机械设计习题齿轮
《机械设计基础》试题库_齿轮机构

第4章齿轮机构习题与参考答案一、复习思考题1.要使一对齿轮的瞬时传动比保持不变,其齿廓应符合什么条件?2.渐开线是怎样形成的?它有哪些重要性质?试根据渐开线性质来解释以下结论:(1)渐开线齿轮传动的啮合线是一条直线;(2)渐开线齿廓传动时,其瞬时传动比保持不变;(3)渐开线齿条的齿廓是直线;(4)齿条刀具超过N1点的直线刀刃不能范成渐开线齿廓;(5)一对互相啮合的标准齿轮,小齿轮齿根齿厚比大齿轮齿根厚度小。
3.节圆和分度圆有何区别?压力角和啮合角有何区别,在什么条件下节圆与分度圆重合以及啮合角与分度圆压力角相等。
4.什么是渐开线齿轮传动的可分性?如令一对标准齿轮的中心距略大于标准中心距,能不能传动?有什么不良影响?5.渐开线齿轮正确啮合的条件是什么?满足正确啮合条件的一对齿轮是否一定能连续传动?6.何谓理论啮合线段和实际啮合线段?何谓重合度?重合度等于1和小于1各会出现什么情况?重合度等于2表示什么意义?7.何谓根切想象?什么条件下会发生根切现象?根切的齿轮有什么缺点?根切与齿数有什么关系?正常齿渐开线标准直齿圆柱齿轮不根切的最少齿数是多少?8.何谓变位齿轮?为什么要使用变位齿轮?移距系数的正负是怎样规定的?正移距的变位齿轮其分度圆齿厚是增大还是减小?9.试述一对斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件?与直齿轮比较,斜齿轮传动有哪些优缺点?10.斜齿轮和圆锥齿轮的当量齿数各有何用处?当量齿数是否一定是整数?11.什么叫标准齿轮?什么叫标准安装?什么叫标准中心距?12.渐开线齿轮的齿廓形状与什么因素有关?一对互相啮合的渐开线齿轮,若其齿数不同,齿轮渐开线形状有什么不同?若模数不同,但分度圆及压力角相同,齿廓的渐开线形状是否相同?若模数、齿数不变,而改变压力角,则齿廓渐开线的形状是否相同?13.斜齿圆柱齿轮的重合度大小与螺旋角有什么关系?14.有两对标准安装的标准直齿圆柱齿轮传动,其中一对的有关参数为:m=5mm , *a =1,α=20°,Z 1=24,Z 2=45;另一对的有关参数为:m=2mm ,*a =1,α=20°,Z 1=24,Z 2=45,试问这两对齿轮传动的重合度哪一对大?15.若一对渐开线齿轮传动的重合度εα=1.4,它是否表示在一对齿轮的啮合过程中,有40%的时间在啮合区内有两对齿啮合,而其余的60%的时间只有一对齿啮合?16.一个标准齿轮可以和一个变位齿轮正确啮合吗?17.用α=20°的滚刀加工一个β=12°,Z=14的标准斜齿轮,是否会产生根切?18.斜齿轮的实际齿数Z 和当量齿数Z V 之间有什么关系?在计算传动比、分度圆直径和中心距、选择齿轮铣刀号应分别选何种齿数?19.渐开线齿轮的几何尺寸中共有几个圆?哪些圆可直接测量?哪些圆不能直接测量?二、填空题1.以齿轮中心为圆心,过节点所作的圆称为 圆。
机械设计 齿轮例题

d1
KH F 2T1 , K 、K 查表10-3 H F t
KF K A Ft /b 100N/mm
设计内容 接触载荷系数 弯曲载荷系数 修正模数
设计依据
设计结果 3.39 3.32
K K A K V Kα Kβ
mn mnt 3 K/K t
3.06(3.5)
239.149 圆整为240 154424
§6 齿轮传动(gear drive)
解: 接触疲劳强度条件
2 KT1 u 1 [ H ] 2 bd1 u
H ZE ZH
6
P19932N mm n1 1470
将u=z2/z1=125/25=5,b =d1,ZEZH=475,K=1.6, [H]=[H]2=610 MPa 代入:
2 1.6 129932 5 1 H 475 610 3 d1 5
得 d1≥67.131mm
a=(d1+d2)/2=d1(1+i)/2=67.131(1+5)/2=201.393mm
