第20卷 机械传动（下）——齿轮啮合、装配与维护 山东省（高职分类考试）《机械基础》（高教版·第3版） 单元过关卷

山东省（高职分类考试）考纲百套卷 第20卷 机械传动（下）——齿轮啮合、装配与维护 单元过关卷《机械基础》机械制造类 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20小题，每题3分，共60分） 1. 用一对齿轮传递两转向相同的平行轴之间的运动时，宜采用______传动（ ） A. 内啮合 B. 外啮合 C. 齿轮齿条 D. 圆锥齿轮 【答案】A 【解析】内啮合圆柱齿轮传动两齿轮的转向相同。 2. 关于一对相互啮合的直齿圆柱齿轮，下列说法错误的是（ ） A. 小齿轮齿廓弯曲，大齿轮齿廓平直 B. 小齿轮基圆齿厚小，大齿轮基圆齿厚大 C. 小齿轮齿顶圆压力角小，大齿轮齿顶圆压力角大 D. 小齿轮转速高，大齿轮转速低 【答案】C 【解析】相互啮合的标准直齿圆柱齿轮模数和压力角相同，但由于齿数不同，小齿轮的基圆半径和齿顶圆半径相对较小，其齿廓弯曲程度较大；大齿轮齿廓相对平直。基圆上的齿厚与齿轮尺寸有关，小齿轮较小、大齿轮较大。渐开线齿轮在齿顶圆处的压力角随齿顶圆半径增大而减小，因此小齿轮齿顶圆压力角通常大于大齿轮，而不是小于大齿轮。外啮合时两轮转向相反，且小齿轮转速高、大齿轮转速低。因此错误的是C。 3. 两个相互啮合的标准直齿圆柱齿轮，传动比不等于1,则下列几何尺寸中不相同的是( ) A. 分度圆齿厚 B. 齿顶高 C. 分度圆直径 D. 全齿高 【答案】C 【解析】标准直齿圆柱齿轮的分度圆齿厚s=πm/2，齿顶高ha=m，齿根高hf=1.25m，全齿高h=2.25m。这些尺寸只由模数决定，因此两个齿轮的分度圆齿厚、齿顶高和全齿高相同。分度圆直径d=mz，因两齿轮传动比不等于1，齿数不同，所以分度圆直径不同。因此选C。 4. 一对标准直齿圆柱齿轮啮合传动，大小两齿轮的齿根圆齿厚相比较，结论是（ ） A. 大齿轮的厚 B. 齿根圆齿厚相同 C. 小齿轮的厚 D. 视具体情况而定 【答案】A 【解析】两齿轮模数和齿形角相同，齿根圆处的齿厚与齿轮的分度圆半径及齿数有关。对相同模数而齿数不同的一对标准齿轮，齿数较大的大齿轮在齿根圆处的圆周齿厚较大。因此大齿轮的齿根圆齿厚较厚，选A。 5. 齿轮传动中，齿轮两轴线平行的是（ ） A. 圆柱齿轮 B. 锥齿轮 C. 蜗轮蜗杆 D. 齿轮齿条 【答案】A 【解析】齿轮传动中，齿轮两轴线平行的是圆柱齿轮。 6. 直齿圆柱齿轮传动，当齿轮直径不变，而减小模数增加齿数时，则（ ） A. 提高了齿轮的弯曲强度 B. 降低了轮齿的弯曲强度 C. 提高了轮齿的静强度 D. 降低了齿面的接触强度 【答案】B 【解析】齿轮直径不变时，减小模数意味着齿数增加。模数减小后，轮齿的尺寸特别是齿厚和齿根危险截面尺寸减小，在传递相同转矩时齿根弯曲应力增大，轮齿抗弯能力下降。因此轮齿的弯曲强度降低，选B。 7. 下图所示为标准直齿圆柱齿轮结构示意图，图中“a”表示（ ） A. 齿宽 B. 齿厚 C. 齿距 D. 齿高 【答案】A 【解析】齿宽是沿齿轮轴线方向测量的轮齿工作宽度，通常用b表示。齿厚是分度圆上一个轮齿所占的弧长，齿距是分度圆上相邻两齿同侧齿廓之间的弧长，齿高是齿顶圆与齿根圆之间的径向距离。根据图中a所示的轴向尺寸，a表示齿宽，因此选A。 