7.3 齿轮传动《机械基础》山东省（春季高考）机电技术类 知识点讲解

山东省（春季高考）机电技术类 复习讲义 模块七 传动与维护—7.2链传动 【考纲要求】 1.了解齿轮传动的特点、类型和应用。 2.理解渐开线齿轮各部分的名称和基本参数。 3.掌握标准直齿圆柱齿轮基本尺寸和传动比的计算。 4.了解齿轮的结构、常用材料和失效形式。 5.掌握渐开线直齿圆柱齿轮传动的啮合条件。 【知识网络】 1.类型及应用 类型 应用 平行轴齿轮传动 外啮合直齿圆柱齿轮传动 应用于中低速、中小载荷 内啮合直齿圆柱齿轮传动 常用于行星轮系 齿轮齿条传动 车床薄板和与床身，龙门健床工作台与床身 销售器柱齿轮传动 应用于高速大功率传动 人字齿齿轮传动 适用于大功率的重型机械 稳交轴齿轮传动 宜传德齿轮传动 常用于轴交角90°的微齿轮传动 斜齿锥齿轮传动 由齿锥齿轮传动 交替轴齿轮传动 弧齿轮传动 传递空间交储轴间的运动和动力 准双曲面锥齿轮传动 2.标准直齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸计算 名称 符号 计算公式 说明 齿距 p 分度圆上相邻两齿同侧齿廓之间的弧长 齿槽宽 e 分度圆上齿槽两侧齿廓之间的弧长 齿厚 s 一个轮齿两侧齿廓在分度圆上的弧长 齿顶高 分度圆到齿顶圆的径向距离 齿根高 分度圆到齿根圆的径向距离 全齿高 h 齿根圆到齿顶圆的径向距离 顶隙 C 由齿顶高和齿根高差值形成的间隙 分度圆直径 d 具有标准模数和标准压力角的圆(为假想的圆) 基圆直径 形成渐开线齿廓的发生圆 齿顶圆直径 过齿轮各齿顶所作的圆 齿根圆直径 过齿轮各齿槽底部所作的圆 中心距 a 一对啮合的齿轮轴线间距 3.失效形式 失效形式 轮齿折断 齿面点蚀 齿面胶合 齿面磨损 塑性变形 引起原因 ①过载折断：短时意外的严重过载； ②疲劳折断：超过疲劳极限 齿面在交变接触应力的反复作用下。出现微小的疲劳裂纹，随后逐渐扩展。使齿面金属剥落形成的麻点状凹坑 高速重载，啮合区温度较高造成齿面间的粘连，较软的齿面被撕下而形成沟纹 ①磨粒磨损：由于灰尘沙粒或金属屑等进入齿面间面引起；②哈合磨损；表面粗糙的硬齿与较软的轮齿啮合时，由于相对滑动、软齿面易被划伤而产生的齿面磨损 齿面硬度不高、低速重载、冲击载荷、过载或频繁起动 部位 齿根部分 节线靠近齿根 节线靠近齿顶 轮齿齿面 轮齿齿面 避免措施 ①选择适当模数和齿宽；②采用适当材料及热处理方 式；③减少齿根应力集中增大齿根圆角；④降低表面粗糙度 提高齿面硬度，降低齿面的表面粗糙度值。 ①提高齿面硬度： ②降低表面粗糙度；③采用粘度大和抗胶合性能好的润滑油 ①提高齿面硬度： ②降低表面粗糙度，改善润滑条件，加大模数：③尽可能用闭式齿轮传动结构代替开式齿轮传动结构 ①提高齿面硬度：②采用粘度较大的胸滑油；③避免频繁启动和严重过载 备注 开式、闭式传动 闭式齿轮传动的主要失效形式 开式齿轮传动一般不会发生的失效形式 开式齿轮传动的主要失效形式 主动轮更易出现 【选择题】 1.中低速、中小载荷传动中主要采用的齿轮是( ) A.直齿圆柱齿轮 B.斜齿圆柱齿轮 C.直齿圆锥齿轮 D.人字齿圆柱齿轮 2.两个直齿圆柱齿轮要能正确啮合传动，除模数相等的条件外，还必须( ) A.分度圆直径相等 B.齿厚相等 C.分度圆上压力角相等 D.齿数相等 3.标准齿轮，模数一定时，若齿数增多，则下列说法正确的是( ) A.齿厚不变，承载能力不变 B.齿厚变大，承载能力增强 C.分度圆直径变大，齿距不变 D.齿高变小，承载能力变小 4.有一外啮合标准直齿圆柱齿轮，小齿轮齿数 分度圆直径 ，大齿轮齿数 ，则两齿轮的标准中心距是 ( ) A.90mm B.150 mm C.180 mm D.300 mm 5.齿轮发生齿面胶合，失去正常工作能力的主要原因是 ( ) A.灰尘、沙粒等粘到齿面上 B.齿面受到交变接触应力的反复作用 C.高速重载时引起表面温度过高 D.轮齿受到短时严重过载或冲击载荷作用 6.