浙江省（单独招生）机械类 《机械基础》项目五任务十六 45分钟专题训练卷

浙江省（单独招生）机械类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共152份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机械类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加机械类高考的学生。 与本专辑配套的还有浙江省单独招生考试《机械制图》《极限配合与技术测量》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 浙江省（单独招生）机械类 《机械基础》 项目五：机械传动 任务十六：圆柱齿轮的受力分析 时间：45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2分，共40分） 1. 直齿圆柱齿轮传动中，承担传递转矩主要作用的分力是（ ） A. 圆周力，沿节圆切线方向作用 B. 径向力，沿两轮中心连线作用 C. 轴向力，沿齿轮轴线方向作用 D. 法向力，垂直齿面方向作用 2. 齿轮齿面发生点蚀的主要原因是（ ） A. 齿面接触应力过高 B. 润滑良好 C. 转速过低 D. 载荷过小 3. 外啮合直齿圆柱齿轮传动中，径向力的方向是（ ） A. 沿两齿轮中心连线并指向各自齿轮中心 B. 沿两齿轮中心连线并背离各自齿轮中心 C. 沿主动轮节圆切线并反向于主动轮转动 D. 沿从动轮轴线方向并指向齿轮端面 4. 标准直齿圆柱齿轮传动正常啮合时，通常不需要单独计算的分力是（ ） A. 沿节圆切线方向的圆周力 B. 沿中心连线方向的径向力 C. 沿齿轮轴线方向的轴向力 D. 沿齿面法线方向的法向力 5. 已知直齿圆柱齿轮传递的转矩为T，分度圆直径为d，则其圆周力的计算式是（ ） A. Ft等于T×d的一半 B. Ft等于2T除以d C. Ft等于T除以2d D. Ft等于2d除以T 6. 两直齿圆柱齿轮的分度圆直径保持不变，传递转矩增大一倍时，圆周力将（ ） A. 减小为原来的一半 B. 保持原有数值不变 C. 增大为原来的两倍 D. 增大为原来的四倍 7. 外啮合直齿圆柱齿轮传动中，主动轮和从动轮所受圆周力的关系是（ ） A. 两轮圆周力方向相同且大小相等 B. 两轮圆周力方向相反且大小相等 C. 主动轮圆周力较大且方向相同 D. 从动轮圆周力较大且方向相反 8. 下列选项中，不会产生轴向力的是（ ） A. 直齿圆锥齿轮传动 B. 直齿圆柱齿轮传动 C. 螺旋齿轮传动 D. 斜齿圆柱齿轮传动 9. 斜齿圆柱齿轮传动相对于直齿圆柱齿轮传动，受力分析中需要增加考虑的分力是（ ） A. 沿节圆切线方向的圆周力 B. 沿两轮中心连线方向的径向力 C. 沿齿轮轴线方向的轴向力 D. 垂直齿面方向的法向合力 10. 在圆周力和分度圆直径相同的条件下，适当减小直齿圆柱齿轮的压力角，径向力将（ ） A. 随压力角减小而减小 B. 随压力角减小而增大 C. 始终保持与圆周力相等 D. 始终保持与法向力相等 11. 直齿圆柱齿轮传递的转矩不变时，增大分度圆直径可使圆周力（ ） A. 按相同比例逐渐增大 B. 保持不变而径向力减小 C. 保持不变而径向力增大 D. 按相同比例逐渐减小 12. 直齿圆柱齿轮啮合时，法向力分解后主要得到的两个分力是（ ） A. 圆周力和轴向力 B. 圆周力和径向力 C. 径向力和轴向力 D. 