第20卷 机械传动（下）——齿轮啮合、装配与维护 湖南省（对口招生）《机械基础》（高教版·第3版） 单元过关卷

湖南省（对口招生）机电类 《机械基础》（高教版·第3版） 机械传动（下）——齿轮啮合、装配与维护 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20小题，每题3分，共60分） 1. 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4mm，齿数为25，大齿轮的齿数为55，则两齿轮的中心距是（ ） A. 160mm B. 108mm C. 100mm D. 60mm 2. 车床中一对相互啮合的直齿圆柱齿轮，已知大齿轮的分度圆直径是小齿轮的两倍，小齿轮的模数 mm，分度圆上的压力角，则大齿轮的模数和分度圆压力角分别为（ ） A. B. C. D. 3. 一对齿轮安装后，其啮合角始终与（ ）压力角相等。 A. 分度圆 B. 基圆 C. 齿顶圆 D. 节圆 4. 正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮不发生根切的条件是（ ） A. 齿数≤17 B. 齿数<17 C. 齿数≥17 D. 齿数>17 5. 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 6. 用齿条刀具切制标准直齿轮不产生根切的最少齿数是（ ） A. 15 B. 17 C. 14 D. 22 7. 直齿锥齿轮传动属于（ ） A. 平行轴齿轮传动 B. 相交轴齿轮传动 C. 交错轴齿轮传动 D. 同轴齿轮传动 8. 减速装置采用外啮合标准齿轮传动，中心距为300 mm，大齿轮分度圆直径是小齿轮的2倍，则大齿轮采用（ ） A. 齿轮轴 B. 实体式结构 C. 腹板式结构 D. 轮辐结构 9. 齿数Z=42， 压力角α=的渐开线标准直齿外齿轮，其齿根圆______基圆（ ） A. 大于 B. 等于 C. 小于 D. 相交 10. 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 11. 齿轮的齿宽是指什么（ ） A. 齿轮齿面的宽度 B. 齿轮齿顶的宽度 C. 齿轮齿根的宽度 D. 齿轮分度圆的宽度 12. 常用于制造高速重载齿轮的材料是（ ） A. 45钢 B. HT200 C. 20CrMnTi D. Q235 13. 调质处理一般用于（ ） A. 提高硬度 B. 消除内应力 C. 获得良好综合力学性能 D. 只提高韧性 14. 一对直齿圆柱齿轮装配后，若轮齿接触印痕只出现在齿宽的一端，优先检查的是（ ） A. 两齿轮的齿数比 B. 两齿轮的轴线平行度 C. 两齿轮的模数大小 D. 两齿轮的压力角数值 15. 如图所示齿轮的失效形式有为（ ） A. 齿面点蚀 B. 齿面磨损 C. 齿面胶合 D. 轮齿折断 16. 对于软齿面的闭式齿轮传动，其主要失效形式为（ ） A. 轮齿折断 B. 齿面点蚀 C. 齿面磨损 D. 齿面胶合 17. 齿轮传动中，为什么需要定期检查和维护（ ） A. 为了美观 B. 为了提高效率 C. 为了预防故障 D. 为了增加噪音 18. 齿轮的齿面点蚀失效通常发生在哪种齿轮上？（ ） A. 软齿面齿轮 B. 硬齿面齿轮 C. 开式齿轮 D. 闭式齿轮 19. 减速器采用飞溅润滑时，齿轮的圆周速度一般应（ ） A. v＜2.5m/s B. v＜12m/s C. v＞12m/s D. 无限制 20. 对于高速重载的齿轮传动，易出现的胶合是（ ） A. 热胶合 B. 冷胶合 C. 干湿胶合 D. 静态胶合 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 渐开线齿轮的啮合过程中，接触点沿着齿廓曲线逐渐移动。（ ） 22. 齿条齿廓上各点的压力角为20度。（ ） 23. 一对内啮合的标准齿轮正确安装时，其中心距为两齿轮分度圆半径之和。（ ） 24. 两齿轮的中心距作任意变化，不会影响齿轮的传动比。（ ） 25. 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。（ ） 26. 一对齿轮的中心距稍增大后，其啮合角大于压力角。（ ） 27. 范成法加工标准齿轮时，不发生根切的最小齿数为17。（ ） 28. 当中心距不变，增大模数时，可以提高齿轮传动的弯曲强度。（ ） 29. 齿轮轮齿在传递动力时，在齿根处受到的弯曲应力最大。