2024年5月21日发(作者：嘉蔚然)
机械设计基础 李良军版 参考答案（可编辑）
第四章 齿轮传动
4-2
解:选择齿轮材料及热处理方法时应考虑:?轮齿表面要有足够的硬度以提高齿
面抗点蚀和抗磨损的能力;?轮齿芯部要有足够的强度和韧性,以保证有足够的抗冲
击能力和抗折断能力;?对软齿面,大小轮面要有一定的硬度差HBS1HBS2+(20~50),
以提高其抗胶合能力。同时还应考虑材料加工的工艺性和经济性等。
常用材料:45钢,40Cr等各种钢材,其次是铸铁和铸钢,塑料齿轮的采用也增
多。
热处理方式:以调质,正火、表面淬火及低碳合金钢的渗碳淬火最常见。
软硬齿面是以齿面硬度来分,当HBS?350时为软齿面传动,当HBS350时为硬齿
面传动。
4-3
解:设计齿轮时,齿数z,齿宽b应圆整为整数;中心距a应通过调整齿数,使其为
整数(斜齿传动中要求为0或5的整数);模数应取标准值(直齿中端面模数为标准模
数,斜齿中法面模数为标准模数),d,da,df为啮合尺寸应精确到小数点后二位;,1,2
须精确到“秒”。
4-9
解:在齿轮强度计算中,齿数z1(小齿轮齿数)应大于最小齿数,以
免发生根切现象;一般闭式软齿面z1取得多一些(z125~40),闭式硬齿面少一些
(z120~25),开式传动更少(z117~20)。
因为d1mz1,当d1不变时,z1?,m?,弯曲强度?,但重合度??,传动平稳性?,同时由
于齿高降低,齿顶圆直径减小,滑动速度减小,有利于减小轮齿磨损,提高抗胶合能力,
同时使加工工时减少,加工精度提高,故在满足弯曲强度的条件下,取较多的齿数和
较小的模数为好。闭式软齿面传动按接触强度设计,其弯曲强度很富裕,故可取较多
的齿数;闭式硬齿面及开式传动,应保证足够的弯曲强度,模数m是主要因素,故z1
取得少一些,m取得大一些。
齿宽系数db/d1,d?(假设d1不变)则b?,轮齿承载能力?,但载荷沿齿宽分布的
不均匀性?,故d应按表9-10推荐的值选取。
螺旋角?8?~25?,螺旋角取得过小(?8?)不能发挥斜齿轮传动平稳、承载能力高
的优越性。但过大的螺旋角(?25?)会产生较大的轴向力,从而对轴及轴承的设计提
出较高的要求。
4-12
解:(1)一对标准直齿圆柱齿轮传动,当z、b、材料、硬度、传动功率及转速都
不变时,增大模数,则可提高齿根弯曲疲劳强度,由于d1增大,齿面接触疲劳强度也
相应提高。(2)当m下降,z1及z1增大,但传动比不变,d1也不变时,因m下降,其齿
根弯曲疲劳强度下降,因d1不变,齿面接触疲劳强度不变。
4-13
解:该传动方案最不合理的是,因为转速不同,承载情况不同,使
得两对齿轮齿面接触强度和齿根弯曲强度是不等的。低速级齿轮传递的转矩在
忽略效率的情况下,大约为第一级的2.5倍(iz2/z150/202.5),而两对齿轮参数,材
质表面硬度等完全相同,那么如果满足了第二级齿轮的强度,则低速级齿轮强度就不
够,反之,如果低速级齿轮强度够了,则第二级齿轮传动就会过于富裕而尺寸太大,所
以齿轮参数的确定是不合理。齿轮的参数z、m及齿宽b等对箱体内的高速级或低
速级应有所不同,高级速要求传动平稳,其传递的转矩小,故z1取多一些,齿宽系
数?d取小一些,低速级传递转矩大,要求承载能力高,可取少一些的z1,使m大一些,
齿宽系数?d也大一些。其次,齿轮相对轴承的布置也不合理。弯曲对轴产生的变形
