山东省（春季高考）机械制造类 《机械基础》项目三任务二十 45分钟专题训练卷

山东省（春季高考）机械制造类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共220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机械制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《金属加工基础》《钳工加工技术》《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。 山东省（春季高考）机械制造类 《机械基础》 项目三：机械传动 任务二十：圆柱齿轮的结构 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. 斜齿圆柱齿轮螺旋角β一般为（ ） A. ～ B. ～ C. ～ D. ～ 2. 腹板式钢齿轮的齿顶圆直径，一般不宜超过（ ） A. 1000 mm B. 800 mm C. 100mm D. 500 mm 3. 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 4. 齿轮的齿侧间隙主要用于（ ） A. 增加摩擦 B. 防止齿轮卡住 C. 提高传动效率 D. 增加噪音 5. 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 6. 关于标准渐开线直齿圆柱齿轮，下列说法中错误的是（ ） A. 齿顶圆大于齿根圆 B. 分度圆压力角为标准值 C. 齿顶高略大于齿根高 D. 分度圆上的齿厚与齿槽宽相等 7. 某减速器中的圆柱齿轮通过平键与传动轴连接，键槽应加工在齿轮的哪一结构部分？ A. 轮缘的齿坯外圆部位 B. 轮毂的轴孔内壁部位 C. 轮辐的连接板面部位 D. 腹板的减重孔边部位 8. 圆柱齿轮结构中，轮缘的主要作用是（ ）。 A. 承载轮齿并传递啮合力 B. 设置轴孔并连接传动轴 C. 连接轮毂并减小材料用量 D. 布置键槽并固定轴向位置 9. 在圆柱齿轮的常用结构中，位于中心并设有轴孔的部分称为（ ）。 A. 轮缘 B. 轮毂 C. 轮辐 D. 齿槽 10. 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 11. 采用腹板式圆柱齿轮结构时，腹板的主要作用是（ ）。 A. 轮缘与轮毂之间的连接 B. 轮齿工作齿面的形成 C. 轴与轮毂的配合孔 D. 齿轮在轴上的轴向定位 12. 对于直径较大、需要减轻质量的圆柱齿轮，较常采用的结构形式是（ ）。 A. 实心式结构 B. 腹板式结构 C. 轮辐式结构 D. 组合轮圈结构 13. 圆柱齿轮的齿轮孔与传动轴采用间隙配合，并用平键传递转矩时，轮毂上必须具有的结构是（ ）。 A. 与轴孔对应的键槽 B. 与轮缘对应的齿槽 C. 与腹板对应的通孔 D. 与端面对应的倒角 14. 圆柱齿轮采用轮辐式结构时，轮辐在齿轮中起到的主要作用是（ ）。 A. 轮缘与轮毂之间的连接 B. 齿面接触应力的承受 C. 轴孔配合精度的保证 D. 轮齿渐开线齿形的形成 15. 下列四种材料中，适合制作工地里水泥搅拌机外圈齿轮的是（ ） A. 45 B. 40Cr C. 铸铁 D. 35SiMn 16. 为避免圆柱齿轮轮毂端部与相邻零件发生干涉，轮毂端面通常可设置的工艺结构是（ ）。 A. 在端部加工适当倒角 B. 在外圆加工完整轮齿 C. 在腹板加工均布孔槽 D. 在轴孔加工螺旋油槽 17. 某圆柱齿轮需安装在轴的中部，并要求承受较大的传递转矩。设计轮毂时，较合理的做法是（ ）。 A. 适当增加轮毂长度 B. 适当减小轮毂外径 C. 取消轮毂上的键槽 D. 减薄轮毂孔壁厚度 18. 在腹板式圆柱齿轮上设置减重孔时，减重孔的布置应优先满足（ ）。 A. 沿圆周均匀并保持结构强度 B. 