摩擦力和离心力 13. 标准直齿圆柱齿轮传动中，轮齿啮合处的法向力通常分解为（ ） A. 切向力和径向力 B. 轴向力和摩擦力 C. 离心力和重力 D. 预紧力和冲击力 14. 斜齿圆柱齿轮传递圆周力时，还会产生沿齿轮轴线方向的（ ） A. 轴向力 B. 离心力 C. 重力 D. 预紧力 15. 一对标准直齿圆柱齿轮传动中，小齿轮的输入转矩为200 N·m，分度圆直径为100 mm，则轮齿所受的圆周力为（ ） A. 1000 N B. 2000 N C. 8000 N D. 4000 N 16. 标准直齿圆柱齿轮的压力角保持不变时，若啮合圆周力增大，则其径向力将（ ） A. 先增大后逐渐减小 B. 随之按比例减小 C. 保持原值不变 D. 随之按比例增大 17. 直齿圆柱齿轮传动中，轮齿啮合力的作用线应当位于（ ） A. 两节圆公切线方向 B. 两齿轮中心连线方向 C. 两齿轮基圆公切线方向 D. 两齿轮轴线平行方向 18. 直齿圆柱齿轮传动中，圆周力保持不变而压力角增大时，径向力将（ ） A. 变为轴向力 B. 减小 C. 保持不变 D. 增大 19. 一对斜齿圆柱齿轮正常啮合时，作用在主动轮和从动轮上的轴向力具有（ ） A. 大小不同方向相同 B. 大小相等方向相同 C. 大小不同方向相反 D. 大小相等方向相反 20. 圆柱齿轮传动中，圆周力和径向力对齿轮轴的主要影响分别是（ ） A. 传递转矩和产生弯曲载荷 B. 产生弯曲载荷和传递转矩 C. 产生轴向载荷和抵消转矩 D. 抵消转矩和产生轴向载荷 二、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 配对齿轮的小齿轮受力及磨损较______，硬度要求______大齿轮20-50HBS。 22. 一对齿轮啮合时，其大、小齿轮的接触应力是______；而其许用接触应力是______的；小齿轮的弯曲应力与大齿轮的弯曲应力一般也是______。 23. 直齿圆柱齿轮传动中，已知传递转矩和分度圆直径时，圆周力的计算式为______。 24. 标准直齿圆柱齿轮的啮合力可分解为圆周力和径向力，沿齿轮轴线方向的轴向力为______；斜齿圆柱齿轮则会产生轴向力。 25. 直齿圆柱齿轮啮合时，作用在轮齿上的法向力可分解为圆周力、径向力和______力，其中直齿圆柱齿轮的该分力为______。 26. 圆柱齿轮传动中，若主动轮传递的转矩为T、分度圆直径为d，则齿面上的圆周力可按公式______计算；标准压力角为α时，径向力可按公式______计算。 27. 外啮合直齿圆柱齿轮传动中，圆周力的作用方向位于两齿轮啮合点的______方向，并且与各自分度圆的______相切。 28. 外啮合圆柱齿轮传动中，径向力沿两齿轮的______方向作用，并使两齿轮具有相互______的趋势。 29. 斜齿圆柱齿轮啮合时，除圆周力和径向力外还存在______力；该力的大小与螺旋角有关，螺旋角越大，轴向力通常越______。 30. 某直齿圆柱齿轮传递转矩，分度圆直径，则齿轮所受圆周力为______；若标准压力角为，其径向力约为______。 三、判断题（本大题共10小题，每题1分，共10分） 31. 齿轮轮齿在传递动力时，在齿根处受到的弯曲应力最大。（ ） 32. 直齿圆柱齿轮的模数是由接触强度决定的。（ ） 33. 齿轮的模数越大，抗点蚀能力就越强。（ ） 34. 在分度圆直径相同、传递转矩相同的条件下，直齿圆柱齿轮的圆周力与压力角无关。（ ） 35. 