（ ） 30. 当模数一定时，齿数愈多，齿轮的几何尺寸愈大。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 直齿锥齿轮的正确啮合条件。 32. 在一个定轴轮系中，齿轮 1 为主动轮，顺时针转动，齿轮 1 与齿轮 2 相互啮合，齿轮 2 与齿轮 3 相互啮合，齿轮 3 为从动轮。已知齿轮 1 的齿数为 20，齿轮 2 的齿数为 30，齿轮 3 的齿数为 40。请判断齿轮 3 的转向，并说明判断依据。 33. 标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是什么？ 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某自动化生产线的减速箱采用渐开线直齿圆柱齿轮传动。主动齿轮与电动机轴连接，从动齿轮与输送机构连接。已知主动齿轮齿数为 ，从动齿轮齿数为 ，模数 ，压力角 ，主动齿轮转速 ，电动机功率 。该齿轮箱规定中心距为 ，检修时实测中心距为 。（1）计算两齿轮的分度圆直径、理论中心距、从动齿轮转速，以及主动齿轮所受的圆周力和径向力。主动齿轮转矩按 计算，圆周力按 计算，径向力按 计算。（2）判断实测中心距是否符合规定，并说明中心距偏大对齿轮啮合可能产生的影响。（3）针对该齿轮箱出现啮合噪声和齿面偏磨的现象，列举两项装配或维护方面的检查、改进措施。 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 $ 湖南省（对口招生）机电类 《机械基础》（高教版·第3版） 机械传动（下）——齿轮啮合、装配与维护 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20小题，每题3分，共60分） 1. 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4mm，齿数为25，大齿轮的齿数为55，则两齿轮的中心距是（ ） A. 160mm B. 108mm C. 100mm D. 60mm 【答案】A 【解析】一对正确啮合的标准直齿圆柱齿轮，转向相同。说明两个齿轮是内啮合。中心距160 2. 车床中一对相互啮合的直齿圆柱齿轮，已知大齿轮的分度圆直径是小齿轮的两倍，小齿轮的模数 mm，分度圆上的压力角，则大齿轮的模数和分度圆压力角分别为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】一对相互啮合的标准直齿圆柱齿轮，必须具有相同的模数和压力角。已知小齿轮模数为2 mm，因此大齿轮模数也为2 mm；标准齿轮的分度圆压力角相同，故大齿轮压力角为。所以选D。 3. 一对齿轮安装后，其啮合角始终与（ ）压力角相等。 A. 分度圆 B. 基圆 C. 齿顶圆 D. 节圆 【答案】D 【解析】啮合角是啮合过程中两齿轮实际节圆处的压力角。安装后，实际节圆可能与分度圆不重合，因此啮合角始终等于节圆上的压力角，选D。 4. 正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮不发生根切的条件是（ ） A. 齿数≤17 B. 齿数<17 C. 齿数≥17 D. 齿数>17 【答案】C 【解析】对于压力角为、正常齿制的渐开线标准直齿圆柱齿轮，用标准齿条刀具加工时，最少齿数为17。齿数达到或超过17时，通常不发生根切，因此条件为齿数≥17，选C。 5. 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 6. 用齿条刀具切制标准直齿轮不产生根切的最少齿数是（ ） A. 15 B. 17 C. 14 D. 22 【答案】B 【解析】用标准齿条刀具按正常齿制、压力角加工渐开线标准直齿轮时，不发生根切的最少齿数为17，因此选B。 7. 直齿锥齿轮传动属于（ ） A. 平行轴齿轮传动 B. 相交轴齿轮传动 C. 交错轴齿轮传动 D. 同轴齿轮传动 【答案】B 【解析】直齿锥齿轮传动属于相交轴齿轮传动 8. 减速装置采用外啮合标准齿轮传动，中心距为300 mm，大齿轮分度圆直径是小齿轮的2倍，则大齿轮采用（ ） A. 齿轮轴 B. 实体式结构 C. 腹板式结构 D. 轮辐结构 【答案】C 【解析】设小齿轮和大齿轮分度圆直径分别为d1和d2，则d2=2d1，且中心距a=(d1+d2)/2=300 mm，解得d1=200 mm、d2=400 mm。直径约400 mm的大齿轮通常采用腹板式结构，故选C。 