有一对外啮合标准直齿圆柱齿轮，小齿轮齿数 分度圆直径大齿轮齿数 ，则两齿轮的标准中心距是( ) A.90 mm B.150mm C.180mm D.300mm 7.齿距是指( ) A.相邻两齿同侧齿廓之间的距离 B.相邻两齿同侧齿廓之间的分度圆弧长 C.相邻两齿同侧齿廓之间的弧长 D.相邻两齿异侧齿廓之间的分度圆弧长 8.一齿轮箱中的齿轮承受了巨大的冲击，此时最容易出现 失效形式。( ) A.齿面胶合 B.齿面点蚀 C.齿面磨损 D.齿根折断 9.当齿轮的分度圆一定时，模数大的齿轮的承载能力 ( ) A.小 B.大 C.无法确定 D.与小齿轮相等 10.当齿轮的齿数增多而其他参数不变时，分析下列：(1)分度圆直径；(2)齿厚；(3)渐开线形状；(4)齿圆圆直径；(5)齿顶圆压力角；有变化的是( ) A.(1)(2)(3) B.(1)(2)(4) C.(1)(3)(4)(5) D.(1)(4)(5) 11.关于模数m的叙述，错误的是( ) A. m是齿轮几何尺寸计算中最基本的参数之一 B. m一定时，齿轮的几何尺寸与齿数有关 C.其大小对齿轮的承载能力有影响 D. m=p/π，是一个无理数，符合计算要求 12.小直径的钢齿轮，当齿根圆直径与齿轮孔径接近相等时，齿轮应做成 ( ) A.实心式 B.腹板式 C.轮辐式 D.齿轮轴式 13.一对外啮合的标准直齿圆柱齿轮，中心距a=160mm，齿距p=12.56mm，传动比i=3，则两轮的齿数和是() A.60 B.80 C.100 D.120 14.已知一齿轮的齿距p=15.7mm，齿数z=55，可以把该齿轮做成 ( ) A.齿轮轴 B.实体齿轮 C.轮辐式齿轮 D.腹板式齿轮 15.下列传动中，能保证瞬时传动比恒定的是( ) A.齿轮传动 B.链传动 C.带传动 D.摩擦轮传动 16.一对正确啮合的标准直齿圆柱齿轮，转向相同，已知小齿轮的模数为4m m，齿数为25，大齿轮的齿数为55，则两齿轮的中心距是 ( ) A.160mm B.108 mm C.100mm D.60 mm 17.标准直齿圆柱齿轮z=20,d。=55 mm,其分度圆上的模数、压力角是 ( ) A. m=3mm α=20° B. m=2. 5mm α=20° C. m=3mm α=15° D. m=2.5mm α=15° 18.建筑用搅拌机中开式齿轮传动的主要失效形式是 ( ) A.齿面磨损 B.齿面点蚀 C.塑性变形 D.齿面胶合 19.在带、链、齿轮、螺旋四种传动形式中，以下说法正确的是 ( ) A.带传动的效率高，制造容易，成本低 B.齿轮传动能保证瞬时传动比的准确性 C.链传动作用于轴上的压力大，过载能力强 D.螺旋传动结构简单，传动精度低，承载能力大 20.一大型货车司机由于操作不当，导致齿轮箱中的齿轮承受了巨大的冲击，此时最容易出现 ( ) A.齿面胶合 B.齿面点蚀 C.齿面磨损 D.齿根折断 【简答题】 如图所示的外啮合齿轮，请问： (1)图中两齿轮正确啮合的条件是什么? (2)已知小齿轮的齿数 齿顶圆直径 两齿轮标注中心距。a=135 mm。试计算大齿轮的齿数z₂和它们的传动比i₁₂ 【历年真题】 1.(2016年高考)减速器中一标准直齿圆柱齿轮，齿数z=30，分度圆直径d=300 mm,齿轮的结构应 ( ) A.齿轮轴 B.实体式 C.轮辐式 D.腹板式 2.(2016年高考)能保证瞬时传动比恒定的传动类型是 ( ) A.螺旋传动 B.带传动 C.齿轮传动 D.链传动 3.(2017年高考)一对互相啮合的标准直齿圆柱齿轮，中心距为30 mm，小齿轮分度圆直径为40 mm，则两齿轮的转向 ( ) A.按左右手定则判断 B.相同 C.相反 D.无法判断 4.(2018年高考)已知一对直齿圆柱齿轮的传动比i=3.5，大齿轮 大齿轮的齿距p=6.28 mm，则小齿轮的齿顶圆直径是 ( ) A.39 mm B.40 mm C.44 mm D.46 mm 5.(2018年高考)如图所示的齿轮系，已知单头蜗杆的转速 蜗杆转动方向如图所示，其余各齿轮齿数分别是 54。