Ch6 齒輪傳動設(shè)計例題

Ch6齒輪傳動設(shè)計例題例6.1問答題1.問：常見的齒輪傳動失效有哪些形式？答：齒輪的常見失效為：輪齒折斷、齒面磨損、齒面點蝕、齒面膠合、塑性變形等。2.問：在不改變材料和尺寸的情況下，如何提高輪齒的抗折斷能力？答：可采取如下措施：1)減小齒根應(yīng)力集中;2)增大軸及支承剛度;3)采用適當?shù)臒崽幚矸椒ㄌ岣啐X芯的韌性;4)對齒根表層進行強化處理。3.問：為什么齒面點蝕一般首先發(fā)生在靠近節(jié)線的齒根面上？答：當輪齒在靠近節(jié)線處嚙合時，由于相對滑動速度低形成油膜的條件差，潤滑不良，摩擦力較大，特別是直齒輪傳動，通常這時只有一對齒嚙合，輪齒受力也最大，因此，點蝕也就首先出現(xiàn)在靠近節(jié)線的齒根面上。4.問：在開式齒輪傳動中，為什么一般不出現(xiàn)點蝕破壞？答：開式齒輪傳動，由于齒面磨損較快，很少出現(xiàn)點蝕。5.問：如何提高齒面抗點蝕的能力？答：可采取如下措施：1)提高齒面硬度和降低表面粗糙度;2)在許用范圍內(nèi)采用大的變位系數(shù)和,以增大綜合曲率半徑;3)采用粘度高的潤滑油;4)減小動載荷。6.問：什么情況下工作的齒輪易出現(xiàn)膠合破壞？如何提高齒面抗膠合能力？答：高速重載或低速重載的齒輪傳動易發(fā)生膠合失效。措施為：1)采用角度變位以降低嚙合開始和終了時的滑動系數(shù);2)減小模數(shù)和齒高以降低滑動速度;3)采用極壓潤滑油;4)采用抗校核性能好的齒輪副材料;5)使大小齒輪保持硬度差;6)提高齒面硬度降低表面粗糙度。7.問：閉式齒輪傳動與開式齒輪傳動的失效形式和設(shè)計準則有何不同？答：閉式齒輪傳動：主要失效形式為齒面點蝕、輪齒折斷和膠合。目前一般只進行接觸疲勞強度和彎曲疲勞強度計算。開式齒輪傳動：主要失效形式為輪齒折斷和齒面磨損，磨損尚無完善的計算方法，故目前只進行彎曲疲勞強度計算，用適當增大模數(shù)的辦法考慮磨損的影響。8.問：硬齒面與軟齒面如何劃分？其熱處理方式有何不同？答：軟齒面：HB≤350，硬齒面：HB>350。軟齒面熱處理一般為調(diào)質(zhì)或正火，而硬齒面則是正火或調(diào)質(zhì)后切齒，再經(jīng)表面硬化處理。9.問：在進行齒輪強度計算時，為什么要引入載荷系數(shù)K？答：在實際傳動中，由于原動機及工作機性能的影響，以及齒輪的制造誤差，特別是基節(jié)誤差和齒形誤差的影響，會使法向載荷增大。此外在同時嚙合的齒對間，載荷的分配并不是均勻的，即使在一對齒上，載荷也不可能沿接觸線均勻分布。因此實際載荷比名義載荷大，用載荷系數(shù)K計入其影響10.問：齒面接觸疲勞強度計算公式是如何建立的？為什么選擇節(jié)點作為齒面接觸應(yīng)力的計算點？答：齒面接觸疲勞強度公式是按照兩圓柱體接觸的赫茲公式建立的；因齒面接觸疲勞首先發(fā)生在節(jié)點附近的齒根部分，所以應(yīng)控制節(jié)點處接觸應(yīng)力。11.問：一對圓柱齒輪傳動，大齒輪和小齒輪的接觸應(yīng)力是否相等？如大、小齒輪的材料及熱處理情況相同，則其許用接觸應(yīng)力是否相等？答：一對齒輪傳動，其大小齒輪的接觸應(yīng)力一定相等。