10—12有两个标准直齿圆柱齿轮,齿轮1的模数m1=5mm,齿数zl=30;齿轮2的模数m2=3mm,齿数z2=50,则齿形系数和应力校正系数的乘积YFa1YSa1___A____YFa2YSa2。
A大于B等于C小于D不一定大于、等于或小于
10—13圆柱齿轮传动中,常使小齿轮齿宽b1略大于大齿轮齿宽b2,其目的是__C___。
A提高小齿轮齿面接触强度B提高小齿轮齿根弯曲强度
C补偿安装误差,以保证全齿宽接触D减少小齿轮载荷分布不均
10—14对于重要的齿轮传动,可将齿顶进行修缘,目的是___C_____。
A减小齿间载荷分配不均B减小齿向载荷分配不均C减小附加动载荷
10—15在齿轮传动中,将齿轮轮齿加工成鼓形齿的目的是___B_____。
A减小动载荷B改善载荷沿齿向分布不均C提高齿轮的传动精度
10—16齿轮传动中,动载系数Kv主要是考虑___A___因素对齿轮传动的影响。
A齿轮自身制造精度引起的误差B载荷沿齿宽分布不均
C双齿啮合时的载荷分配不均D齿轮以外的其它
10—17齿轮接触强度计算中的材料弹性系数ZE反映了___A___对齿面接触应力的影响。
A齿轮副材料的弹性模量和泊松比B齿轮副材料的弹性极限
C齿轮副材料的强度极限D齿轮副材料的硬度
10—18对于闭式软齿面齿轮传动,在传动尺寸不变并满足弯曲疲劳强度的前提下,齿数宜适当取多些,其目的是__C__。
A提高轮齿的弯曲强度B提高齿面的接触强度
C提高传动的平稳性
10—19对于闭式硬齿面齿轮传动,宜取较少齿数以增大模数,其目的是__D__。
A提高齿面接触强度B减小滑动系数,提高传动效率
C减小轮齿的切削量D保证轮齿的弯曲强度
10—20设计一对齿数不同的齿轮传动,若需校核其弯曲强度时,一般应___A___。
A对大、小齿轮分别校核B只需校核小齿轮
C只需校核大齿轮D应校核哪一个齿轮,无法判断
10—21在齿轮传动中,为减少动载荷,可采取的措施是____B___。
A改用好材料B提高齿轮制造精度
C降低润滑油粘度D加大模数
10—22直齿圆锥齿轮传动的强度计算方法是以___C___的当量圆柱齿轮为基础。
A大端B小端C齿宽中点处
二、填空题
10—23对齿轮材料的基本要求是:
齿面硬,齿芯韧;齿轮传动中,软、硬齿面是以齿面硬度来划分的,当HB<350时为软齿面,一般取小、大齿轮的硬度HBS1-HBS2为30~50,其原因是小齿轮的循环次数多;当HB≥350时为硬齿面,一般取小、大齿轮的硬度HBS1=HBS2。
10—24在齿轮传动中,获得软齿面的热处理方式有调质、正火,而获得硬齿面的热处理方式有渗碳淬火、整体淬火、表面淬火等。
10—25一般参数的闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是点蚀,闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是断齿,开式齿轮传动的主要失效形式是磨损,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胶合。
10—26在闭式软齿面齿轮传动中,齿面疲劳点蚀经常首先出现在节线附近靠近齿根处,其原因是该处为单齿啮合区、摩擦力大润滑不良。
10—27在推导轮齿齿根弯曲疲劳应力计算公式时,其计算模型是悬臂梁,设计的主要参数是模数m。
一对齿轮传动中,大、小齿轮的弯曲应力不相等。
10—28齿轮齿面接触应力计算公式是在赫芝公式的基础上推导出的,影响齿面接触应力最主要的参数是分度圆直径d1(中心距a)。
一对标准齿轮传动,若中心距、传动比等其他条件保持不变,仅增大齿数z1,而减小模数m,则齿轮的齿面接触疲劳强度不变。
10—29渐开线齿轮的齿形系数YFa的物理意义是轮齿形状对弯曲应力的影响,标准直齿圆柱齿轮的YFa值只与齿轮的齿数有关。
设有齿数相同的A、B、C三个标准齿轮,A为标准直齿圆柱齿轮,B为β=15º的斜齿圆柱齿轮,C为δ=30º的直齿锥齿轮,试比较这三个齿轮的齿形系数,最小的是C,最大的是A。
10—30齿轮的弯曲疲劳强度极限σFlim和接触疲劳强度极限σHlim是经持久疲劳试验并按失效概率为1%来确定的,试验齿轮的弯曲应力循环特性为脉动循环。
10—31一齿轮传动装置如图所示,轮1为主动,在传动过程中,轮2的齿根弯曲应力按对称循环变化,而其齿面接触应力按脉动循环变化。
若求得其齿根最大弯曲应力为300MPa,则最小应力值为-300MPa,应力幅值为300MPa,平均应力为0。
10—32在斜齿圆柱齿轮传动中,螺旋角β既不宜过小,也不宜过大,因为β过小,会使得斜齿轮的优点不能充分发挥,而过大又会使得轴向力过大。
因此,在设计计算中,β的取值应为8~20︒,可以通过调整β而对中心距进行圆整。
10—33填注下表中参数的荐用范围(一般情况下):
三、分析与思考题
10—34在不改变齿轮的材料和尺寸的情况下,如何提高轮齿的抗折断能力?
