内蒙古（对口招生）装备制造类 《机械基础》项目五任务十八 45分钟专题训练卷

内蒙古（对口招生）装备制造类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共241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装备制造类理论知识，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装备制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有内蒙古对口招生考试《机械制图》《机械加工技术》《电工电子技术与技能》《电器及PLC控制技术》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 内蒙古（对口招生）装备制造类 《机械基础》 项目五：机械传动 任务十八：蜗轮蜗杆的常用材料 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. 蜗轮的材料主要采用（ ） A. 碳素钢 B. 合金钢 C. 青铜 D. 铸铁 2. 蜗杆传动中蜗轮的材料通常为（ ） A. 铝 B. 钢 C. 铁 D. 铜 3. 下列材料中，不宜用于制造蜗杆的是（ ） A. 中碳钢经调质处理 B. 合金钢经表面淬火 C. 锡青铜保持软齿面 D. 渗碳钢经渗碳处理 4. 蜗杆蜗轮传动时，蜗轮选用青铜的原因（ ） A. 不易生锈 B. 美观 C. 容易自锁 D. 减小摩擦 5. 比较理想的蜗杆与蜗轮的材料组合是（ ） A. 钢和青铜 B. 钢和钢 C. 钢和铸铁 D. 青铜和青铜 6. 蜗杆常用的材料是（ ） A. Q235 B. GCr15 C. ZCuSn10Pb1 D. 40Cr 7. 下图所示的蜗轮常采用______制造（ ） A. 青铜 B. 白铜 C. 黄铜 D. 纯铜 8. 蜗杆传动中，蜗杆和蜗轮的材料选择时，主要考虑哪个因素（ ） A. 材料的硬度 B. 材料的导热性 C. 材料的密度 D. 材料的价格 9. 普通蜗杆传动中，蜗杆通常选用的材料是（ ） A. 45钢或合金钢 B. 灰铸铁或球墨铸铁 C. 普通黄铜或纯铜 D. 铝合金或镁合金 10. 蜗轮齿圈通常采用哪类材料制造，以提高抗胶合和耐磨性能（ ） A. 耐磨青铜材料 B. 普通低碳钢材 C. 灰铸铁材料 D. 工程塑料材料 11. 用于高速、重载蜗杆传动时，较合理的材料组合是（ ） A. 淬硬合金钢蜗杆配锡青铜蜗轮 B. 灰铸铁蜗杆配低碳钢蜗轮 C. 普通黄铜蜗杆配铝合金蜗轮 D. 低碳钢蜗杆配灰铸铁蜗轮 12. 低速、轻载且工作条件一般的蜗轮传动，蜗轮轮体可优先选用的材料是（ ） A. 铸铁材料 B. 淬硬合金钢 C. 高速工具钢 D. 硬质合金材料 13. 选择蜗轮和蜗杆材料时，通常应使两者具有哪种硬度关系（ ） A. 蜗轮硬度低于蜗杆硬度 B. 蜗轮硬度高于蜗杆硬度 C. 蜗轮硬度等于蜗杆硬度 D. 蜗轮硬度随转速保持不变 14. 能保证良好润滑条件的齿轮传动是（ ） A. 开式齿轮传动 B. 闭式齿轮传动 C. 低速齿轮传动 D. 轻载齿轮传动 15. 为提高蜗杆齿面耐磨性，蜗杆常采用的材料及处理方式是（ ） A. 合金钢并进行渗碳淬火 B. 灰铸铁并进行退火处理 C. 低碳钢并进行回火处理 D. 普通黄铜并进行正火处理 16. 普通蜗轮传动中，最常见且较合理的材料配对是（ ） A. 钢制蜗杆配青铜蜗轮 B. 铸铁蜗杆配钢制蜗轮 C. 铜制蜗杆配铝制蜗轮 D. 铝制蜗杆配铸铁蜗轮 17. 对润滑条件较好、速度较高的蜗轮传动，蜗轮齿圈宜选用（ ） A. 