靠近轮毂集中并增大孔径 C. 靠近轮缘集中并切断腹板 D. 随机分布并减小加工工序 19. 在直齿圆柱齿轮的结构中，用于安装在轴上并传递转矩的部分是（ ）。 A. A. 轮缘，用于承载轮齿 B. B. 轮辐，用于连接轮缘 C. C. 轮毂，用于装配轴孔 D. D. 齿槽，用于形成齿距 20. 某直齿圆柱齿轮直径较大，为减轻质量并保持轮缘与轮毂的连接刚度，较适宜采用的结构形式是（ ）。 A. A. 实心式结构，轮体全部实体 B. B. 腹板式结构，轮缘由腹板连接 C. C. 齿圈式结构，轮毂直接承齿 D. D. 组合式结构，轮齿单独装配 二、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 21. 简述普通实心式圆柱齿轮的主要组成部分及各部分的作用。 22. 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。 23. 一只圆柱齿轮需通过平键安装在传动轴上。简述齿轮轮毂上通常需要设置的两项结构，并说明其作用。 24. 比较实心式圆柱齿轮与腹板式圆柱齿轮在结构特点和适用条件上的主要区别。 三、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 25. 某直齿圆柱齿轮用于普通减速器，已知模数 ，齿数 ，齿宽 ，轴孔直径为 。按标准齿制计算，并结合齿轮结构选择适宜的轮坯形式。（1）计算该齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径。（2）计算该齿轮的齿宽系数 。（3）若齿轮外径大于 且小于 时宜采用腹板式结构，判断该齿轮宜采用的结构形式。 26. 某直齿圆柱齿轮采用标准正常齿制，模数为 ，齿数为 ，齿宽为 。为进行齿轮轮缘结构设计，计算该齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径。 四、综合应用题（本大题共4小题，共30分） 27.（5分）某减速器维修时需更换一只直齿圆柱齿轮。已知该齿轮模数为4 mm，齿数为48，压力角为，轮毂孔直径为150 mm。设计要求齿根圆至轮毂孔的径向轮缘厚度不小于2.5m。（1）计算该齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径。（2）计算实际轮缘厚度，并判断是否满足设计要求。（3）若该齿轮工作中齿面出现均匀细小麻点，分析该失效形式及改进措施。 28.（10分）如图所示的传动装置中，已知带轮直径＝120mm，＝240mm；齿轮1、2、3为直齿锥齿轮，齿数＝＝＝30；三联滑移齿轮456和齿轮7、8、9、10、11、12均为模数相同的标准直齿圆柱齿轮，各齿轮齿数＝40，＝55，＝70，＝40，＝55，＝45，＝15，＝45；蜗杆头数＝2，蜗轮齿数＝40；电动机转速＝1400r/min，其余条件如图所示。解答下列问题。 （1）直齿锥齿轮2、3在轮系中的主要作用是______（在“①换向；②变速；③换向和变速”中选择序号填写）。 （2）若齿轮6与齿轮9的中心距为110mm，则齿轮5的齿数为______，该齿轮的结构应该采用______（在“①齿轮轴；②实体式结构；③腹板式结构；④轮辐结构”中选择序号填写）。 （3）直齿锥齿轮按图示啮合状态______，工作台的移动方向及滑块的移动方向______（此两空均在“①向左；②向右”中选择序号填写），工作台最大移动速度为______m/min。 （4）图示滑块的行程H＝2L，当工作台移动距离累计为560mm时，滑块往复移动的距离为______mm，滑块的最小移动速度为______m/min。 29.（5分）某机械制造企业需加工一件用于减速器的直齿圆柱齿轮。已知该齿轮模数为 ，齿数为 ，齿宽为 ，采用45钢制造，传递平稳的中等载荷。为减轻质量并保证安装和传递转矩的需要，技术人员拟在轮缘与轮毂之间设置轮辐板，并在轮毂上加工键槽。运行一段时间后，发现齿面出现小面积凹坑。（1）计算该齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径。（2）判断该齿轮采用轮辐式结构是否合理，并说明轮毂和键槽的作用。（3）分析齿面小面积凹坑属于何种失效形式，并提出一项改进措施。 30.（10分）某减速器中的直齿圆柱齿轮需安装在直径为 的轴上。已知该齿轮模数为 ，齿数为 ，采用标准正常齿制，齿宽为 。为减轻齿轮质量，设计人员拟采用腹板式结构。 （1）计算该齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径。 （2）说明该齿轮采用腹板式结构时，轮缘、腹板和轮毂之间的连接关系及各自的主要作用。 （3）为使齿轮可靠安装在轴上，轮毂孔除加工直径为 的轴孔外，还应设置什么结构？说明其作用。 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（春季高考）机械制造类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共220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机械制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《金属加工基础》《钳工加工技术》《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。 山东省（春季高考）机械制造类 《机械基础》 项目三：机械传动 任务二十：圆柱齿轮的结构 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. 斜齿圆柱齿轮螺旋角β一般为（ ） A. ～ B. ～ C. ～ D. ～ 【答案】A 【解析】斜齿圆柱齿轮的螺旋角一般取～。螺旋角过大将增大轴向力，不利于轴承受力，因此选A。 2. 腹板式钢齿轮的齿顶圆直径，一般不宜超过（ ） A. 1000 mm B. 800 mm C. 100mm D. 500 mm 【答案】D 【解析】腹板式钢齿轮通常适用于中等直径的齿轮。其齿顶圆直径一般不宜超过500 mm；超过该尺寸时，为减轻质量和节约材料，通常宜考虑采用轮辐式结构。因此本题应选D。 3. 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，减小模数会使齿数增加，但轮齿尺寸变小、齿根厚度减小，从而降低轮齿的弯曲强度，因此选B。 4. 齿轮的齿侧间隙主要用于（ ） A. 增加摩擦 B. 防止齿轮卡住 C. 提高传动效率 D. 增加噪音 【答案】B 【解析】齿侧间隙是两啮合齿轮非工作齿面之间预留的间隙。它可补偿制造与安装误差、热膨胀和润滑油膜所需空间，避免齿轮在啮合过程中发生卡滞。因此齿侧间隙主要用于防止齿轮卡住，应选B。 5. 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 6. 关于标准渐开线直齿圆柱齿轮，下列说法中错误的是（ ） A. 齿顶圆大于齿根圆 B. 分度圆压力角为标准值 C. 齿顶高略大于齿根高 D. 分度圆上的齿厚与齿槽宽相等 【答案】C 【解析】标准渐开线直齿圆柱齿轮中，齿顶圆直径大于齿根圆直径；分度圆压力角为标准值；标准齿制的齿顶高为，齿根高为，因此齿顶高小于齿根高；分度圆上的齿厚与齿槽宽相等。选项C“齿顶高略大于齿根高”错误，故选C。 7. 某减速器中的圆柱齿轮通过平键与传动轴连接，键槽应加工在齿轮的哪一结构部分？ A. 轮缘的齿坯外圆部位 B. 轮毂的轴孔内壁部位 C. 轮辐的连接板面部位 D. 腹板的减重孔边部位 【答案】B 【解析】轮毂位于齿轮中心，设有轴孔并承担与轴的连接作用。平键键槽加工在轮毂的轴孔内壁上，以实现齿轮与轴的周向固定。 8. 