答:
1、加大齿根圆角半径,以减小应力集中;
2、增加轴的刚性,使受载均匀;
3、采用合适的热处理使齿芯具有足够的韧性;
4、对齿根进行强化处理。
10—35齿面点蚀一般首先发生在轮齿的什么部位?
在开式齿轮传动中,为什么一般不出现点蚀破坏?
如何提高齿面抗点蚀的能力?
答:
齿面点蚀一般首先发生在轮齿节线附近靠近齿根处。
开式齿轮传动的主要失效是磨损,还没有出现点蚀就可能已磨损了。
措施:
1、提高齿面硬度,降低粗糙度;
2、提高润滑油粘度;
3、采用正传动,提高综合曲率半径,减小接触应力。
10—36软齿面齿轮和硬齿面齿轮是如何划分的?
软齿面齿轮和硬齿面齿轮在加工方法上有何区别?
为什么?
答:
根据齿面硬度划分,HB<350,为软齿面;HB≥350,为硬齿面。
硬齿面齿轮的加工比软齿面多了齿面硬化处理和精加工两道工序,主要是因为齿面硬化处理后有变形出现,需要精加工。
10—37在什么工况下工作的齿轮易出现胶合破坏?
胶合破坏通常出现在轮齿的什么部位?
如何提高齿轮齿面抗胶合的能力?
答:
在高速重载工况下工作的闭式齿轮易出现胶合破坏,
提高齿轮齿面抗胶合的能力,可:
1、提高齿面硬度,降低粗糙度;
2、低速用粘度大的润滑油,高、中速及重载低速用极压润滑油;
3、采用变位齿轮,减小滑动系数;
4、减小模数,降低齿高,减小滑动系数;
5、两齿轮配对时,齿面有硬度差,HB1-HB2=30~50。
为什么轮齿的弯曲疲劳裂纹首先发生在齿根受拉伸一侧?
答:
拉应力导致疲劳裂纹的扩展。
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,可采用什么措施提高弯曲强度?
答:
1、增大模数m;
2、适当增大齿宽b;
3、采用正变位齿轮。
10—38标准直齿圆柱齿轮传动,若传动比i,、转矩T1、齿宽b均保持不变,试问在下列条件下齿轮的弯曲应力和接触应力各将发生什么变化?
(1)模数m不变,齿数z1增加;
(2)齿数z1不变,模数m增大;
(3)齿数zl增加一倍,模数m减小一半。
答:
(1)弯曲应力↓(d1增大,Fn减小,YFaYsa减小),接触应力↓(d1增大);
(2)弯曲应力↓(m增大,d1增大,Fn减小),接触应力↓(d1增大);
(3)弯曲应力↑(m减小使σF大量增大,z1增大使σF少量减小),接触应力不变(d1不变);
10—39一对圆柱齿轮传动,大、小齿轮齿面接触应力是否相等?
大、小齿轮的接触强度是否相等?
在什么条件下两齿轮的接触强度相等?
答:
在任何情况下,大、小齿轮齿面接触应力都相等,但接触强度不一定相等,因为大、小齿轮的材料、热处理等不同,许用接触应力不一定相等。
两齿轮的许用接触应力相等,即:
,两齿轮的接触强度相等。
10—40一对圆柱齿轮传动,一般大、小齿轮齿根弯曲应力是否相等?
大、小齿轮弯曲强度相等的条件是什么?
答:
一般大、小齿轮齿根弯曲应力不相等,σF1>σF2。
大、小齿轮弯曲强度相等的条件是:
试分析一对标准直齿圆柱齿轮传动,在中心距和传动比一定的情况下,齿数和模数的不同选择方案各有何利弊?
答:
齿数增大,模数减小,则:
1、重合度εα↑,传动平稳;
2、齿高h↓,滑动系数↓,磨损↓;
3、da↓,齿轮重量↓,切削量↓;
4、齿轮弯曲强度↓。
齿宽系数φd的大小对齿轮传动的尺寸和强度影响如何?
选取时要考虑哪些因素?
答:
齿宽系数φd越大,则齿轮的有效齿宽越大,齿轮的承载能力越强,强度越高;但齿宽越大,齿轮的偏载越严重,使得载荷分布不均匀,Kβ增大,计算应力增大,强度降低。
因此,要根据支承方式适当选择齿宽系数φd。
10—45在圆柱齿轮传动设计中,为什么通常取