题目
一对标准直齿圆柱齿轮传动[1],主动齿轮1和从动齿轮2的材料和热处理硬度相同,齿数z1<z2,则它们的齿根弯曲应力__。A. σ F1 > σ F2B. σ F1 = σ F2C. σ F1 < σ F2D. 不确定
一对标准直齿圆柱齿轮传动[1],主动齿轮1和从动齿轮2的材料和热处理硬度相同,齿数z1<z2,则它们的齿根弯曲应力__。
A. σ F1 > σ F2
B. σ F1 = σ F2
C. σ F1 < σ F2
D. 不确定
题目解答
答案
A. σ F1 > σ F2
解析
考查要点:本题主要考查齿轮传动中齿根弯曲应力的影响因素,重点在于理解齿数、分度圆直径、齿形系数对弯曲应力的综合影响。
解题核心思路:
- 齿根弯曲应力公式:$\sigma_F = \frac{K_t Y m b F_t}{\pi d}$,其中$Y$为齿形系数,$d$为分度圆直径,$m$为模数。
- 关键关系:
- 齿形系数$Y$:齿数$z$越小,$Y$越大(齿根过渡圆角小,应力集中明显)。
- 分度圆直径$d$:$d = m z$,$z_1 < z_2$,故$d_1 < d_2$。
- 综合比较:$Y_1 > Y_2$且$d_1 < d_2$,导致$\frac{Y_1}{d_1} > \frac{Y_2}{d_2}$,最终$\sigma_{F1} > \sigma_{F2}$。
破题关键:明确齿数对齿形系数和分度圆直径的双重影响,结合公式推导得出结论。
影响齿根弯曲应力的因素
- 齿形系数$Y$:
齿数$z$越小,齿根过渡圆角越小,应力集中越严重,$Y$值越大。- $z_1 < z_2 \implies Y_1 > Y_2$。
- 分度圆直径$d$:
$d = m z$,模数$m$相同,$z_1 < z_2 \implies d_1 < d_2$。 - 应力公式推导:
$\sigma_F \propto \frac{Y}{d}$,代入$Y_1 > Y_2$和$d_1 < d_2$,得$\frac{Y_1}{d_1} > \frac{Y_2}{d_2}$,因此$\sigma_{F1} > \sigma_{F2}$。
结论
主动齿轮($z_1$小)的齿根弯曲应力更大,故选A。