圆柱齿轮结构中，轮缘的主要作用是（ ）。 A. 承载轮齿并传递啮合力 B. 设置轴孔并连接传动轴 C. 连接轮毂并减小材料用量 D. 布置键槽并固定轴向位置 【答案】A 【解析】轮缘是圆柱齿轮外周具有轮齿的部分，直接承受齿轮啮合时的作用力。轮毂主要用于与轴连接，轮辐或腹板主要连接轮毂和轮缘。 9. 在圆柱齿轮的常用结构中，位于中心并设有轴孔的部分称为（ ）。 A. 轮缘 B. 轮毂 C. 轮辐 D. 齿槽 【答案】B 【解析】轮毂是齿轮中心的厚壁部分，轴孔通常加工在轮毂上。齿轮通过轮毂上的轴孔、键槽等结构安装到轴上。 10. 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 11. 采用腹板式圆柱齿轮结构时，腹板的主要作用是（ ）。 A. 轮缘与轮毂之间的连接 B. 轮齿工作齿面的形成 C. 轴与轮毂的配合孔 D. 齿轮在轴上的轴向定位 【答案】A 【解析】腹板用于连接轮缘和轮毂，使齿轮形成整体结构，并可在保证刚度的条件下节约材料。轮齿、轴孔和轴向定位分别由其他结构部分承担。 12. 对于直径较大、需要减轻质量的圆柱齿轮，较常采用的结构形式是（ ）。 A. 实心式结构 B. 腹板式结构 C. 轮辐式结构 D. 组合轮圈结构 【答案】C 【解析】直径较大的齿轮若采用实心结构会消耗较多材料、质量较大。轮辐式结构利用若干轮辐连接轮缘和轮毂，能够明显减轻质量。 13. 圆柱齿轮的齿轮孔与传动轴采用间隙配合，并用平键传递转矩时，轮毂上必须具有的结构是（ ）。 A. 与轴孔对应的键槽 B. 与轮缘对应的齿槽 C. 与腹板对应的通孔 D. 与端面对应的倒角 【答案】A 【解析】平键连接需要在轴和齿轮毂孔内分别加工相配合的键槽，借助键的侧面传递转矩。齿槽、通孔和倒角均不能承担平键连接功能。 14. 圆柱齿轮采用轮辐式结构时，轮辐在齿轮中起到的主要作用是（ ）。 A. 轮缘与轮毂之间的连接 B. 齿面接触应力的承受 C. 轴孔配合精度的保证 D. 轮齿渐开线齿形的形成 【答案】A 【解析】轮辐是轮缘与轮毂之间的连接部分，用于传递载荷并支承轮缘。轮齿承受啮合力，轴孔配合精度由轮毂保证。 15. 下列四种材料中，适合制作工地里水泥搅拌机外圈齿轮的是（ ） A. 45 B. 40Cr C. 铸铁 D. 35SiMn 【答案】B 【解析】45钢： 属于中碳钢，具有较高的强度和硬度，但韧性相对较低。 适用于中等负载和速度的齿轮，但在高负载和冲击条件下可能表现不足。 需要经过热处理（如调质处理）以提高性能。 40Cr： 属于合金钢，含有铬元素，具有较高的强度、韧性和耐磨性。 经过调质处理后，综合机械性能优异，适合高负载和冲击条件下的齿轮。 是制作水泥搅拌机外圈齿轮的较好选择。 铸铁： 强度和韧性较低，耐磨性一般。 适用于低速、轻载齿轮，不适合高负载和冲击条件。 在水泥搅拌机这种重载环境下容易损坏。 35SiMn： 属于合金钢，含有硅和锰元素，具有较高的强度、韧性和耐磨性。 适合高负载和冲击条件下的齿轮，性能与40Cr相当。 也是制作水泥搅拌机外圈齿轮的较好选择。 0Cr和35SiMn是最适合制作工地水泥搅拌机外圈齿轮的材料。它们具有较高的强度、韧性和耐磨性，能够满足高负载和冲击条件下的使用要求。如果需要在两者中选择一个，40Cr更为常见且性价比高，因此是更优的选择。 16. 为避免圆柱齿轮轮毂端部与相邻零件发生干涉，轮毂端面通常可设置的工艺结构是（ ）。 A. 在端部加工适当倒角 B. 在外圆加工完整轮齿 C. 在腹板加工均布孔槽 D. 在轴孔加工螺旋油槽 【答案】A 【解析】轮毂端部设置倒角可去除锐边，便于装配，并减少与相邻零件发生干涉的可能。轮齿、孔槽和油槽不是解决该端部装配问题的常用结构。 17. 某圆柱齿轮需安装在轴的中部，并要求承受较大的传递转矩。设计轮毂时，较合理的做法是（ ）。 A. 适当增加轮毂长度 B. 适当减小轮毂外径 C. 取消轮毂上的键槽 D. 