第5卷 齿轮传动的维护与蜗杆传动 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） 齿轮传动的维护与蜗杆传动 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. 齿轮的失效分析中，哪种失效形式与齿轮的硬度无关？（ ） A. 齿面点蚀 B. 齿面磨损 C. 轮齿折断 D. 齿面胶合 【答案】C 【解析】轮齿折断通常与齿轮的韧性有关，而不是硬度，尽管硬度也会影响疲劳强度 。 2. 圆周速度大于______的齿轮传动，应采用喷油润滑。（ ） A. 1m/s B. 10m/s C. 30m/s D. 50m/s 【答案】B 【解析】齿轮圆周速度较高时，啮合冲击和摩擦发热明显增大，必须采用润滑效果更好的喷油润滑，以便把润滑油直接喷到啮合区，形成较稳定的油膜，降低磨损、温升和胶合风险。一般在圆周速度大于1m/s后，就应考虑采用喷油润滑，因此本题选B。 3. 图示的齿轮传动，润滑条件良好，灰沙不易进入，安装精确，应用广泛的是（ ） A. 开式齿轮传动 B. 闭式齿轮传动 C. 半开式齿轮传动 D. 齿轮齿条传动 【答案】B 【解析】图示齿轮封闭在箱体内，故为闭式齿轮传动 。 4. 齿轮传动中，使用润滑油的主要目的是（ ） A. 减少齿面摩擦 B. 增加齿面摩擦 C. 降低制造成本 D. 增加噪音 【答案】A 【解析】润滑油的主要目的是减少齿面摩擦。 5. 闭式齿轮传动维护中，若发现润滑油乳化并伴有齿面轻微锈蚀，较合理的处理方法是（ ） A. 继续运行观察噪声变化 B. 更换润滑油并检查密封 C. 增大载荷促进齿面磨合 D. 拆除箱盖改善内部散热 【答案】B 【解析】润滑油乳化通常说明油中混入水分，会降低润滑性能并引起齿面锈蚀。维护时应更换合格润滑油，同时检查密封和进水原因，防止故障继续扩大。 6. 计算蜗杆传动的传动比时，公式______是错误的。（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】蜗杆传动的传动比可表示为 i=ω1/ω2=n1/n2=，其中1表示蜗杆，2表示蜗轮。选项A、B、D都属于蜗杆传动比的正确表达形式；而 i=d1/d2 只是直径之比，不能表示蜗杆传动的传动比，所以C是错误公式，答案选C。 7. 下图所示的蜗杆布置方式的主要优点为（ ） A. 便于安装散热装置 B. 传动效率高 C. 结构更紧凑 D. 润滑条件好 【答案】D 【解析】图中所示为下置式蜗杆，其浸在润滑油中，自然形成油浴润滑，润滑条件优于上置式，可有效减少磨损。 8. 蜗轮蜗杆传动的效率一般在（ ） A. 80%-90% B. 60%-70% C. 40%-50% D. 20%-30% 【答案】A 【解析】蜗轮蜗杆传动的效率一般在80%-90%。 9. 为了提高蜗杆传动的效率，应优先选用______头蜗杆。（ ） A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 【答案】D 【解析】蜗杆头数越多，传动效率越高，在 1 - 4 头数范围内，4 头蜗杆传动效率相对更高，选 D。 10. 在蜗杆传动中，其他条件相同，若增加蜗杆导程角，蜗杆传动效率（ ） A. 增加 B. 减小 C. 不变 D. 可能提高，也可能减小 【答案】A 【解析】在蜗杆传动中，导程角增大时，蜗杆与蜗轮接触处的滑动作用相对减弱，摩擦损失减少，因此传动效率会提高。导程角越大，越有利于降低摩擦和提高效率，所以本题选A。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 11. 齿面疲劳点蚀是开式齿轮传动的主要失效形式（ ） 【答案】错误 【解析】开式齿轮传动的主要失效形式是齿面磨损。 在齿轮传动中，由于硬的颗粒进入齿面引起的磨粒磨损，由于两齿面存在相互相对滑动摩擦引起的研磨磨损。齿面磨损后，齿廓失去正确形状，引起冲击、振动和噪声，磨损严重时，由于齿厚减薄而可能发生轮齿折断。 故错误 12. 