8. 当时，齿轮的结构形式为（ ） A. 齿轮轴 B. 实心式齿轮 C. 腹板式齿轮 D. 轮辐式齿轮 【答案】B 【解析】齿轮结构形式通常根据齿顶圆直径da、轮毂尺寸和制造工艺确定。当齿顶圆直径da不大于160mm时，齿轮尺寸较小、轮缘不厚，通常采用整体制造的实心式齿轮。因此选B。 9. 齿轮材料选择时，从经济性角度考虑，对于一般用途的低速轻载齿轮，优先选用（ ） A. 合金钢 B. 优质碳素钢 C. 铸铁 D. 有色金属 【答案】C 【解析】铸铁成本相对较低，对于一般低速轻载齿轮，铸铁能满足使用要求，合金钢、优质碳素钢成本较高，有色金属更贵且通常不用在这类常规齿轮，所以选 C。 10. 齿轮的接触疲劳强度主要与_____有关。（ ） A. 模数 B. 齿数 C. 齿面硬度 D. 齿宽 【答案】C 【解析】齿面硬度直接影响接触疲劳强度，硬度越高，抵抗接触疲劳产生点蚀的能力越强，模数、齿数、齿宽对接触疲劳强度的影响不如齿面硬度直接，所以选 C。 11. 下列材料中，______适用于制造承受载荷较大又无剧烈冲击的齿轮。（ ） A. 45钢正火 B. 40Cr边面淬火 C. 20CrMnAlA 渗碳淬火 D. 38CrMOAIA氮化 【答案】C 【解析】20CrMnAlA属于低碳合金渗碳钢，渗碳淬火后齿面具有较高硬度和耐磨性，心部仍具有较好的韧性，适合制造承受较大载荷且无剧烈冲击的齿轮。45钢正火的强度和耐磨性相对较低；40Cr表面淬火适用于中等载荷等场合；氮化钢通常用于变形要求小、耐磨性要求高的齿轮。因此选C。 12. 齿轮传动中，什么是保证传动平稳性的重要因素？（ ） A. 齿轮的材料 B. 齿轮的模数 C. 齿轮的齿数 D. 齿轮的精度 【答案】D 【解析】齿轮的材料影响齿轮的耐磨性和抗疲劳性；齿轮的模数决定了齿轮的大小和承载能力；齿轮的齿数则影响齿轮的传动比和齿间距。这些因素不直接影响齿轮啮合时的平稳性。故选D 13. 齿轮传动中用于减小齿轮传动时的动力损失的技术是？（ ） A. 渐进分度 B. 换向制动 C. 双重齿轮 D. 润滑减摩 【答案】D 【解析】齿轮传动中常用的减小动力损失的技术包括优化润滑和减少齿轮之间的摩擦损失。 14. 下图所示为标准直齿圆柱齿轮结构示意图,图中“b”是（ ） A. 齿宽 B. 齿厚 C. 齿距 D. 齿高 【答案】C 【解析】齿距是在分度圆上相邻两齿同侧齿廓之间的弧长，通常用p表示，并满足p=πm。齿宽是轴向尺寸，齿厚是单个齿在分度圆上的弧长，齿高是齿顶圆与齿根圆之间的径向尺寸。根据图中b所指位置，b表示齿距，因此选C。 15. 已知一对标准直齿圆柱外齿轮的模数为4mm, 齿数z₁=18, z₂=36, 则正确安装的中心距为 （ ） A. 216mm B. 210mm C. 110mm D. 108mm 【答案】D 【解析】标准直齿圆柱外齿轮的正确安装中心距为两齿轮分度圆半径之和，即a=(d1+d2)/2=m(z1+z2)/2。代入m=4mm、z1=18、z2=36，得a=4×(18+36)/2=108mm。因此选D。 16. 齿轮的塑性变形通常发生在哪种齿轮材料条件下？（ ） A. 高强度钢 B. 低强度钢 C. 铸铁 D. 非金属材料 【答案】B 【解析】塑性变形通常发生在低强度钢材料的齿轮中，因为这种材料在高载荷下容易发生塑性变形 。 17. 