机械设计作业集10、11答案
机械设计课后习题答案完整版.

机械设计课后习题答案3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ,取循环基数60105⨯=N ,9=m ,试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==--N N σσNMPa 0.227102.6105180956930113=⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ,MPa 1701=-σ,2.0=σΦ,试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解])170,0('A)0,260(C012σσσΦσ-=-σΦσσ+=∴-1210MPa 33.2832.0117021210=+⨯=+=∴-σΦσσ得)233.283,233.283(D ',即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ,)0,260(C ,)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4 圆轴轴肩处的尺寸为:D =72mm ,d =62mm ,r =3mm 。
如用题3-2中的材料,设其强度极限σB =420MPa ,精车,弯曲,βq =1,试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因2.14554==dD ,067.0453==d r,查附表3-2,插值得88.1=ασ,查附图3-1得78.0≈σq ,将所查值代入公式,即()()69.1188.178.0111k =-⨯+=-α+=σσσq查附图3-2,得75.0=σε;按精车加工工艺,查附图3-4,得91.0=σβ,已知1=q β,则35.211191.0175.069.1111k =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=q σσσσββεK ()()()35.267.141,67.141,0,260,35.2170,0D C A ∴根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ,应力幅MPa 20a =σ,试分别按①C r =②C σ=m ,求出该截面的计算安全系数ca S 。
机械设计作业集及答案(南昌航空大学)

。
A. 止动垫片 B.对顶螺母
C.串联钢丝
D.开口销
14. 在下列具有相同公称直径和螺距并采用相同配对材料的螺旋付中,传动效率最高的是
螺旋副。
A. 单线矩形
B. 单线梯形
C. 双线矩形
D. 双线梯形
15. 键联接的主要用途是使轴与轮毂之间
。
A. 沿轴向固定并传递轴向力
B. 沿轴向可作相对滑动并具有导向作用
3. 变应力特性可用五个参数中的任意
A. 一个
B. 两个
个来描述。
C. 三个
D. 四个
4. 下列四种叙述中, A. 变应力只能由变载荷产生
是正确的。 B. 静载荷不能产生变应力
C. 变应力是由静载荷产生
D. 变应力由变载荷产生,也可能由静载荷产
生
5. 在进行疲劳强度计算时,其极限应力为材料的
A. 屈服极限
18. 平 键 联 接 能 传 递 的 最 大 扭 矩 为 T , 现 要 传 递 的 扭 矩 为 1.5T , 则
应
。
A. 把键长 L 增大到 1.5 倍
B. 把键宽 b 增大到 1.5 倍
C. 把键高增大到 1.5 倍
D. 安装一对平键
19. 为了不严重削弱轴和轮毂的强度,两个切向键最好布置成
。
在具体设计时一般顺序是
。
A. b→a→c→d
B. b→c→a→d
C. a→c→b→d
D. c→d→b→a
28. 轴上装有一对平键时,若传递扭矩 T=150N·m,则验算强度时,仍可按一个平键来计算,
只要把传递扭矩改为
Nm。
A. 120
B. 100
C. 75
D. 50
机械设计第十章课后习题答案详解

10-1证明当升角与当量摩擦角符合时,螺纹副具有自锁性。
当时,螺纹副的效率所以具有自锁性的螺纹副用于螺旋传动时,其效率必小于 50%。
10-2解由教材表10-1、表10-2查得,粗牙,螺距,中径螺纹升角,细牙,螺距,中径螺纹升角对于相同公称直径的粗牙螺纹和细牙螺纹中,细牙螺纹的升角较小,更易实现自锁。
10-3解查教材表10-1得粗牙螺距中径小径螺纹升角普通螺纹的牙侧角,螺纹间的摩擦系数当量摩擦角拧紧力矩由公式可得预紧力拉应力查教材表 9-1得 35钢的屈服极限拧紧所产生的拉应力已远远超过了材料的屈服极限,螺栓将损坏。
10-4解(1)升角当量摩擦角工作台稳定上升时的效率:( 2)稳定上升时加于螺杆上的力矩( 3)螺杆的转速螺杆的功率( 4)因,该梯形螺旋副不具有自锁性,欲使工作台在载荷作用下等速下降,需制动装置。
其制动力矩为10-5解查教材表9-1得 Q235的屈服极限,查教材表 10-6得,当控制预紧力时,取安全系数由许用应力查教材表 10-1得的小径由公式得预紧力由题图可知,螺钉个数,取可靠性系数牵曳力10-6解此联接是利用旋转中间零件使两端螺杆受到拉伸 ,故螺杆受到拉扭组合变形。
查教材表 9-1得,拉杆材料Q275的屈服极限,取安全系数,拉杆材料的许用应力所需拉杆最小直径查教材表 10-1,选用螺纹()。
10-7解查教材表 9-1得,螺栓35钢的屈服极限,查教材表 10-6、10-7得螺栓的许用应力查教材表 10-1得,的小径螺栓所能承受的最大预紧力所需的螺栓预紧拉力则施加于杠杆端部作用力的最大值10-8解在横向工作载荷作用下,螺栓杆与孔壁之间无间隙,螺栓杆和被联接件接触表面受到挤压;在联接接合面处螺栓杆则受剪切。
假设螺栓杆与孔壁表面上的压力分布是均匀的,且这种联接的预紧力很小,可不考虑预紧力和螺纹摩擦力矩的影响。
挤压强度验算公式为:其中;为螺栓杆直径。
螺栓杆的剪切强度验算公式其中表示接合面数,本图中接合面数。
机械设计第十一章课后习题答案

