题目
[问答题] 配对齿轮的齿面有较大的硬度差时,对较软齿面会产生什么影响?
[问答题] 配对齿轮的齿面有较大的硬度差时,对较软齿面会产生什么影响?
题目解答
答案
当小齿轮与大齿轮有较大的硬度差,且速度又较高时,较硬的齿面对较软的齿面会起较显著的冷作硬化效应,从而提高其疲劳极限。
解析
考查要点:本题主要考查齿轮传动中材料硬度差异对齿面接触疲劳性能的影响,重点理解冷作硬化效应及其对齿轮疲劳极限的作用。
解题核心思路:
当齿轮硬度差异较大且速度较高时,硬齿面在啮合过程中会对软齿面产生显著的塑性变形,导致软齿面表层金属组织发生变化,从而提高其抗疲劳能力。需明确硬度差、速度、冷作硬化效应与疲劳极限之间的逻辑关系。
1. 硬度差与接触应力
齿轮啮合时,齿面接触应力由两齿轮的硬度和相对运动速度决定。若小齿轮(通常硬度较高)与大齿轮(硬度较低)硬度差大,且速度较高,接触应力分布不均,软齿面承受更大的局部压应力。
2. 冷作硬化效应的产生
硬齿面的高硬度使其在啮合时对软齿面产生反复的塑性变形。这种变形会使软齿面表层金属发生晶格扭曲和位错强化,形成冷作硬化层。
3. 疲劳极限的提升
冷作硬化改变了软齿面表层的金相组织,使其强度和硬度提高,从而增强抵抗接触疲劳的能力,最终提高齿轮的疲劳极限。