北京郵電大學《機械設計基礎》課后題解模塊七_第1頁
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文檔簡介

1、精選優質文檔-傾情為你奉上模塊 七一、填空1、一般開式齒輪傳動的主要失效形式是 齒面磨損 和 輪齒折斷;閉式齒輪傳動的主要失效形式是 齒面點蝕 和 輪齒折斷;閉式軟齒面齒輪傳動的主要失效形式是 齒面點蝕;閉式硬齒面齒輪傳動的主要失效形式是 輪齒折斷。2、對于閉式軟齒面齒輪傳動,按 彎曲疲勞 強度進行校核,這時影響齒輪強度的最主要幾何參數是 直徑(或中心距)。3、對于開式齒輪傳動,通常只按 彎曲疲勞 強度計算。這時影響齒輪強度的主要幾何參數是 模數。 4、一對減速齒輪傳動,若保持兩輪分度圓的直徑不變,減少齒數并增大模數,其齒面接觸應力將 不變。5、一對齒輪傳動,若兩輪的材料、熱處理方式及許用應力

2、均相同,只是齒數不同,則齒數多的齒輪彎曲強度 高;兩齒輪的接觸疲勞強度 相等。6、在材料、熱處理及幾何參數均相同的直齒圓柱、斜齒圓柱和直齒圓錐三種齒輪傳動中,承載能力最高的是 斜齒圓柱齒輪 傳動,承載能力最低的是 直齒圓錐齒輪 傳動。7、齒輪傳動的潤滑方式主要根據齒輪的圓周速度選擇。閉式齒輪傳動采用油浴潤滑時的油量根據 傳遞功率 確定。二、選擇1、對于軟齒面的閉式齒輪傳動,其主要失效形式為(C)。A輪齒疲勞折斷;B齒面磨損;C齒面疲勞點蝕;D齒面膠合。2、高速重載齒輪傳動,當潤滑不良時,最可能出現的失效形式為(D)。A輪齒疲勞折斷;B齒面磨損;C齒面疲勞點蝕;D齒面膠合。3、齒輪的齒面疲勞點蝕

3、經常發生在(D)。A靠近齒頂處;B靠近齒根處;C節線附近的齒頂一側;D節線附近的齒根一側。4、設計一對軟齒面減速齒輪傳動,從等強度要求出發,選擇硬度時應使(B)。A大、小齒輪的硬度相等; B小齒輪硬度高于大齒輪硬度;C大齒輪硬度高于小齒輪硬度;D小齒輪用硬齒面,大齒輪用軟齒面。5、一對標準直齒圓柱齒輪,zl = 21,z2 = 63,則這對齒輪的彎曲應力(C)。A. ;B. ;C. = ;D. 。6、對于開式齒輪傳動,在工程設計中,一般(D)。A先按接觸強度設計,再校核彎曲強度;B只需按接觸強度設計;C先按彎曲強度設計,再校核接觸強度;D只需按彎曲強度設計。7、設計硬齒面齒輪傳動,當直徑一定,

4、常取較少的齒數,較大的模數以(A)。A提高輪齒的彎曲疲勞強度;B提高齒面的接觸疲勞強度;C減少加工切削量,提高生產率;D提高輪齒抗塑性變形能力。8、一對減速齒輪傳動中,若保持分度圓直徑d1不變,而減少齒數并增大模數,其齒面接觸應力將(C)。A增大;B減小;C保持不變;D略有減小。9、在下面的各種方法中,(A)不能提高齒輪傳動的齒面接觸疲勞強度。A直徑d不變而增大模數;B改善材料;C增大齒寬b ;D增大齒數以增大d。10、在下面的各種方法中,(B)不能增加齒輪輪齒的彎曲疲勞強度。A直徑不變增大模數 ;B齒輪負變位;C由調質改為淬火;D適當增加齒寬。11、為提高齒輪傳動的接觸疲勞強度,可采取的方法

