第26练 齿轮结构、材料与受力 江苏省（职教高考）《机械基础》（苏教版·凤凰职教） 一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了江苏省（职教高考）《机械基础》（苏教版·凤凰职教）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法。 本卷是江苏省（职教高考）《机械基础》（苏教版·凤凰职教）一课一练的第26练，内容为：圆柱齿轮的结构、材料选择及轮齿受力方向判断。 江苏省（职教高考）一课一练 《机械基础》（苏教版·凤凰职教） 第26练 齿轮结构、材料与受力 一、单项选择题 1. 常用齿轮的齿廓曲线形状取决于( )。 A. 齿轮的用途 B. 节圆 C. 分度圆 D. 基圆 2. 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 3. 齿轮的齿侧间隙主要用于（ ） A. 防止齿轮卡住 B. 增加摩擦 C. 提高传动效率 D. 增加噪音 4. 以下齿轮材料，属于铸铁类的是（ ） A. 40Cr B. HT300 C. 38CrMoAl D. 65Mn 二、多项选择题 5. 关于齿轮结构与受力，正确的说法有（ ） A. 轮齿用于啮合传递运动和动力 B. 轴孔用于安装齿轮轴并传递转矩 C. 齿顶圆是轮齿根部通过的圆 D. 齿根圆是轮齿顶端连接的圆 6. 关于圆柱齿轮的结构与材料选择，正确的是（ ） A. 小齿轮啮合次数较多，齿面硬度通常高于大齿轮 B. 大直径齿轮采用轮辐结构，可减轻齿轮质量 C. 受冲击的重载齿轮优先采用灰铸铁，以提高抗冲击性 D. 软齿面齿轮常用锻钢制造，便于获得较高的综合强度 7. 某斜齿圆柱齿轮传动中，主动轮转矩为180 N·m，分度圆直径为120 mm，法向压力角为，螺旋角为。忽略摩擦，关于主动轮所受轮齿分力，正确的是（ ） A. 切向力大小为3000 N，方向与主动轮转动方向相反 B. 端面压力角仍为，径向力大小约为1092 N C. 径向力大小约为1131 N，方向沿两轴心线并使两齿轮分离 D. 轴向力大小约为804 N，方向平行于两齿轮轴线 三、判断题 8. 齿轮材料选择时，只要齿面硬度较高，就不必再考虑材料的韧性和芯部强度。（ ） 9. 尼龙可以作为齿轮材料（ ） 四、综合应用题 10. 某机床齿轮减速箱采用一对标准直齿圆柱齿轮传动。主动小齿轮由电动机直接驱动，输入功率为5.5 kW，转速为960 r/min；小齿轮齿数为20，齿轮模数为4 mm，压力角为，大齿轮齿数为60。小齿轮位于大齿轮左侧，从轴向观察时小齿轮按顺时针方向旋转。根据上述条件回答下列问题：（1）计算该齿轮传动的传动比、小齿轮分度圆直径、输入转矩，以及小齿轮所受的圆周力和径向力。（2）判断小齿轮和大齿轮所受圆周力、径向力的方向。（3）结合两齿轮的工作特点，说明小齿轮与大齿轮在结构和材料选择上的合理方案。 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 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了江苏省（职教高考）《机械基础》（苏教版·凤凰职教）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法。 本卷是江苏省（职教高考）《机械基础》（苏教版·凤凰职教）一课一练的第26练，内容为：圆柱齿轮的结构、材料选择及轮齿受力方向判断。 江苏省（职教高考）一课一练 《机械基础》（苏教版·凤凰职教） 第26练 齿轮结构、材料与受力 一、单项选择题 1. 常用齿轮的齿廓曲线形状取决于( )。 A. 齿轮的用途 B. 节圆 C. 分度圆 D. 基圆 【答案】D 【解析】常用齿轮的齿廓曲线形状取决于基圆。 2. 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 3. 齿轮的齿侧间隙主要用于（ ） A. 防止齿轮卡住 B. 增加摩擦 C. 提高传动效率 D. 