2024年5月21日发(作者：嘉蔚然)
机械设计基础 李良军版 参考答案（可编辑）
第四章 齿轮传动
4-2
解:选择齿轮材料及热处理方法时应考虑:?轮齿表面要有足够的硬度以提高齿
面抗点蚀和抗磨损的能力;?轮齿芯部要有足够的强度和韧性,以保证有足够的抗冲
击能力和抗折断能力;?对软齿面,大小轮面要有一定的硬度差HBS1HBS2+(20~50),
以提高其抗胶合能力。同时还应考虑材料加工的工艺性和经济性等。
常用材料:45钢,40Cr等各种钢材,其次是铸铁和铸钢,塑料齿轮的采用也增
多。
热处理方式:以调质,正火、表面淬火及低碳合金钢的渗碳淬火最常见。
软硬齿面是以齿面硬度来分,当HBS?350时为软齿面传动,当HBS350时为硬齿
面传动。
4-3
解:设计齿轮时,齿数z,齿宽b应圆整为整数;中心距a应通过调整齿数,使其为
整数(斜齿传动中要求为0或5的整数);模数应取标准值(直齿中端面模数为标准模
数,斜齿中法面模数为标准模数),d,da,df为啮合尺寸应精确到小数点后二位;,1,2
须精确到“秒”。
4-9
解:在齿轮强度计算中,齿数z1(小齿轮齿数)应大于最小齿数,以
免发生根切现象;一般闭式软齿面z1取得多一些(z125~40),闭式硬齿面少一些
(z120~25),开式传动更少(z117~20)。
因为d1mz1,当d1不变时,z1?,m?,弯曲强度?,但重合度??,传动平稳性?,同时由
于齿高降低,齿顶圆直径减小,滑动速度减小,有利于减小轮齿磨损,提高抗胶合能力,
同时使加工工时减少,加工精度提高,故在满足弯曲强度的条件下,取较多的齿数和
较小的模数为好。闭式软齿面传动按接触强度设计,其弯曲强度很富裕,故可取较多
的齿数;闭式硬齿面及开式传动,应保证足够的弯曲强度,模数m是主要因素,故z1
取得少一些,m取得大一些。
齿宽系数db/d1,d?(假设d1不变)则b?,轮齿承载能力?,但载荷沿齿宽分布的
不均匀性?,故d应按表9-10推荐的值选取。
螺旋角?8?~25?,螺旋角取得过小(?8?)不能发挥斜齿轮传动平稳、承载能力高
的优越性。但过大的螺旋角(?25?)会产生较大的轴向力,从而对轴及轴承的设计提
出较高的要求。
4-12
解:(1)一对标准直齿圆柱齿轮传动,当z、b、材料、硬度、传动功率及转速都
不变时,增大模数,则可提高齿根弯曲疲劳强度,由于d1增大,齿面接触疲劳强度也
相应提高。(2)当m下降,z1及z1增大,但传动比不变,d1也不变时,因m下降,其齿
根弯曲疲劳强度下降,因d1不变,齿面接触疲劳强度不变。
4-13
解:该传动方案最不合理的是,因为转速不同,承载情况不同,使
得两对齿轮齿面接触强度和齿根弯曲强度是不等的。低速级齿轮传递的转矩在
忽略效率的情况下,大约为第一级的2.5倍(iz2/z150/202.5),而两对齿轮参数,材
质表面硬度等完全相同,那么如果满足了第二级齿轮的强度,则低速级齿轮强度就不
够,反之,如果低速级齿轮强度够了,则第二级齿轮传动就会过于富裕而尺寸太大,所
以齿轮参数的确定是不合理。齿轮的参数z、m及齿宽b等对箱体内的高速级或低
速级应有所不同,高级速要求传动平稳,其传递的转矩小,故z1取多一些,齿宽系
数?d取小一些,低速级传递转矩大,要求承载能力高,可取少一些的z1,使m大一些,
齿宽系数?d也大一些。其次,齿轮相对轴承的布置也不合理。弯曲对轴产生的变形