械设计第十一章课后习题答案11-1 解1)由公式可知:轮齿的工作应力不变,则则,若,该齿轮传动能传递的功率11-2解由公式可知,由抗疲劳点蚀允许的最大扭矩有关系:设提高后的转矩和许用应力分别为、当转速不变时,转矩和功率可提高69%。
11-3解软齿面闭式齿轮传动应分别验算其接触强度和弯曲强度。
(1)许用应力查教材表11-1小齿轮45钢调质硬度:210~230HBS取220HBS;大齿轮ZG270-500正火硬度:140~170HBS,取155HBS。
查教材图11-7,查教材图11-10 , 查教材表11-4取,故:(2)验算接触强度,验算公式为:其中:小齿轮转矩载荷系数查教材表11-3得齿宽中心距齿数比则:、,能满足接触强度。
(3)验算弯曲强度,验算公式:其中:齿形系数:查教材图11-9得、则:满足弯曲强度。
11-4解开式齿轮传动的主要失效形式是磨损,目前的设计方法是按弯曲强度设计,并将许用应力降低以弥补磨损对齿轮的影响。
(1)许用弯曲应力查教材表11-1小齿轮45钢调质硬度:210~230HBS取220HBS;大齿轮45钢正火硬度:170~210HBS,取190HBS。
查教材图11-10得,查教材表11-4 ,并将许用应用降低30% 故(2)其弯曲强度设计公式:其中:小齿轮转矩载荷系数查教材表11-3得取齿宽系数齿数,取齿数比齿形系数查教材图11-9得、因故将代入设计公式因此取模数中心距齿宽11-5解硬齿面闭式齿轮传动的主要失效形式是折断,设计方法是按弯曲强度设计,并验算其齿面接触强度。
(1)许用弯曲应力查教材表11-1,大小齿轮材料40Cr 表面淬火硬度:52~56HRC,取54HRC。
查教材图11-10得,查材料图11-7得。
查教材表11-4 ,因齿轮传动是双向工作,弯曲应力为对称循环,应将极限值乘70%。
故(2)按弯曲强度设计,设计公式:其中:小齿轮转矩载荷系数查教材表11-3得取齿宽系数齿数,取齿数比齿形系数应将齿形系数较大值代入公式,而齿形系数值与齿数成反比,将小齿轮的齿形系数代入设计公式,查教材图11-9得因此取模数(3)验算接触强度,验算公式:其中:中心距齿宽,取满足接触强度。
机械设计作业集10、11答案

10— 6 一减速齿轮传动,主动轮 1 和从动轮 2 的材料、热处理及齿面硬度均相同,则两轮齿根的 弯曲应力_A_。 A F1>F2 B F1<F2 C F1=F2 10— 7 一减速齿轮传动,小齿轮 1 选用 45 钢调质,大齿轮 2 选用 45 钢正火,它们的齿面接触应 力__C__。 A H1>H2 B H1<H2 C H1=H2 10— 8 一对标准圆柱齿轮传动,若大、小齿轮的材料或热处理方法不同,则工作时,两齿轮间的 应力关系属于下列第 C 种。 A H1≠ H2, F1≠F2, [H]1= [H]2, [F]1=[F]2 B H1= H2,F1=F2, [ H]1≠[ H]2, [F]1≠[F ]2 C H1= H2,F1≠F2, [ H]1≠[ H]2, [F]1≠[F]2 D H1≠ H2, F1=F2, [ H]1≠[ H]2, [F]1≠[F ]2 (H、F、[ H]、[F ]分别为齿轮的接触应力、弯曲应力、许用接触应力、许用弯曲应力) 10—9 一对正确啮合的标准渐开线齿轮作减速传动时,若两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同 且寿命系数 KN1=KN2,则两轮的弯曲强度为___A_____。 A 大齿轮较高 B 小齿轮较高 C 相同 10— 10 一对正确啮合的标准渐开线齿轮作减速传动,若两轮的许用接触应力 [ H1]= [ H2],则两轮 的接触强度___C_____。 A 大齿轮较高 B 小齿轮较高 C 相同 10— 11 有两个标准直齿圆柱齿轮,齿轮 1 模数 m 1=5mm,z 1=25;齿轮 2 模数 m2=3mm,z 2=25,它 们的齿形系数___ C___。 AYFa1>YFa2 B YFa1<YFa2 C YFa1=YFa2
班 姓 学
级 名 号
机械设计作业集10、11答案..