设计冶金机械用闭式斜齿轮减速传动,单向运转,载荷有严重冲击, 工作寿命10000h, 小齿轮悬臂布置, P1=15kW, n1=730r/min, n2=130r/min, 结构要求紧凑。
弹性系数 Z E 区域系数 Z H 接触应力H
设计依据
设计结果
表10-6 图10-30
H ZH ZE
2 KT1 u 1 [ H ] 3 d d1 α u
189.8 MPa 2.42 1148MPa<[H]1 接触强度足够
设计结果
3. 设计计算 按弯曲强度 斜齿端面 重合度
YFaYSa 比较 [ ] F
机械设计练习题

机械设计练习题练习题(一)一、选择正确答案(选择一个正确答案,将其前方的字母填在括号中)1.一对齿轮要正确啮合,它们的_______必须相等。
(A)直径(B)宽度(C)模数(D)齿数2.一个齿轮上的圆有_______。
(A)齿顶圆和齿根圆,(B)齿顶圆,分度圆,基圆和齿根圆(C)齿顶圆,分度圆,基圆,节圆,齿根圆3.一标准直准圆柱齿轮的齿距P=15.7mm,齿顶圆的直径为d=400mm,则该齿轮的齿数为_______。
(A)80 (B)78 (C)82 (D)764.在蜗杆蜗轮传动中,轮齿间的啮合是。
(A)点接触;(B)线接触;(C)面接触。
5.设计键联接的几项主要内容是:a按轮毂长度选择键的长度b按要求选择键类型c按内径选择键的剖面尺寸d进行必要强度校核具体设计时一般顺序为_______。
(A)b-a-c-d(B)b-c-a-d(C)c-d-b-a(D)a-c-b-d6. 同时承受弯矩和转矩的轴,称为_______。
(A)转轴(B)心轴(C)传动轴(D)曲轴7.带在工作时产生弹性滑动,是由于_______。
(A)带的紧边与松边拉力不等(B)带与带轮间的摩擦系数偏低(C)带不是绝对挠性件(D)带绕过带轮产生离心力8.在下列四种型号的滚动轴承中,只能承受径向载荷的是____。
(A)6208;(B)N208;(C)30208;(D)51208。
9.一根转轴采用一对滚动轴承支承,其承受载荷为径向力和较大的轴向力,并且有冲击、振动较大。
因此宜选择____。
(A)深沟球轴承;(B)角接触球轴承;(C)圆锥滚子轴承。
10.径向滑动轴承的主要结构形式有三种,以其中____滑动轴承应用最广。
(A)整体;(B)对开;(C)调心。
二、填空题1.模数是齿轮的参数,是齿轮各部分几何尺寸计算的,齿形的大小和强度与它成。
2.由渐开线的形成可知,离基圆越远的点,相应的压力角__ __ _,我国规定标准压力角为_ __。
3.由于渐开线齿轮的传动比等于___ ___,所以即使两轮的安装中心距略有偏差,也不影响两轮的传动比。
机械设计_齿轮习题及参考答案解析

习题与参考答案一、单项选择题(从给出的A、B、C、D中选一个答案)1 一般开式齿轮传动的主要失效形式是C。
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 。
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钢齿轮,经调质处理后其硬度值约为 B。
A. 45~50 HRCB. 220~270 HBSC. 160~180 HBSD. 320~350 HBS4 齿面硬度为56~62HRC的合金钢齿轮的加工工艺过程为 C 。
A. 齿坯加工→淬火→磨齿→滚齿B. 齿坯加工→淬火→滚齿→磨齿C. 齿坯加工→滚齿→渗碳淬火→磨齿D. 齿坯加工→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 D。
A. 45钢B. ZG340-640C. 20CrD. 20CrMnTi6齿轮传动中齿面的非扩展性点蚀一般出现在 A 。
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 D。
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,若z1=18,z2=72,则这对齿轮的弯曲应力 A 。