当圆柱齿轮的分度圆直径保持不变而传递转矩增大时，齿面上的圆周力也会增大。（ ） 36. 外啮合直齿圆柱齿轮传动中，径向力沿两齿轮中心连线作用，并使两齿轮产生相互靠近的趋势。（ ） 37. 斜齿圆柱齿轮的轴向力方向只由齿轮的旋转方向决定，与轮齿的螺旋方向无关。（ ） 38. 一对正常啮合的标准直齿圆柱齿轮传递转矩时，作用在主动轮和从动轮上的圆周力大小相等、方向相反；两轮上的径向力均沿两轮中心连线并相互排斥。（ ） 39. 在传递转矩和齿轮直径均保持不变时，增大直齿圆柱齿轮的压力角，会使啮合处的圆周力保持不变，而径向力增大。（ ） 40. 直齿圆柱齿轮传递的转矩一定时，若分度圆直径增大，则啮合处的圆周力和径向力都会增大。（ ） 四、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 41. 简述直齿圆柱齿轮啮合力的分解情况，并说明圆周力和径向力的作用方向。 42. 判断下图属于哪种失效形式，并提出避免措施。 43. 某直齿圆柱齿轮传动主动轮输入转矩不变，检修后将主动轮分度圆直径由原尺寸减小，但压力角和传动工况未改变。分析啮合处圆周力、径向力和法向力将如何变化，并说明理由。 44. 说明计算标准直齿圆柱齿轮啮合处圆周力、径向力和法向力时所需的基本已知条件、计算关系及受力分析用途。 五、综合应用题（本大题共1小题，每题10分，共10分） 45. 某减速箱采用一对标准直齿圆柱齿轮传递动力。主动轮齿数为，从动轮齿数为，模数为，主动轴输入转矩为，压力角为。设备额定工况下不计传动损失，齿轮轴线水平布置，检修时需要根据齿轮啮合力校核轴和轴承的受力情况。 （1）计算主动轮和从动轮的分度圆直径、传动比、从动轴转矩，以及主动轮啮合处的圆周力、径向力和法向力。 （2）计算主动轮轴在齿轮安装处承受的齿轮合力，并说明该合力由哪些分力组成。若轴承仅按径向载荷进行初步校核，应采用哪个力作为主要校核载荷。 （3）若检修后发现轴承径向载荷明显增大，但输入转矩和齿轮齿数未改变，分析可能的齿轮受力变化因素，并提出两项检查或改进措施。 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 $ 浙江省（单独招生）机械类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共152份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机械类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加机械类高考的学生。 与本专辑配套的还有浙江省单独招生考试《机械制图》《极限配合与技术测量》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 浙江省（单独招生）机械类 《机械基础》 项目五：机械传动 任务十六：圆柱齿轮的受力分析 时间：45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2分，共40分） 1. 直齿圆柱齿轮传动中，承担传递转矩主要作用的分力是（ ） A. 圆周力，沿节圆切线方向作用 B. 径向力，沿两轮中心连线作用 C. 轴向力，沿齿轮轴线方向作用 D. 法向力，垂直齿面方向作用 【答案】A 【解析】齿轮啮合力可分解为圆周力和径向力，圆周力沿节圆切线方向，是传递转矩的主要分力。直齿圆柱齿轮通常不产生轴向力，法向力是合力而不是切向传矩的分力。 