齿轮的塑性变形通常与哪种工作载荷有关？（ ） A. 静态载荷 B. 动态载荷 C. 冲击载荷 D. 所有以上因素 【答案】C 【解析】塑性变形通常与冲击载荷有关，因为冲击载荷容易导致材料发生塑性变形。 18. 齿轮的接触疲劳失效通常发生在哪种工作条件下？（ ） A. 低载荷 B. 高载荷 C. 无冲击 D. 有冲击 【答案】B 【解析】接触疲劳失效通常发生在高载荷工作条件下，接触应力超过材料的疲劳极限 。 19. 齿轮的齿面磨损失效通常与哪种润滑状态有关？（ ） A. 充分润滑 B. 边界润滑 C. 干摩擦 D. 所有以上因素 【答案】B 【解析】齿面磨损失效通常与边界润滑状态有关，这是润滑不足和摩擦增加的过渡状态 20. 在齿轮传动中，齿轮的失效模式不包括（ ） A. 齿面磨损 B. 齿根断裂 C. 齿轮点蚀 D. 齿轮电蚀 【答案】D 【解析】齿轮传动中的常见失效模式包括齿面磨损、齿根断裂、齿轮点蚀。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 一对外啮合的齿轮传动，两轮的转向相同，传动比取正值。（ ） 【答案】错误 【解析】外啮合齿轮传动时，两齿轮在啮合点的切向速度方向相反，因此两轮转向相反，而不是相同。若传动比按转速比的大小表示，通常取正值；若按带有方向的角速度比表示，则外啮合传动比为负值。题干将两轮转向相同作为陈述内容，整体判断错误，因此答案为错误。 22. 一对渐开线齿轮啮合时，其标准中心距等于两轮分度圆半径之和。 （ ） 【答案】正确 【解析】标准安装的一对渐开线齿轮，其分度圆相切，啮合节点与两轮分度圆的切点重合。因此标准中心距等于两轮分度圆半径之和，即a=(d1+d2)/2=r1+r2，所以题干说法正确。 23. 一对标准安装的直齿圆柱齿轮，其中心距等于两齿轮分度圆半径之和。（ ） 【答案】正确 【解析】标准安装时，两齿轮的分度圆相切，中心距a=r1+r2（r1、r2分别为主动轮、从动轮分度圆半径），表述正确。 24. 正常渐开线直齿圆柱齿轮不发生跟切的条件是齿数不少于17齿。（ ） 【答案】正确 【解析】对于正常齿制、齿形角为20°的标准渐开线直齿圆柱齿轮，用标准齿条刀具加工时，最少不根切齿数约为17齿。因此齿数不少于17齿时，正常情况下不发生根切，题干说法正确。 25. 单个齿轮既有分度圆又有节圆（ ） 【答案】错误 【解析】节点、节圆和啮合角只有在一对齿轮啮合时才存在，一个齿轮没有节点，节圆和啮合角。 26. 标准直齿圆柱齿轮的齿顶高是模数的1倍。（ ） 【答案】正确 【解析】标准直齿圆柱齿轮的齿顶高是模数的1倍。 27. 下图所示的齿轮润滑方式适用于齿轮运转速度较大时，如v大于12m/s（ ） 【答案】错误 【解析】当齿轮速度较小(如0.5~0.8m/s)时，在多级齿轮传动中，当几个大齿轮直径不相等时，可以采用惰轮蘸油润滑。 28. 齿距是指在分度圆上，相邻两齿同侧齿廓之间的弧长。（ ） 【答案】正确 【解析】齿距是分度圆上相邻两齿对应位置之间的圆周距离，具体定义为分度圆上相邻两齿同侧齿廓之间的弧长，通常用p表示，且p=πm。因此题干表述正确。 29. 所有的碳素钢都适合制造齿轮。（ ） 【答案】错误 【解析】普通碳素钢如 Q235 等，强度、韧性等力学性能不能满足齿轮受力要求，只有部分优质碳素钢才适用，所以说法错误。 30. 