齿面胶合只发生在高速重载齿轮传动中。（ ） 【答案】错误 【解析】虽然高速重载易出现胶合，但低速重载、润滑不良等情况下也可能发生齿面胶合。 13. 下图为蜗杆传动压力喷油冷却系统，其中压力喷油冷却通过油泵强制供油，能有效提高蜗杆传动的散热效果（ ） 【答案】正确 【解析】在该系统中压力喷油冷却利用油泵强制喷油，增加油的循环和散热效率，有效降低蜗杆传动温度。 14. 为防止点蚀，可以采用合适的材料及齿面硬度、减小表面粗糙度等方法。（ ） 【答案】正确 【解析】点蚀属于齿面接触疲劳失效，改善材料和提高齿面硬度可以提高接触疲劳强度，减小表面粗糙度可以改善润滑条件、降低局部应力集中，从而减少点蚀发生。因此题干所述措施是正确的。 15. 齿轮啮合时，有顶隙的主要作用是存储润滑油。（ ） 【答案】错误 【解析】齿轮啮合时设置顶隙，主要是为了避免齿顶与对方齿槽底部发生干涉或顶死，并补偿制造误差、安装误差和热膨胀引起的不利影响。存储润滑油不是顶隙的主要作用，因此题干说法错误。 16. 在润滑良好的闭式齿轮传动中，齿面疲劳点蚀失效不会发生。（ ） 【答案】错误 【解析】对于闭式软齿面(齿面硬度≤350HBW)齿轮传动，齿面点蚀是最主要的失效形式。齿面抗点蚀能力主要与齿面硬度有关,齿面硬度越高， 抗点蚀能力越强。设计时应合理选择齿轮参数，采用合适 的材料和齿面硬度,使接触应力不超过材料的许用应力。 17. 蜗轮的转向可由蜗杆的转向和螺旋线方向用左、右手定则来判断。下图所示为左旋蜗杆用左手，弯曲四指表示蜗杆转向（ ） 【答案】错误 【解析】图中为右旋蜗杆，应该用右手判断，弯曲四指表示蜗杆转向。 18. 适当提高齿面硬度，可以有效防止齿轮的各种齿面失效形式。（ ） 【答案】正确 【解析】适当提高齿面硬度，可以有效防止齿轮的各种齿面失效形式。 19. 齿面点蚀通常首先出现在靠近节线的齿根面上。（ ） 【答案】正确 【解析】齿面点蚀通常首先出现在靠近节线的齿根面上 20. 圆柱蜗杆传动和环面蜗杆传动结构完全一样。（ ） 【答案】错误 【解析】环面蜗杆传动的蜗杆呈环面状，和圆柱蜗杆传动的圆柱蜗杆在结构上差异明显，所以错误。 三、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 齿轮的齿面接触疲劳强度主要取决于______和______。 【答案】① 分度圆直径 ② 齿宽 【解析】分度圆直径和齿宽是影响齿面接触疲劳强度的主要因素。 22. 当齿轮圆周速度v＜12m/s时，常用的润滑方法是______ 。 【答案】油浴润滑 【解析】油浴润滑适合较低圆周速度，通过齿轮浸在油池中，在转动时带起润滑油实现润滑，成本较低且效果较好。 23. 闭式齿轮传动的润滑方式一般有浸油润滑和______。 【答案】喷油润滑 【解析】闭式齿轮传动在箱体内，浸油润滑是齿轮部分浸入油池中，简单但高速时搅油损失大；喷油润滑是通过油泵将油喷到啮合区等部位，适用于高速、重载，保证良好润滑、散热。 24. 环面蜗杆传动相比圆柱蜗杆传动，______能力更强。 【答案】承载 【解析】环面蜗杆传动接触面积大，能承受更大的载荷，所以填承载。 25. 蜗杆头数z1的值的范围通常为______，杆传动的传动比______，结构______。 【答案】① 1~4 ② 大 ③ 紧凑 【解析】蜗杆头数通常为1~4头，头数较少时可获得较大的传动比。蜗杆传动因此具有传动比大、结构紧凑等特点。题中三空依次应填：1~4、大、紧凑。 26. 蜗杆传动啮合条件是：在中间平面内蜗杆的______模数和蜗轮的______模数应相等，并为标准值。 【答案】① 轴向 ② 端面 【解析】蜗杆传动正确啮合时，在中间平面内蜗杆的轴向模数应等于蜗轮的端面模数，并且均应取标准值；同时蜗杆的轴向压力角应等于蜗轮的端面压力角。这样才能保证两者几何参数匹配，形成正确啮合。 27. 蜗轮蜗杆传动的润滑方式主要有______和______。 【答案】① 油池润滑 ② 喷油润滑 【解析】蜗杆传动由于滑动较大、发热较多，常用的润滑方式主要是油池润滑和喷油润滑。