2. 齿轮齿面发生点蚀的主要原因是（ ） A. 齿面接触应力过高 B. 润滑良好 C. 转速过低 D. 载荷过小 【答案】A 【解析】齿面长期受交变接触应力，易产生疲劳点蚀，是闭式齿轮常见失效形式。 3. 外啮合直齿圆柱齿轮传动中，径向力的方向是（ ） A. 沿两齿轮中心连线并指向各自齿轮中心 B. 沿两齿轮中心连线并背离各自齿轮中心 C. 沿主动轮节圆切线并反向于主动轮转动 D. 沿从动轮轴线方向并指向齿轮端面 【答案】A 【解析】外啮合齿轮的径向力沿两齿轮中心连线，并分别指向两个齿轮的中心，使两齿轮具有相互分离的趋势。圆周力则沿节圆切线方向，轴向力不属于直齿圆柱齿轮的基本啮合分力。 4. 标准直齿圆柱齿轮传动正常啮合时，通常不需要单独计算的分力是（ ） A. 沿节圆切线方向的圆周力 B. 沿中心连线方向的径向力 C. 沿齿轮轴线方向的轴向力 D. 沿齿面法线方向的法向力 【答案】C 【解析】直齿圆柱齿轮的啮合力位于垂直于齿轮轴线的平面内，通常分解为圆周力和径向力，不产生轴向力。轴向力是斜齿圆柱齿轮啮合时需要重点计算的分力。 5. 已知直齿圆柱齿轮传递的转矩为T，分度圆直径为d，则其圆周力的计算式是（ ） A. Ft等于T×d的一半 B. Ft等于2T除以d C. Ft等于T除以2d D. Ft等于2d除以T 【答案】B 【解析】由转矩与圆周力的关系T等于Ft×d除以2，可得圆周力Ft等于2T除以d。计算时转矩和分度圆直径应采用相互匹配的单位。 6. 两直齿圆柱齿轮的分度圆直径保持不变，传递转矩增大一倍时，圆周力将（ ） A. 减小为原来的一半 B. 保持原有数值不变 C. 增大为原来的两倍 D. 增大为原来的四倍 【答案】C 【解析】根据Ft等于2T除以d，在分度圆直径不变时，圆周力与传递转矩成正比。因此转矩增大一倍，圆周力也增大为原来的两倍。 7. 外啮合直齿圆柱齿轮传动中，主动轮和从动轮所受圆周力的关系是（ ） A. 两轮圆周力方向相同且大小相等 B. 两轮圆周力方向相反且大小相等 C. 主动轮圆周力较大且方向相同 D. 从动轮圆周力较大且方向相反 【答案】B 【解析】两齿轮在啮合点相互作用，所受圆周力满足作用力与反作用力关系，大小相等、方向相反。两轮的传递转矩可能不同，因为各自分度圆半径通常不同。 8. 下列选项中，不会产生轴向力的是（ ） A. 直齿圆锥齿轮传动 B. 直齿圆柱齿轮传动 C. 螺旋齿轮传动 D. 斜齿圆柱齿轮传动 【答案】B 【解析】直齿圆柱齿轮啮合时，齿面接触力在端面内，不产生轴向分力。直齿圆锥齿轮因其齿面位于锥面上，会产生轴向力；螺旋齿轮和斜齿圆柱齿轮因螺旋角的存在，也会产生轴向力。因此不会产生轴向力的是直齿圆柱齿轮传动，选B。 9. 斜齿圆柱齿轮传动相对于直齿圆柱齿轮传动，受力分析中需要增加考虑的分力是（ ） A. 沿节圆切线方向的圆周力 B. 沿两轮中心连线方向的径向力 C. 沿齿轮轴线方向的轴向力 D. 垂直齿面方向的法向合力 【答案】C 【解析】斜齿圆柱齿轮的齿线具有螺旋角，啮合力除圆周力和径向力外，还会产生沿齿轮轴线方向的轴向力。直齿圆柱齿轮通常不具有这一轴向分力。 10. 在圆周力和分度圆直径相同的条件下，适当减小直齿圆柱齿轮的压力角，径向力将（ ） A. 随压力角减小而减小 B. 随压力角减小而增大 C. 始终保持与圆周力相等 D. 始终保持与法向力相等 【答案】A 【解析】直齿圆柱齿轮中，径向力Fr等于圆周力Ft乘以压力角的正切值。在圆周力不变时，压力角减小，径向力随之减小。 11. 