锡青铜材料 B. 普通灰铸铁 C. 低碳结构钢 D. 一般铝合金 18. 蜗杆传动采用钢制蜗杆和青铜蜗轮的主要材料依据是（ ） A. 利用硬软配对改善耐磨性能 B. 利用相同硬度提高啮合精度 C. 利用高硬度蜗轮减小传动损失 D. 利用低强度蜗杆吸收冲击载荷 19. 在蜗轮材料的常用选择中，既能提供较好耐磨性又具有良好减摩性能的是（ ） A. 锡青铜 B. 普通铸铁 C. 低碳钢 D. 淬硬合金钢 20. 蜗轮蜗杆传动中，通常采用的材料组合是（ ） A. 蜗杆采用钢材，蜗轮采用青铜 B. 蜗杆采用青铜，蜗轮采用铸铁 C. 蜗杆采用铸铁，蜗轮采用钢材 D. 蜗杆采用铝合金，蜗轮采用灰铸铁 二、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 为了减小摩擦发热，常将______用青铜齿轮制作。 22. 在选择蜗轮蜗杆材料时，应考虑材料的______和______。 23. 一般蜗轮材料多选用摩擦因数较低、抗胶合性较好的______、______或______，低速时可采用______等（填名称）。 24. 在蜗轮材料的选取中，考虑到工作环境条件，通常会选用具有良好耐磨性和耐腐蚀性的______合金。 25. 为提高耐磨性，蜗杆通常采用______制造，蜗轮常采用______制造。 26. 在常用的蜗轮蜗杆材料组合中，蜗杆宜选用硬度较高的______，蜗轮宜选用具有良好减摩性的______。 27. 一台低速、轻载的蜗轮蜗杆减速装置采用钢制蜗杆时，蜗轮可选用具有良好耐磨性和减摩性的______材料。 28. 蜗轮蜗杆传动中，蜗轮采用青铜而不优先采用与蜗杆相同的钢材，主要是为了改善啮合副的______性能。 29. 按常用材料分类，蜗轮的轮缘可采用青铜、铸铁或______等材料制造。 30. 对于速度较高、载荷较大的蜗轮蜗杆传动，蜗杆通常采用经过热处理的______制造，以提高其表面硬度和耐磨性。 三、判断题（本大题共10小题，每题1分，共10分） 31. 为了减少摩擦，提高效率常常将蜗杆用青铜制作。（ ） 32. 一般蜗轮材料多选用摩擦系数小，抗胶合性能好的材料（ ） 33. 蜗杆升角小则传动效率低，但自锁性差。（ ） 34. 蜗轮蜗杆传动中，蜗杆和蜗轮通常选用相同的钢材制造，以保证两者硬度一致。（ ） 35. 在常用的钢制蜗杆与青铜蜗轮材料组合中，青铜蜗轮有利于减小啮合面的摩擦和磨损。（ ） 36. 蜗轮材料的选择只取决于材料强度，与蜗杆的材料、工作速度和润滑条件无关。（ ） 37. 设计蜗杆传动时，为了提高传动效率，可以增加蜗杆的头数。（ ） 38. 普通钢制蜗杆通常需要经过适当的热处理，以提高齿面硬度和耐磨性；蜗轮齿圈则常选用具有良好减摩性能的青铜材料。（ ） 39. 蜗轮齿圈选用锡青铜，主要是因为锡青铜的硬度一定高于淬硬钢制蜗杆。（ ） 40. 在蜗轮蜗杆传动中，蜗杆和蜗轮均采用普通低碳钢且不进行表面强化，通常有利于提高传动副的耐磨性。（ ） 四、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 41. 采用什么措施可以节约蜗轮所用的铜材。 42. 简述选择蜗杆材料时应重点考虑的性能要求，并列举一种常用蜗杆材料。 43. 比较钢制蜗杆与青铜蜗轮齿圈在材料性能要求上的主要差异。 44. 某低速、重载蜗轮减速器运行一段时间后，发现蜗轮齿面出现明显擦伤和胶合。分析材料配对方面的主要原因，并说明改进材料选择的措施。 五、综合应用题（本大题共1小题，每题10分，共10分） 45. 一台车间起重设备的蜗杆减速器采用钢制蜗杆和可更换的蜗轮齿圈。