油池润滑适用于速度较低、发热较小的场合；喷油润滑适用于速度较高、发热较大的场合，可更有效地冷却和润滑啮合区。 28. 在生产实际中，常采用增大______的方式来提高蜗轮蜗杆传动的承载能力。 【答案】蜗杆的直径系数 【解析】在生产实际中，常采用增大蜗杆直径系数的方式来提高蜗轮蜗杆传动的承载能力。 29. 蜗杆传动常用于传递空间交错两轴之间的运动和动力，且蜗杆通常为______件。 【答案】主动 【解析】在蜗杆传动中，一般由蜗杆作为主动件带动蜗轮转动，这是其常见的传动方式。 30. 在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，则传动效率越______，自锁性越______，一般蜗杆头数常取z1=___。 【答案】① 低 ② 强 ③ 1～4 【解析】蜗杆头数越少，则传动效率越低。 蜗杆头数越少，则自锁性越强。一般蜗杆头数常取值为1到4。单头蜗杆（头数为1）自锁性好，但效率低，适用于需要自锁功能的场合，如升降机构。多头蜗杆（头数为2或更多）传动效率，但自锁性较差，适用于需要高效率传动的场合。 四、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 31. 某蜗杆减速器用于机床进给机构，蜗杆为单头，蜗轮齿数为40，蜗杆转速为1200 r/min。计算该蜗杆传动的传动比和蜗轮转速。 【答案】传动比为40；蜗轮转速为30 r/min。 【解析】单头蜗杆传动的传动比为蜗轮齿数除以蜗杆头数，因此传动比为40除以1，结果为40。蜗轮转速为蜗杆转速除以传动比，即1200除以40，结果为30 r/min。 32. 某蜗杆传动中，蜗杆为单头，蜗轮齿数为48，蜗杆转速为1450 r/min，输入功率为2.0 kW，传动效率为0.85。计算传动比、蜗轮转速和输出功率。 【答案】传动比为48；蜗轮转速约为30.2 r/min；输出功率为1.7 kW。 【解析】单头蜗杆传动中，传动比 i=48。蜗轮转速 n2=n1/i=1450/48≈30.2 r/min。输出功率按效率计算，P2=P1η=2.0×0.85=1.7 kW。三项结果分别为：48、30.2 r/min、1.7 kW。 33. 在齿轮传动维护中，已知某直齿圆柱齿轮副的中心距为160 mm，模数为4 mm，小齿轮齿数为24。计算大齿轮的齿数。 【答案】大齿轮齿数为56。 【解析】标准直齿圆柱齿轮副的中心距公式为 a=m(2。代入已知数据得 160=4(24+2，化简后可得 160=2(24+，所以 80=24+，进而 。因此大齿轮齿数为56。 34. 某齿轮副检修时测得齿侧间隙为0.46 mm，规定的齿侧间隙上限为0.35 mm。计算超出上限多少，并判断是否需要调整。 【答案】超出0.11 mm；需要调整。 【解析】齿侧间隙实测值为0.46 mm，规定上限为0.35 mm，超出量为0.46-0.35=0.11 mm。由于齿侧间隙超过允许上限，说明啮合过松，会影响传动精度和接触状态，因此需要进行调整或检修。 35. 某两级传动装置中，一级为直齿圆柱齿轮传动，传动比为4；二级为单头蜗杆传动，蜗轮齿数为40。若输入转速为960 r/min，输入功率为3.0 kW，蜗杆传动效率为0.8，求总传动比、输出转速和输出功率。 【答案】总传动比为160；输出转速为6 r/min；输出功率为2.4 kW。 【解析】总传动比等于各级传动比的乘积。一级直齿圆柱齿轮传动比为4，二级单头蜗杆传动中传动比等于蜗轮齿数，即40，所以总传动比 i=4×40=160。输出转速 n=960/160=6 r/min。若只考虑蜗杆传动效率0.8，则输出功率 P=3.0×0.8=2.4 kW。 五、简答题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 36. 齿轮传动中为什么要使用润滑？ 【答案】润滑可以减少齿轮啮合时的摩擦和磨损，降低工作温度，防止齿面点蚀和胶合，从而延长齿轮的使用寿命。 【解析】齿轮传动需要润滑，主要是为了减少齿面间的摩擦和磨损，降低啮合温度，减小功率损失，防止齿面点蚀、胶合等失效，并提高传动效率和使用寿命。