9. 齿数Z=42， 压力角α=的渐开线标准直齿外齿轮，其齿根圆______基圆（ ） A. 大于 B. 等于 C. 小于 D. 相交 【答案】B 【解析】由标准齿轮几何关系，、时齿根圆与基圆重合，故选B。 10. 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 11. 齿轮的齿宽是指什么（ ） A. 齿轮齿面的宽度 B. 齿轮齿顶的宽度 C. 齿轮齿根的宽度 D. 齿轮分度圆的宽度 【答案】A 【解析】齿宽是指齿轮齿面的宽度，它影响齿轮的承载能力和结构尺寸。 12. 常用于制造高速重载齿轮的材料是（ ） A. 45钢 B. HT200 C. 20CrMnTi D. Q235 【答案】C 【解析】20CrMnTi 是合金渗碳钢，经渗碳淬火等热处理后，表面硬度高、耐磨性好，心部韧性佳，适合高速重载工况；45 钢综合性能尚可但对于高速重载稍显不足，HT200 是灰铸铁，强度低，Q235 是普通碳素结构钢，都不适合，所以选 C。 13. 调质处理一般用于（ ） A. 提高硬度 B. 消除内应力 C. 获得良好综合力学性能 D. 只提高韧性 【答案】C 【解析】调质是淬火加高温回火的热处理工艺，能让材料强度、塑性、韧性等综合力学性能都达到较好水平，并非单纯提高硬度或只提升韧性，消除内应力不是调质的主要目的，所以选 C 。 14. 一对直齿圆柱齿轮装配后，若轮齿接触印痕只出现在齿宽的一端，优先检查的是（ ） A. 两齿轮的齿数比 B. 两齿轮的轴线平行度 C. 两齿轮的模数大小 D. 两齿轮的压力角数值 【答案】B 【解析】接触印痕偏向齿宽一端，通常是两齿轮轴线不平行或安装偏斜造成的，应重点检查轴线平行度。齿数比、模数和压力角主要影响传动参数，不能直接造成这种局部偏斜现象。 15. 如图所示齿轮的失效形式有为（ ） A. 齿面点蚀 B. 齿面磨损 C. 齿面胶合 D. 轮齿折断 【答案】D 【解析】齿根折断 ：轮齿象一个悬臂梁，受载后齿根部 产生的弯曲应力最大。当该应力值超过材料的弯曲疲劳极限时，齿根处产生疲劳裂纹，并不断扩展使轮齿断裂。此外，突然过载、严重磨损及安装制造误差等也会造成轮齿折断。 16. 对于软齿面的闭式齿轮传动，其主要失效形式为（ ） A. 轮齿折断 B. 齿面点蚀 C. 齿面磨损 D. 齿面胶合 【答案】B 【解析】软齿面闭式齿轮传动，在载荷多次重复作用下，齿面会产生疲劳点蚀。 17. 齿轮传动中，为什么需要定期检查和维护（ ） A. 为了美观 B. 为了提高效率 C. 为了预防故障 D. 为了增加噪音 【答案】C 【解析】定期检查和维护可以及时发现磨损、松动、润滑不良、齿面损伤等问题，采取措施后能够防止故障扩大，保证齿轮传动安全稳定运行，因此选C。 18. 齿轮的齿面点蚀失效通常发生在哪种齿轮上？（ ） A. 软齿面齿轮 B. 硬齿面齿轮 C. 开式齿轮 D. 闭式齿轮 【答案】A 【解析】软齿面齿轮更容易发生齿面点蚀失效，因为它们的齿面硬度较低，抵抗疲劳的能力较弱。 19. 减速器采用飞溅润滑时，齿轮的圆周速度一般应（ ） A. v＜2.5m/s B. v＜12m/s C. v＞12m/s D. 无限制 【答案】B 【解析】飞溅润滑适用于一定速度范围的齿轮传动。圆周速度过高会使润滑油剧烈搅动、发热并产生较大功率损失，因此减速器采用飞溅润滑时，齿轮圆周速度一般应小于12 m/s，选B。 20. 对于高速重载的齿轮传动，易出现的胶合是（ ） A. 热胶合 B. 冷胶合 C. 干湿胶合 D. 静态胶合 【答案】A 【解析】高速重载时，齿面间摩擦剧烈，产生大量热，使油膜破裂，金属直接接触，形成热胶合；而冷胶合多在低速重载时出现，此时相对滑动速度低，润滑油膜不易形成。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 渐开线齿轮的啮合过程中，接触点沿着齿廓曲线逐渐移动。（ ） 【答案】正确 【解析】渐开线齿轮的啮合过程中，接触点沿着齿廓曲线逐渐移动。 22. 齿条齿廓上各点的压力角为20度。（ ） 【答案】正确 【解析】齿条的基准节线为直线，齿条齿廓是渐开线的特殊形式，其各点的公法线方向相同。因此齿条齿廓上各点的压力角均等于齿条的压力角；题设为，所以判断为正确。 23. 一对内啮合的标准齿轮正确安装时，其中心距为两齿轮分度圆半径之和。（ ） 【答案】错误 【解析】内啮合齿轮的两齿轮分度圆在同侧相切，正确安装时中心距等于两分度圆半径之差，即a=|r2−r1|，而不是两半径之和。因此题述错误。 