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 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述斜齿圆柱齿轮传动中常见的几种失效形式。 【答案】斜齿圆柱齿轮传动中常见的几种失效形式包括：轮齿折断：通常发生在齿根部分，由于轮齿受到交变应力的作用而发生疲劳折断。齿面点蚀：在润滑不良的情况下，齿面接触应力会超过材料的接触疲劳极限，导致齿面金属小块剥落而形成麻点。齿面磨损：在开式传动或润滑不良时，由于齿面间的相对滑动而磨损，导致齿廓改变、侧隙增大、传动性能降低。齿面胶合：在重载和高速传动中，由于齿面间的摩擦热使温度升高，当润滑不良时会导致两齿面金属直接接触并相互粘接。 【解析】斜齿圆柱齿轮传动的失效形式与直齿轮基本相同，常见的有：1.轮齿折断，主要发生在齿根危险截面处，原因是弯曲应力超过材料的弯曲疲劳强度或受到过载、冲击；2.齿面点蚀，由接触应力反复作用引起接触疲劳，齿面出现麻点并逐渐剥落；3.齿面磨损，在润滑不良、进入磨粒或啮合滑动较大时发生，使齿廓改变、侧隙增大；4.齿面胶合，在高速、重载或润滑不良时，齿面局部温升过高并发生金属粘着撕裂。此外，严重时还可能出现齿面塑性变形等失效。题给答案列出的四种形式及其成因正确。 32. 轮齿折断有哪两种类型？ 各是如何形成的？ 【答案】轮齿折断有两种类型，即：疲劳折断和过载折断。疲劳折断是由于在交变载荷作用下，在轮齿根部的应力集中处会产生裂纹，随着重复次数的增加，裂纹逐渐扩展，直至轮齿折断。过载折断是由于受到短时过载或过大的冲击载荷时，常会引起轮齿的突然折断，多发发生于脆性材料制成的齿轮。 【解析】轮齿折断按形成原因主要分为疲劳折断和过载折断。疲劳折断是在交变弯曲载荷长期作用下，齿根危险截面处因应力集中产生疲劳裂纹，裂纹逐步扩展，最终导致轮齿断裂。过载折断是在短时过载或强烈冲击载荷作用下，齿根弯曲应力超过材料的许用强度而突然断裂，常见于脆性较大的材料或受到严重冲击的齿轮。题给答案正确。 33. 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】齿轮常见失效形式可归纳为轮齿折断和齿面损伤两大类。轮齿折断包括疲劳折断和过载折断；齿面损伤主要包括齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损和齿面塑性变形。点蚀属于接触疲劳损伤，胶合属于润滑失效和高温下的粘着损伤，磨损由相对滑动、磨粒或润滑不良引起，塑性变形则是在过大接触应力或冲击载荷下产生。题给答案正确。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 用展成法加工渐开线直齿圆柱齿轮，刀具为标准齿条形刀具，刀具模数m=4 mm，齿形角为20°，正常齿制。齿轮的转动中心到刀具分度线之间的距离a=33 mm，被加工齿轮没有发生根切现象。试回答下列问题。（1）展成法是利用齿轮的______原理来进行轮齿加工的方法。（2）利用展成法加工______和______相同而齿数不同的齿轮时，可以使用同一把刀具。（3）被加工齿轮的齿数为______，被加工齿轮属于______ （填“标准”“正变位”或“负变位”）齿轮，其分度圆上的齿厚______（填“大于”或“小于”）齿槽宽。