直齿圆柱齿轮传递的转矩不变时，增大分度圆直径可使圆周力（ ） A. 按相同比例逐渐增大 B. 保持不变而径向力减小 C. 保持不变而径向力增大 D. 按相同比例逐渐减小 【答案】D 【解析】根据Ft等于2T除以d，转矩不变时，圆周力与分度圆直径成反比。增大分度圆直径会减小圆周力，径向力也会随圆周力减小而减小。 12. 直齿圆柱齿轮啮合时，法向力分解后主要得到的两个分力是（ ） A. 圆周力和轴向力 B. 圆周力和径向力 C. 径向力和轴向力 D. 摩擦力和离心力 【答案】B 【解析】直齿圆柱齿轮的法向啮合力可分解为沿节圆切线方向的圆周力和沿两轮中心连线方向的径向力。轴向力属于斜齿圆柱齿轮受力分析中的重要分力，摩擦力和离心力不是该基本分解结果。 13. 标准直齿圆柱齿轮传动中，轮齿啮合处的法向力通常分解为（ ） A. 切向力和径向力 B. 轴向力和摩擦力 C. 离心力和重力 D. 预紧力和冲击力 【答案】A 【解析】直齿圆柱齿轮啮合时，法向力可分解为沿分度圆切线方向的切向力和指向齿轮中心的径向力。直齿圆柱齿轮通常不产生轴向力。 14. 斜齿圆柱齿轮传递圆周力时，还会产生沿齿轮轴线方向的（ ） A. 轴向力 B. 离心力 C. 重力 D. 预紧力 【答案】A 【解析】斜齿圆柱齿轮的螺旋齿使啮合力具有轴向分量，因此在传递圆周力的同时会产生轴向力。轴向力的方向与螺旋线方向和齿轮转向有关。 15. 一对标准直齿圆柱齿轮传动中，小齿轮的输入转矩为200 N·m，分度圆直径为100 mm，则轮齿所受的圆周力为（ ） A. 1000 N B. 2000 N C. 8000 N D. 4000 N 【答案】D 【解析】圆周力的计算式为转矩的二倍除以分度圆直径。将转矩200 N·m和直径0.1 m代入，圆周力为4000 N。 16. 标准直齿圆柱齿轮的压力角保持不变时，若啮合圆周力增大，则其径向力将（ ） A. 先增大后逐渐减小 B. 随之按比例减小 C. 保持原值不变 D. 随之按比例增大 【答案】D 【解析】直齿圆柱齿轮的径向力等于圆周力与压力角正切值的乘积。压力角不变时，径向力会随圆周力按比例增大。 17. 直齿圆柱齿轮传动中，轮齿啮合力的作用线应当位于（ ） A. 两节圆公切线方向 B. 两齿轮中心连线方向 C. 两齿轮基圆公切线方向 D. 两齿轮轴线平行方向 【答案】C 【解析】渐开线齿轮的啮合力沿两齿廓接触点的公法线作用，该方向与两齿轮基圆的公切线重合。节圆公切线方向是圆周力的方向，不是总啮合力的方向。 18. 直齿圆柱齿轮传动中，圆周力保持不变而压力角增大时，径向力将（ ） A. 变为轴向力 B. 减小 C. 保持不变 D. 增大 【答案】D 【解析】径向力由圆周力乘以压力角的正切值求得。圆周力不变时，压力角增大，正切值增大，因而径向力增大。 19. 一对斜齿圆柱齿轮正常啮合时，作用在主动轮和从动轮上的轴向力具有（ ） A. 大小不同方向相同 B. 大小相等方向相同 C. 大小不同方向相反 D. 大小相等方向相反 【答案】D 【解析】根据齿轮副的作用力与反作用力关系，主动轮与从动轮所受轴向力大小相等、方向相反。两齿轮轴向力的具体指向还与旋向和转动方向有关。 20. 圆柱齿轮传动中，圆周力和径向力对齿轮轴的主要影响分别是（ ） A. 传递转矩和产生弯曲载荷 B. 产生弯曲载荷和传递转矩 C. 产生轴向载荷和抵消转矩 D. 抵消转矩和产生轴向载荷 【答案】A 【解析】圆周力作用在分度圆切线方向，主要用于传递转矩；径向力指向齿轮中心，主要使齿轮轴承受弯曲载荷。