题目
[问答题] 在进行齿轮强度计算时,为什么要引入载荷系数K?
[问答题] 在进行齿轮强度计算时,为什么要引入载荷系数K?
题目解答
答案
在实际传动中,由于原动机及工作机性能的影响,以及齿轮的制造误差,特别是基节误差和齿形误差的影响,会使法向载荷增大。此外在同时啮合的齿对间,载荷的分配并不是均匀的,即使在一对齿上,载荷也不可能沿接触线均匀分布。因此实际载荷比名义载荷大,用载荷系数K计入其影响。
解析
考查要点:本题主要考查对齿轮强度计算中载荷系数K引入必要性的理解,需结合齿轮传动的实际工作条件进行分析。
解题核心思路:
齿轮传动中,实际载荷与名义载荷存在差异,这种差异来源于动态载荷波动和制造误差等因素。载荷系数K的作用是将这些实际影响量化,确保设计时的计算载荷更接近真实情况,从而保证齿轮强度。
破题关键点:
- 实际载荷的来源:原动机和工作机性能的波动导致载荷非恒定。
- 制造误差的影响:基节误差和齿形误差改变齿轮啮合状态,使局部载荷增大。
- 载荷分布不均:同时啮合的齿对间及单对齿接触线上的载荷分布不均匀。
1. 实际载荷与名义载荷的差异
名义载荷是理想化假设下的恒定载荷,而实际传动中:
- 原动机和工作机的性能波动(如电动机转矩波动、工作机负荷变化)会导致传递的载荷随时间变化。
- 齿轮制造误差(如基节误差、齿形误差)会改变齿轮啮合时的接触线位置和载荷分布,使局部载荷显著增加。
2. 载荷分配不均的双重影响
- 时间维度:不同啮合瞬间,齿轮副的接触线位置不同,导致载荷在不同齿对间动态分配。
- 空间维度:同一对啮合齿的载荷沿接触线分布不均匀(如靠近节线处载荷更大)。
3. 载荷系数K的作用
通过引入载荷系数K,将实际载荷转化为名义载荷的倍数,使强度计算更贴近真实工况,避免设计不足或过度。