第十章齿轮传动汇总
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第十章齿轮传动一、填空题1、在齿轮传动、带传动和链传动三种传动中,瞬时传动比恒定的是____________。
2、磨粒磨损和弯曲疲劳折断是_________________齿轮传动的主要失效形式。
3、在轮齿弯曲强度计算中,齿形系数Y Fa的大小与、变位系数x、斜齿轮的螺旋角β和分度圆上压力角α有关,而与无关。
4、一对相啮合的大小齿轮齿面接触应力的关系是,其接触强度的关系是。
5、模数是齿轮的参数,是齿轮各部分几何尺寸计算的,齿形的大小和强度与它成。
6、齿数愈少,齿根厚度就愈;轮齿的弯曲应力就愈;因此,齿形系数Y f 就愈。
7、理想的齿轮材料性能应是齿面;齿芯。
8、在闭式齿轮传动中,当齿轮的齿面硬度HBS<350时,通常首先出现破坏,应首先按进行设计;但当齿面硬度HBS>350时,则易出现破坏,应首先按进行设计。
9、在齿轮传动中,若一对齿轮采用软齿面,则小齿轮的材料硬度应比大齿轮的材料硬度高HBS。
10、对于闭式软齿面齿轮传动,主要按进行设计;对于开式齿轮传动,虽然主要失效形式是磨损,但目前仅以作为设计准则,这时影响齿轮强度的主要参数是。
11、已知减速直齿锥齿轮传动,大齿轮所受三个分力的大小分别为:2360N,272N,816N,试分别指出:F t2=_________N,F a2=___________N,F r2=_________N。
12、开式齿轮传动的主要失效形式是:_________和_________。
二、判断题1、带传动和渐开线齿轮传动都能实现准确的传动比传动。
()2、为提高齿轮轮齿齿根弯曲疲劳强度应该增加齿数。
()3、齿面点蚀是润滑良好的软齿面闭式齿轮传动常见的失效形式。
()4、一对齿轮啮合时,其大、小齿轮的接触应力是相等的;而其许用接触应力是不相等的;小齿轮与大齿轮的弯曲应力一般也是不相等的。
()5、为提高齿轮传动的齿面接触疲劳强度应:在分度圆直径不变条件下增大模数。
()6、为提高齿轮轮齿齿根弯曲疲劳强度应:增加齿数。
齿轮传动科学知识点总结齿轮传动是机械传动中常用的一种方式,利用两个或多个相互啮合的齿轮,通过齿轮的旋转来传递动力和运动。
齿轮传动主要用于各种工业设备和机械设备中,如汽车、飞机、船舶、工程机械等。
齿轮传动具有传动效率高、传动比稳定、结构简单、使用寿命长等优点,因此被广泛应用。
二、齿轮的基本形式齿轮主要分为直齿轮、斜齿轮、螺旋齿轮、锥齿轮等几种基本形式。
直齿轮是最为常见的形式,它们的齿轮轴线平行,且啮合时齿轮的齿尖和齿谷分别与对应齿轮的齿谷和齿尖接触。
而斜齿轮的齿轮轴线不平行,啮合时两齿轮每时都有两个点处于啮合。
螺旋齿轮则是齿轮齿榫呈螺旋状。
锥齿轮分为直齿圆柱锥齿轮和螺旋锥齿轮。
三、齿轮传动的传动机理齿轮传动的传动机理源自齿轮的啮合运动,其原理主要表现在两个方面:传递动力和转动速度及方向的变化。
1. 传递动力:当齿轮旋转时,其齿与啮合的齿轮齿相互作用,从而将动力传递给啮合齿轮,实现传动效果。
2. 转速及方向的变化:通过不同大小的齿轮组合,可以实现转速的变化和方向的转换。
具体来说,如果一个齿轮的直径比另一个小,那么它的转速就会更快,反之亦然。
四、齿轮传动的优点1. 传动效率高:正常情况下,齿轮的传动效率可以达到95%以上,远高于其他传动方式。
2. 传动比稳定:齿轮传动可以通过不同大小的齿轮组合来实现不同的传动比,且传动比稳定。
3. 结构简单:齿轮传动结构简单,不易受外界影响。
4. 使用寿命长:齿轮传动件的材料硬度高,因此使用寿命长。
五、齿轮传动的缺点1. 噪音大:齿轮传动在高速运转时会产生噪音,影响使用环境。
2. 需要精确配合:齿轮传动需要齿轮齿数进行精确的配合,如果配合不当则会影响传动效果。
3. 受载能力有限:齿轮传动的受载能力有限,对于大功率传动需求时需要增加齿轮尺寸和减小齿轮轴承受载极限。
4. 需要润滑和维护:齿轮传动需要经常润滑和维护,才能保证其正常运转。
六、齿轮副的传动效率齿轮传动的传动效率一般在95%以上,传动效率主要受到齿轮啮合副的摩擦、挤压和变形等因素的影响,齿轮传动的传动效率一般都包含失效效率和机械效率两种。
第十章齿轮传动10.1渐开线性质有哪些?。