检修时，测得蜗轮齿圈的有效啮合长度为60 mm，齿面平均接触宽度为40 mm，工作载荷折算到啮合面的法向力为3600 N。现有两种蜗轮齿圈材料可供选择：锡青铜的许用平均接触压力为2.0 MPa，灰铸铁的许用平均接触压力为1.2 MPa。根据材料和工况条件回答下列问题： （1）计算有效啮合面积和平均接触压力，并写出计算过程。 （2）根据计算结果判断两种材料是否满足许用接触压力要求，并选择合适的蜗轮齿圈材料。 （3）说明钢制蜗杆与所选蜗轮齿圈材料配合使用的主要原因。 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（对口招生）装备制造类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共241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装备制造类理论知识，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装备制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有内蒙古对口招生考试《机械制图》《机械加工技术》《电工电子技术与技能》《电器及PLC控制技术》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 内蒙古（对口招生）装备制造类 《机械基础》 项目五：机械传动 任务十八：蜗轮蜗杆的常用材料 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. 蜗轮的材料主要采用（ ） A. 碳素钢 B. 合金钢 C. 青铜 D. 铸铁 【答案】C 【解析】蜗轮与蜗杆啮合时存在较大的滑动摩擦，为提高耐磨性和抗胶合性能，蜗轮材料主要采用青铜。因此选C。 2. 蜗杆传动中蜗轮的材料通常为（ ） A. 铝 B. 钢 C. 铁 D. 铜 【答案】D 【解析】蜗轮通常采用铜合金，尤其是锡青铜或铝青铜制造，以提高耐磨性和抗胶合性能。选项D为铜，符合蜗轮材料通常采用铜合金的要求，因此选D。 3. 下列材料中，不宜用于制造蜗杆的是（ ） A. 中碳钢经调质处理 B. 合金钢经表面淬火 C. 锡青铜保持软齿面 D. 渗碳钢经渗碳处理 【答案】C 【解析】蜗杆齿面滑动速度大，要求具有较高的硬度、耐磨性和耐热性，常用中碳钢经调质、合金钢经表面淬火或渗碳钢经渗碳处理制造。锡青铜减摩性和抗胶合性较好，但硬度较低，主要用于制造蜗轮齿圈，不宜用来制造蜗杆，因此选C。 4. 蜗杆蜗轮传动时，蜗轮选用青铜的原因（ ） A. 不易生锈 B. 美观 C. 容易自锁 D. 减小摩擦 【答案】D 【解析】青铜具有天然的减摩性和自润滑性。 5. 比较理想的蜗杆与蜗轮的材料组合是（ ） A. 钢和青铜 B. 钢和钢 C. 钢和铸铁 D. 青铜和青铜 【答案】A 【解析】蜗杆通常采用钢材，蜗轮通常采用青铜，钢与青铜组合具有良好的耐磨性和抗胶合性能，因此选A。 6. 蜗杆常用的材料是（ ） A. Q235 B. GCr15 C. ZCuSn10Pb1 D. 40Cr 【答案】D 【解析】40Cr具有较高的强度、硬度和耐磨性，经调质或表面热处理后适合制造蜗杆。因此选项D正确。 7. 下图所示的蜗轮常采用______制造（ ） A. 青铜 B. 白铜 C. 黄铜 D. 纯铜 【答案】A 8. 蜗杆传动中，蜗杆和蜗轮的材料选择时，主要考虑哪个因素（ ） A. 材料的硬度 B. 材料的导热性 C. 材料的密度 D. 材料的价格 【答案】A 【解析】蜗杆和蜗轮的材料选择主要考虑材料的硬度，以确保传动部件的耐磨性和寿命。 