（4）若齿坯的角速度ω= rad/s，则刀具移动的线速度v=______mm/s。 【答案】① 啮合 ② 模数 ③ 齿形角 ④ 16 ⑤ 正变位 ⑥ 大于 ⑦ 1 【解析】展成法是利用齿轮啮合原理，使刀具与齿坯作相对啮合运动来切削出渐开线齿廓的方法。用展成法加工齿形角和模数相同、而齿数不同的齿轮时，可以使用同一把刀具。齿坯中心到刀具分度线的距离满足a=mz/2+xm，其中x为变位系数。已知m=4mm、a=33mm，且题设答案对应的齿数为16齿，则标准分度圆半径为mz/2=4×16/2=32mm，x=(33-32)/4=0.25>0，因此为正变位齿轮。正变位使分度圆上的齿厚增大、齿槽宽减小，所以齿厚大于齿槽宽。齿坯分度圆处的线速度等于刀具移动速度，v=rω=(mz/2)ω=32×(1/32)=1mm/s。因此各空依次为：①啮合；②模数；③齿形角；④16；⑤正变位；⑥大于；⑦1。 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 $ 山东省（高职分类考试）考纲百套卷 第20卷 机械传动（下）——齿轮啮合、装配与维护 单元过关卷《机械基础》机械制造类 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20小题，每题3分，共60分） 1. 用一对齿轮传递两转向相同的平行轴之间的运动时，宜采用______传动（ ） A. 内啮合 B. 外啮合 C. 齿轮齿条 D. 圆锥齿轮 2. 关于一对相互啮合的直齿圆柱齿轮，下列说法错误的是（ ） A. 小齿轮齿廓弯曲，大齿轮齿廓平直 B. 小齿轮基圆齿厚小，大齿轮基圆齿厚大 C. 小齿轮齿顶圆压力角小，大齿轮齿顶圆压力角大 D. 小齿轮转速高，大齿轮转速低 3. 两个相互啮合的标准直齿圆柱齿轮，传动比不等于1,则下列几何尺寸中不相同的是( ) A. 分度圆齿厚 B. 齿顶高 C. 分度圆直径 D. 全齿高 4. 一对标准直齿圆柱齿轮啮合传动，大小两齿轮的齿根圆齿厚相比较，结论是（ ） A. 大齿轮的厚 B. 齿根圆齿厚相同 C. 小齿轮的厚 D. 视具体情况而定 5. 齿轮传动中，齿轮两轴线平行的是（ ） A. 圆柱齿轮 B. 锥齿轮 C. 蜗轮蜗杆 D. 齿轮齿条 6. 直齿圆柱齿轮传动，当齿轮直径不变，而减小模数增加齿数时，则（ ） A. 提高了齿轮的弯曲强度 B. 降低了轮齿的弯曲强度 C. 提高了轮齿的静强度 D. 降低了齿面的接触强度 7. 下图所示为标准直齿圆柱齿轮结构示意图，图中“a”表示（ ） A. 齿宽 B. 齿厚 C. 齿距 D. 齿高 8. 当时，齿轮的结构形式为（ ） A. 齿轮轴 B. 实心式齿轮 C. 腹板式齿轮 D. 轮辐式齿轮 9. 齿轮材料选择时，从经济性角度考虑，对于一般用途的低速轻载齿轮，优先选用（ ） A. 合金钢 B. 优质碳素钢 C. 铸铁 D. 有色金属 10. 齿轮的接触疲劳强度主要与_____有关。（ ） A. 模数 B. 齿数 C. 齿面硬度 D. 齿宽 11. 下列材料中，______适用于制造承受载荷较大又无剧烈冲击的齿轮。（ ） A. 45钢正火 B. 40Cr边面淬火 C. 20CrMnAlA 渗碳淬火 D. 38CrMOAIA氮化 12. 齿轮传动中，什么是保证传动平稳性的重要因素？（ ） A. 齿轮的材料 B. 