题目
一对相啮合的大、小齿轮的齿面接触应力是A. 不相等的B. 相等的
一对相啮合的大、小齿轮的齿面接触应力是
A. 不相等的
B. 相等的
题目解答
答案
B. 相等的
解析
考查要点:本题主要考查齿轮啮合时齿面接触应力的基本概念,以及对接触力学中相关理论的理解。
解题核心思路:
接触应力的本质是两接触物体在接触面产生的应力,其大小由作用力的大小和接触面积决定。根据牛顿第三定律,啮合齿轮间的法向作用力大小相等、方向相反。同时,接触应力的计算公式(如赫兹公式)表明,最大接触应力仅与材料的弹性模量、泊松比及作用力相关,与齿轮尺寸无关。因此,无论齿轮大小,接触应力在啮合点处相等。
破题关键点:
- 明确接触应力的定义与计算依据。
- 理解啮合齿轮间作用力的相互性。
- 掌握接触力学中接触应力的通用规律。
接触应力的定义与性质
接触应力是两物体接触时,在接触面产生的局部应力。对于啮合齿轮,接触应力由传动时的法向作用力引起。根据赫兹接触理论,最大接触应力仅与材料的弹性模量、泊松比及作用力相关,与齿轮的模数、齿数等尺寸无关。
啮合齿轮的作用力分析
当大齿轮与小齿轮啮合时,两者间的法向作用力大小相等、方向相反(牛顿第三定律)。由于接触应力的计算公式中作用力是相同的,因此两齿轮齿面的接触应力在啮合点处必然相等。
常见误区澄清
- 齿轮尺寸不同会导致应力差异?
错误。接触应力与齿轮尺寸无关,仅由材料和作用力决定。 - 材料不同会影响接触应力?
正确。若材料不同(弹性模量不同),接触应力分布可能不同,但最大值仍相等。