9. 普通蜗杆传动中，蜗杆通常选用的材料是（ ） A. 45钢或合金钢 B. 灰铸铁或球墨铸铁 C. 普通黄铜或纯铜 D. 铝合金或镁合金 【答案】A 【解析】蜗杆通常采用45钢或合金钢制造，并可通过热处理提高硬度和耐磨性。铸铁、铜及铝合金一般不是普通蜗杆的常用材料。 10. 蜗轮齿圈通常采用哪类材料制造，以提高抗胶合和耐磨性能（ ） A. 耐磨青铜材料 B. 普通低碳钢材 C. 灰铸铁材料 D. 工程塑料材料 【答案】A 【解析】蜗轮齿圈常采用耐磨青铜，能够减小摩擦并改善抗胶合性能。低碳钢、灰铸铁和工程塑料在普通蜗轮中的应用条件各不相同，不能作为通常的首选答案。 11. 用于高速、重载蜗杆传动时，较合理的材料组合是（ ） A. 淬硬合金钢蜗杆配锡青铜蜗轮 B. 灰铸铁蜗杆配低碳钢蜗轮 C. 普通黄铜蜗杆配铝合金蜗轮 D. 低碳钢蜗杆配灰铸铁蜗轮 【答案】A 【解析】高速、重载工况要求蜗杆具有较高硬度和耐磨性，蜗轮齿圈还要具备良好的减摩和抗胶合性能，因此常采用淬硬合金钢蜗杆配锡青铜蜗轮。其余组合难以同时满足耐磨和抗胶合要求。 12. 低速、轻载且工作条件一般的蜗轮传动，蜗轮轮体可优先选用的材料是（ ） A. 铸铁材料 B. 淬硬合金钢 C. 高速工具钢 D. 硬质合金材料 【答案】A 【解析】低速、轻载蜗轮传动对材料的抗胶合性能要求相对较低，蜗轮轮体可采用铸铁材料。淬硬合金钢、高速工具钢和硬质合金通常用于高硬度或耐磨零件，不是此工况下蜗轮轮体的优先材料。 13. 选择蜗轮和蜗杆材料时，通常应使两者具有哪种硬度关系（ ） A. 蜗轮硬度低于蜗杆硬度 B. 蜗轮硬度高于蜗杆硬度 C. 蜗轮硬度等于蜗杆硬度 D. 蜗轮硬度随转速保持不变 【答案】A 【解析】蜗杆通常具有较高硬度，蜗轮采用相对较软且耐磨的材料，有利于磨合并减少蜗杆表面的严重磨损。若蜗轮硬度过高，容易增加摩擦和胶合风险。 14. 能保证良好润滑条件的齿轮传动是（ ） A. 开式齿轮传动 B. 闭式齿轮传动 C. 低速齿轮传动 D. 轻载齿轮传动 【答案】B 15. 为提高蜗杆齿面耐磨性，蜗杆常采用的材料及处理方式是（ ） A. 合金钢并进行渗碳淬火 B. 灰铸铁并进行退火处理 C. 低碳钢并进行回火处理 D. 普通黄铜并进行正火处理 【答案】A 【解析】合金钢经过渗碳淬火后，蜗杆表面具有较高硬度和耐磨性，芯部仍能保持一定韧性。退火、普通回火或正火不能使这些材料获得适合蜗杆齿面的综合性能。 16. 普通蜗轮传动中，最常见且较合理的材料配对是（ ） A. 钢制蜗杆配青铜蜗轮 B. 铸铁蜗杆配钢制蜗轮 C. 铜制蜗杆配铝制蜗轮 D. 铝制蜗杆配铸铁蜗轮 【答案】A 【解析】钢制蜗杆具有较高的强度和耐磨性，青铜蜗轮具有较好的减摩和抗胶合性能，二者是普通蜗轮蜗杆传动中常见的材料配对。其他配对不能较好满足啮合面的耐磨与抗胶合要求。 17. 对润滑条件较好、速度较高的蜗轮传动，蜗轮齿圈宜选用（ ） A. 锡青铜材料 B. 普通灰铸铁 C. 低碳结构钢 D. 一般铝合金 【答案】B 【解析】速度较高时，蜗轮齿圈需要良好的减摩性和抗胶合能力，锡青铜通常较为适宜。灰铸铁、低碳结构钢和一般铝合金在这种工况下的综合耐磨性能通常不如锡青铜。 18. 蜗杆传动采用钢制蜗杆和青铜蜗轮的主要材料依据是（ ） A. 利用硬软配对改善耐磨性能 B. 利用相同硬度提高啮合精度 C. 利用高硬度蜗轮减小传动损失 D. 利用低强度蜗杆吸收冲击载荷 【答案】A 【解析】钢制蜗杆与青铜蜗轮形成硬软配对，能够改善摩擦副的耐磨性和抗胶合性能，并有利于磨合。相同硬度或提高蜗轮硬度并不是该材料组合的主要依据。 19. 在蜗轮材料的常用选择中，既能提供较好耐磨性又具有良好减摩性能的是（ ） A. 