A. σF1>σF2B. σF1<σF2C. σF1=σF2D. σF1≤σF29 对于齿面硬度≤350HBS的闭式钢制齿轮传动,其主要失效形式为C。
A. 轮齿疲劳折断B. 齿面磨损C. 齿面疲劳点蚀D. 齿面胶合10 一减速齿轮传动,小齿轮1选用45钢调质;大齿轮选用45钢正火,它们的齿面接触应力C 。
A. σH1>σH2B. σH1<σH2C. σH1=σH2D. σH1≤σH211对于硬度≤350HBS的闭式齿轮传动,设计时一般 A 。
机械设计习题五 齿轮传动和蜗杆传动

作业五(齿轮传动、蜗杆传动)一、选择题1. 一对齿轮传动,小齿轮齿面硬度大于350HBS ,大齿轮齿面硬度小于350HBS ,传递动力时 。
A. 小齿轮齿面最大接触应力较大B. 大齿轮齿面最大接触应力较大C. 两齿轮齿面最大接触应力相等D. 与齿数、材料有关,不一定哪个大2. 两对齿轮的工作条件、材料、许用应力均相同,这两对齿轮的 。
A. 接触强度和弯曲强度均相同B. 接触强度和弯曲强度均不同C. 接触强度不同和弯曲强度相同D. 接触强度相同和弯曲强度不同3. 在确定齿轮传动中大小齿轮的宽度时,常把小齿轮的齿宽做得比大齿轮稍宽一些, 目的是 。
A. 使小齿轮的弯曲强度比大齿轮的高一些B. 便于安装,保证接触线长度C. 使传动平稳,提高效率D. 使小齿轮每个齿啮合次数4. 高速重载闭式齿轮传动中的主要失效形式为 。
A. 轮齿疲劳折断B. 齿面磨损C. 齿面疲劳点蚀D. 齿面胶合5. 中、小功率闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是 。
A. 轮齿疲劳折断B. 齿面疲劳点蚀C. 齿面磨损D. 齿面胶合6. 下列措施中,不利于减轻和防止齿面点蚀发生的是 。
A. 提高齿面硬度B. 采用粘度低的润滑油C. 降低齿面粗糙度 C. 采用较大变位系数7. 齿轮传动中,轮齿疲劳点蚀,通常首先发生在 。
A. 齿顶部分B. 靠近节线的齿顶部分C. 齿根部分D. 靠近节线的齿根部分8. 齿轮传动中,齿面接触应力的变化特征可简化为 变应力。
A. 对称循环变应力B. 脉动循环变应力C. 静应力D. 不稳定变应力9. 一对标准渐开线齿轮作减速传动时,若两轮材料、热处理及齿面硬度均相同,则有 。
A. 12F F σσ<B. 12F F σσ=C. 12F F σσ>D. 12F F σσ≥10. 两个标准直齿圆柱齿轮,轮1的模数m 1=5 mm ,齿数z 1=30;轮2的摸数m 2= 3mm ,齿数z 1=50,则齿形系数和应力校正系数的乘积Y F1Y Sa1 Y F2Y Sa2。
机械设计考研练习题-齿轮传动

齿轮传动一 选择题(1) 一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是 B 。
A. 齿面点蚀B. 轮齿折断C. 齿面磨损D. 齿面胶合(2) 在闭式齿轮传动中,高速重载齿轮传动的主要失效形式是 C 。
A. 轮齿疲劳折断B. 齿面疲劳点蚀C. 齿面胶合D. 齿面磨粒磨损E. 齿面塑性变形(3) 对齿轮轮齿材料性能的基本要求是 A 。
A. 齿面要硬,齿心要韧B. 齿面要硬,齿心要脆C. 齿面要软,齿心要脆D. 齿面要软,齿心要韧(4) 已知一齿轮的制造工艺过程是:加工齿坯、滚齿、表面淬火和磨齿,则该齿轮的材料是 B 。
A. 20CrMnTiB. 40CrC. Q235D. ZCuSn5Pb5Zn5(5) 对于一对材料相同的软齿面齿轮传动,常用的热处理方法是 D 。
A. 小齿轮淬火,大齿轮调质B. 小齿轮淬火,大齿轮正火C. 小齿轮正火,大齿轮调质D. 小齿轮调质,大齿轮正火(6) 对于齿面硬度大于350HBS 的钢制齿轮,其加工的工艺过程一般为 C 。
A. 加工齿坯——淬火——切齿——磨齿B. 加工齿坯——切齿——磨齿——淬火C. 加工齿坯——切齿——淬火——磨齿D. 加工齿坯——淬火——磨齿——切齿(7) 斜齿轮和锥齿轮强度计算中的齿形系数Fa Y 和应力校正系数Sa Y 应按 B 查图表。