5、是:(B)。A采用閉式傳動 ;B增大傳動的中心距;C模數不變,減少齒數;D中心距不變,增大模數。12、圓柱齒輪傳動的中心距不變,減小模數、增加齒數,可以(C)A提高齒輪的彎曲強度;B提高齒面的接觸強度;C改善齒輪傳動的平穩性;D減少齒輪的塑性變形。13、在以下幾種工況中,(A)齒輪傳動的齒寬系數d可以取大些。A對稱布置; B不對稱布置;C懸臂布置;D同軸式減速器布置14、對于齒面硬度350 HBS的齒輪傳動,若大、小齒輪均采用45鋼,一般采取的熱處理方式為(C)。A小齒輪淬火,大齒輪調質 ;B小齒輪淬火,大齒輪正火;C小齒輪調質,大齒輪正火 ;D小齒輪正火,大齒輪調質。15、一對圓柱齒輪,常把

6、小齒輪的寬度做得比大齒輪寬些,是為了(C)。A使傳動平穩 ;B提高傳動效率;C提高小輪的接觸強度和彎曲強度;D便于安裝,保證接觸線長。16、錐齒輪的接觸疲勞強度按當量圓柱齒輪的公式計算,當量齒輪的齒數、模數是錐齒輪的(B)。A實際齒數,大端模數;B當量齒數,平均模數;C當量齒數,大端模數;D實際齒數,平均模數。17、選擇齒輪的精度等級時主要依據(D)。A傳動功率;B載荷性質;C使用壽命;D圓周速度。三、簡答(參考答案從略)1、開式和閉式齒輪傳動的失效形式有什么不同?設計準則各是什么?其設計準則針對的失效形式各是什么?答: 閉式傳動的主要失效形式為齒面點蝕和輪齒的彎曲疲勞折斷。當采用軟齒面(齒面

7、硬度350HBS)時,其齒面接觸疲勞強度相對較低。因此設計時首先按齒面接觸疲勞強度條件計算,并確定齒輪主要參數和尺寸,然后再按輪齒的抗彎曲疲勞強度進行校核。當采用硬齒面(齒面硬度350HBS)時,一般首先按齒輪的抗彎曲疲勞強度條件進行設計,確定齒輪的模數及其主要幾何參數,然后再校核其齒面接觸疲勞強度。 開式傳動的主要失效形式為齒面磨粒磨損。通常按照抗彎曲疲勞強度計算,確定齒輪的模數及其他參數,但考慮磨粒磨損的影響再將模數增大10%20%,無須校核接觸強度。2、齒輪的齒根彎曲疲勞裂紋發生在危險截面輪齒的那一邊?為什么?為提高輪齒抗彎曲疲勞折斷的能力,可采取哪些措施?答:疲勞裂紋首先發生在危險截面

8、受拉一側。因為交變的齒根彎曲應力超過材料的彎曲疲勞極限應力。措施:首先應對輪齒進行抗彎疲勞強度計算,使齒輪必須具有足夠的模數;其次采用增大齒根過渡圓半徑、降低表面粗糙度、進行齒面強化處理(如噴丸)、減輕加工過程中的損傷等工藝措施,提高輪齒抗疲勞折斷的能力;再次應盡可能消除載荷分布不均勻的現象,有效避免輪齒的局部折斷。3、齒面點蝕首先發生在什么部位?為什么?防止點蝕可采取哪些措施?答:一般首先出現在靠近節線處的齒根表面上。因為輪齒進入嚙合時,輪齒齒面上會產生很大的接觸應力。對于輪齒表面上的某一局部來說,它受到的是交變的接觸應力。如果接觸應力超過了輪齒的許用接觸應力,在載荷的多次反復作用下,齒面表

9、層就會出現不規則的細微的疲勞裂紋。措施:可采用提高齒面硬度、降低齒面粗糙度、使用黏度較高的潤滑油等措施。4、一對齒輪傳動,如何判斷大、小齒輪中哪個齒面不易出現疲勞點蝕?哪個輪齒不易出現彎曲疲勞折斷?理由如何?答:一對齒輪傳動,一般都是小齒輪容易出現齒面疲勞點蝕,小齒輪容易出現彎曲疲勞折斷;大齒輪不容易出現齒面疲勞點蝕,大齒輪不容易出現彎曲疲勞折斷。因為,大齒輪大(大)漸開線齒廓曲率小、齒廓較為平直,接觸強度比小齒輪高。大齒輪在工作時,相同時間,比小齒輪循環次數少、應變次數少,不易發生輪齒疲勞折斷。5、齒輪傳動設計過程中,在確定小齒輪的齒數z1和模數m時,要考慮哪些因素?答:齒數z:為避免根切,