班 级成 绩姓 名任课教师学 号批改日期第十章 齿轮传动: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,HB 1-HB 2=30~50。
10—38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。
10—39在直齿圆柱齿轮强度计算中,当齿面接软齿面z 1=20~40硬齿面z 1=17~25(30)z 1=17~20β=8~20°m ≥2 mm b 1=b 2+(5~10)mm传递动力的齿轮模数m 大、小齿轮的齿宽齿轮传动直齿圆柱齿轮齿数z 1闭式开式斜齿圆柱齿轮的螺旋角β班 级成 绩姓 名任课教师学 号批改日期触强度已足够,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。
机械设计(第八版)课后习题答案及解析(最新_参考答案及解析)

机械设计(第⼋版)课后习题答案及解析(最新_参考答案及解析)3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ,取循环基数60105?=N ,9=m ,试求循环次数N分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
[解] MPa 6.373107105180936910111===--N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112===--N N σσN MPa 0.227102.6105180956930113===--N N σσN 3-2已知材料的⼒学性能为MPa 260=s σ,MPa 1701=-σ,2.0=σΦ,试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解] )170,0('A )0,260(C 012σσσΦσ-=-ΘσΦσσ+=∴-121MPa 33.2832.0117021210=+?=+=∴-σΦσσ得)233.283,233.283(D ',即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ,)0,260(C ,)67.141,67.141(D '按⽐例绘制该材料的极限应⼒图如下图所⽰3-4 圆轴轴肩处的尺⼨为:D =72mm ,d =62mm ,r =3mm 。
如⽤题3-2中的材料,设其强度极限σB =420MPa ,精车,弯曲,βq =1,试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因2.14554==d D,067.0453==d r ,查附表3-2,插值得88.1=ασ,查附图3-1得78.0≈σq ,将所查值代⼊公式,即()()69.1188.178.0111k =-?+=-α+=σσσq查附图3-2,得75.0=σε;按精车加⼯⼯艺,查附图3-4,得91.0=σβ,已知1=q β,则35.211191.0175.069.1111k =???? ??-+=???-+=q σσσσββεK ()()()35.267.141,67.141,0,260,35.2170,0D C A ∴根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按⽐例绘出该零件的极限应⼒线图如下图3-5 如题3-4中危险截⾯上的平均应⼒MPa 20m =σ,应⼒幅MPa 20a =σ,试分别按①C r =②C σ=m ,求出该截⾯的计算安全系数ca S 。
机械设计作业集第11章答案

