33. 一对圆柱齿轮传动中,当齿面产生疲劳点蚀时,通常发生在 。
A. 靠近齿顶处 B. 靠近齿根处 C. 靠近节线的齿顶部分 D. 靠近节线的齿根部分
34. 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为原载荷的4倍,其齿面接触应力 。 A. 不变 B. 增为原应力的2倍 C. 增为原应力的4倍 D. 增为原应力的16倍
35. 两个齿轮的材料的热处理方式、齿宽、齿数均相同,但模数不同,m1=2mm,m2=4mm,它们的弯曲承载能力为 。 A. 相同 B. m2的齿轮比m1的齿轮大 C. 与模数无关 D. m1的齿轮比m2的齿轮大
36. 以下 的做法不能提高齿轮传动的齿面接触承载能力。
A. d不变而增大模数 B. 改善材料 C. 增大齿宽 D. 增大齿数以增大d
37. 齿轮设计时,当因齿数选择过多而使直径增大时,若其他条件相同,则它的弯曲承载能力 。
A. 成线性地增加 B. 不成线性但有所增加 C. 成线性地减小 D. 不成线性但有所减小 38. 锥齿轮的接触疲劳强度按当量圆柱齿轮的公式进行计算,这个当量圆柱齿轮的齿数、模数是锥齿轮的_____________。
A. 实际齿数,大端模数 B. 当量齿数,平均模数 C. 当量齿数,大端模数 D. 实际齿数,平均模数
39. 今有四个标准直齿圆柱齿轮,已知齿数z1=20、z2=40、z3=60、z4=80,模数m1=4mm、m2=3mm、m3=2mm、m4=2mm,则齿形系数最大的为 。 A. YFa1 B. YFa2 C. YFa3 D. YFa4
40. 一对减速齿轮传动中,若保持分度圆直径d1不变,而减少齿数和增大模数,其齿面接触应力将 。
A. 增大 B. 减小 C. 保持不变 D. 略有减小 41. 一对直齿锥齿轮两齿轮的齿宽为b1、b2,设计时应取 。
A. b1>b2 B. b1=b2 C. b1<b2 D. b1=b2+(30~50)mm
42 设计齿轮传动时,若保持传动比i和齿数和z??z1?z2不变,而增大模数m,则齿轮的 。
A. 弯曲强度提高,接触强度提高 B. 弯曲强度不变,接触强度提高 C. 弯曲强度与接触强度均不变 D. 弯曲强度提高,接触强度不变
二、填空题
43. 一般开式齿轮传动中的主要失效形式是 齿面磨损和齿根弯曲疲劳折断 。 44. 一般闭式齿轮传动中的主要失效形式是 齿面疲劳点蚀和轮齿弯曲疲劳折断 。 45. 开式齿轮的设计准则是 应满足,σF≤σFP 。
46. 对于闭式软齿面齿轮传动,主要按 接触 强度进行设计,而按 弯曲 强度进行校核,这时影响齿轮强度的最主要几何参数是 分度圆直径d1、d2 。
47. 对于开式齿轮传动,虽然主要失效形式是 磨损 ,但目前尚无成熟可靠的计算方法,故按 强度计算。这时影响齿轮强度的主要几何参数是 耐磨性;弯曲疲劳;模数m 。
48. 闭式软齿面(硬度≤350 HBS)齿轮传动中,齿面疲劳点蚀通常出现在 齿面节线附近的齿根部分 ,其原因是该处: 单对齿啮合时σH大 ; 相对滑动速度低,不易形成油膜 ; 油挤入裂纹使裂纹受力扩张 。
49. 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 齿面胶合 。 50. 在齿轮传动中,齿面疲劳点蚀是由于 交变接触应力 的反复作用引起的,点蚀通常首先出现在 齿面节线附近的齿根部分 。
51. 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 的;小齿轮的弯曲应力与大齿轮的弯曲应力一般也是 不相等的 。
52. 斜齿圆柱齿轮设计时,计算载荷系数K中包含的KA是 工作情况 系数,它 与原动机及工作机的工
作特性有关 ;Kv是 动载 系数,它与 制造精度、圆周速度和重合度的大小 有关;Kβ是 齿向载荷分布系数,它与 齿轮的制造、安装误差及轴、轴承、支承的刚度 有关。
53. 闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是 齿面疲劳点蚀 ;闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是 轮齿弯曲疲劳折断 。
54. 在齿轮传动中,主动轮所受的圆周力Ft1与其回转方向 相反 ,而从动轮所受的圆周力Ft2与其回转方向 相同 。
55. 在闭式软齿面的齿轮传动中,通常首先出现 点蚀 破坏,故应按 接触 强度设计;但当
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齿面硬度>350HBS时,则易出现 弯曲疲劳 破坏,故应按 弯曲 强度进行设计。
56. 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σF1 > σF2。