增加噪音 【答案】A 【解析】齿侧间隙主要用于防止齿轮卡住。 4. 以下齿轮材料，属于铸铁类的是（ ） A. 40Cr B. HT300 C. 38CrMoAl D. 65Mn 【答案】B 【解析】HT300 是灰铸铁，常用于制造对精度要求不高、载荷平稳的齿轮；40Cr、38CrMoAl 是合金钢，65Mn 是弹簧钢，所以选 B。 二、多项选择题 5. 关于齿轮结构与受力，正确的说法有（ ） A. 轮齿用于啮合传递运动和动力 B. 轴孔用于安装齿轮轴并传递转矩 C. 齿顶圆是轮齿根部通过的圆 D. 齿根圆是轮齿顶端连接的圆 【答案】AB 【解析】轮齿通过啮合传递运动和动力，轴孔用于与轴配合并传递转矩。齿顶圆通过轮齿顶端，齿根圆通过轮齿根部，C、D将两者概念混淆。 6. 关于圆柱齿轮的结构与材料选择，正确的是（ ） A. 小齿轮啮合次数较多，齿面硬度通常高于大齿轮 B. 大直径齿轮采用轮辐结构，可减轻齿轮质量 C. 受冲击的重载齿轮优先采用灰铸铁，以提高抗冲击性 D. 软齿面齿轮常用锻钢制造，便于获得较高的综合强度 【答案】ABD 【解析】小齿轮啮合次数多，通常提高其齿面硬度；轮辐结构可减重；锻钢具有较好的综合力学性能。 7. 某斜齿圆柱齿轮传动中，主动轮转矩为180 N·m，分度圆直径为120 mm，法向压力角为，螺旋角为。忽略摩擦，关于主动轮所受轮齿分力，正确的是（ ） A. 切向力大小为3000 N，方向与主动轮转动方向相反 B. 端面压力角仍为，径向力大小约为1092 N C. 径向力大小约为1131 N，方向沿两轴心线并使两齿轮分离 D. 轴向力大小约为804 N，方向平行于两齿轮轴线 【答案】ACD 【解析】Ft=2T/d=3000N，方向与转向相反；由tanαt=tan/cos得αt≈，Fr≈1131N，Fa=3000tan≈804N，故选ACD。 三、判断题 8. 齿轮材料选择时，只要齿面硬度较高，就不必再考虑材料的韧性和芯部强度。（ ） 【答案】错误 【解析】齿轮材料既要具有适当的齿面硬度和耐磨性，还要具有足够的韧性及芯部强度，以承受齿面接触应力和齿根弯曲应力。只强调硬度而忽略韧性和芯部强度是不正确的。 9. 尼龙可以作为齿轮材料（ ） 【答案】正确 【解析】齿轮的常用材料有锻钢、铸钢、铸铁和非金属材料等,对调质齿轮需进行热处理以改善其力学性能。 四、综合应用题 10. 某机床齿轮减速箱采用一对标准直齿圆柱齿轮传动。主动小齿轮由电动机直接驱动，输入功率为5.5 kW，转速为960 r/min；小齿轮齿数为20，齿轮模数为4 mm，压力角为，大齿轮齿数为60。小齿轮位于大齿轮左侧，从轴向观察时小齿轮按顺时针方向旋转。根据上述条件回答下列问题：（1）计算该齿轮传动的传动比、小齿轮分度圆直径、输入转矩，以及小齿轮所受的圆周力和径向力。（2）判断小齿轮和大齿轮所受圆周力、径向力的方向。（3）结合两齿轮的工作特点，说明小齿轮与大齿轮在结构和材料选择上的合理方案。 【答案】（1）传动比：小齿轮分度圆直径：输入转矩：小齿轮圆周力：小齿轮径向力：（2）小齿轮顺时针旋转且位于左侧时，小齿轮所受圆周力方向向上，径向力方向背离大齿轮、水平向左；大齿轮所受圆周力方向向下，径向力方向背离小齿轮、水平向右。两齿轮的同类作用力方向相反、大小相等。（3）小齿轮可采用齿轮轴结构，材料选用20CrMnTi，经渗碳淬火提高齿面硬度和耐磨性；大齿轮可采用带轮毂、腹板和轮缘的整体式结构，材料可选用45钢并进行调质处理。小齿轮啮合次数多，通常要求具有较高的齿面硬度。 【解析】i=60/20=3，d1=4×20=80mm=0.08m，T1=9550×5.5/960=54.74N·m；Ft=2T1/d1=1368.5N，Fr=Ft tan≈498N。小齿轮受Ft向上、Fr向左，大齿轮分别向下、向右。小齿轮宜用齿轮轴、20CrMnTi渗碳淬火；大齿轮采用带轮毂、腹板和轮缘结构，选45钢调质，以兼顾耐磨、强度并减重。 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 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $