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1、齒輪傳動習題
一、填空
1、一般精度的直齒圓柱齒輪傳動作彎曲強度計算時,將齒輪看作______,并假定全部載荷作用于______。
2、當一對齒輪的材料、齒數(shù)比一定時,影響齒面接觸強度的幾何尺寸參數(shù)主要是______和______。
3、直齒圓柱齒輪作接觸強度計算時,取______處的接觸為計算依據(jù)______。
4、在一般機械中的圓柱齒輪傳動,往往使小齒輪的齒寬b1______大齒輪的齒寬b2,在計算強度時,工作齒寬b應取______。
5、軟齒面齒輪是指輪齒的齒面硬度HBS______;在一般情況下,閉式軟齒面齒輪傳動的主要失效形式是______。
2、 6、提高材料的機械強度和輪齒芯部的韌性;可以增強輪齒抗______的能力。
7、當分度圓直徑一定時,在保證有足夠的彎曲疲勞強度的前提下,齒數(shù)z1應盡可能選取______些。
8、齒輪傳動中,當軸的剛度較小時,載荷系數(shù)K應取較______值。
9、可以用增大齒輪直徑或提高齒面硬度的方法來提高輪齒的______疲勞強度。
10、一對齒輪傳動接觸應力值的關系為σH1______σH2。
11、齒寬系數(shù)越大,載荷沿齒寬方向分布越______。
二、選擇題
1、在一般工作條件下,齒面硬度≤350HBS的閉式鋼制齒輪傳動,通常的主要失效形式是( )
3、 A、輪齒疲勞折斷 B、齒面疲勞點蝕
C、齒面膠合 D、齒面塑性變形
2、齒輪傳動中,輪齒的齒面疲勞點蝕,通常首先發(fā)生在
A、齒頂部分 B、靠近節(jié)線的齒頂部分
C、齒根部分 D、靠近節(jié)線的齒根部分
3、一標準斜齒圓柱齒輪傳動中,查取齒形系數(shù)YF數(shù)值時,應按( )
A、法面模數(shù)m B、齒寬B
C、實際齒數(shù)z D、當量齒數(shù)zv
4、一對相嚙合圓柱齒輪的z1b2,其接觸應力的大小是( )
A、σh1<σh2 B、
4、σh1>σh2
C、σh1=σh2 D、可能相等,也可能不等
5、實際齒數(shù)相同時,直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪和直齒圓錐齒輪三者齒形系數(shù)之間的關系為 ( )
A、直齒圓柱齒輪的最大 B、斜齒圓柱齒輪的最大
C、直齒圓錐齒輪的最大 D、三者數(shù)值相同
6、單向傳動的一對齒輪,其齒根彎曲應力的循環(huán)特征為( )
A、r=-1 B、r=0
C、r=1 D、-1
5、 C、齒面磨損 D、齒面膠合
8、一對單向運轉的齒輪,輪齒的疲勞折斷通常首先發(fā)生在( )
A、節(jié)線附近的受拉側 B、齒根部分的受拉側
C、節(jié)線附近的受壓側 D、齒根部分的受壓側
9、圓柱齒輪傳動中,小齒輪的齒寬b1,大于大齒輪齒寬b2,強度計算時,齒寬系數(shù)中Φd應取( )
A、b1/a B、b2/a C、a/b1 D、a/b2
10、對于經(jīng)常正反轉的直齒圓柱齒輪傳動,進行齒面接觸疲勞強度計算時,[σH]1>[σH]2,則許用接觸應力應取( )
A、[σH]1
6、 B、[σH]2
C、0.7[σH]1 D、0.5([σH]1+[σH]2)
11、提高齒輪表面疲勞強度的有效方法是( )
A、加大齒輪分度圓直徑
B、分度圓不變,加大齒輪模數(shù)
C、減小齒輪寬度
D、分度圓不變,增加齒數(shù)
12、為保證一對齒輪工作中不產(chǎn)生疲勞折斷,其驗算式為( )
A、σF1≤[σF]2,σF2≤[σF]1
B、σF1≤[σF]2,σF2≤[σF]2
C、σF1≤[σF]1,σF2≤[σF]2
C、σF1≤[
7、σF]1,σF2≤[σF]1
13、齒輪結構有輪齒的部分叫( )
A、幅板 B、輪轂 C、輪幅 D、輪緣
14、標準直齒圓柱齒輪的齒形系數(shù)YF只與( )
A、齒寬b有關 B、齒數(shù)z有關
C、模數(shù)m有關 D、分度圓直徑d有關
15、在齒輪的彎曲疲勞強度設計式
中,應代入( )
A、YF1/[σF]1 B、YF1/[σF]1和YF2/[σF]2中較大值
C、YF2/[σF]2 D、YF1/[σF]1和YF2/[σF]2中較小值
8、 16、為了提高輪齒的抗彎曲能力,可采取( )
A、減小齒寬 B、減小齒輪直徑
C,增大模數(shù) D、增大齒形系數(shù)
17、斜齒圓柱齒輪的螺旋角β過大,會使( )
A、作用到軸承上的軸向力過大
B、傳動不平穩(wěn)
C、承載能力下降
D、抗彎能力下降
18、開式齒輪傳動的計算準則是( )
A、只按σH≤[σH]設計
B、只按σF≤[σF]設計
C、先按σH≤[σH]設計,再按σF≤[σF]校核
D、先按σF≤[σF
9、]設計,再按σH≤[σH]校核
三、簡答題:
1.一對標準直齒圓柱齒輪傳動。,當時,試問:
(1) 哪一個齒輪所受的彎曲應力大?為什么?