A. 实际齿数B. 当量齿数C. 不发生根切的最少齿数(8) 一减速齿轮传动,主动轮1用45钢调质,从动轮2用45钢正火,则它们齿面接触应力的关系是B 。
A. 2H 1H σσ<B. 2H 1H σσ=C. 2H 1H σσ>D. 可能相等,也可能不等(9) 一对标准圆柱齿轮传动,已知50,2021==z z ,它们的齿形系数是 C 。
A. 21Fa Fa Y Y <B. 21Fa Fa Y Y =C. 21Fa Fa Y Y >齿根弯曲应力是 A 。
A. 2F 1F σσ>B. 2F 1F σσ=C. 2F 1F σσ<(10) 提高齿轮的抗点蚀能力,不能采用 D 的方法。
机械设计习题(答案)

简答题1 一对齿轮传动,若按无限寿命考虑,如何判断其大小齿轮中哪个不易出现齿面点蚀?哪个不易发生齿根弯曲疲劳折断?答:一对齿轮的接触应力相等,哪个齿轮首先出现点蚀,取决于它们的许用接触应力][H σ,其中较小者容易出现齿面点蚀。
通常,小齿轮的硬度较大,极限应力lim σ较大,按无限寿命设计,小齿轮的许用接触应力][H σ 1 较大,不易出现齿面点蚀。
判断哪个齿轮先发生齿根弯曲疲劳折断,即比较两轮的弯曲疲劳强度,要比较两个齿轮的111][F Sa Fa Y Y σ和222][F Sa Fa YY σ,其比值较小者弯曲强度较高,不易发生轮齿疲劳折断。
2 为什么蜗杆传动只计算蜗轮轮齿的强度,而不计算蜗杆齿的强度?答:因为蜗杆材料的强度和硬度一般大于蜗轮材料的,故蜗杆传动的失效主要发生在蜗轮的轮齿上。
所以强度计算一般也就只计算蜗轮的了。
3 为增加蜗杆减速器输出轴的转速,决定用双头蜗杆代替原来的单头蜗杆,问原来的蜗轮是否可以继续使用?为什么?答:不可以。
蜗轮蜗杆正确啮合的条件中有γ 1 = β2,依题意,如用原来的蜗轮,当蜗杆头数z 1由1变为2,模数m 和分度圆直径d 1不能变,据d mz 11=tg γ可知,tg γ增大为原来的2倍,即导程角γ1增大了,与蜗轮的螺旋角β不再相等。
因此,不再符合蜗轮蜗杆的正确啮合条件。
4.确定小带轮直径考虑哪些因素?(1) 最小带轮直径,满足d d1≥d dmin ,使弯曲应力不至于过大; (2) 带速,满足 5 ≤ v ≤ 25 m/s ; (3) 带轮直径取标准值; (4) 使小带轮包角≥︒120; (5) 传动所占空间大小。
5.确定小链轮齿数z 1时应考虑的因素?(1) 考虑动载荷的大小,小链轮齿数越少,链传动的多边形效应和动载荷越大; (2) 考虑大链轮齿数z 2,为防止大链轮过早脱链应使:z 2 ≤150; (3) 考虑链速,当链速高时,小链轮齿数z 1应尽量取的多些;(4) 考虑链长为偶数,为了磨损均匀,链轮齿数应取奇数,并与链长互为质数; (5) 传动所占空间大小,尽量使结构紧凑。
机械设计习题库 齿轮传动、蜗杆传动

齿轮传动、蜗杆传动一.判断题1.齿面塑性流动在主动轮节线附近形成凹槽。
()2.开式齿轮传动通常不会发生点蚀现象。
()3.齿宽系数Φd是齿宽b与齿轮直径d2比值。
()4.直齿圆锥齿轮传动以大端参数为标准值,因此在强度计算时以大端为准。
()5.多头蜗杆主要用于传动比大,要求效率高的场合。
()6.蜗杆直径系数q=d1/m,因和均为标准值,故q一定为整数。
()7.齿形系数Y Fa随着模数m的增大而增大。
()8.单头蜗杆头数少、效率低、发热多。
()9.齿面塑性流动在从动轮节线附近形成凸脊。
()10.在齿轮传动中,当功率P、转速n一定时,分度圆直径d越大,圆周力F t越小()11.蜗杆传动设计时,通常只计算蜗杆的强度,而不考虑蜗轮的强度。
()12.对每一标准模数,蜗杆的分度圆直径 d1的数目是唯一的。
()二.填空题1.实现两交叉(或相交)轴间的传动可以采用等传动。
2.称为蜗杆的直径系数。
3.齿轮传动的失效形式有齿面损伤。
齿面损伤又有、和等。