两者对轴的作用性质不同。 二、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 配对齿轮的小齿轮受力及磨损较______，硬度要求______大齿轮20-50HBS。 【答案】① 大 ② 高于 【解析】在传递相同功率和转矩时，小齿轮的转速较高、循环啮合次数较多，且齿数少、齿根较薄，因此其受力和磨损通常较大。为提高小齿轮的耐磨性和抗弯曲能力，小齿轮的齿面硬度通常应比大齿轮高20～50 HBS。因此两空分别为“大”和“高于”。 22. 一对齿轮啮合时，其大、小齿轮的接触应力是______；而其许用接触应力是______的；小齿轮的弯曲应力与大齿轮的弯曲应力一般也是______。 【答案】① 相等的 ② 不相等的 ③ 不相等的 【解析】一对齿轮啮合时，作用在相互接触齿面上的法向力大小相等，根据接触应力计算关系，双方的接触应力相等。由于大小齿轮的材料、热处理状态及许用接触应力可能不同，所以许用接触应力是不相等的。小齿轮和大齿轮的齿数、齿形及受力情况不同，弯曲应力一般也是不相等的。因此三空分别为“相等的”“不相等的”“不相等的”。 23. 直齿圆柱齿轮传动中，已知传递转矩和分度圆直径时，圆周力的计算式为______。 【答案】圆周力等于转矩的二倍除以分度圆直径 【解析】圆周力是齿轮传递转矩的切向作用力。根据转矩与力臂的关系，圆周力等于转矩的二倍除以分度圆直径，计算时应统一采用相同的长度单位。 24. 标准直齿圆柱齿轮的啮合力可分解为圆周力和径向力，沿齿轮轴线方向的轴向力为______；斜齿圆柱齿轮则会产生轴向力。 【答案】零 【解析】直齿圆柱齿轮的齿线与轴线平行，啮合力没有轴向分量，因此轴向力为零。斜齿圆柱齿轮由于齿线倾斜，啮合力会产生轴向分量。 25. 直齿圆柱齿轮啮合时，作用在轮齿上的法向力可分解为圆周力、径向力和______力，其中直齿圆柱齿轮的该分力为______。 【答案】轴向；零 【解析】直齿圆柱齿轮的轮齿沿轴线方向没有螺旋升角，因此啮合力不产生轴向分力，法向力主要分解为圆周力和径向力。 26. 圆柱齿轮传动中，若主动轮传递的转矩为T、分度圆直径为d，则齿面上的圆周力可按公式______计算；标准压力角为α时，径向力可按公式______计算。 【答案】； 【解析】圆周力是传递转矩的主要分力，根据转矩与力矩关系可得。径向力与圆周力的关系由压力角决定，计算式为。 27. 外啮合直齿圆柱齿轮传动中，圆周力的作用方向位于两齿轮啮合点的______方向，并且与各自分度圆的______相切。 【答案】公切线；切线 【解析】圆周力沿啮合点处两分度圆的公切线方向，是齿轮传递转矩的有效分力。该力与作用齿轮分度圆在啮合点处的切线重合。 28. 外啮合圆柱齿轮传动中，径向力沿两齿轮的______方向作用，并使两齿轮具有相互______的趋势。 【答案】中心连线；分离 【解析】径向力沿两齿轮中心的连线方向作用。对于外啮合齿轮，径向力分别把两个齿轮推向远离对方的方向，因此具有相互分离的趋势。 29. 斜齿圆柱齿轮啮合时，除圆周力和径向力外还存在______力；该力的大小与螺旋角有关，螺旋角越大，轴向力通常越______。 【答案】轴向；大 【解析】斜齿圆柱齿轮的轮齿具有螺旋角，啮合力可分解出轴向分力。其他条件相同时，轴向力随螺旋角增大而增大。 30. 某直齿圆柱齿轮传递转矩，分度圆直径，则齿轮所受圆周力为______；若标准压力角为，其径向力约为______。 【答案】1200 N；437 N 【解析】先将分度圆直径换算为0.2 m，圆周力为。