一. 选择与填空
1. C;C;B。
当(dāng)齿数(shù)一定时(shí),可以用正变位的方法使齿根变厚,从而使齿形系数(shù)值下降,而且变位系数(shù)越大,齿形系数(shù)值下降越多。
综上所述,与齿形系数(shù)有关(guān)的因素有:齿数(shù)、螺旋角、节(jié)锥角和变位系数(shù)。( 2 )由轮齿弯曲疲劳强(qiáng)度计(jì)算公式可知,齿轮的弯曲应(yīng)力与齿形系数(shù)成正比,使齿形系数(shù)值下降的因素,都可使齿根弯曲应(yīng)力降低。
2. C
【评(píng)注】 提高齿轮弯曲强(qiáng)度的措施可从两方面考虑:一方面是采取措施降低其齿根弯曲应(yīng)力;另一方面是采取措施提高齿轮的许用弯曲应(yīng)力。
影响齿根弯曲应(yīng)力最主要参数(shù)是模数(shù)。为提高弯曲强(qiáng)度,首先应(yīng)加大模数(shù),其次可适当(dāng)增加齿宽,但过(guò)多地加大齿宽,会(huì)使齿向载荷分布系数(shù)值增大,从而增大载荷系数(shù),反而会(huì)降低弯曲强(qiáng)度。再次可减小系数(shù)值,如齿轮正变?yōu)闀?huì)使齿形系数(shù)值下降,从而达(dá)到提高齿根弯曲疲劳强(qiáng)度的目的。齿轮的许用弯曲应(yīng)力与齿轮的材料及热处理方法等有关(guān)。如提高齿面硬度可提高其许用应(yīng)力值,也即提高齿轮的弯曲强(qiáng)度。如题中选项(xiàng)B把材料的热处理由调(diào)质(zhì)改为淬火,即可提高其轮齿的弯曲强(qiáng)度。
3. B
【评(píng)注】金属制的软齿面齿轮,配对(duì)的两轮齿中,小齿轮齿根强(qiáng)度较弱;且小齿轮的应(yīng)力循环(huán)次数(shù)较多,当(dāng)大小齿轮有较大硬度差时(shí),较硬的小齿轮会(huì)对(duì)较软的大齿轮齿面產(chǎn)生冷作硬化的作用,可提高大齿轮的接触疲劳强(qiáng)度。所以要求小齿轮齿面硬度比大齿轮大3 0~5 0 H BS。
4. B
【评(píng)注】当(dāng)外载荷和齿数(shù)比U不变时(shí),要提高齿轮的接触强(qiáng)度,一方面可首先增大齿轮的分度圆直径(中心距相应(yīng)增大),其次可适当(dāng)增加齿宽,以使接触应(yīng)力下降。另一方面可采用热处理方法提高表面硬度,从而提高许用接触应(yīng)力。
5. A,C
【评(píng)注】经(jīng)常发(fā)生点(diǎn)蚀,说(shuō)明其接触强(qiáng)度不足。提高接触强(qiáng)度的措施主要从两个(gè)方面考虑,一方面降低其接触应(yīng)力,一方面提高其许用接触应(yīng)力。合金钢40Cr调(diào)质(zhì)后齿面硬度高于45號(hào)钢调(diào)质(zhì)后的齿面硬度;45號(hào)钢经(jīng)齿面淬火后形成硬齿面,而45號(hào)钢调(diào)质(zhì)后的齿面为软齿面,故 A此均可使其许用接触应(yīng)力提高,从而增强(qiáng)其抗点(diǎn)蚀能力。碳素铸钢ZG45调(diào)质(zhì)后比碳钢调(diào)质(zhì)后的齿面硬度还弱。故E不可能。齿轮的大小要受齿轮箱中齿轮传动(dòng)中心距的限制,增大齿轮模数(shù)和齿数(shù)均使齿轮的尺寸变大,故 B,D不可取。
6. D 7. C 8. A,D 9. D 10. C
11. C,A 12. C 13. C 14. B 15. A
16. 靠近节(jié)线(xiàn)的齿根面,硬度 17.大 30~50 18. 磨齿