4.齿轮齿面塑性流动在主动轮节线附近形成;在从动轮上节线形成。
5.在蜗杆传动中要进行温度计算是考虑到。
三.单项选择题1.在一个传递动力的蜗杆传动中,如果模数m已经确定,在选配蜗杆直径系数q时选取了较大的数值是由于()。
(a)为了提高蜗杆传动的啮合效率; (b)提高蜗杆的强度和刚度;(c)考虑到蜗杆的转速高; (d)考虑到蜗轮转速低;2.为了提高齿轮传动的抗点蚀的能力,可考虑采用()方法。
(a)降低齿面硬度(b)加大传动中心距(c)减少齿轮齿数,增大模数 (d)提高齿面硬度3.齿轮传动中,为改善偏载现象,以使载荷沿齿向分布均匀,可以要取( )。
(a)变齿轮的材料 (b)增大齿轮宽度(c)增大模数 (d)齿侧修形4.下列圆锥齿轮传动的传动比的计算公式中,其中( )是不正确的。
(a)12d d i = (b)12sin sin δδ=i (c)12Z Z i = (d)12cos cos δδ=i 5.下列求蜗杆分度圆上螺旋升角(导程角)的公式中,( )式是正确的。
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一、选择题1、一般开式齿轮传动的主要失效形式是_C_。
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_。
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_B_。
A、HRC=45~50B、HBS=220~270C、HBS=160~180D、HBS=320~3504、齿面硬度为56~62HRC的合金钢齿轮的加工工艺过程为_C_。
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D、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_D_。
A、45号钢B、ZG340~640C、20CrD、20CrMnTi6、齿轮传动中齿面的非扩展性点蚀一般出现在_A_。
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_D_。
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_。
A、sF1>sF2B、sF1<sF2C、sF1=sF2D、sF1≤sF29、一对标准渐开线圆柱齿轮要正确啮合时,它们的_B_必须相等。
A、直径B、模数C、齿宽D、齿数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_B_。
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_B_。
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_D_,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_C_无关。
A、齿数B、变位系数C、模数D、斜齿轮的螺旋角14、齿轮传动在以下几种工况中_C_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、直齿锥齿轮强度计算时,是以_C_为计算依据的。
A、大端当量直齿锥齿轮B、齿宽中点处的直齿圆柱齿轮C、齿宽中点处的当量直齿圆柱齿轮D、小端当量直齿锥齿轮二、填空题1.齿轮传动时,如大小齿轮的材料不同,则σH1 =σH2;[σH1]≠[σH2];σF1≠σF2;[σF1]≠[σF2]。
2.直齿圆柱齿轮作接触强度计算时取节点处的接触应力为计算依据,其载荷由一对轮齿承担。
3.在圆柱齿轮传动中,齿轮分度圆直径d1不变而减小模数m,对轮齿的弯曲强度、接触强度及传动平稳性的影响分别为弯曲强度降低,接触强度不变,传动平稳性提高。