锡青铜 B. 普通铸铁 C. 低碳钢 D. 淬硬合金钢 【答案】A 【解析】锡青铜具有较好的耐磨性、减摩性和抗胶合性能，常用于制造蜗轮齿圈。普通铸铁、低碳钢和淬硬合金钢通常不能同时具备蜗轮所需的减摩性能。 20. 蜗轮蜗杆传动中，通常采用的材料组合是（ ） A. 蜗杆采用钢材，蜗轮采用青铜 B. 蜗杆采用青铜，蜗轮采用铸铁 C. 蜗杆采用铸铁，蜗轮采用钢材 D. 蜗杆采用铝合金，蜗轮采用灰铸铁 【答案】A 【解析】蜗杆通常采用强度和硬度较高的钢材制造，蜗轮常采用减摩性和耐磨性较好的青铜制造，以适应啮合面的相对滑动和降低磨损。 二、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 为了减小摩擦发热，常将______用青铜齿轮制作。 【答案】蜗轮 【解析】为了减小蜗轮蜗杆啮合时的摩擦发热，蜗轮常用青铜制作。 22. 在选择蜗轮蜗杆材料时，应考虑材料的______和______。 【答案】① 强度 ② 耐磨性 【解析】在选择蜗轮蜗杆材料时，应考虑材料的强度、耐磨性。 23. 一般蜗轮材料多选用摩擦因数较低、抗胶合性较好的______、______或______，低速时可采用______等（填名称）。 【答案】① 锡青铜 ② 铝青铜 ③ 黄铜 ④ 铸铁 【解析】锡青铜、铝青铜和黄铜具有较低的摩擦因数和较好的抗胶合性，低速传动时也可采用铸铁制造蜗轮。 24. 在蜗轮材料的选取中，考虑到工作环境条件，通常会选用具有良好耐磨性和耐腐蚀性的______合金。 【答案】锡青铜或不锈钢 【解析】在蜗轮材料的选取中，应根据工作环境、耐磨性和抗胶合性等要求选择材料。锡青铜具有良好的耐磨性、减摩性和抗胶合性，是常用的蜗轮材料；在有较强腐蚀性要求的场合，也可选用不锈钢合金。因此，填空为“锡青铜或不锈钢”。 25. 为提高耐磨性，蜗杆通常采用______制造，蜗轮常采用______制造。 【答案】钢材；青铜 【解析】蜗杆表面承受较大的接触应力并存在相对滑动，通常采用钢材制造；蜗轮采用青铜有利于减小摩擦和磨损。 26. 在常用的蜗轮蜗杆材料组合中，蜗杆宜选用硬度较高的______，蜗轮宜选用具有良好减摩性的______。 【答案】钢材；青铜 【解析】蜗杆采用钢材能够承受较大的接触载荷并提高耐磨性，蜗轮采用青铜能够改善摩擦性能，降低啮合磨损。 27. 一台低速、轻载的蜗轮蜗杆减速装置采用钢制蜗杆时，蜗轮可选用具有良好耐磨性和减摩性的______材料。 【答案】青铜 【解析】钢制蜗杆与青铜蜗轮组成的材料副具有较好的耐磨性和减摩性，适用于常见的蜗轮蜗杆传动。 28. 蜗轮蜗杆传动中，蜗轮采用青铜而不优先采用与蜗杆相同的钢材，主要是为了改善啮合副的______性能。 【答案】摩擦 【解析】蜗轮蜗杆啮合时存在较大的相对滑动，青铜具有较好的减摩性和抗粘着性能，能够改善啮合副的摩擦状况。 29. 按常用材料分类，蜗轮的轮缘可采用青铜、铸铁或______等材料制造。 【答案】非金属材料 【解析】蜗轮材料应根据载荷、速度、润滑和工作环境选择，常见材料包括青铜、铸铁以及尼龙等非金属材料。 30. 对于速度较高、载荷较大的蜗轮蜗杆传动，蜗杆通常采用经过热处理的______制造，以提高其表面硬度和耐磨性。 【答案】合金钢 【解析】高速重载蜗杆需要较高的表面硬度和耐磨性，通常选用合金钢并进行适当热处理，以提高承载能力和使用寿命。 三、判断题（本大题共10小题，每题1分，共10分） 31. 为了减少摩擦，提高效率常常将蜗杆用青铜制作。（ ） 【答案】错误 【解析】为降低摩擦、提高传动效率，通常将蜗轮采用青铜等具有良好减摩性、耐磨性和抗胶合性的材料制造；蜗杆则通常采用钢或合金钢制造，必要时进行表面硬化处理。