(2) 若大、小齒輪材料、熱處理均相同,小齒輪應力循環(huán)次數(shù),則它們的許用彎曲應力是否相等?為什么?
2.一對齒輪傳動,若按無限壽命設計,如何判斷其大、小齒輪中哪個不易出現(xiàn)齒面點蝕?哪個不易出現(xiàn)齒根疲勞折斷?為什么?
3. 一對漸開線圓柱齒輪,若不變,僅改變Z,試問:對接觸疲勞強度和彎曲疲勞強度各有何影響?
4. 決定輪齒彎曲強度和齒面接觸疲勞強度的主要參數(shù)是什么?
四、分析題
1、如下圖所示二級齒輪減速器中,輸入軸上的齒輪1為右旋,
10、n1轉動方向如圖所示。試分析齒輪3、4的螺旋方向應如何設計,才能時中間軸上的軸向力最???并畫出齒輪4所受軸向力的方向(請標在圖上)。
2、在圖示減速器的傳動簡圖中,圓柱齒輪均為斜齒,已給出主動輪的轉動方向,以及輸出軸斜齒輪輪齒的螺旋方向,為使中間軸上的軸承所受的軸向力最小,試:
(1)畫出其它各斜齒輪輪齒的旋向;
(2)當改變主動輪的轉動方向,而輸出軸斜齒輪輪齒的螺旋方向不變時,其它各斜齒輪輪齒的旋向如何變化?
3、在下圖中,試分析軸Ⅲ的斜齒輪螺旋線的旋向,并畫出該斜齒輪所受的軸向力(其中
11、軸Ⅰ為輸入軸,軸Ⅰ轉動方向如圖示)。
4、如圖所示展開式二級斜齒圓柱齒輪傳動,Ⅰ軸為輸入軸,已知小齒輪1的轉向n1和齒輪1、2的齒輪旋向如圖所示。為使中間軸Ⅱ所受的軸向力可抵消一部分,試確定斜齒輪3的輪齒旋向,并在圖上標出齒輪2、3所受的圓周力Ft2、Ft3和軸向力Fa2、Fa3的方向。
5、已知一對斜齒圓柱齒輪傳動中,1輪為主動,螺旋線方向為右旋,轉動方向如圖,試在圖中標出2輪的螺旋線方向及各輪的圓周力Ft1、Ft2和軸向力Fa1、Fa2的方向。
12、
五、計算及分析題
1、在圖示的展開式二級斜齒圓柱齒輪傳動中,已知:高速級齒輪齒數(shù)z1=44,z2=94,模數(shù)mnⅠ=2.5mm。低速級齒輪齒數(shù)z3=43,z4=95,模數(shù)mnⅡ=3.5mm,分度圓螺旋角βⅡ=942′。輸出功率PⅢ=28.4kW,輸出軸轉速nⅢ=309r/min。齒輪嚙合效率η1=0.98,η2=0.99。試求:
1)高速級大齒輪的旋向,以使中間軸上的軸承所受的軸向力較??;
2)高速級斜齒輪螺旋角β1為多少時,中間軸上的軸承所受的軸向力完全抵消?
3)各軸轉向及所受扭矩;
4)齒輪各嚙合點作用力的方向和大?。ǜ饔萌齻€分力表示)。
題10-1圖
2、有
13、一直齒圓錐-斜齒圓柱齒輪減速器如圖所示。已知:P1=17kW,n1=720r/min。圓錐齒輪幾何尺寸與參數(shù)為m=5mm,z1=25,z2=60,b=50mm。斜齒圓柱齒輪幾何尺寸與參數(shù)為mn=6mm,z3=21,z4=84。錐齒輪嚙合效率η1=0.96,斜齒圓柱齒輪嚙合效率η2=0.98,滾動軸承效率η3=0.99。Ⅰ軸轉向如圖所示,單向轉動。
1)繪圖標出各齒輪的轉向;
2)計算各軸的扭矩;
3)當斜齒圓柱齒輪分度圓螺旋角β為何旋向及多少度時,方能使大錐齒輪和小斜齒圓柱齒輪的軸向力完全抵消?
4)繪圖標出齒輪各嚙合點作用力的方向(各用三個分力表示),并計算其大小。斜齒圓柱齒輪的螺旋角按β=108′30″計算。
3、有兩對閉式直齒圓柱齒輪傳動,其尺寸如下表所示,其材料及熱處理硬度、載荷、工況及制造精度均相同。試分析比較哪對齒輪的接觸應力大?哪對齒輪的接觸強度高?
4、有兩對閉式直齒圓柱齒輪傳動,其尺寸如下表所示,當材料及齒面硬度、制造精度、運轉工況(包括載荷)、應用場合、傳動布局皆相同時,按無限壽命分析,哪個齒輪的齒根彎曲強度最差?