良好的润滑还能起到清洁、缓冲和一定防锈作用，因此润滑是齿轮传动维护中的重要措施。 37. 一台闭式齿轮减速器运行中出现噪声增大、箱体温升偏高，检查发现油位偏低且润滑油颜色变深。简述维护检查和处理措施，至少写出4点。 【答案】（1）停机并切断电源，待设备安全后再进行检查，避免带故障继续运行。 （2）检查油位和油质，按规定牌号补充或更换润滑油，必要时清洗箱体内部。 （3）检查齿面是否有点蚀、胶合、磨损或断齿，判断齿轮啮合状态是否正常。 （4）检查轴承、轴端密封和紧固件，排除轴承损坏、漏油和连接松动等问题。 （5）处理后进行空载或轻载试运转，确认温升、噪声和润滑状态正常后再投入使用。 【解析】闭式齿轮传动维护应围绕安全停机、润滑状态、齿面失效、支承密封和试运转确认等方面展开。油位低和油质变差会造成润滑不良，进而引起噪声、温升和齿面损伤，因此处理时不能只补油，还应查明故障原因。 38. 判断下图属于哪种失效形式，并提出避免措施。 【答案】答：该图属于轮齿折断。 避免措施：选择适当的模数和齿宽，采用合适的材料及热处理方法，齿根圆角不宜过小，应有一定要求的表面粗糙度，使齿根危险截面处的弯曲应力最大值不超过许用应力值 39. 常见的齿轮失效形式有哪些？ 【答案】轮齿折断、齿面损伤，其中齿面损伤又分为齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损和齿面塑变。 【解析】常见的齿轮失效形式主要有两大类：轮齿折断和齿面损伤。齿面损伤又包括齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损和齿面塑性变形等。点蚀多属于接触疲劳失效，胶合多与润滑不良和温升过高有关，磨损常与杂质、润滑不良有关，塑性变形则多因材料强度不足或载荷过大引起。 40. 蜗杆传动正确啮合的条件 【答案】1、在中间平面内蜗杆的轴向模数等于蜗轮的端面模数 mx1=mt2；2、在中间平面内蜗杆的轴向压力角等于蜗轮的端面压力角 αx1=αt2；3、蜗杆的导程角等于蜗轮的螺旋角，且旋向相同 λ1=β2 【解析】蜗杆传动要实现正确啮合，必须满足三项几何条件：一是在中间平面内蜗杆的轴向模数等于蜗轮的端面模数；二是在中间平面内蜗杆的轴向压力角等于蜗轮的端面压力角；三是蜗杆导程角等于蜗轮螺旋角，且两者旋向相同。只有参数匹配，蜗杆与蜗轮才能正确配合并平稳传动。 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） 齿轮传动的维护与蜗杆传动 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. 齿轮的失效分析中，哪种失效形式与齿轮的硬度无关？（ ） A. 齿面点蚀 B. 齿面磨损 C. 轮齿折断 D. 齿面胶合 2. 圆周速度大于______的齿轮传动，应采用喷油润滑。（ ） A. 1m/s B. 10m/s C. 30m/s D. 50m/s 3. 图示的齿轮传动，润滑条件良好，灰沙不易进入，安装精确，应用广泛的是（ ） A. 开式齿轮传动 B. 闭式齿轮传动 C. 半开式齿轮传动 D. 齿轮齿条传动 4. 齿轮传动中，使用润滑油的主要目的是（ ） A. 减少齿面摩擦 B. 增加齿面摩擦 C. 降低制造成本 D. 增加噪音 5. 闭式齿轮传动维护中，若发现润滑油乳化并伴有齿面轻微锈蚀，较合理的处理方法是（ ） A. 继续运行观察噪声变化 B. 更换润滑油并检查密封 C. 增大载荷促进齿面磨合 D. 拆除箱盖改善内部散热 6. 计算蜗杆传动的传动比时，公式______是错误的。（ ） A. B. C. D. 7. 下图所示的蜗杆布置方式的主要优点为（ ） A. 便于安装散热装置 B. 传动效率高 C. 结构更紧凑 D. 润滑条件好 8. 蜗轮蜗杆传动的效率一般在（ ） A. 80%-90% B. 60%-70% C. 40%-50% D. 20%-30% 9. 为了提高蜗杆传动的效率，应优先选用______头蜗杆。