径向力为。 三、判断题（本大题共10小题，每题1分，共10分） 31. 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。 32. 直齿圆柱齿轮的模数是由接触强度决定的。（ ） 【答案】错误 【解析】该说法错误。直齿圆柱齿轮的模数通常主要根据齿根弯曲强度确定，接触强度校核则主要影响齿轮的分度圆直径或中心距等尺寸参数。虽然模数和接触强度也存在关联，但不能说模数由接触强度决定。因此应判断为“错误”。 33. 齿轮的模数越大，抗点蚀能力就越强。（ ） 【答案】错误 【解析】抗点蚀主要与齿面硬度有关，模数影响齿的尺寸、承载能力，但和抗点蚀能力并无直接关联。 34. 在分度圆直径相同、传递转矩相同的条件下，直齿圆柱齿轮的圆周力与压力角无关。（ ） 【答案】正确 【解析】圆周力由确定，在转矩和分度圆直径均相同的条件下，圆周力不受压力角影响。压力角主要影响径向力的大小。 35. 当圆柱齿轮的分度圆直径保持不变而传递转矩增大时，齿面上的圆周力也会增大。（ ） 【答案】正确 【解析】根据，在分度圆直径不变时，圆周力与传递转矩成正比。因此传递转矩增大，圆周力随之增大。 36. 外啮合直齿圆柱齿轮传动中，径向力沿两齿轮中心连线作用，并使两齿轮产生相互靠近的趋势。（ ） 【答案】错误 【解析】径向力确实沿两齿轮中心连线作用，但外啮合齿轮所受径向力会把两齿轮推向相互远离的方向，而不是相互靠近。 37. 斜齿圆柱齿轮的轴向力方向只由齿轮的旋转方向决定，与轮齿的螺旋方向无关。（ ） 【答案】错误 【解析】斜齿圆柱齿轮轴向力的方向由齿轮旋转方向和轮齿螺旋方向共同决定，不能只根据旋转方向判断。螺旋方向改变时，轴向力方向也可能改变。 38. 一对正常啮合的标准直齿圆柱齿轮传递转矩时，作用在主动轮和从动轮上的圆周力大小相等、方向相反；两轮上的径向力均沿两轮中心连线并相互排斥。（ ） 【答案】正确 【解析】直齿圆柱齿轮的啮合力可分解为圆周力和径向力。两齿轮相互作用时，圆周力大小相等、方向相反，径向力沿中心连线指向两轮分离方向。 39. 在传递转矩和齿轮直径均保持不变时，增大直齿圆柱齿轮的压力角，会使啮合处的圆周力保持不变，而径向力增大。（ ） 【答案】正确 【解析】圆周力由转矩和分度圆直径决定，二者不变时圆周力不变。径向力等于圆周力乘以压力角的正切，压力角增大时径向力随之增大。 40. 直齿圆柱齿轮传递的转矩一定时，若分度圆直径增大，则啮合处的圆周力和径向力都会增大。（ ） 【答案】错误 【解析】圆周力等于转矩的两倍除以分度圆直径，分度圆直径增大时圆周力减小。压力角不变时，径向力也随圆周力减小，因此题述结论错误。 四、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 41. 简述直齿圆柱齿轮啮合力的分解情况，并说明圆周力和径向力的作用方向。 【答案】（1）齿面法向力可分解为圆周力和径向力，圆周力用于传递转矩，径向力用于使两齿轮产生相互分离的趋势。 （2）圆周力分别沿两齿轮分度圆的切线方向作用在两轮上，主动轮与从动轮所受圆周力方向相反。 （3）径向力沿两齿轮中心连线方向作用，分别指向两轮相互远离的方向，且两轮所受径向力大小相等、方向相反。 【解析】直齿圆柱齿轮的齿面法向力通常分解为切向的圆周力和沿中心连线的径向力。圆周力决定传递转矩的能力，径向力会增加轴和轴承的受力，是进行轴承支承设计时的重要载荷。 42. 