答:(1)发生线在基圆上滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长,即NK=NA (2)因为发生线在基圆上作纯滚动,所以它与基圆的切点N就是渐开线上K点的瞬时速度中心,发生线NK就是渐开线在K点的法线,同时它也是基圆在N点的切线。
(3)切点N是渐开线上K点的曲率中心,NK是渐开线上K点的曲率半径。
离基圆越近,曲率半径越少。
(4)渐开线的形状取决于基圆的大小。
基圆越大,渐开线越平直。
当基圆半径无穷大时,渐开线为直线。
(5)基圆内无渐开线。
10.2何谓齿轮中的分度圆?何谓节圆?二者的直径是否一定相等或一定不相等?答:分度圆为人为定的一个圆。
该圆上的模数为标准值,并且该圆上的压力角也为标准值。
节圆为啮合传动时,以两轮心为圆心,圆心至节点p的距离为半径所作的圆。
标准齿轮采用标准安装时,节圆与分度圆是相重合的;而采用非标准安装,则节圆与分度圆是不重合的。
对于变位齿轮传动,虽然齿轮的分度圆是不变的,但与节圆是否重合,应根据具体的传动情况所决定。
10.3在加工变位齿轮时,是齿轮上的分度圆与齿条插刀上的节线相切作纯滚动,还是齿轮上的节圆与齿条插刀上的分度线相切作纯滚动?答:是齿轮上的分度圆与齿条插刀上的节线相切。
10.4为了使安装中心距大于标准中心距,可用以下三种方法:(1)应用渐开线齿轮中心距的可分性。
(2)用变位修正的直齿轮传动。
(3)用标准斜齿轮传动。
试比较这三种方法的优劣。
答:(1)此方法简易可行,但平稳性降低,为有侧隙啮合,所以冲击、振动、噪声会加剧。
(2)采用变位齿轮传动,因a'>a,所以应采用正传动。
可使传动机构更加紧凑,提高抗弯强度和齿面接触强度,提高耐磨性,但互换性变差,齿顶变尖,重合度下降也较多。
(3)采用标准斜齿轮传动,结构紧凑,且进入啮合和脱离啮合是一个逐渐的过程,传动平稳,冲击、噪声小,而斜齿轮传动的重合度比直齿轮大,所以传动平稳性好。
10.5 一渐开线齿轮的基圆半径rb=60mm,求(1)rK=70mm时渐开线的展角θK,压力角αK以及曲率半径ρK;(2)压力角α=20时的向径r、展角θ及曲率半径ρ。
第10章齿轮传动(一)教学要求了解齿轮机构的类型和应用,掌握齿廓啮合基本定理、渐开线性质、啮合特性、标准直齿圆柱齿轮的主要参数和尺寸计算,熟悉齿轮正确啮合条件和连续传动条件,能够计算斜齿轮、锥齿轮的几何尺寸,能正确分析齿轮失效原因,确定设计准则、进行强度校核。
(二)教学的重点与难点重点:直齿圆柱齿轮基本参数的确定与几何尺寸、正确啮合条件、连续传动条件的计算、失效形式和计算准则、受力分析和强度计算。
难点:斜齿圆柱齿轮、锥齿轮的当量齿轮概念、受力分析和强度计算。
(三)教学内容10.1 齿轮传动的特点和基本类型10.2 渐开线齿轮的齿廓及传动比10.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸计算10.4 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动10.5 渐开线齿轮的加工方法10.6 渐开线齿廓的根切现象与标准外齿轮的最少齿数10.7 变位齿轮传动10.8 齿轮常见的失效形式与设计准则10.9 齿轮的常用材料及许用应力10.10 渐开线直齿圆柱齿轮传动的强度计算10.11 斜齿圆柱齿轮传动10.12 直齿圆锥齿轮传动10.13 齿轮的结构设计及齿轮传动的润滑和效率【学习内容】本章将介绍渐开线圆柱直齿、斜齿轮以及直齿圆锥齿轮传动的设计计算,内容包括齿轮原理和齿轮强度两个方面,其中将着重讨论圆柱直齿轮的设计计算方法。
齿轮原理部分将介绍渐开线特性、啮合特性、啮合传动等,关于变位齿轮仅介绍传动计算的内容。
齿轮强度部分将介绍齿轮材料的选择、失效形式、设计准则等,从而得出具体的设计计算方法。
10.1 齿轮传动的特点和基本类型10.1.1齿轮传动的特点齿轮传动用来传递任意两轴间的运动和动力,其圆周速度可达到300m/s,传递功率可达105KW,齿轮直径可从不到1mm到150m以上,是现代机械中应用最广的一种机械传动。
齿轮传动与带传动相比主要有以下优点:(1)传递动力大、效率高;(2)寿命长,工作平稳,可靠性高;(3)能保证恒定的传动比,能传递任意夹角两轴间的运动。
第十章齿轮传动一、选择与填空题10-1 在齿轮传动的设计计算中,对下列参数和尺寸应标准化的有__________;应圆整的有_______;没有标准化也不应圆整的有___________。
