题目
如图所示的齿轮传动[1],齿轮A、B和C的材料都是碳钢调质,其硬度:齿轮A为240HBS,齿轮B为260HBS,齿轮C为220HBS。试确定齿轮B的许用接触应力[σH]和许用弯曲应力[σp]。假定:(1) 齿轮B为"惰轮"(中间轮),齿轮A为主动轮,设 _(FN)=(K)_(HN)=1;-|||-(2) 齿轮B为主动,齿轮A和C均为从动,设 _(PN)=(K)_(HN)=1 。
如图所示的齿轮传动[1],齿轮A、B和C的材料都是碳钢调质,其硬度:齿轮A为240HBS,齿轮B为260HBS,齿轮C为220HBS。试确定齿轮B的许用接触应力[σH]和许用弯曲应力[σp]。假定:

题目解答
答案



解析
考查要点:本题主要考查齿轮接触疲劳和弯曲疲劳许用应力的计算,需结合齿轮传动类型(惰轮或主动轮)判断载荷循环特性,并正确应用相关公式和图表数据。
解题核心思路:
- 接触疲劳应力:与齿轮是否为主动无关,仅由材料和载荷系数决定。
- 弯曲疲劳应力:需根据齿轮受力方向是否变化,判断载荷为对称循环(惰轮)或脉动循环(主动轮),进而选取对应的疲劳极限值。
破题关键点:
- 载荷类型判断:惰轮时受力方向反转,为对称循环;主动轮时受力方向不变,为脉动循环。
- 疲劳极限关系:对称循环极限值为脉动循环的70%。
- 公式应用:正确代入许用应力公式,注意安全系数和载荷系数的取值。
接触疲劳许用应力 $[σ_H]$
关键结论:两种情况下的接触应力许用值相同,均为 $620\ \text{MPa}$。
-
公式应用:
$[σ_H] = \frac{K_{Er} \cdot σ_{H\text{lim}}}{S_H}$- $K_{Er}=1$(题目给定)
- $σ_{H\text{lim}}=620\ \text{MPa}$(查图10-21(d))
- $S_H=1$(题目给定)
-
计算:
$[σ_H] = \frac{1 \times 620}{1} = 620\ \text{MPa}$
弯曲疲劳许用应力 $[σ_p]$
关键结论:两种情况下的弯曲应力许用值不同,需分情况讨论。
情况(1):齿轮B为惰轮(对称循环)
- 疲劳极限:
对称循环极限值为脉动循环的70%:
$σ_{F\text{lim}} = 350 \times 70\% = 245\ \text{MPa}$ - 公式应用:
$[σ_p] = \frac{K_{Py} \cdot σ_{F\text{lim}}}{S_F}$- $K_{Py}=1$(题目给定)
- $S_F=1.4$(取值范围$1.25 \sim 1.5$)
- 计算:
$[σ_p] = \frac{1 \times 245}{1.4} = 175\ \text{MPa}$
情况(2):齿轮B为主动轮(脉动循环)
- 疲劳极限:
直接取脉动循环极限值:
$σ_{F\text{lim}} = 350\ \text{MPa}$ - 公式应用:
$[σ_p] = \frac{1 \times 350}{1.4} = 250\ \text{MPa}$