完成下列问题： (1)计算齿轮6的转速，并判断其转向。 (2)标准直齿圆柱齿轮5与齿轮6的啮合条件是什么? 6.(2019年高考)齿轮1、2、3、4均为标准直齿圆柱齿轮，已知齿轮1 齿轮2 齿轮 齿轮4:Z₄=40, 能相互啮合的一对齿轮是( ) A.齿轮1 和齿轮2 B.齿轮1 和齿轮4 C.齿轮2和齿轮4 D.齿轮3和齿轮4 7.(2020年高考题)一对相互啮合的标准直齿圆柱齿轮，当传动比不等于1时，几何尺寸相同的是 ( ) A.全齿高 B.分度圆直径 C.齿顶圆直径 D.齿根圆直径 8.(2021年高考题)当标准直齿圆柱的模数不变，齿数变化时，下列发生变化的是 。 A.齿距 B.齿槽宽 C.齿顶高 D.分度圆周长 【答案】 【选择题】 1. A 2. C 3. C 4. B 5. C 6 B 7. B 8. D 9. B 10. C 11. D 12. D 13. B 14. D 15. A 16. D 17. B 18. A 19. B 20. D 【简答题】 1.(1)两齿轮的模数必须相等，两齿轮分度圆上的压力角必须相等，且等于标准值。 (2)由 得m=3,由 得2=66，由传动比 得传动比为111/24≈2.75。 【历年真题】 1.解析：本题主要考查的是齿轮的结构。齿轮的结构根据齿轮齿顶圆直径不同可分别制成以下几种：(1)齿轮：轴对于直径较小的钢制圆柱齿轮，当齿轮的齿顶圆直径小于轴孔直径的2倍，或齿根圆到键槽底部的距离小于(2~2.5)m时，制成齿轮轴:(2)实体齿轮:当齿顶圆直径 da≤200 mm时，齿轮与轴分别制造，齿轮为实体结构；(3)腹板式齿轮:当齿顶圆直径 da=200~500 mm时,采用腹板式结构；(4)轮辐式齿轮：当齿顶圆直径 da>500 mm时,采用轮辐式结构。d= mz,得m=300/30=10, da=m(z+2)=220mm。 答案：D 2.解析：本题主要考查的是各种类型传动的传动比。齿轮传动瞬时传动比恒定，链传动平均传动比准确，带传动存在弹性滑动，传动比不准确。 答案：C 3.解析：本题主要考查的是齿轮尺寸计算及传动类型的方向判断。由题意可判断本题是一对内啮合的直齿圆柱齿轮，转向相同。 答案：B 4.解析：本题考查齿轮传动的参数计算。根据p=πm,可求得m=2,根据 可求得 则 答案：C 5.解析：本题考查轮系的传动比计算。 1440/180=8r/ min 蜗轮右旋，用右手定则，可求得蜗轮转动方向为向下，用画箭头的方式可以求得齿轮6的转向为向左。两齿轮要啮合，需满足两个条件：(1)模数相等；(2)标准压力角相等。 答案:(1)8 r/ min,向左。 (2)模数相等、标准压力角相等，且等于20度。 6.解析：本题考查标准直齿圆柱齿轮基本尺寸的计算及一对渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件。一对渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是：两齿轮的模数必须相等，两齿轮分度圆上的压力角必须相等，且等于标准值。 即： 标准直齿圆柱齿轮在分度圆上的压力角都相等，因此，只要两齿轮模数相等就可以正确啮合。 齿轮1： 齿轮 即 ;齿轮3:h₃=2.25m=13.5mm,即 m₃=6m m;齿轮4. 即 4mm。由计算可知： 所以齿轮2和齿轮4啮合，选择C。 答案：C 7.答案 A 解析 本题考查齿轮参数的计算。由于传动比不等于1，得知，两齿轮齿数不同。分度圆直径d= mx;齿顶圆的直径 da=m(z+2);齿根圆直径 df=m(z-2.5);均与齿数有关,且全齿高h=2.25m。 8.答案 D 解析 本题考查齿轮参数的计算。由于模数不变，而齿数变化得知。齿距p=πm；齿槽宽c=πm/2;齿顶高 ha=m;均与齿数无关,分度圆周长C=πmz。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $