第12卷 减速器的应用 内蒙古自治区（对口招生）《机械基础》（高教版·第二版） 单元过关卷

内蒙古自治区（对口招生）机电类 《机械基础》（高教版·第二版） 减速器的应用 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 1. 在单级圆柱齿轮减速器中，选择高速轴结构尺寸时，除承受载荷外，还应重点考虑轴的（ ） A. 端盖形式 B. 箱体壁厚 C. 油面高度 D. 工作转速 2. 如图所示，下列说法错误的是（ ） A. 该轴按照轴线形状不同分，为直轴；按承受载荷的不同分，为转轴 B. 图中齿轮的轴向固定方式为轴环和套筒；周向固定方式为平键连接 C. 轴端挡圈是轴上零件的轴向固定方式，定位可靠，能够承受较大的轴向力，应用广泛 D. 图中标⑤的轴段为轴头，是轴上与轴承配合的部分 3. 在常见齿轮减速器中，用来安装齿轮并与轴承配合的轴通常属于（ ） A. 直轴 B. 曲轴 C. 软轴 D. 挠性轴 4. 减速器输出轴伸出箱体与联轴器连接时，其主要作用是（ ） A. 形成密封油腔 B. 传递输出转矩 C. 调整箱体间隙 D. 固定观察油标 5. 下列对如图表述错误的是（ ） A. 该输出轴按轴线形状分属于直轴，按承载分属于转轴 B. 图中轴的结构是合理的，对轴与轴上零件的固定可靠 C. 图中左侧轴承为球轴承，内圈用套筒轴向固定，外圈用轴承盖轴向固定 D. 图中齿轮所在轴段为轴头，周向固定用的是A型平键连接 6. 下列轴中，只承受弯矩的是（ ） A. 传动轴 B. 转轴 C. 心轴 D. 偏向轴 7. 自行车轮轴和铁路机车的轮轴属于（ ） A. 转轴 B. 传动轴 C. 心轴 D. 挠性钢丝轴 8. 既传递转矩又承受弯矩的轴是（ ） A. 传动轴 B. 转轴 C. 心轴 D. 光轴 9. 在齿轮减速器的高速轴和低速轴中，既支承齿轮又传递转矩的轴属于（ ） A. 曲轴 B. 心轴 C. 软轴 D. 转轴 10. 大型减速器在满足强度和刚度要求时，有时将低速轴设计为空心轴，其主要目的是（ ） A. 减轻质量并节约材料 B. 增大齿轮啮合间隙 C. 取消轴承支承作用 D. 改变箱体安装方式 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 11. 减速器中齿轮与轴采用平键连接时，平键主要用于周向固定和传递转矩，不能单独承担较大的轴向力。（ ） 12. 在减速器轴系中，套筒常用于齿轮、轴承等零件的轴向定位，尤其适合转速较低且零件间距较小的场合。（ ） 13. 汽车传动轴安装后，两连接轴必须保持严格平行，否则无法传递动力（ ） 14. 减速器轴端采用圆锥面配合安装联轴器或带轮时，圆锥面固定通常适用于轴端位置，而不适合任意轴段。（ ） 15. 在齿轮减速器中，安装齿轮并传递动力的转轴通常既承受转矩，又因齿轮啮合力和支承反力承受弯矩。（ ） 16. 在减速器中，用来支承空套齿轮且随齿轮一起转动的转动心轴，主要承受弯矩，一般不传递转矩。（ ） 17. 下图为某减速器轴及轴上零件的结构简图，A段装有件1(两个圆螺母)，B段装有件2(轴承)，C段装有件3(直齿圆柱齿轮)，D段装有件4(套筒)和件2(轴承)，F段装有件5(带轮)。 判断下面小题。 （1）此轴在工作时传递动力与运动，受到转矩与弯矩作用，属于典型的传动轴。（ ） （2）A段用两个圆螺母进行轴向固定，主要目的是加强螺母的固定强度，防止滑牙。（ ） （3）如件2轴承的代号为6210，则此轴承为深沟球轴承，轴承公称内径为50 mm。（ ） （4）件5为V型腹板带轮，如用于一般场合，应选用铸钢材料制造。（ ） 18. 减速器中的轴不仅用于传递运动和转矩，还用于支承齿轮、带轮等回转零件。（ ） 19. 减速器中受力较小、工作条件不重要的辅助轴，可根据使用要求选用45钢制造。（ ） 20. 减速器输入轴和输出轴等承载轴类零件，常用材料通常包括碳素钢和合金钢。（ ） 三、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 在减速器轴系中，用于支承惰轮而不传递转矩的心轴，按工作时是否转动可分为______和______。 22. 轴按承受载荷的不同，可分为心轴、______和______。 23. 减速器中的轴是支承齿轮并传递运动和转矩的重要零件，常用材料有______和______，其次可采用______。 24. 减速器轴上齿轮采用轴肩或轴环定位时，为保证齿轮端面紧靠定位面，应使轴肩过渡圆角半径r______齿轮孔口倒角半径R，或使r______孔口圆角尺寸C。 25. 轴按承受载荷的不同，可分为心轴、______和转轴。 26. 减速器轴端用圆螺母固定齿轮或轴承时，在轴上切制螺纹会使轴的强度______；为防止圆螺母松脱，常配用______。 27. 为保证减速器中齿轮、轴承等轴上零件位置可靠，轴上零件的固定通常包括______固定和______固定两种。 28. 下图为电瓶车传动示意图，根据图填空。 I是______轴， II是______轴， III是______ 轴， IV是______轴， V是______轴，VI是______轴。 29. 在带式输送机减速器传动系统中，若某根轴仅通过联轴器传递电动机输出的转矩，基本不安装齿轮、带轮等受径向力的零件，则按受载性质该轴称为______。 30. 在一级齿轮减速器中，安装齿轮并传递动力的输入轴和输出轴通常既承受齿轮啮合力产生的弯矩，又承受传递功率产生的转矩，按受载性质称为______；只支承惰轮而不传递转矩的固定轴称为______；仅通过联轴器传递转矩的轴称为______。 四、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 31. 某减速器输入轴转速为1440 r/min，输出轴转速为240 r/min。计算该减速器的传动比。 32. 某单级齿轮减速器主动齿轮齿数为20，从动齿轮齿数为80。若主动齿轮转速为960 r/min，计算传动比和从动齿轮转速。 33. 某两级减速器第一级传动比为3，第二级传动比为4，输入转速为1200 r/min。计算总传动比和输出转速。 34. 某减速器输入功率为5 kW，输入转速为960 r/min，总传动比为4，传动效率为0.90。计算输出转速和输出功率。 35. 某减速器输出轴传递功率为3 kW，输出转速为150 r/min。若按公式 计算转矩，求输出轴转矩；若许用转矩为180 N·m，判断该轴是否满足要求。 五、简答题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 36. 简述减速器在机械传动系统中的主要作用。 37. 简述减速器日常维护的主要内容。 38. 下图为CA6140车床主轴，以此为例进行机床主轴选材分析。 39. 简述减速器中轴的主要作用，并说明减速器常见工作轴按受载性质通常属于哪一类。 40. 某单级圆柱齿轮减速器用于普通输送设备，输入轴和输出轴需长期支承齿轮并传递转矩。说明选择该类减速器轴材料时应考虑的主要因素，并列举常用材料。 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 $ 内蒙古自治区（对口招生）机电类 《机械基础》（高教版·第二版） 减速器的应用 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 1. 在单级圆柱齿轮减速器中，选择高速轴结构尺寸时，除承受载荷外，还应重点考虑轴的（ ） A. 端盖形式 B. 箱体壁厚 C. 油面高度 D. 工作转速 【答案】D 【解析】减速器高速轴转速较高，轴的强度、刚度和临界转速校核都与工作转速有关。箱体壁厚、油面高度和端盖形式会影响减速器结构布置，但不是选择轴结构尺寸的主要依据。 2. 如图所示，下列说法错误的是（ ） A. 该轴按照轴线形状不同分，为直轴；按承受载荷的不同分，为转轴 B. 图中齿轮的轴向固定方式为轴环和套筒；周向固定方式为平键连接 C. 轴端挡圈是轴上零件的轴向固定方式，定位可靠，能够承受较大的轴向力，应用广泛 D. 图中标⑤的轴段为轴头，是轴上与轴承配合的部分 【答案】D 3. 在常见齿轮减速器中，用来安装齿轮并与轴承配合的轴通常属于（ ） A. 直轴 B. 曲轴 C. 软轴 D. 挠性轴 【答案】A 【解析】减速器中齿轮轴或传动轴各轴段轴线通常在同一直线上，属于直轴，常做成阶梯轴以便安装齿轮、轴承和定位件。曲轴、软轴和挠性轴不符合普通齿轮减速器轴系的典型结构。 4. 减速器输出轴伸出箱体与联轴器连接时，其主要作用是（ ） A. 形成密封油腔 B. 传递输出转矩 C. 调整箱体间隙 D. 固定观察油标 【答案】B 【解析】减速器输出轴把齿轮传来的动力和转矩传递给工作机，是轴在减速器中的主要应用功能。密封、调整间隙和固定油标分别属于密封件、调整件或箱体附件的作用。 5. 下列对如图表述错误的是（ ） A. 该输出轴按轴线形状分属于直轴，按承载分属于转轴 B. 图中轴的结构是合理的，对轴与轴上零件的固定可靠 C. 图中左侧轴承为球轴承，内圈用套筒轴向固定，外圈用轴承盖轴向固定 D. 图中齿轮所在轴段为轴头，周向固定用的是A型平键连接 【答案】B 6. 下列轴中，只承受弯矩的是（ ） A. 传动轴 B. 转轴 C. 心轴 D. 偏向轴 【答案】C 【解析】心轴用于支承转动零件，本身不传递转矩，只承受弯矩，故选C。 7. 自行车轮轴和铁路机车的轮轴属于（ ） A. 转轴 B. 传动轴 C. 心轴 D. 挠性钢丝轴 【答案】C 【解析】心轴：工作时只承受弯矩，起支承作用 ，传动轴：工作时只承受扭矩，不承受弯矩或承受很小的弯矩，仅起传递动力的作用；转轴 ：既承受弯矩又承受扭矩，既起支承作用又起传递动力的作用。自行车轮轴和铁路机车的轮轴属于心轴。 8. 既传递转矩又承受弯矩的轴是（ ） A. 传动轴 B. 转轴 C. 心轴 D. 光轴 【答案】B 9. 在齿轮减速器的高速轴和低速轴中，既支承齿轮又传递转矩的轴属于（ ） A. 曲轴 B. 心轴 C. 软轴 D. 转轴 【答案】D 【解析】减速器高速轴和低速轴上装有齿轮，工作时既承受齿轮啮合力产生的弯矩，又传递动力产生的转矩，因此属于转轴。心轴不传递转矩，软轴和曲轴不是普通齿轮减速器中的常用轴型。 10. 大型减速器在满足强度和刚度要求时，有时将低速轴设计为空心轴，其主要目的是（ ） A. 减轻质量并节约材料 B. 增大齿轮啮合间隙 C. 取消轴承支承作用 D. 改变箱体安装方式 【答案】A 【解析】空心轴在外径较大时仍能保持较好的抗扭和抗弯能力，同时可减轻质量并节约材料，适用于部分大型减速器结构。它不能用来增大齿轮间隙，也不能取消轴承支承或随意改变箱体安装方式。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 11. 减速器中齿轮与轴采用平键连接时，平键主要用于周向固定和传递转矩，不能单独承担较大的轴向力。（ ） 【答案】正确 【解析】平键连接依靠键的侧面传递转矩，主要实现轴与齿轮的周向固定。齿轮的轴向定位通常还需要轴肩、套筒、挡圈或端盖等结构完成。 12. 在减速器轴系中，套筒常用于齿轮、轴承等零件的轴向定位，尤其适合转速较低且零件间距较小的场合。（ ） 【答案】正确 【解析】套筒可放在相邻零件之间，用来保持轴向位置和安装间距，结构简单、装拆方便。高速轴上若套筒过长或配合不当，容易影响运转稳定性，因此应结合转速和结构条件选用。 13. 汽车传动轴安装后，两连接轴必须保持严格平行，否则无法传递动力（ ） 【答案】错误 【解析】传动轴通过万向节连接，允许两轴存在一定夹角和位置偏移，即使不平行也能正常传递动力，适应车辆复杂工况。 14. 减速器轴端采用圆锥面配合安装联轴器或带轮时，圆锥面固定通常适用于轴端位置，而不适合任意轴段。（ ） 【答案】正确 【解析】圆锥面配合常用于轴端零件的定位和夹紧，具有定心性好、装拆方便等特点。若放在轴的任意中间位置，会受到装配空间和轴向压紧条件限制，不符合其典型应用方式。 15. 在齿轮减速器中，安装齿轮并传递动力的转轴通常既承受转矩，又因齿轮啮合力和支承反力承受弯矩。（ ） 【答案】正确 【解析】减速器中的转轴既要传递动力产生转矩，又会受到齿轮啮合力和轴承支承反力作用而产生弯矩，因此不能认为转轴只受扭转作用。 16. 在减速器中，用来支承空套齿轮且随齿轮一起转动的转动心轴，主要承受弯矩，一般不传递转矩。（ ） 【答案】正确 【解析】心轴的作用是支承回转零件，转动心轴虽然随零件一起转动，但不承担传递转矩的主要任务，受力特点以弯矩为主。 17. 下图为某减速器轴及轴上零件的结构简图，A段装有件1(两个圆螺母)，B段装有件2(轴承)，C段装有件3(直齿圆柱齿轮)，D段装有件4(套筒)和件2(轴承)，F段装有件5(带轮)。 判断下面小题。 （1）此轴在工作时传递动力与运动，受到转矩与弯矩作用，属于典型的传动轴。（ ） （2）A段用两个圆螺母进行轴向固定，主要目的是加强螺母的固定强度，防止滑牙。（ ） （3）如件2轴承的代号为6210，则此轴承为深沟球轴承，轴承公称内径为50 mm。（ ） （4）件5为V型腹板带轮，如用于一般场合，应选用铸钢材料制造。（ ） 【答案】错误 18. 减速器中的轴不仅用于传递运动和转矩，还用于支承齿轮、带轮等回转零件。（ ） 【答案】正确 【解析】减速器轴系中的轴通常同时承担传递动力和支承回转零件的作用，若只强调传递转矩而忽略支承作用是不完整的。 19. 减速器中受力较小、工作条件不重要的辅助轴，可根据使用要求选用45钢制造。（ ） 【答案】正确 【解析】45钢具有较好的综合力学性能，是轴类零件常用材料。对于减速器中受力较小或要求不高的轴，选用45钢通常能够满足使用要求。 20. 减速器输入轴和输出轴等承载轴类零件，常用材料通常包括碳素钢和合金钢。（ ） 【答案】正确 【解析】减速器轴类零件需要具有一定强度、刚度和耐磨性，工程中常选用碳素钢或合金钢制造，以满足传递动力和支承零件的要求。 三、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 在减速器轴系中，用于支承惰轮而不传递转矩的心轴，按工作时是否转动可分为______和______。 【答案】固定心轴；转动心轴 【解析】心轴按工作时的转动状态分类，可分为固定心轴和转动心轴。二者都主要用于支承回转零件，区别在于心轴本身是否随零件转动。 22. 轴按承受载荷的不同，可分为心轴、______和______。 【答案】① 传动轴 ② 转轴 23. 减速器中的轴是支承齿轮并传递运动和转矩的重要零件，常用材料有______和______，其次可采用______。 【答案】碳素钢；合金钢；球墨铸铁 【解析】减速器轴类零件对强度、刚度和耐磨性有要求，常用材料为碳素钢和合金钢。某些受力条件适合时，也可采用球墨铸铁制造。 24. 减速器轴上齿轮采用轴肩或轴环定位时，为保证齿轮端面紧靠定位面，应使轴肩过渡圆角半径r______齿轮孔口倒角半径R，或使r______孔口圆角尺寸C。 【答案】小于；小于 【解析】轴肩过渡圆角过大时会与齿轮孔口倒角或圆角发生干涉，使齿轮端面不能可靠贴紧定位面。因此设计时应满足r小于R或r小于C。 25. 轴按承受载荷的不同，可分为心轴、______和转轴。 【答案】传动轴 26. 减速器轴端用圆螺母固定齿轮或轴承时，在轴上切制螺纹会使轴的强度______；为防止圆螺母松脱，常配用______。 【答案】降低；止动垫圈 【解析】轴端切制螺纹会削弱轴的截面并产生应力集中，使轴的强度降低。圆螺母用于轴向固定时通常配用止动垫圈，以提高防松可靠性。 27. 为保证减速器中齿轮、轴承等轴上零件位置可靠，轴上零件的固定通常包括______固定和______固定两种。 【答案】轴向；周向 【解析】减速器轴上零件既要防止沿轴线方向窜动，又要防止相对轴发生转动。因此通常需要进行轴向固定和周向固定。 28. 下图为电瓶车传动示意图，根据图填空。 I是______轴， II是______轴， III是______ 轴， IV是______轴， V是______轴，VI是______轴。 【答案】① 转 ② 心 ③ 转 ④ 传动 ⑤ 转 ⑥ 心 【解析】心轴主要承受弯矩，不传递扭矩。 转轴既承受弯矩又承受扭矩。 传动轴主要传递扭矩，不承受或很少承受弯矩。 29. 在带式输送机减速器传动系统中，若某根轴仅通过联轴器传递电动机输出的转矩，基本不安装齿轮、带轮等受径向力的零件，则按受载性质该轴称为______。 【答案】传动轴 【解析】传动轴的主要作用是传递转矩，通常不承受弯矩或只承受很小弯矩。题干中的轴仅通过联轴器传递转矩，符合传动轴的受力特点。 30. 在一级齿轮减速器中，安装齿轮并传递动力的输入轴和输出轴通常既承受齿轮啮合力产生的弯矩，又承受传递功率产生的转矩，按受载性质称为______；只支承惰轮而不传递转矩的固定轴称为______；仅通过联轴器传递转矩的轴称为______。 【答案】转轴、心轴、传动轴 【解析】减速器中安装齿轮并传递动力的轴同时承受弯矩和转矩，属于转轴。只起支承作用而不传递转矩的轴属于心轴，只传递转矩而弯矩很小的轴属于传动轴。 四、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 31. 某减速器输入轴转速为1440 r/min，输出轴转速为240 r/min。计算该减速器的传动比。 【答案】传动比为6。 计算过程：。 【解析】减速器传动比按输入轴转速与输出轴转速之比计算，输入转速高于输出转速，因此传动比大于1。 32. 某单级齿轮减速器主动齿轮齿数为20，从动齿轮齿数为80。若主动齿轮转速为960 r/min，计算传动比和从动齿轮转速。 【答案】传动比为4，从动齿轮转速为240 r/min。 计算过程：；。 【解析】外啮合齿轮传动中，传动比可用从动轮齿数与主动轮齿数之比计算，再由传动比求输出转速。 33. 某两级减速器第一级传动比为3，第二级传动比为4，输入转速为1200 r/min。计算总传动比和输出转速。 【答案】总传动比为12，输出转速为100 r/min。 计算过程：；。 【解析】多级减速器总传动比等于各级传动比的乘积，输出转速等于输入转速除以总传动比。 34. 某减速器输入功率为5 kW，输入转速为960 r/min，总传动比为4，传动效率为0.90。计算输出转速和输出功率。 【答案】输出转速为240 r/min，输出功率为4.5 kW。 计算过程：；。 【解析】输出转速由传动比确定，输出功率需考虑传动效率，效率小于1时输出功率小于输入功率。 35. 某减速器输出轴传递功率为3 kW，输出转速为150 r/min。若按公式 计算转矩，求输出轴转矩；若许用转矩为180 N·m，判断该轴是否满足要求。 【答案】输出轴转矩为191 N·m，不满足要求。 计算过程：。因为191 N·m大于180 N·m，所以该轴许用转矩不足。 【解析】先由功率和转速计算轴上转矩，再与许用转矩比较。计算值超过许用值，说明轴在该工况下存在强度风险。 五、简答题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 36. 简述减速器在机械传动系统中的主要作用。 【答案】（1）降低工作机所需转速，使原动机转速与工作机转速相匹配。 （2）增大输出转矩，提高工作机获得的驱动力矩。 （3）改变动力传递方向或布置形式，便于设备总体结构安排。 （4）使传动平稳可靠，便于实现封闭润滑和安全防护。 【解析】减速器通常安装在原动机与工作机之间，核心作用是通过传动比实现降速增矩，并改善传动布置和运行可靠性。 37. 简述减速器日常维护的主要内容。 【答案】（1）检查润滑油油位和油质，按规定补充或更换润滑油。 （2）检查箱体、端盖和油封处是否漏油，发现渗漏应及时处理。 （3）检查运行时的温升、噪声和振动，判断齿轮、轴承是否异常。 （4）检查连接螺栓、联轴器和地脚螺栓是否松动，并按要求紧固。 【解析】减速器维护应围绕润滑、密封、紧固和运行状态检查展开，防止因缺油、松动或轴承齿轮损伤造成故障扩大。 38. 下图为CA6140车床主轴，以此为例进行机床主轴选材分析。 【答案】选材时，先分析轴的受力情况。轴受交变弯曲和扭转复合应力，载荷和转速不高，冲击载荷不大，故材料具有一般综合力学性能即可；大端轴颈、锥孔与卡盘、顶尖间有摩擦，故材料要有较高硬度和耐磨性。CA6140车床主轴用优质碳素结构钢（45钢）制造，载荷较大的主轴或精密机械等用合金调质钢（40Cr钢）制造。 39. 简述减速器中轴的主要作用，并说明减速器常见工作轴按受载性质通常属于哪一类。 【答案】（1）轴用于支承齿轮、联轴器等旋转零件，使其保持确定的工作位置。 （2）轴用于传递运动和转矩，使动力由输入端传到输出端。 （3）减速器中安装齿轮并传递动力的输入轴、中间轴和输出轴通常属于转轴。 （4）转轴在工作时既承受齿轮啮合力产生的弯矩，又承受传递功率产生的转矩。 【解析】减速器依靠轴和齿轮实现降速增矩，轴既要保证齿轮位置正确，又要完成动力传递。减速器常见工作轴因同时承受弯矩和转矩，应按转轴理解，不能简单归为只传递转矩的传动轴。 40. 某单级圆柱齿轮减速器用于普通输送设备，输入轴和输出轴需长期支承齿轮并传递转矩。说明选择该类减速器轴材料时应考虑的主要因素，并列举常用材料。 【答案】（1）应考虑轴所承受的弯矩和转矩大小，保证具有足够的强度和刚度。 （2）应考虑轴颈、键槽等部位的耐磨性、疲劳强度和冲击韧性要求。 （3）应结合转速、载荷平稳程度、热处理条件和经济性进行选择。 （4）普通减速器轴常用45钢，经调质或正火处理后使用；载荷较大或要求较高时可选用40Cr等合金结构钢并进行适当热处理。 【解析】减速器轴通常为转轴，工作中同时承受弯曲和扭转作用，因此材料选择要兼顾强度、刚度、耐磨性和疲劳性能。45钢适用于一般用途，40Cr适用于载荷较大或性能要求较高的减速器轴。 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 $