10、標準直齒圓柱齒輪最小齒數zmin=17,斜齒圓柱齒輪zmin=17cos。大齒輪齒數為小齒輪齒數的整數倍,跑合性能好。而對于重要的傳動或重載、高速傳動,大小齒輪的齒數互為質數,這樣輪齒磨損均勻,有利于提高壽命。在滿足彎曲強度的前提下,適當減小模數,增大齒數。高速齒輪或對噪聲有嚴格要求的齒輪傳動建議取z125。模數m:齒輪模數必須取標準值。為方便加工測量,一個傳動系統中,齒輪模數的種類應盡量少。傳遞動力的齒輪,其模數不宜小于1.5mm。過小則加工檢驗不便。四、分析與計算1、試設計兩級減速器中的低速級直齒輪傳動。已知:用電動機驅動,載荷有中等沖擊,齒輪相對于支承位置不對稱,單向運轉,傳遞功率P10

11、 kW,低速級主動輪轉速nl400rmin,傳動比i3.5。 解 (1)選擇材料,確定許用應力由表7-1,小輪選用45鋼,調質,硬度為220 HBS,大輪選用45鋼,正火,硬度為190 HBS。由圖7-10c和圖7-12c分別查得: Hlim1=555 MPa Hlim2=530 MPa Flim1=190 MPa Flim2=180 MPa 由表7-8查得SH=1.1, SF=1.4,故 , , 因硬度小于350 HBS,屬軟齒面,按接觸強度設計,再校核彎曲強度。(2)按接觸強度設計計算中心距: 取H = H2=481 MPa 小輪轉矩 取齒寬系數a=0.4,iu=3.5由于原動機為電動機,

12、中等沖擊,支承不對稱布置,故選8級精度。由表7-5選K=1.5。將以上數據代入,得初算中心距ac=223.7mm(3)確定基本參數,計算主要尺寸 選擇齒數取z1=20,則z2=u,z1=3.5×20=70 確定模數由公式a = m(z1+z2)/ 2可得:m= 4.98查標準模數,取m=5 確定中心距 a = m(z1+z2)/ 2=5×(20+70)/2=225 mm 計算齒寬 b=aa=0.4×225=90 mm為補償兩輪軸向尺寸誤差,取b1=95 mm,b2=90 mm 計算齒輪幾何尺寸(此處從略)(4)校核彎曲強度按z1=20,z2=70由表7-9查得YF

13、S1=4.34、YFS2=3.9,代入上式得:F1=68.8MPa<F1,安全F2=61.8MPa<F2,安全(5)設計齒輪結構,繪制齒輪工作圖。(略)2、設計一對閉式斜齒圓柱齒輪傳動。已知:用單缸內燃機驅動,載荷平穩,雙向傳動,齒輪相對于支承位置對稱,要求結構緊湊。傳遞功率P12 kW,低速級主動輪轉速nl350 rmin,傳動比i3。 解:(1)選擇材料,確定許用應力由表7-1,兩輪均選用20CrMnTi,滲碳淬火,小輪硬度為59 HRC,大輪56 HRC。由圖7-10d和圖7-12d分別查得: Hlim1=1440 MPa Hlim2=1360 MPa Flim1=370 M

14、Pa Flim2=360 MPa 由表7-8查得SH=1.3, SF=1.6,故因硬度大于350HBS,屬硬齒面,按彎曲強度設計,再校核接觸強度。(2)按彎曲強度設計計算法向模數:1)由于原動機為單缸內燃機,載荷平穩,支承對稱布置,故選8級精度。由表7-5選K=1.6。2)小輪轉矩3)取齒寬系數a=0.44)初選螺旋角=15°5)取z1=20,iu=3,z2=uz1=3×20=60。當量齒數: zv1=22.19 zv2=66.57由表7-9查得YFS1=4.3、YFS2=4,比較YFS/FYFS1/F1=4.3/162=0.0265YFS2/F2=4/158=0.0253YFS1/F1的數值大,將該值與上述各值代入式中,得:查標準模數,取mn=4 mm(3)確定基本參數,計

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