机械设计第4章：齿轮传动习题

齿轮传动习题课,齿面接触应力和齿根弯曲应力的变化图,由于齿轮在节点附近往往是单对齿啮合区，轮齿受力较大接触应力随齿廓上接触点处的综合曲率半径的变化而不同,齿面接触应力和齿根弯曲应力的变化图,重点内容之一：齿轮传动失效形式分析,（1）齿面疲劳点蚀（简称齿面点蚀）失效场合：闭式传动软齿面（一般为大齿轮）失效部位：节线附近失效机理：脉动循环变化的接触应力的反复作用，节线附近为单齿对啮合，接触应力最大；节线处润滑不良，摩擦大；防失效措施：提高齿面硬度；降低表面粗糙度；增大综合曲率半径；采用粘度高的润滑油（2）齿根弯曲疲劳折断（简称齿根折断）失效场合：闭式传动硬齿面（一般为小齿轮）失效部位：齿根危险截面失效机理：脉动循环或对称循环变化的弯曲应力的反复作用，由于齿轮材料对拉应力敏感，齿根受拉侧先产生疲劳裂纹；直齿轮齿根裂纹沿齿向扩展，发生全齿折断；斜齿轮齿根裂纹沿斜线向齿顶扩展，发生局部折断防失效措施：采用正变位，增大齿根厚度；增大齿根圆角半径；降低表面粗糙度；采用表面强化处理,重点内容之二：齿轮传动的受力分析,直齿圆柱齿轮为基础，斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮为重点分析和计算各作用分力的大小、方向、作用点,主动轮还是从动轮径向力、轴向力还是周向力回转方向螺旋线方向,（1）单对齿轮传动受力分析,平面图和轴测图上的3分力表示力的作用点在齿宽中点符号和的方向,重点内容之二：齿轮传动的受力分析,（1）单对齿轮传动受力分析,圆周力Ft径向力Fr轴向力Fa法向力Fn,Ft12T1/d1=Ft2主反从同,Fr1Ft1tanFr2指向轮心,0,Fn1Ft1/cosFn2受力面法向,Ft12T1/d1=Ft2主反从同,Fr1Ft1tann/cosFr2指向轮心,Fa1Ft1tanFa2主动轮左右手准则,Fn1Ft1/cosncosFn2受力面法向,Ft12T1/dm1=Ft2主反从同,Fr1Ft1tancos1Fa2指向轮心,Fa1Ft1tansin1Fr2小端向大端,Fn1Ft1/cosFn2受力面法向,重点内容之二：齿轮传动的受力分析,（1）单对齿轮传动受力分析,例题1,X,X,2,1,Fa2,根据从动轮1螺旋线确定主动轮2螺旋线,根据主动轮2螺旋线和轴向力确定主动轮2转向,从动轮1受力分析,重点内容之二：齿轮传动的受力分析,（1）单对齿轮传动受力分析,例题2,X,X,2,1,根据从动轮1螺旋线确定主动轮2螺旋线,根据主动轮螺旋线和转向确定主动轮受力,从动轮受力分析,重点内容之二：齿轮传动的受力分析,（1）单对齿轮传动受力分析,例题分析,齿轮回转方向不变的情况下，螺旋线方向的改变将且仅将改变轴向力的方向,齿轮螺旋线方向不变的情况下，回转方向的改变将改变什么？,重点内容之二：齿轮传动的受力分析,（2）齿轮传动组合的受力分析,（1）斜齿圆柱齿轮传动直齿圆柱齿轮传动（2）二级斜齿圆柱齿轮传动（3）直齿圆锥齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动,高速级与低速级的布置中间轴上齿轮的布置,改善轴和轴承受力,轴向力相抵,重点内容之二：齿轮传动的受力分析,（2）齿轮传动组合的受力分析,例题1a,I,II,III,n1,1,2,3,4,(1)确定齿轮2、3、4转向(2)确定齿轮2、3、4螺旋方向(3)确定齿轮2、3各分力方向(4)中间轴II与齿轮2、3的空间受力简图,Fa3,重点内容之二：齿轮传动的受力分析,（2）齿轮传动组合的受力分析,例题1b,I,II,III,n1,1,2,3,4,Fa2,Fr2,Ft2,Fa3,Fr3,Ft3,重点内容之二：齿轮传动的受力分析,（2）齿轮传动组合的受力分析,例题2,I,II,III,n1,3,4,1,2,已知圆锥齿轮1的转向，确定轴II、轴III的转向以及斜齿齿轮3、4的螺旋线方向；分析圆锥齿轮2、斜齿轮3的受力,重点内容之二：齿轮传动的受力分析,（2）齿轮传动组合的受力分析,例题3,两级圆柱齿轮传动中，若一级为斜齿，一级为直齿，问斜齿圆柱齿轮应置于高速级还是低速级？若为直齿圆锥齿轮和圆柱齿轮组成的两级传动，圆锥齿轮应置于高速级还是低速级？,重点内容之三：圆柱齿轮强度计算,（1）齿面接触应力的影响因素,外载荷：正比接触宽度：反比综合曲率半径：反比综合弹性模量：正比,（2）一对啮合齿轮的接触应力关系,大小相等，方向相反,（3）一对啮合齿轮的许用接触应力（接触强度）,许用接触应力不一定相等一般大齿轮许用接触应力小（接触强度弱）,重点内容之三：圆柱齿轮强度计算,（4）齿根弯曲应力的影响因素,模数：反比（而且平方），最主要因素齿宽：反比，但增大载荷系数齿数：反比变位系数：反比,（5）齿数的选择,闭式软齿：