哈尔滨工程大学机械设计基础-第十一章-齿轮传动简答题

第十一章齿轮传动1.（1）闭式齿轮传动的主要失效形式及设计准则是什么？开式齿轮传动的主要失效形式及设计准则是什么？答：软齿面闭式齿轮传动的主要失效形式为齿面点蚀，故应先进行齿面接触疲劳强度校核，再进行齿根弯曲疲劳强度校核。硬齿面闭式齿轮传动的主要失效形式是齿轮疲劳折断，故应先进行齿根弯曲疲劳强度校核，再进行齿面接触疲劳强度校核。开式齿轮传动的主要失效形式是齿面磨损，一般只进行齿根弯曲疲劳强度校核，同时考虑磨损的影响将模数增加10%～15%。（对于高速大功率的齿轮传动还要进行齿面抗胶合计算）2.（1）选择齿轮材料时，为何小齿轮的材料硬度要选得比大齿轮材料硬度高？答：因为小齿轮应力循环次数多，弯曲应力更大。3.（1）提高轮齿的抗弯曲疲劳折断能力和齿面抗点蚀能力有哪些可能的措施？答：抗弯曲疲劳折断能力的措施：通过计算齿根弯曲疲劳强度来保证；增大齿根过渡圆角半径，消除加工刀痕，降低应力集中；增大轴和支承的刚度，减小局部载荷程度；使齿轮芯具有足够的韧性；在齿根处采取强化措施（喷丸或挤压）等。齿面抗点蚀措施：通过计算齿面接触疲劳强度来保证；提高齿面硬度；减小齿面的粗糙度值；增加润滑油的粘度。4.什么是硬齿面齿轮？什么是软齿面齿轮？各适用于什么场景？（此题略去）答：当齿面硬度大于350HBS时，称为硬齿面齿轮；当齿面硬度≤350HBS时，称为软齿面齿轮；硬齿面齿轮适用于高速、重载和精密仪器，而软齿面齿轮适用于对速度、载荷和精密度要求都不是很高的场合。5.齿轮产生齿面磨损的主要原因是什么？它是哪一种齿轮传动的主要失效形式？防止磨损失效的最有效办法是什么？答：在齿轮传动时，当落入磨料性物质时，就会发生磨损，当齿轮表面比较粗糙时也会发生齿轮磨损；是开式齿轮传动的主要失效形式；最有效的方法就是改为闭式齿轮传动，其次是各种增大齿面硬度的方法。6.齿面接触疲劳强度计算的计算点在何处？其计算的力学模型是什么？齿面接触疲劳强度针对何种失效形式？（此题略去）答：节点；两个半径为两齿轮接触点出曲率半径的圆柱之间的弹性接触；针对齿面点蚀失效形式。7.齿根弯曲疲劳强度计算的计算点是何处？其计算的力学模型是什么？它是针对何种失效形式？（此题略去）答：齿根危险截面上受拉处；截面与齿根危险界面相同的等截面悬臂梁弹性弯曲；轮齿疲劳折断。8.（1）简述轮齿弯曲疲劳裂纹常发生在齿根受拉伸一侧的原因。答：（1）轮齿受力类似悬臂梁受力，齿根处所受弯曲应力最大；（2）根部过渡部分尺寸发生急剧变化，沿齿宽方向的留有的加工刀痕等原因致使的应力集中；（3）轮齿受重载荷，齿根存在弯曲疲劳裂纹，受拉伸时受拉一侧的疲劳裂纹更容易扩展。9.（1）简述点蚀主要发生在节线靠近齿根面上的原因。答：（1）齿轮在节线位置处啮合，相对运动速度小，润滑不良，摩擦力较大。（2）齿轮啮合处往往只有一对齿接触，轮齿应力大，而齿根部受到的力又要比齿顶部受到的力要大。（3）润滑油浸润，齿根处的疲劳裂纹更容易扩展。10.（1）在计算齿轮强度时，为什么不用名义载荷而用计算载荷？哪些因素影响计算载荷的大小？答：名义载荷是根据额定功率和额定转速计算而来的，没有考虑原动机及工作机的工作性能，齿轮啮合处产生的动载荷以及齿轮沿接触线载荷分布不均匀等因素，因而不能直接进行强度计算，应使用计算载荷来进行强度计算。因素：原动机及工作机的工作性能，齿轮啮合处产生的动载荷以及齿轮沿接触线载荷分布的均匀性能因素。11.（1）齿轮传动中，在什么情况下易出现胶合失效？试提出抗胶合的方法。答：在高速、重载、润滑不良的条件下易发生胶合失效；方法：减小模数；降低齿高，降低滑动系数；采用抗胶合性强的润滑剂；进行抗胶合性计算进行预防等。12.在什么情况下要将齿轮和轴做成一体？为什么齿轮与轴往往分开制造？答：直径比较小时可将其做为一体，以便于加工；一般情况下，齿轮对材料的要求比较高，而轴对材料的要求比较低，同时轴和齿轮的热加工工艺也不同，因而可以分开制造，以便节省贵重材料。13.简述为什么开式齿轮传动一般不会出现点蚀现象？答：在开式齿轮传动中，齿面磨损的速度比齿面点蚀的速度更快，在齿面出现点蚀之前，齿面的材料已被磨去，故而一般不会出现齿面点蚀现象。14.（1）简述产生齿面胶合的原因和一般出现的位置。答：原因：在高速重载的齿轮传动中，由于齿面压力大、滑动速度高，当齿面瞬时温度过大时将会产生黏连，其中软齿面沿滑动方向会被撕裂出裂纹，产生齿面胶合；在低速重载的齿轮传动中，出现齿轮胶合的原因则是因为不易产生油膜。出现位置：一般出现在滑动速度较大的齿根或齿顶。15.（1）答：（1）接触强度相同，弯曲强度不同，方案a比较好；（2）方案b