19. 模数(shù),齿廓形状,齿数(shù)Z,当(dāng)量齿数(shù)Z。
20. 高,齿向载荷分布不均,大,大,大
二、简(jiǎn)答题
1. 轮齿的主要失效形式有轮齿折断和齿面损坏两类(lèi)。轮齿折断有疲劳折断和过(guò)载折断两种形式。齿面失效主要有疲劳点(diǎn)蚀、磨损、胶合和塑性变形。一般情况下,若设(shè)计(jì)正確、润(rùn)滑条件良好,闭式软齿面轮齿的主要失效形式是疲劳点(diǎn)蚀。闭式硬齿面的主要失效形式是弯曲疲劳折断。高速大功率闭式传动(dòng)主要出现(xiàn)点(diǎn)蚀和胶合。开(kāi)式齿轮传动(dòng)的主要失效形式是磨损。
2. 齿轮传动(dòng)中,小齿轮齿面硬度比大齿轮大一些,一般要大30~50HBS。这是由于:①小齿轮的齿根厚度小于大齿轮;②若软硬齿面配对(duì)嚙合,因冷作硬化,可提高齿面接触疲劳强(qiáng)度;③小齿轮的应(yīng)力循环(huán)次数(shù)比大齿轮多;④提高嚙合性能。
3. (1)Ⅱ轴上轮2,3的各分力方向如下图所示。由轴I转(zhuǎn)向判断出轴Ⅱ转(zhuǎn)向?yàn)轫槙r(shí)针?lè)较?。要使轮2顺时(shí)针旋转(zhuǎn),其工作齿面应(yīng)为左侧(cè)齿面。轴向力沿轴线(xiàn)方向指向工作齿面,故轮2的轴向力Fa2应(yīng)指向后方。也可按左(右)手法则。轮2为左旋,按左手法则,大拇指指向前方,但轮2为从动(dòng)轮,故轴向力Fa2指向后方。要使轴Ⅱ上轮2,3的轴向力Fa2反向,应(yīng)使轮3的轴向力Fa3指向前方,顺时(shí)针旋向,符合左手法则,轮3又是主动(dòng)轮,故轮3的螺旋线(xiàn)方向?yàn)樽笮?/span>
Fr2,F(xiàn)r3由嚙合点(diǎn)沿著径线(xiàn)方向指向转(zhuǎn)动(dòng)中心。轮2为从动(dòng)轮,F(xiàn)t2与嚙合点(diǎn)的圆周速度方向相同。轮3为主动(dòng)轮,F(xiàn)t3与嚙合点(diǎn)处的圆周速度方向相反。
5. 齿面接触应(yīng)力是脉动(dòng)循环(huán),齿根弯曲应(yīng)力是对(duì)称(chēng)循环(huán)。在作弯曲强(qiáng)度计(jì)算时(shí),应(yīng)將图中查出的极限应(yīng)力值乘以0.7。
6. 一般齿轮材料主要选用锻钢(碳钢或合金钢)。对(duì)于精度要求较低的齿轮,將齿轮毛坯经(jīng)正火或调(diào)质(zhì)处理后切齿即为成品,这时(shí)精度可达(dá)8级(jí),精切时(shí)可达(dá)7级(jí)。对(duì)于精度要求较高的齿轮,可调(diào)质(zhì)后表面淬火,对(duì)于低碳钢或低碳含金钢主要是渗碳后淬火,最后进(jìn)行滚齿等精加工,其精度可达(dá)7,6级(jí)甚或5级(jí)。对(duì)于尺寸较大的齿轮,可选用铸钢或球墨铸铁,正火后切齿也可达(dá)8级(jí)精度。
7. 提高轮齿抗弯疲劳强(qiáng)度的措施有:增大齿根过(guò)渡圆角半径,消除加工刀痕,可降低齿根应(yīng)力集中;增大轴和支承的刚度,可减示齿面局部受载,采取合适的热处理方法使轮芯部具有足够的韧性;在齿根部进(jìn)行喷丸、滚压等表面强(qiáng)度处理,降低齿轮便面粗糙度,齿轮采用正变位等。
提高齿面抗点(diǎn)蚀能力的措施有:提高齿面硬度;降低表面粗糙度;增大润(rùn)滑油粘度;提高加工、安装精度以减小动(dòng)载荷;在许可范围內(nèi)采用较大变位系数(shù)的正传动(dòng),可增大齿轮传动(dòng)的综合曲率半径。