强度； z ↑，则m↓，可减轻齿轮的重量和减小金属切削量，节省工时和费用；

一对渐开线圆柱齿轮传动，若中心距、传动比和其他条件不变，仅改变齿轮的齿数。试问对接触疲劳强度和弯曲疲劳强度各有何影响？ z↑，则 YFaYSa↓而使σF↓，即抗弯曲疲劳强度高。 在保证弯曲强度的前提下，z↑，则重合度↑， Z ε ↓而使σH ↓，可提高齿轮的接触强度；

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？ （1）许用接触应力[σH1] 、 [σH2 ] 与齿轮的材料、热处理及齿面工作循环次数有关，一般小齿轮硬度比大齿轮硬度高30~50HB，即试验齿轮的接触疲劳极限σHlim1> σHlim2 ，故[σH1 ] > [σH2] 。且σH1= σH2 ，按无限寿命设计时，寿命系数ZN=1，故小齿轮不易出现齿面点蚀。 （2）比较两齿轮的YFa1YSa1/[σF1]与YFa2YSa2 /[σF2] ，比值小的齿轮其弯曲疲劳强度大，不易出现齿根弯曲疲劳折断。

1、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 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、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、20Cr D、20CrMnTi 4、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、齿面磨粒磨损阶段

5、对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般 。 A、按接触疲劳强度设计齿轮尺寸，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 6、一减速齿轮传动，小齿轮1选用45号钢调质；大齿轮选用45号钢正火，它们的齿面接触应力 。 A、σH1>σH2 B、 σH1<σH2 C、 σH1=σH2 D、 σH1≤σH2 7、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 。 A、两者硬度相等 B、 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 D、 小齿轮采用硬齿面，大齿轮采用软齿面

8、设计闭式软齿面直齿轮传动时，选择齿数z1的原则是 。 A、z1越多越好 B、 z1越少越好 C、 z1≥17，不产生根切即可 D、 在保证轮齿有足够的抗弯疲劳强度的前提下，齿数选多些有利 9、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 。 A、提高齿面接触强度 B、 提高轮齿抗弯疲劳强度 C、 提高抗塑性变形能力 D、 减少加切削量，提高生产力 10、在直齿圆柱齿轮设计中，若中心距保持不变，而增大模数m，则可以 。 A、提高齿面的接触强度 B、 提高轮齿的弯曲强度 C、 弯曲和接触强度均可提高 D、 弯曲与接触强度均不变

11、为了提高齿轮传动的接触强度，可采取 的方法。 A、采用闭式传动 B、 增大传动中心距 C、 减少齿数 D、 增大模数 12、轮齿弯曲强度计算中的齿形系数与 无关。 A、齿数z1 B、 变位系数 C、 模数 D、 斜齿轮的螺旋角 13、一对圆柱齿轮，通常把小齿轮的齿宽做得比大齿轮的齿宽宽一些，其主要原因是 。 A、为使传动平稳 B、 为了提高传动效率 C、 为了提高齿面接触强度 D、 为了便于安装，保证接触线长度 14、齿轮传动在以下几种工况中 的齿宽系数可取大些。 A、悬臂布置 B、 不对称布置 C、 对称布置 D、 同轴式减速器布置

15、设计一传递动力的闭式软齿面钢制齿轮，精度7级。如欲在中心距和传动比不变的条件下，提高齿面接触强度的最有效的方法是 。 A、增大模数（相应减少齿数） B、 提高加工精度 C、 提高主、从动轮的齿面硬度 D、 增大齿根圆角半径 16、选择齿轮精度等级的主要依据，是根据齿轮的 。 A、圆周速度的大小 B、 转速的高低 C、 传递功率的大小 D、 传递转矩的大小 17、对大批量生产、尺寸较大（D>500mm）、形状复杂的齿轮，设计时应选择 。 A、自由锻毛坯 B、 焊接毛坯 C、 模锻毛坯 D、 铸造毛坯