班 级成 绩姓 名任课教师学 号批改日期第十一章 蜗杆传动一、选择题11—1与齿轮传动相比,___D____不能作为蜗杆传动的优点。
A 传动平稳、噪声小 B 传动比可以较大 C 可产生自锁 D 传动效率高11—2阿基米德蜗杆和蜗轮在中间平面上相当与直齿条与_B _齿轮的啮合。
A 摆线B 渐开线C 圆弧曲线D 、 变态摆线11—3 在蜗杆传动中,如果模数和蜗杆头数一定,增加蜗杆分度圆直径,将使___B___。
A 传动效率提高,蜗杆刚度降低 B 传动效率降低,蜗杆刚度提高 C 传动效率和蜗杆刚度都提高 D 传动效率和蜗杆刚度都降低11—4大多数蜗杆传动,其传动尺寸主要由齿面接触疲劳强度决定,该强度计算的目的是为防止 ___D___。
A 蜗杆齿面的疲劳点蚀和胶合B 蜗杆齿的弯曲疲劳折断C 蜗轮齿的弯曲疲劳折断D 蜗轮齿面的疲劳点蚀和胶合 11—5在蜗杆传动中,增加蜗杆头数z 1,有利于___D___。
A 提高传动的承载能力 B 提高蜗杆刚度 C 蜗杆加工 D 提高传动效率 11—6为了提高蜗杆的刚度,应___A___。
A 增大蜗杆的直径B 采用高强度合金钢作蜗杆材料C 蜗杆硬度,减小表面粗糙度值11—7 为了提高蜗杆传动的啮合效率ηl ,在良好润滑的条件下,可采用___B___。
A 单头蜗杆 B 多头蜗杆 C 较高的转速n 1 D 大直径系数蜗杆 11—8对闭式蜗杆传动进行热平衡计算,其主要目的是__B__。
A 防止润滑油受热后外溢,造成环境污染B 防止润滑油油温过高使润滑条件恶化C 防止蜗轮材料在高温下机械性能下降D 蜗杆蜗轮发生热变形后正确啮合受到破坏 11—9对于一般传递动力的闭式蜗杆传动,其选择蜗轮材料的主要依据是__A__。
A 齿面滑动速度 B 蜗杆传动效率C 配对蜗杆的齿面硬度D 蜗杆传动的载荷大小 11—10对于普通圆柱蜗杆传动,下列说法错误的是__B__。
A 传动比不等于蜗轮与蜗杆分度圆直径比B 蜗杆直径系数越小,则蜗杆刚度越大C 在蜗轮端面内模数和压力角为标准值D 蜗杆头数z 1多时,传动效率提高 11—11蜗杆传动的当量摩擦系数f v 随齿面相对滑动速度的增大而___C____。
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第十章齿轮传动一、选择题10—1 在齿轮传动的设计计算中,对下列参数和尺寸应标准化的有__A、G__;应圆整的有D、E__;没有标准化也不应圆整的有B、C、F、H、I、J。
A斜齿轮的法面模数m n B斜齿轮的端面模数m t C直齿轮中心距aD斜齿轮中心距a E齿宽B F齿厚s G分度圆压力角αH螺旋角βI锥距R J齿顶圆直径d a10—2 材料为20Cr钢的硬齿面齿轮,适宜的热处理方法是______B____。
A整体淬火B渗碳淬火C调质D表面淬火10—3 将材料为45钢的齿轮毛坯加工成为6级精度的硬齿面直齿圆柱齿轮,该齿轮制造工艺顺序应是_______A______为宜。
A滚齿、表面淬火、磨齿B滚齿、磨齿、表面淬火C表面淬火、滚齿、磨齿D滚齿、调质、磨齿10—4为了提高齿轮传动的齿面接触强度应__B__。
A分度圆直径不变增大模数B增大分度圆直径C分度圆直径不变增加齿数D减小齿宽10—5为了提高齿轮齿根弯曲强度应___A_____。
A 增大模数B增大分度圆直径C增加齿数 D 减小齿宽10—6一减速齿轮传动,主动轮1和从动轮2的材料、热处理及齿面硬度均相同,则两轮齿根的弯曲应力_A_。
A σF1>σF2B σF1<σF2C σF1=σF210—7一减速齿轮传动,小齿轮1选用45钢调质,大齿轮2选用45钢正火,它们的齿面接触应力__C__。
A σH1>σH2B σH1<σH2C σH1=σH210—8 一对标准圆柱齿轮传动,若大、小齿轮的材料或热处理方法不同,则工作时,两齿轮间的应力关系属于下列第 C 种。
A σH1≠σH2,σF1≠σF2,[σH]1=[σH]2,[σF]1=[σF]2B σH1=σH2,σF1=σF2,[σH]1≠[σH]2,[σF]1≠[σF]2C σH1=σH2,σF1≠σF2,[σH]1≠[σH]2,[σF]1≠[σF]2D σH1≠σH2,σF1=σF2,[σH]1≠[σH]2,[σF]1≠[σF]2(σH、σF、[σH]、[σF]分别为齿轮的接触应力、弯曲应力、许用接触应力、许用弯曲应力)10—9一对正确啮合的标准渐开线齿轮作减速传动时,若两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同且寿命系数K N1=K N2,则两轮的弯曲强度为___A_____。
A大齿轮较高B小齿轮较高C相同10—10一对正确啮合的标准渐开线齿轮作减速传动,若两轮的许用接触应力[σH1]= [σH2],则两轮的接触强度___C_____。
A大齿轮较高B小齿轮较高C相同10—11有两个标准直齿圆柱齿轮,齿轮1模数m1=5mm,z1=25;齿轮2模数m2=3mm,z2=25,它们的齿形系数___ C___。
AY Fa1>Y Fa2 B Y Fa1<Y Fa2 C Y Fa1=Y Fa210—12有两个标准直齿圆柱齿轮,齿轮1的模数m1=5mm,齿数z l=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Y Fa1Y Sa1___A____Y Fa2Y Sa2。
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K v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Z E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d 1(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z 1,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Y Fa 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Y Fa 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123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。
10—38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。
10—39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—40 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z l增加一倍,模数m减小一半。
答:(1)弯曲应力↓(d1增大,F n减小,Y Fa Y sa减小),接触应力↓(d1增大);(2)弯曲应力↓(m增大,d1增大,F n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—41一对圆柱齿轮传动,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。
若大、小齿轮的材料、热处理情况相同,还要看两齿轮的寿命系数是否相等,只有K HN1=K HN2,则两齿轮的许用接触应力才相等。
两齿轮的接触强度相等。
10—42一对圆柱齿轮传动,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。