57. 一对45钢制直齿圆柱齿轮传动,已知z1=20、硬度为220~250HBS1,z2=60、硬度为190~220HBS2,则这对齿轮的接触应力 σH1=σH2 ,许用接触应力 σHP1>σHP2 ;弯曲应力 σF1>σF2 ,许用弯曲应力 σFP1>σFP2 ;齿形系数 YFa1>YFa2 。
58. 设计闭式硬齿面齿轮传动时,当直径d1一定时,应取 较少 的齿数z1,使 模数m 增大,以提高轮齿的弯曲强度。
59. 在设计闭式硬齿面齿轮传动中,当直径d1一定时,应选取较少的齿数,使模数m增大以 提高齿轮的抗弯曲疲劳 强度。
60. 圆柱齿轮传动中,当齿轮的直径d1一定时,若减小齿轮模数与增大齿轮齿数,则可以 改善齿轮传动的平稳性,降低振动与噪声 。
61. 在轮齿弯曲强度计算中的齿形系数YFa与 模数m 无关。
62. 一对圆柱齿轮,通常把小齿轮的齿宽做得比大齿轮宽一些,其主要原因是 为了便于安装,保证齿轮的接触宽度 。
63. 一对圆柱齿轮传动,小齿轮分度圆直径d1=50 mm、齿宽b1=55 mm,大齿轮分度圆直径d2=90mm、齿宽b2=50mm,则齿宽系数?d= 1.0 。
64. 圆柱齿轮传动中,当轮齿为 对称 布置时,其齿宽系数?d可以选得大一些。
65. 今有两个标准直齿圆柱齿轮,齿轮1的模数m1=5 mm,z1=25;齿轮2的模数m2=3mm,z2=40。此时它们的齿形系数YFa1 大于 YFra。
66. 斜齿圆柱齿轮的动载荷系数Kv和相同尺寸精度的直齿圆柱齿轮相比较是 较小 的。 67. 斜齿圆柱齿轮的齿数z与模数m不变,若增大螺旋角β,则分度圆直径d 增大 。
68. 对于齿面硬度≤350HBS的齿轮传动,当两齿轮均采用45钢时,一般应采取的热处理方式为 小齿轮调质,大齿轮正火 。
69. 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为原载荷的4倍,其齿面接触应力将增为原应力的 2 倍。
70. 直齿锥齿轮强度计算时,应以 齿宽中点处的当量直齿圆柱齿轮 为计算的依据。
71. 设计齿轮传动时,若保持传动比i与齿数和z??z1?z2不变,而增大模数m,则齿轮的弯曲强度 提
高 ,接触强度 提高 。
72. 钢制齿轮,由于渗碳淬火后热处理变形大,一般需经过 磨齿 加工,否则不能保证齿轮精度。 73. 对于高速齿轮或齿面经硬化处理的齿轮,进行齿顶修形,可以 减小啮入与啮出冲击,降低动载荷 。
74. 对直齿锥齿轮进行接触强度计算时,可近似地按 锥齿轮齿宽中点 处的当量直齿圆柱齿轮来进行计算,而其当量齿数zv= z/cosδ 。
75. 减小齿轮动载荷的主要措施有:① 提高齿轮制造精度,以减少齿轮的基节误差与齿形误差 ,② 进行齿廓与齿向修形 。
76. 斜齿圆柱齿轮的齿形系数YFa与齿轮参数: 齿数z 、 变位系数x 、 螺旋角β 、 有关;而与 模数m 无关。
77. 在齿轮传动设计中,影响齿面接触应力的主要几何参数是 分度圆直径d1 和 齿宽b ;而影响极限接触应力σHlim的主要因素是 齿轮材料的种类 和 热处理方式 。
78. 当一对齿轮的材料、热处理、传动比及齿宽系数?d一定时,由齿轮强度所决定的承载能力,仅与齿轮的 分度圆直径d1 或 中心距 有关。
79. 齿轮传动中接触强度计算的基本假定是 一对渐开线齿轮在节点啮合的情况,可近似认为以ρ1、ρ2为半径的两圆柱体接触 。
80. 在齿轮传动的弯曲强度计算中,基本假定是将轮齿视为 视为悬臂梁 。
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81. 对大批量生产、尺寸较大(D>50 mm)、形状复杂的齿轮,设计时应选择 铸造 毛坯。 82. 一对减速齿轮传动,若保持两齿轮分度圆的直径不变,而减少齿数和增大模数时,其 齿面接触应力将 保持不变 。
83. 在齿轮传动时,大、小齿轮所受的接触应力是 相等 的,而弯曲应力是 不相等 的。 84. 圆柱齿轮设计时,齿宽系数?d=b/d1,b愈宽,承载能力也愈 大 ,但使 载荷分布不均匀 现象严重。选择?d的原则是:两齿轮均为硬齿面时, ?d 值取偏 小 值;精度高时,
?d取偏 大 值;对称布置与悬臂布置取偏 大 值。
85. 一对齿轮传动,若两齿轮材料、热处理及许用应力均相同,而齿数不同,则齿数多的齿轮弯曲强度 高 ;两齿轮的接触应力 相等 。
86. 当其他条件不变,作用于齿轮上的载荷增加1倍时,其弯曲应力增加 1 倍;接触应力增加
2倍。
87. 正角度变位对一个齿轮接触强度的影响是使接触应力 下降 ,接触强度 提高 ;对该齿轮弯曲强度的影响是轮齿变厚,使弯曲应力 下降 ,弯曲强度 提高 。
88. 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,可采用下列措施:① 中心距不变,增大模数,减小齿数 ,② 增大压力角 ,③ 采用正变位 来提高弯曲强度。
89. 两对直齿圆柱齿轮,材料、热处理完全相同,工作条件也相同(N>N0,其中N为应力循环次数;N0
为应力循环基数)。有下述两方案:①z1=20,z2=40,m=6mm,a=180mm,b=60mm,?=20°;②z1=40,z2=80,m=3mm,a=180mm,b=60mm,方案 ① 的轮齿弯曲疲劳强度大;方案①与②的接触疲劳强度 相?=20°。等 ;方案 ② 的毛坯重。
90. 直齿锥齿轮的当量齿数zv= z/cosδ ;标准模数和压力角按 大 端选取;受力分析和强度计算以 平均 直径为准。
91. 已知直齿锥齿轮主动小齿轮所受各分力分别为Ft1=1 628N、Fa1=246 N、Fr1=539N,若忽略摩擦力,则Ft2= 1 628 N ,Fa2= 539 N ,Fr2= 246 N 。
92. 齿轮设计中,在选择齿轮的齿数z时,对闭式软齿面齿轮传动,一般z1选得 多 些;对开式齿轮传动,一般z1选得 少 些。
93. 设齿轮的齿数为z,螺旋角为β,分度圆锥角为δ,在选取齿形系数YFa时,标准直齿圆柱齿轮按
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z查取;标准斜齿圆柱齿轮按 zv=z/cosβ 查取;直齿锥齿轮按 zv=z/cosδ 查取(写出具体符号或表达式)。
94. 一对外啮合斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是:① mn1=mn ;② ?n1=?n2 ;③ β1=-β(等值反向) 。
95. 材料、热处理及几何参数均相同的三种齿轮(即直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和直齿锥齿轮)传动中,承载能力最高的是 斜齿圆柱齿轮 传动;承载能力最低的是 直齿锥齿轮 。
96. 在闭式软齿面齿轮传动中,通常首先发生 齿面疲劳点蚀 破坏,故应按 接触疲劳 强度进行设计。但当齿面硬度>350HBS时,则易出现 轮齿弯曲疲劳折断 破坏,应按 弯曲疲劳 强度进行设计。
97. 在斜齿圆柱齿轮设计中,应取 法面 模数为标准值;而直齿锥齿轮设计中,应取 大端 模数为标准值。
98. 设计圆柱齿轮传动时,应取小齿轮的齿面硬度HBS1= HBS2+(30~50)HBS ;应取小齿轮的齿宽b1= b2+(5~10)mm 。
99. 在一般情况下,齿轮强度计算中,大、小齿轮的弯曲应力σF1与σF2是 不相等 的;许用弯曲应力σFP1与σFP2是 不相等 的。其原因是 大小齿轮的材料及热处理不同及工作循环次数不同 。
100. 对齿轮材料的基本要求是:齿面 较硬 ,齿芯 较韧 ,以抵抗各种齿面失效和齿根折断。
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三、问答题
1.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.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.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.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.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。
6.什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.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.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.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.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。
11.一对圆柱齿轮传动,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
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.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.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.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.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.为什么设计齿轮时,齿宽系数既不能太大,又不能太小?
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