4.在圆柱齿轮传动设计中,在中心距a及其他条件不变时,增大模数m,其齿面接触应力不变,齿根弯曲应力减小,重合度减小。
5.在闭式齿轮传动中,当齿轮的齿面硬度HBS<350时,通常首先出现点蚀破坏,应首先按齿面接触强度进行设计,但当齿面硬度HBS>350时,则易出现齿根弯曲折断破坏,应首先按齿根弯曲强度设计强度进行设计。
6.齿轮的齿形系数YF的大小与齿轮参数中的模数无关,主要取决于齿数。
7.斜齿圆柱齿轮的齿形系数YF按当量齿数选取。
8.设计一对圆柱齿轮时,通常把小齿轮的齿宽做得比大齿轮宽一些,其主要原因是以防齿轮轴向错位时,导致啮合齿宽减小。
9.一对闭式直齿圆柱齿轮,m=3mm,z1=2l,z2=63,α=20°,小齿轮用40Cr钢,表面淬火HRC=55,[σH1]=1200N/mm,大齿轮用45钢调质,HBS=220-240,[σH2]= 600N/mm,若齿轮传动工作时,齿面接触应力为σH=500N/mm,则小齿轮的接触强度安全系数为大齿轮的2倍。
10.两对标准直齿圆柱齿轮传动,已知模数、齿数、齿宽分别为:A对:m=4mm,z1=18,z2=41,B1=58mm,B对:m=2mm,Z1=36,z2=82,B2=50mm,其余条件相同,若按无限寿命考虑,这两对齿轮传动按接触强度所能传递的转矩比值TA/TB=1。
11.在齿轮传动中,若一对齿轮采用软齿面,则小齿轮的材料硬度应比大齿轮的材料硬度高30~50HBS。
12.在圆锥一圆柱两级齿轮传动中,如其中有一级用斜齿圆柱齿轮传动,另一级用直齿圆锥齿轮传动,则应将圆锥齿轮放在高速级。
13.对于闭式软齿面齿轮传动,主要按齿面接触强度进行设计,这时影响齿轮强度的主要几何参数是d1。
14.对于开式齿轮传动,虽然主要失效形式是磨损,但目前仅以齿根弯曲疲劳强度作为设计准则,这时影响齿轮强度的主要参数是模数。
15.一对齿轮啮合时,其大、小齿轮的接触应力是相等的;而其许用接触应力是不相等的;小齿轮与大齿轮的弯曲应力一般也是不相等的。
16.设计闭式硬齿面齿轮传动时,当分度圆直径d1一定时,应选取较少的齿数,使模数m 可以提高,以提高齿根弯曲疲劳强度强度。
17.一对圆柱齿轮传动,当其他条件不变时,仅将齿轮传动所受的载荷增大为原载荷的4倍,其齿面接触应力将增为原应力的2倍。
18、一对齿轮齿根弯曲应力的关系是σ1=σ2 Y Fa1Y Sa1/(Y Fa2Y Sa2)。
19.渗碳淬火硬齿面齿轮一般需经过磨削加工。
20.齿轮传动中轮齿的齿面点蚀,通常首先发生在节线附近靠近齿根处。
三、问答题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:当轮齿在靠近节线处啮合时,由于相对滑动速度低形成油膜的条件差,润滑不良,摩擦力较大,特别是直齿轮传动,通常这时只有一对齿啮合,轮齿受力也最大,因此,点蚀也就首先出现在靠近节线的齿根面上。
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或正火,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:在实际传动中,由于原动机及工作机性能的影响,以及齿轮的制造误差,特别是基节误差和齿形误差的影响,会使法向载荷增大。
此外在同时啮合的齿对间,载荷的分配并不是均匀的,即使在一对齿上,载荷也不可能沿接触线均匀分布。
因此实际载荷比名义载荷大,用载荷系数K计入其影响.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齿数不等,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,问两两齿轮的接触强度是否相等?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Z N,Y N)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。