兩齒輪材料和熱處理相同時，其許用應(yīng)力不一定相等。因為許用應(yīng)力還與壽命系數(shù)有關(guān)，大小齒輪的應(yīng)力循環(huán)齒數(shù)不等，故許用應(yīng)力不一定相等。12.問：配對齒輪的齒面有較大的硬度差時，對較軟齒面會產(chǎn)生什么影響？答：當小齒輪與大齒輪有較大的硬度差，且速度又較高時，較硬的齒面對較軟的齒面會起較顯著的冷作硬化效應(yīng)，從而提高其疲勞極限。13.問：在直齒輪和斜齒輪傳動中，為什么常將小齒輪設(shè)計得比大齒輪寬一些？答：其目的是防止大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯位時導(dǎo)致嚙合寬度減小而增大輪齒的工作載荷。14.問：齒輪傳動的常用潤滑方式有哪些？潤滑方式的選擇主要取決于什么因素？答：齒輪的常用潤滑方式有：人工定期加油、浸油潤滑和噴油潤滑。潤滑方式的選擇主要取決于齒輪圓周速度的大小。15.問：齒形系數(shù)與模數(shù)有關(guān)嗎？有哪些因素影響齒形系數(shù)的大小？答：齒形系數(shù)與模數(shù)無關(guān)，齒形系數(shù)的大小取決于齒數(shù)。16.問：為什么設(shè)計齒輪時，齒寬系數(shù)既不能太大，又不能太小？答：齒寬系數(shù)過大將導(dǎo)致載荷沿齒寬方向分布不均勻性嚴重；相反若齒寬系數(shù)過小，輪齒承載能力減小，將使分度圓直徑增大。17.問：選擇齒輪傳動第Ⅱ公差組精度等級時，除了考慮傳動用途和工作條件以外，主要依據(jù)是什么？答：圓周速度。18.問：選擇齒輪毛坯的成型方法時（鑄造，鍛造，軋制圓鋼等），除了考慮材料等因素外，主要依據(jù)是什么？答：齒輪的幾何尺寸和批量大小。19.問：斜齒輪傳動的接觸強度計算中的重合度系數(shù)Zε考慮了重合度對單位齒寬載荷的影響，它與哪些因素有關(guān)？答：它與斜齒傳動的端面重合度和縱向重合度有關(guān)。20.問：有一標準直齒圓柱齒輪傳動，齒輪1和齒輪2的齒數(shù)分別為Z1和Z2,且Z1<Z2。若兩齒輪的許用接觸應(yīng)力相同，問兩齒輪接觸強度是否相等？答：兩齒輪接觸強度相等。因齒輪1和齒輪2的接觸應(yīng)力相等，許用接觸應(yīng)力相同，所以兩齒輪的接觸強度相等。21.問：斜齒圓住齒輪傳動中螺旋角β太小或太大會怎樣，應(yīng)怎樣取值？答：螺旋角太小，沒發(fā)揮斜齒圓柱齒輪傳動與直齒圓住齒輪傳動相對優(yōu)越性，即傳動平穩(wěn)和承載能力大。螺旋角β越大，齒輪傳動的平穩(wěn)性和承載能力越高。但β值太大，會引起軸向力太大，大了軸和軸承的載荷。故β值選取要適當。通常β要求在8°～25°范圍內(nèi)選取。例6.2選擇題l、一般開式齒輪傳動的主要失效形式是＿＿。A、齒面膠合B、齒面疲勞點蝕C、齒面磨損或輪齒疲勞折斷D、輪齒塑性變形2、高速重載齒輪傳動，當潤滑不良時，最可能出現(xiàn)的失效形式是＿＿。A、齒面膠合B、齒面疲勞點蝕C、齒面磨損D、輪齒疲勞折斷3、45號鋼齒輪，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后其硬度值約為＿＿。A、HRC＝45~50B、HBS=220~270C、HBS