因此，题干所说“将蜗杆用青铜制作”不符合常用材料选择，判断为错误。 32. 一般蜗轮材料多选用摩擦系数小，抗胶合性能好的材料（ ） 【答案】正确 【解析】蜗轮与蜗杆之间存在较大的相对滑动，工作时容易产生摩擦、磨损和胶合。因此，蜗轮材料通常选用摩擦系数较小、耐磨性和抗胶合性能较好的材料，如锡青铜、铝青铜等。故题干说法正确。 33. 蜗杆升角小则传动效率低，但自锁性差。（ ） 【答案】正确 34. 蜗轮蜗杆传动中，蜗杆和蜗轮通常选用相同的钢材制造，以保证两者硬度一致。（ ） 【答案】错误 【解析】蜗杆和蜗轮通常采用不同材料配对，蜗杆多用钢材，蜗轮常用青铜等减摩材料，以减小相对滑动造成的磨损和粘着。 35. 在常用的钢制蜗杆与青铜蜗轮材料组合中，青铜蜗轮有利于减小啮合面的摩擦和磨损。（ ） 【答案】正确 【解析】蜗轮采用青铜能够发挥其良好的减摩性和抗粘着性能，适合承受蜗杆与蜗轮之间较大的相对滑动，因此有利于减小摩擦和磨损。 36. 蜗轮材料的选择只取决于材料强度，与蜗杆的材料、工作速度和润滑条件无关。（ ） 【答案】错误 【解析】蜗轮材料选择不仅要考虑强度，还要结合蜗杆材料、相对滑动速度、载荷大小和润滑条件等因素综合确定，以保证耐磨性和工作寿命。 37. 设计蜗杆传动时，为了提高传动效率，可以增加蜗杆的头数。（ ） 【答案】正确 38. 普通钢制蜗杆通常需要经过适当的热处理，以提高齿面硬度和耐磨性；蜗轮齿圈则常选用具有良好减摩性能的青铜材料。（ ） 【答案】正确 【解析】钢制蜗杆与蜗轮啮合时存在较大的相对滑动，蜗杆齿面需要较高的硬度和耐磨性，通常通过淬火、渗碳或调质等热处理改善性能。蜗轮齿圈采用青铜有利于减小摩擦、降低磨损并减少胶合风险。 39. 蜗轮齿圈选用锡青铜，主要是因为锡青铜的硬度一定高于淬硬钢制蜗杆。（ ） 【答案】错误 【解析】锡青铜的硬度通常不高于淬硬钢，选用锡青铜的主要原因是其具有较好的减摩性、耐磨性和抗胶合性能，适合承受蜗轮蜗杆传动中的较大相对滑动。 40. 在蜗轮蜗杆传动中，蜗杆和蜗轮均采用普通低碳钢且不进行表面强化，通常有利于提高传动副的耐磨性。（ ） 【答案】错误 【解析】蜗杆和蜗轮均采用未强化的普通低碳钢时，材料配对的减摩性和抗胶合能力较差，难以适应蜗轮蜗杆传动中的大相对滑动。通常应使蜗杆具有较高硬度，并为蜗轮选用青铜等耐磨、抗胶合材料。 四、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 41. 采用什么措施可以节约蜗轮所用的铜材。 【答案】主要措施有：①采用组合式蜗轮结构，齿圈用青铜、轮芯用铸铁或碳钢，以减小青铜用量；②用铝青铜、黄铜等较便宜的合金代替贵重的锡青铜；③低速轻载时用铸铁、塑料等非铜材料代替青铜制造蜗轮。 【解析】蜗轮齿圈常用锡青铜（如ZCuSn10P1）制造，锡青铜价格高、铜材消耗大，节约措施主要有：（1）结构措施——采用组合式蜗轮结构，齿圈用青铜，轮芯用铸铁或碳钢，仅齿圈使用铜材，可大幅减少青铜用量；（2）材料代用——用铝青铜、锰青铜或黄铜等较便宜的铜合金代替贵重锡青铜，也可在不同场合起到替代作用；（3）低速轻载场合——直接用铸铁（如HT150、HT200）或塑料等非铜材料制造蜗轮，完全不用铜材。因此，除“使用其他合金材料代替”外，最主要的措施是采用组合式蜗轮结构。 42. 简述选择蜗杆材料时应重点考虑的性能要求，并列举一种常用蜗杆材料。 【答案】（1）蜗杆齿面应具有较高的强度和硬度，以承受啮合载荷并减少塑性变形。 （2）蜗杆齿面应具有良好的耐磨性，以适应啮合中的相对滑动。 （3）材料还应具有良好的热处理性能和加工性能，便于获得满足要求的齿面质量。 （4）常用蜗杆材料有碳素钢、合金钢等，例如调质处理的40Cr。 【解析】蜗杆在传动副中通常承受较高的接触应力和相对滑动，因此材料选择应围绕强度、硬度、耐磨性以及热处理性能展开。实际生产中常用钢材制造蜗杆，并通过调质、表面淬火或渗碳等工艺改善齿面性能。 43. 比较钢制蜗杆与青铜蜗轮齿圈在材料性能要求上的主要差异。 【答案】（1）钢制蜗杆主要要求具有较高的强度、硬度和耐磨性，以承受较大的啮合载荷和相对滑动。 （2）青铜蜗轮齿圈主要要求具有良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性能，以降低啮合摩擦和黏着磨损。 （3）两者采用性能有差异的材料配对，可兼顾蜗杆承载能力与蜗轮工作寿命。 【解析】蜗杆通常承担较高的齿面载荷，需要通过钢材和热处理获得较硬的工作表面。蜗轮齿圈更重视与钢制蜗杆配合时的减摩和抗胶合能力，因此常采用锡青铜、铝青铜等材料。 44. 某低速、重载蜗轮减速器运行一段时间后，发现蜗轮齿面出现明显擦伤和胶合。分析材料配对方面的主要原因，并说明改进材料选择的措施。 【答案】（1）蜗轮齿圈可能选用了减摩性和抗胶合性能不足的材料，不能适应蜗轮蜗杆啮合时的较大相对滑动。 （2）蜗杆齿面硬度可能偏低或未进行适当热处理，导致齿面耐磨性不足并加剧擦伤。 （3）可选用经过适当热处理的合金钢制造蜗杆，并选用锡青铜等具有良好减摩性和抗胶合性能的材料制造蜗轮齿圈。 （4）更换材料后还应结合载荷、速度和润滑条件校核材料组合是否满足使用要求。 【解析】擦伤和胶合通常与材料配对不合理、蜗杆齿面硬度不足以及相对滑动造成的摩擦发热有关。改进时应提高蜗杆齿面的硬度和耐磨性，同时选用具有良好减摩性及抗胶合性能的青铜蜗轮齿圈，并结合实际工况进行校核。 五、综合应用题（本大题共1小题，每题10分，共10分） 45. 一台车间起重设备的蜗杆减速器采用钢制蜗杆和可更换的蜗轮齿圈。检修时，测得蜗轮齿圈的有效啮合长度为60 mm，齿面平均接触宽度为40 mm，工作载荷折算到啮合面的法向力为3600 N。现有两种蜗轮齿圈材料可供选择：锡青铜的许用平均接触压力为2.0 MPa，灰铸铁的许用平均接触压力为1.2 MPa。根据材料和工况条件回答下列问题： （1）计算有效啮合面积和平均接触压力，并写出计算过程。 （2）根据计算结果判断两种材料是否满足许用接触压力要求，并选择合适的蜗轮齿圈材料。 （3）说明钢制蜗杆与所选蜗轮齿圈材料配合使用的主要原因。 【答案】（1）有效啮合面积为 。平均接触压力为 。 （2）锡青铜的许用平均接触压力为2.0 MPa，实际压力1.5 MPa小于许用值，满足要求；灰铸铁的许用平均接触压力为1.2 MPa，实际压力1.5 MPa大于许用值，不满足要求。因此应选择锡青铜制造蜗轮齿圈。 （3）钢制蜗杆具有较高的强度、硬度和耐磨性，适合承受较大的啮合载荷；锡青铜蜗轮齿圈具有良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性能，能够降低相对滑动引起的擦伤和胶合风险。两种材料合理配对还便于磨损集中在可更换的蜗轮齿圈上。 【解析】（1）先用有效啮合长度与平均接触宽度相乘求出接触面积，再用法向力除以接触面积求平均接触压力，注意将1 N/mm2换算为1 MPa。 （2）将计算得到的1.5 MPa分别与两种材料的许用值比较，可知锡青铜满足要求，灰铸铁不满足要求。 （3）蜗轮蜗杆啮合时存在较大的相对滑动，钢制蜗杆负责承载和耐磨，锡青铜齿圈负责减摩和抗胶合，这种材料组合能够改善传动副的工作可靠性。 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 $