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 43. 某直齿圆柱齿轮传动主动轮输入转矩不变，检修后将主动轮分度圆直径由原尺寸减小，但压力角和传动工况未改变。分析啮合处圆周力、径向力和法向力将如何变化，并说明理由。 【答案】（1）圆周力将增大，因为圆周力等于主动轮输入转矩的两倍除以主动轮分度圆直径。 （2）径向力将增大，因为压力角不变时，径向力等于圆周力乘以压力角的正切。 （3）法向力也将增大，因为法向力等于圆周力除以压力角余弦，压力角不变时法向力与圆周力成正比。 （4）主动轴、从动轴及其轴承承受的齿轮作用力将增大，应校核轴和轴承的承载能力。 【解析】本题应先根据转矩与分度圆直径的关系判断圆周力变化，再利用压力角不变条件判断另外两个分力的变化。分度圆直径减小会使单位圆周上的切向载荷增大，并引起轴系载荷增加。 44. 说明计算标准直齿圆柱齿轮啮合处圆周力、径向力和法向力时所需的基本已知条件、计算关系及受力分析用途。 【答案】（1）基本已知条件包括主动轮传递的转矩、主动轮分度圆直径和齿轮压力角；若已知齿轮模数和齿数，可先由分度圆直径等于模数与齿数的乘积求得分度圆直径。 （2）圆周力按计算，径向力按计算，法向力按计算，其中转矩和直径应采用相互匹配的单位。 （3）圆周力用于校核齿面接触和轮齿承载能力，径向力用于确定轴和轴承的径向载荷，法向力用于表示齿面实际作用力。 【解析】受力分析应先由输入转矩和分度圆直径确定圆周力，再根据压力角求出径向力和法向力。计算结果可为轮齿强度、轴的强度以及轴承承载能力校核提供依据。 五、综合应用题（本大题共1小题，每题10分，共10分） 45. 某减速箱采用一对标准直齿圆柱齿轮传递动力。主动轮齿数为，从动轮齿数为，模数为，主动轴输入转矩为，压力角为。设备额定工况下不计传动损失，齿轮轴线水平布置，检修时需要根据齿轮啮合力校核轴和轴承的受力情况。 （1）计算主动轮和从动轮的分度圆直径、传动比、从动轴转矩，以及主动轮啮合处的圆周力、径向力和法向力。 （2）计算主动轮轴在齿轮安装处承受的齿轮合力，并说明该合力由哪些分力组成。若轴承仅按径向载荷进行初步校核，应采用哪个力作为主要校核载荷。 （3）若检修后发现轴承径向载荷明显增大，但输入转矩和齿轮齿数未改变，分析可能的齿轮受力变化因素，并提出两项检查或改进措施。 【答案】（1）主动轮分度圆直径；从动轮分度圆直径；传动比；从动轴转矩。主动轮圆周力；径向力；法向力。 （2）主动轮轴在齿轮安装处承受的齿轮合力为，其数值与法向力基本相等。合力由圆周力和径向力共同组成；轴承按径向载荷进行初步校核时，主要采用径向力。 （3）在输入转矩和齿轮齿数不变时，径向载荷增大可能是压力角增大、齿轮分度圆直径实际减小或齿轮安装偏斜导致受力异常。应检查齿轮实际压力角、分度圆及齿形参数，复核轴承座和齿轮轴的安装位置与平行度；必要时校正轴系安装精度，并更换符合设计参数的齿轮或轴承。 【解析】（1）由d=mz得 mm、 mm，i=，1440 N·m。主动轮 N，≈3640 N，≈10638 N。（2）合力F=≈10642 N，由圆周力和径向力组成；轴承径向校核主要取。（3）径向载荷增大可能源于压力角增大、分度圆直径减小或安装偏斜。应复核齿轮参数，检查轴系平行度和安装精度，必要时校正或更换相关部件。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 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