哈爾濱工程大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)-第十一章-齒輪傳動簡答題

第十一章齒輪傳動1.（1）閉式齒輪傳動的主要失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是什么？開式齒輪傳動的主要失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是什么？答：軟齒面閉式齒輪傳動的主要失效形式為齒面點(diǎn)蝕，故應(yīng)先進(jìn)行齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核，再進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。硬齒面閉式齒輪傳動的主要失效形式是齒輪疲勞折斷，故應(yīng)先進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核，再進(jìn)行齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核。開式齒輪傳動的主要失效形式是齒面磨損，一般只進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核，同時(shí)考慮磨損的影響將模數(shù)增加10%～15%。（對于高速大功率的齒輪傳動還要進(jìn)行齒面抗膠合計(jì)算）2.（1）選擇齒輪材料時(shí)，為何小齒輪的材料硬度要選得比大齒輪材料硬度高？答：因?yàn)樾↓X輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)多，彎曲應(yīng)力更大。3.（1）提高輪齒的抗彎曲疲勞折斷能力和齒面抗點(diǎn)蝕能力有哪些可能的措施？答：抗彎曲疲勞折斷能力的措施：通過計(jì)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度來保證；增大齒根過渡圓角半徑，消除加工刀痕，降低應(yīng)力集中；增大軸和支承的剛度，減小局部載荷程度；使齒輪芯具有足夠的韌性；在齒根處采取強(qiáng)化措施（噴丸或擠壓）等。齒面抗點(diǎn)蝕措施：通過計(jì)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度來保證；提高齒面硬度；減小齒面的粗糙度值；增加潤滑油的粘度。4.什么是硬齒面齒輪？什么是軟齒面齒輪？各適用于什么場景？（此題略去）答：當(dāng)齒面硬度大于350HBS時(shí)，稱為硬齒面齒輪；當(dāng)齒面硬度≤350HBS時(shí)，稱為軟齒面齒輪；硬齒面齒輪適用于高速、重載和精密儀器，而軟齒面齒輪適用于對速度、載荷和精密度要求都不是很高的場合。5.齒輪產(chǎn)生齒面磨損的主要原因是什么？它是哪一種齒輪傳動的主要失效形式？防止磨損失效的最有效辦法是什么？答：在齒輪傳動時(shí)，當(dāng)落入磨料性物質(zhì)時(shí)，就會發(fā)生磨損，當(dāng)齒輪表面比較粗糙時(shí)也會發(fā)生齒輪磨損；是開式齒輪傳動的主要失效形式；最有效的方法就是改為閉式齒輪傳動，其次是各種增大齒面硬度的方法。6.齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的計(jì)算點(diǎn)在何處？其計(jì)算的力學(xué)模型是什么？齒面接觸疲勞強(qiáng)度針對何種失效形式？（此題略去）答：節(jié)點(diǎn)；兩個(gè)半徑為兩齒輪接觸點(diǎn)出曲率半徑的圓柱之間的彈性接觸；針對齒面點(diǎn)蝕失效形式。7.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的計(jì)算點(diǎn)是何處？其計(jì)算的力學(xué)模型是什么？它是針對何種失效形式？（此題略去）答：齒根危險(xiǎn)截面上受拉處；截面與齒根危險(xiǎn)界面相同的等截面懸臂梁彈性彎曲；輪齒疲勞折斷。8.（1）簡述輪齒彎曲疲勞裂紋常發(fā)生在齒根受拉伸一側(cè)的原因。答：（1）輪齒受力類似懸臂梁受力，齒根處所受彎曲應(yīng)力最大；（2）根部過渡部分尺寸發(fā)生急劇變化，沿齒寬方向的留有的加工刀痕等原因致使的應(yīng)力集中；（3）輪齒受重載荷，齒根存在彎曲疲勞裂紋，受拉伸時(shí)受拉一側(cè)的疲勞裂紋更容易擴(kuò)展。9.（1）簡述點(diǎn)蝕主要發(fā)生在節(jié)線靠近齒根面上的原因。答：（1）齒輪在節(jié)線位置處嚙合，相對運(yùn)動速度小，潤滑不良，摩擦力較大。（2）齒輪嚙合處往往只有一對齒接觸，輪齒應(yīng)力大，而齒根部受到的力又要比齒頂部受到的力要大。（3）潤滑油浸潤，齒根處的疲勞裂紋更容易擴(kuò)展。10.（1）在計(jì)算齒輪強(qiáng)度時(shí)，為什么不用名義載荷而用計(jì)算載荷？哪些因素影響計(jì)算載荷的大??？答：名義載荷是根據(jù)額定功率和額定轉(zhuǎn)速計(jì)算而來的，沒有考慮原動機(jī)及工作機(jī)的工作性能，齒輪嚙合處產(chǎn)生的動載荷以及齒輪沿接觸線載荷分布不均勻等因素，因而不能直接進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，應(yīng)使用計(jì)算載荷來進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。因素：原動機(jī)及工作機(jī)的工作性能，齒輪嚙合處產(chǎn)生的動載荷以及齒輪沿接觸線載荷分布的均勻性能因素。11.（1）齒輪傳動中，在什么情況下易出現(xiàn)膠合失效？試提出抗膠合的方法。答：在高速、重載、潤滑不良的條件下易發(fā)生膠合失效；方法：減小模數(shù)；降低齒高，降低滑動系數(shù)；采用抗膠合性強(qiáng)的潤滑劑；進(jìn)行抗膠合性計(jì)算進(jìn)行預(yù)防等。12.在什么情況下要將齒輪和軸做成一體？為什么齒輪與軸往往分開制造？答：直徑比較小時(shí)可將其做為一體，以便于加工；一般情況下，齒輪對材料的要求比較高，而軸對材料的要求比較低，同時(shí)軸和齒輪的熱加工工藝也不同，因而可以分開制造，以便節(jié)省貴重材料。13.簡述為什么開式齒輪傳動一般不會出現(xiàn)點(diǎn)蝕現(xiàn)象？答：在開式齒輪傳動中，齒面磨損的速度比齒面點(diǎn)蝕的速度更快，在齒面出現(xiàn)點(diǎn)蝕之前，齒面的材料已被磨去，故而一般不會出現(xiàn)齒面點(diǎn)蝕現(xiàn)象。14.（1）簡述產(chǎn)生齒面膠合的原因和一般出現(xiàn)的位置。答：原因：在高速重載的齒輪傳動中，由于齒面壓力大、滑動速度高，當(dāng)齒面瞬時(shí)溫度過大時(shí)將會產(chǎn)生黏連，其中軟齒面沿滑動方向會被撕裂出裂紋，產(chǎn)生齒面膠合；在低速重載的齒輪傳動中，出現(xiàn)齒輪膠合的原因則是因?yàn)椴灰桩a(chǎn)生油膜。出現(xiàn)位置：一般出現(xiàn)在滑動速度較大的齒根或齒頂。15.（1）答：（1）接觸強(qiáng)度相同，彎曲強(qiáng)度不同，方案a比較好；（2）方案b