(1)斜齿轮的法面模数m n(2)斜齿轮的端面模数m t(3)直齿轮中心距a(4)斜齿轮中心距a(5)齿宽B(6)齿厚s(7)分度圆压力角α(8)螺旋角β(9)锥距R(10)齿顶圆直径d a10-2 材料为20Cr钢的硬齿面齿轮,适宜的热处理方法是_________________。
(1)整体淬火(2)渗碳淬火(3)调质(4)表面淬火10-3 将材料为45钢的齿轮毛坯加工成为6级精度的硬齿面直齿圆柱外齿轮,该齿轮制造工艺顺序应是_______________为宜。
(1)滚齿、表面淬火、磨齿(2)滚齿、磨齿、表面淬火(3)表面淬火、滚齿、磨齿(4)滚齿、调质、磨齿10-4 在齿轮传动中,仅将齿轮分度圆的压力角α增大,则齿面接触应力将_____________。
(1)增大(2)不变(3)减小10-5 在齿轮传动中,将轮齿进行齿顶修缘的目的是_____________________,将轮齿加工成鼓形齿的目的是_____________。
10-6 影响齿轮传动动载系数K v大小的两个主要因素是_________________________________。
10-7 一对正确啮合的渐开线标准齿轮作减速传动时,如两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同,则齿根弯曲应力_______________。
(1) σF1>σF2(2)σF1=σF2(3)σF1<σF210-8 有两个标准直齿圆柱齿轮,齿轮1的模数m1=5mm,齿数z l=30;齿轮2的模数m2=3mm,齿数z2=50,则齿形系数和应力校正系数的乘积Y Fa1Y Sa1_________Y Fa2Y Sa2。
(1)大于(2)等于(3)小于(4)不一定大于、等于或小于10-9 齿轮的弯曲疲劳强度极限σF lim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_________来确定的,试验齿轮的弯曲应力循环特性为__________________循环,10-10 直齿圆锥齿轮传动的强度计算方法是以_________________的当量圆柱齿轮为计算基础的。
第10章齿轮传动一、填空1.渐开线齿廓上K点的压力角应是所夹的锐角,齿廓上各点的压力角都不相等,在基圆上的压力角等于。
2.一对渐开线直齿圆柱齿轮无齿侧间隙的条件是。
3.渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是。
4.为了使一对渐开线直齿圆柱齿轮能连续定传动比工作,应使实际啮合线段大于或等于。
5.一对渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动时,两轮的圆总是相切并相互作纯滚动的,而两轮的中心距不一定总等于两轮的圆半径之和。
6.当一对外啮合渐开线直齿圆柱标准齿轮传动的啮合角在数值上与分度圆的压力角相等时,这对齿轮的中心距为。
7.一对渐开线直齿圆柱齿轮传动,其啮合角的数值与圆上的压力角总是相等。
8.按标准中心距安装的渐开线直齿圆柱标准齿轮,节圆与重合,啮合角在数值上等于上的压力角。
9.相啮合的一对直齿圆柱齿轮的渐开线齿廓,其接触点的轨迹是一条线。
10.齿轮分度圆是指的圆;节圆是指的圆。
11.标准齿轮除模数和压力角为标准值外,还应当满足的条件是。
12.决定渐开线标准直齿圆柱齿轮尺寸的参数有;写出用参数表示的齿轮尺寸公式:r= ;rb = ;ra= ;rf= 。
13.渐开线齿廓上任一点的法线必定切于圆,渐开线外齿轮齿廓曲线在齿轮的圆上的压力角为最大值。
14.用范成法加工渐开线直齿圆柱齿轮,发生根切的原因是。
15.标准直齿圆柱齿轮不发生根切的最少齿数为。
16.当直齿圆柱齿轮的齿数少于zmin时,可采用变位的办法来避免根切。
17.一对渐开线直齿圆柱标准齿轮传动,当齿轮的模数m增大一倍时,其重合度,各齿轮的齿顶圆上的压力角αa,各齿轮的分度圆齿厚s 。
18.一对渐开线标准直齿圆柱齿轮非正确安装时,节圆与分度圆不,分度圆的大小取决于,而节圆的大小取决于。
二、判断题1.一对外啮合的直齿圆柱标准齿轮,小轮的齿根厚度比大轮的齿根厚度大。
( )2.一对渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是pb1=pb2。
--------( )3.一对能正确啮合传动的渐开线直齿圆柱齿轮,其啮合角一定为20 。