机械设计习题集第十章答案.ppt

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1、第十章一、选择题10-1A、GD、EB、C、F、H、I、J10-14C10-15B10-16A10-17A10-18C10-19D二、填空题10-23对齿轮材料的基本要求是：齿面硬，齿芯韧；齿轮传动中，软、硬齿面是以齿面硬度来划分的，当HB<350时为软齿面，一般取小、大齿轮的硬度HBS1-HBS2为30~50，其原因是小齿轮的循环次数多；当HB≥350时为硬齿面，一般取小、大齿轮的硬度HBS1=HBS2。10-2B10-3A10-4B10-5A10-6A10-7C10-8C10-9A10-10C10-1

2、1C10-12A10-13C10-20A10-21B10-22C10—24在齿轮传动中，获得软齿面的热处理方式有调质、正火，而获得硬齿面的热处理方式有渗碳淬火、整体淬火、表面淬火等。10—25一般参数的闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是点蚀，闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是断齿，开式齿轮传动的主要失效形式是磨损，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胶合。10—26在闭式软齿面齿轮传动中，齿面疲劳点蚀经常首先出现在节线附近靠近齿根处，其原因是该处为单齿啮合区接触应力大、润滑不良摩擦力大。1

3、0—27在推导轮齿齿根弯曲疲劳应力计算公式时，其计算模型是悬臂梁，设计的主要参数是模数m和齿宽b。一对齿轮传动中，大、小齿轮的弯曲应力一般不相等。10—28齿轮齿面接触应力计算公式是在赫芝公式的基础上推导出的，影响齿面接触应力最主要的参数是分度圆直径d1和d2(中心距a)和齿宽。一对标准齿轮传动，若中心距、传动比等其他条件保持不变，仅增大齿数z1，而减小模数m，则齿轮的齿面接触疲劳强度不变。10—29渐开线齿轮的齿形系数YFa的物理意义是轮齿形状对弯曲应力的影响，标准直齿圆柱齿轮的YFa值只与齿轮的齿数z

4、和变位系数x有关。设有齿数相同的A、B、C三个标准齿轮，A为标准直齿圆柱齿轮，B为b＝15º的斜齿圆柱齿轮，C为d=30º的直齿锥齿轮，试比较这三个齿轮的齿形系数，最小的是C，最大的是A。10—30齿轮的弯曲疲劳强度极限σFlim和接触疲劳强度极限σHlim是经持久疲劳试验并按失效概率为1%来确定的，试验齿轮的弯曲应力循环特性为脉动循环。10—31一齿轮传动装置如图所示，轮1为主动，在传动过程中，轮2的齿根弯曲应力按对称循环变化，而其齿面接触应力按脉动循环变化。若求得其齿根最大弯曲应力为300MPa，则最

5、小应力值为－300MPa，应力幅值为300MPa，平均应力为0。10—32在斜齿圆柱齿轮传动中，螺旋角β既不宜过小，也不宜过大，因为β过小，会使得斜齿轮的优点不能充分发挥，而过大又会使得轴向力过大。因此，在设计计算中，β的取值应为8~20°，可以通过调整β而对中心距进行圆整。10—33填注下表中参数的荐用范围（一般情况下）：10—38标准直齿圆柱齿轮传动，若传动比i，、转矩T1、齿宽b均保持不变，试问在下列条件下齿轮的弯曲应力和接触应力各将发生什么变化?(1)模数m不变，齿数Z1增加；(2)齿数z1不变，

6、模数m增大；(3)齿数zl增加一倍，模数m减小一半。答：（1）弯曲应力↓（d1增大，YFaYsa减小），接触应力↓（d1增大）；（2）弯曲应力↓（m增大，d1增大，），接触应力↓（d1增大）；（3）弯曲应力↑（m减小使F大量增大，Z1增大使F少量减小），接触应力不变（d1不变）；三、分析与思考题10—41有一同学设计闭式软齿面直齿圆柱齿轮传动，方案一其参数为：m=4mm、z1=20、z2=60,经强度计算其齿面接触疲劳强度刚好满足设计要求，但齿根弯曲应力远远小于许用应力，因而又进行了两种方案设计。方案

7、二为：m=2mm、z1=40、z2=120，其齿根弯曲疲劳强度刚好满足设计要求；方案三为：m=2mm、z1=30、z2=90。假设改进后其工作条件、载荷系数K、材料、热处理硬度、齿宽等条件都不变，问：1）改进后的方案二、方案三是否可用？为什么？2）应采用哪个方案更合理？为什么？解方案一：分析：直径d1决定齿面接触疲劳强度，模数m决定齿根弯曲疲劳强度方案二：方案三：1可用不可用(2)方案一与方案二相比较，应采用方案二更合理，因为在强度均满足的条件下，齿数多、模数小有如下优点：1、重合度ε↑，传动平稳；2、

8、齿高h↓，滑动系数↓，磨损↓、切削量↓；3、da↓，齿坯小，齿轮重量↓。10—44有一对标准直齿圆柱齿轮传动。有关参数和许用值如下表，试分析比较哪个齿轮的弯曲疲劳强度高?哪个齿轮的接触疲劳强度高?弯曲强度答：接触强度∵H1=H2只比较[H1]、[H2]即可10—45现有A、B两对闭式软齿面直齿圆柱齿轮传动。其参数如下表所示。其材料及热处理硬度、载荷、工况及制造精度均相同。试分析比较这两对齿轮接触强度及弯曲强度的高低。解