24. 两齿轮的中心距作任意变化，不会影响齿轮的传动比。（ ） 【答案】错误 【解析】齿轮传动比由两轮工作节圆半径决定，中心距任意变化会改变工作节圆关系，因而可能影响传动比。 25. 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。 26. 一对齿轮的中心距稍增大后，其啮合角大于压力角。（ ） 【答案】正确 【解析】当中心距增大时，啮合角会相应增大，且大于标准压力角，这是齿轮啮合的基本原理，所以该说法正确。 27. 范成法加工标准齿轮时，不发生根切的最小齿数为17。（ ） 【答案】正确 【解析】采用范成法加工压力角为的正常齿制标准直齿轮时，齿数少于17容易发生根切，齿数为17时达到不发生根切的临界值。因此不发生根切的最小齿数为17，判断为正确。 28. 当中心距不变，增大模数时，可以提高齿轮传动的弯曲强度。（ ） 【答案】正确 【解析】中心距不变时，增大模数会使两齿轮齿数相应减少，但轮齿尺寸增大、齿根截面增大，轮齿的抗弯能力通常提高。因此在其他条件适当的情况下，该说法正确。 29. 齿轮轮齿在传递动力时，在齿根处受到的弯曲应力最大。（ ） 【答案】正确 【解析】齿轮轮齿在传递动力时，在齿根处受到的弯曲应力最大。 30. 当模数一定时，齿数愈多，齿轮的几何尺寸愈大。（ ） 【答案】正确 【解析】模数一定时，分度圆直径d=mz，齿顶圆直径和齿根圆直径也随齿数增加而增大。因此齿数越多，齿轮的几何尺寸越大，判断为正确。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 直齿锥齿轮的正确啮合条件。 【答案】（1）两齿轮的大端模数相等， （2）两齿轮的压力角相等， 【解析】直齿锥齿轮的正确啮合条件是：两齿轮大端的模数相等，即m；两齿轮的压力角相等，即α1=α2=α。满足这些条件，才能保证轮齿在啮合处具有相同的齿形尺寸和正确的啮合关系。 32. 在一个定轴轮系中，齿轮 1 为主动轮，顺时针转动，齿轮 1 与齿轮 2 相互啮合，齿轮 2 与齿轮 3 相互啮合，齿轮 3 为从动轮。已知齿轮 1 的齿数为 20，齿轮 2 的齿数为 30，齿轮 3 的齿数为 40。请判断齿轮 3 的转向，并说明判断依据。 【答案】根据外啮合齿轮转向相反，内啮合齿轮转向相同的原则。 齿轮 1 与齿轮 2 为外啮合，所以齿轮 2 的转向与齿轮 1 相反，为逆时针转动。 齿轮 2 与齿轮 3 也为外啮合，所以齿轮 3 的转向与齿轮 2 相反，为顺时针转动。 判断依据是齿轮的啮合关系以及外啮合转向相反的规律。 33. 标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是什么？ 【答案】标准直齿圆柱齿轮正确合的条件是：两齿轮的模数相等，压力角相等。 【解析】标准直齿圆柱齿轮正确啮合的基本条件是两齿轮的模数相等、压力角相等。模数相等可保证齿距相等，压力角相等可保证齿廓和啮合方向匹配，因此能够实现正常啮合。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某自动化生产线的减速箱采用渐开线直齿圆柱齿轮传动。主动齿轮与电动机轴连接，从动齿轮与输送机构连接。已知主动齿轮齿数为 ，从动齿轮齿数为 ，模数 ，压力角 ，主动齿轮转速 ，电动机功率 。该齿轮箱规定中心距为 ，检修时实测中心距为 。（1）计算两齿轮的分度圆直径、理论中心距、从动齿轮转速，以及主动齿轮所受的圆周力和径向力。主动齿轮转矩按 计算，圆周力按 计算，径向力按 计算。（2）判断实测中心距是否符合规定，并说明中心距偏大对齿轮啮合可能产生的影响。（3）针对该齿轮箱出现啮合噪声和齿面偏磨的现象，列举两项装配或维护方面的检查、改进措施。 【答案】（1）；；。。，，。（2）实测中心距为 ，超出允许上限 ，不符合规定。中心距偏大会使侧隙增大、啮合接触状况变差，易产生冲击、噪声和齿面偏磨。（3）检查两轴的平行度、轴承座及齿轮端面是否有装配偏差；重新调整中心距和齿轮位置，检测齿侧间隙及接触斑点；同时清洁齿面，按规定补充或更换合适的润滑油。 【解析】（1）直齿圆柱齿轮的分度圆直径由 确定，中心距为两分度圆直径之和的一半；转速比与齿数成反比，再依据转矩和受力公式计算圆周力、径向力。（2）将实测值与允许范围比较即可判断。（3）噪声和偏磨通常与中心距、轴系平行度、接触斑点及润滑状况有关，应先检测后调整。 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 $