齿轮的模数 C. 齿轮的齿数 D. 齿轮的精度 13. 齿轮传动中用于减小齿轮传动时的动力损失的技术是？（ ） A. 渐进分度 B. 换向制动 C. 双重齿轮 D. 润滑减摩 14. 下图所示为标准直齿圆柱齿轮结构示意图,图中“b”是（ ） A. 齿宽 B. 齿厚 C. 齿距 D. 齿高 15. 已知一对标准直齿圆柱外齿轮的模数为4mm, 齿数z₁=18, z₂=36, 则正确安装的中心距为 （ ） A. 216mm B. 210mm C. 110mm D. 108mm 16. 齿轮的塑性变形通常发生在哪种齿轮材料条件下？（ ） A. 高强度钢 B. 低强度钢 C. 铸铁 D. 非金属材料 17. 齿轮的塑性变形通常与哪种工作载荷有关？（ ） A. 静态载荷 B. 动态载荷 C. 冲击载荷 D. 所有以上因素 18. 齿轮的接触疲劳失效通常发生在哪种工作条件下？（ ） A. 低载荷 B. 高载荷 C. 无冲击 D. 有冲击 19. 齿轮的齿面磨损失效通常与哪种润滑状态有关？（ ） A. 充分润滑 B. 边界润滑 C. 干摩擦 D. 所有以上因素 20. 在齿轮传动中，齿轮的失效模式不包括（ ） A. 齿面磨损 B. 齿根断裂 C. 齿轮点蚀 D. 齿轮电蚀 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 一对外啮合的齿轮传动，两轮的转向相同，传动比取正值。（ ） 22. 一对渐开线齿轮啮合时，其标准中心距等于两轮分度圆半径之和。 （ ） 23. 一对标准安装的直齿圆柱齿轮，其中心距等于两齿轮分度圆半径之和。（ ） 24. 正常渐开线直齿圆柱齿轮不发生跟切的条件是齿数不少于17齿。（ ） 25. 单个齿轮既有分度圆又有节圆（ ） 26. 标准直齿圆柱齿轮的齿顶高是模数的1倍。（ ） 27. 下图所示的齿轮润滑方式适用于齿轮运转速度较大时，如v大于12m/s（ ） 28. 齿距是指在分度圆上，相邻两齿同侧齿廓之间的弧长。（ ） 29. 所有的碳素钢都适合制造齿轮。（ ） 30. 齿面疲劳点蚀是开式齿轮传动的主要失效形式（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述斜齿圆柱齿轮传动中常见的几种失效形式。 32. 轮齿折断有哪两种类型？ 各是如何形成的？ 33. 常见的齿轮失效形式有哪些？ 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 用展成法加工渐开线直齿圆柱齿轮，刀具为标准齿条形刀具，刀具模数m=4 mm，齿形角为20°，正常齿制。齿轮的转动中心到刀具分度线之间的距离a=33 mm，被加工齿轮没有发生根切现象。试回答下列问题。（1）展成法是利用齿轮的______原理来进行轮齿加工的方法。（2）利用展成法加工______和______相同而齿数不同的齿轮时，可以使用同一把刀具。（3）被加工齿轮的齿数为______，被加工齿轮属于______ （填“标准”“正变位”或“负变位”）齿轮，其分度圆上的齿厚______（填“大于”或“小于”）齿槽宽。（4）若齿坯的角速度ω= rad/s，则刀具移动的线速度v=______mm/s。 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 $