（ ） A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 10. 在蜗杆传动中，其他条件相同，若增加蜗杆导程角，蜗杆传动效率（ ） A. 增加 B. 减小 C. 不变 D. 可能提高，也可能减小 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 11. 齿面疲劳点蚀是开式齿轮传动的主要失效形式（ ） 12. 齿面胶合只发生在高速重载齿轮传动中。（ ） 13. 下图为蜗杆传动压力喷油冷却系统，其中压力喷油冷却通过油泵强制供油，能有效提高蜗杆传动的散热效果（ ） 14. 为防止点蚀，可以采用合适的材料及齿面硬度、减小表面粗糙度等方法。（ ） 15. 齿轮啮合时，有顶隙的主要作用是存储润滑油。（ ） 16. 在润滑良好的闭式齿轮传动中，齿面疲劳点蚀失效不会发生。（ ） 17. 蜗轮的转向可由蜗杆的转向和螺旋线方向用左、右手定则来判断。下图所示为左旋蜗杆用左手，弯曲四指表示蜗杆转向（ ） 18. 适当提高齿面硬度，可以有效防止齿轮的各种齿面失效形式。（ ） 19. 齿面点蚀通常首先出现在靠近节线的齿根面上。（ ） 20. 圆柱蜗杆传动和环面蜗杆传动结构完全一样。（ ） 三、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 齿轮的齿面接触疲劳强度主要取决于______和______。 22. 当齿轮圆周速度v＜12m/s时，常用的润滑方法是______ 。 23. 闭式齿轮传动的润滑方式一般有浸油润滑和______。 24. 环面蜗杆传动相比圆柱蜗杆传动，______能力更强。 25. 蜗杆头数z1的值的范围通常为______，杆传动的传动比______，结构______。 26. 蜗杆传动啮合条件是：在中间平面内蜗杆的______模数和蜗轮的______模数应相等，并为标准值。 27. 蜗轮蜗杆传动的润滑方式主要有______和______。 28. 在生产实际中，常采用增大______的方式来提高蜗轮蜗杆传动的承载能力。 29. 蜗杆传动常用于传递空间交错两轴之间的运动和动力，且蜗杆通常为______件。 30. 在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，则传动效率越______，自锁性越______，一般蜗杆头数常取z1=___。 四、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 31. 某蜗杆减速器用于机床进给机构，蜗杆为单头，蜗轮齿数为40，蜗杆转速为1200 r/min。计算该蜗杆传动的传动比和蜗轮转速。 32. 某蜗杆传动中，蜗杆为单头，蜗轮齿数为48，蜗杆转速为1450 r/min，输入功率为2.0 kW，传动效率为0.85。计算传动比、蜗轮转速和输出功率。 33. 在齿轮传动维护中，已知某直齿圆柱齿轮副的中心距为160 mm，模数为4 mm，小齿轮齿数为24。计算大齿轮的齿数。 34. 某齿轮副检修时测得齿侧间隙为0.46 mm，规定的齿侧间隙上限为0.35 mm。计算超出上限多少，并判断是否需要调整。 35. 某两级传动装置中，一级为直齿圆柱齿轮传动，传动比为4；二级为单头蜗杆传动，蜗轮齿数为40。若输入转速为960 r/min，输入功率为3.0 kW，蜗杆传动效率为0.8，求总传动比、输出转速和输出功率。 五、简答题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 36. 齿轮传动中为什么要使用润滑？ 37. 一台闭式齿轮减速器运行中出现噪声增大、箱体温升偏高，检查发现油位偏低且润滑油颜色变深。简述维护检查和处理措施，至少写出4点。 38. 判断下图属于哪种失效形式，并提出避免措施。 39. 常见的齿轮失效形式有哪些？ 40. 蜗杆传动正确啮合的条件 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 $