减薄轮毂孔壁厚度 【答案】A 【解析】适当增加轮毂长度能够增大轮毂与轴的配合长度，并为键连接提供较好的支承条件，有利于传递较大转矩。减小外径、减薄孔壁或取消键槽均不利于可靠连接。 18. 在腹板式圆柱齿轮上设置减重孔时，减重孔的布置应优先满足（ ）。 A. 沿圆周均匀并保持结构强度 B. 靠近轮毂集中并增大孔径 C. 靠近轮缘集中并切断腹板 D. 随机分布并减小加工工序 【答案】A 【解析】减重孔应沿圆周均匀布置，以保持齿轮质量分布均衡，同时应避开承力薄弱部位并保证腹板强度。孔位过度集中或任意布置会降低刚度并可能影响运转平稳性。 19. 在直齿圆柱齿轮的结构中，用于安装在轴上并传递转矩的部分是（ ）。 A. A. 轮缘，用于承载轮齿 B. B. 轮辐，用于连接轮缘 C. C. 轮毂，用于装配轴孔 D. D. 齿槽，用于形成齿距 【答案】C 【解析】轮毂位于齿轮中央，通常加工有轴孔和键槽，通过与轴的配合实现齿轮定位并传递转矩。轮缘主要用于承载轮齿，轮辐或腹板用于连接轮缘和轮毂。 20. 某直齿圆柱齿轮直径较大，为减轻质量并保持轮缘与轮毂的连接刚度，较适宜采用的结构形式是（ ）。 A. A. 实心式结构，轮体全部实体 B. B. 腹板式结构，轮缘由腹板连接 C. C. 齿圈式结构，轮毂直接承齿 D. D. 组合式结构，轮齿单独装配 【答案】B 【解析】直径较大的圆柱齿轮常采用腹板式结构，腹板连接轮缘和轮毂，能够在保证刚度的同时减少材料用量和转动惯量。实心式结构通常用于尺寸较小的齿轮。 二、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 21. 简述普通实心式圆柱齿轮的主要组成部分及各部分的作用。 【答案】（1）轮齿位于齿轮外圆周上，通过相互啮合传递运动和动力。 （2）轮缘是承载轮齿的环形部分，用于保证轮齿具有必要的强度和刚度。 （3）轮毂位于齿轮中心，设有轴孔、键槽等结构，用于将齿轮安装在轴上并传递转矩。 （4）轮辐或腹板连接轮缘和轮毂，用于传递载荷并增强齿轮整体刚度。 【解析】圆柱齿轮的结构通常由轮齿、轮缘、轮毂以及连接部分构成。作答时应说明各组成部分在啮合、装轴和传递载荷中的作用。 22. 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。 23. 一只圆柱齿轮需通过平键安装在传动轴上。简述齿轮轮毂上通常需要设置的两项结构，并说明其作用。 【答案】（1）轮毂中心应设置轴孔，使齿轮能够按规定的配合装在传动轴上，并保证同轴度。 （2）轮毂孔内应设置键槽，使平键与轴上的键槽配合，防止齿轮相对轴转动并传递转矩。 【解析】轮毂是齿轮与轴连接的主要部位。轴孔保证安装定位，键槽配合平键承担周向传力，两项结构共同满足齿轮的装配和传动要求。 24. 比较实心式圆柱齿轮与腹板式圆柱齿轮在结构特点和适用条件上的主要区别。 【答案】（1）实心式齿轮的轮体为实体结构，制造较简单，整体刚度较好，但材料消耗和质量较大。 （2）实心式齿轮通常适用于直径较小、结构尺寸受限或需要较高刚度的场合。 （3）腹板式齿轮由轮缘、腹板和轮毂组成，能在保证连接刚度的条件下减轻质量、节约材料。 （4）腹板式齿轮通常适用于直径较大、需要降低转动惯量的场合。 【解析】两种结构的主要差别在于轮体是否采用减重的腹板。选择结构形式时，应综合考虑齿轮直径、刚度要求、制造工艺和材料利用率。 三、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 25. 某直齿圆柱齿轮用于普通减速器，已知模数 ，齿数 ，齿宽 ，轴孔直径为 。按标准齿制计算，并结合齿轮结构选择适宜的轮坯形式。（1）计算该齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径。（2）计算该齿轮的齿宽系数 。（3）若齿轮外径大于 且小于 时宜采用腹板式结构，判断该齿轮宜采用的结构形式。 【答案】（1）分度圆直径 。齿顶圆直径 。齿根圆直径 。（2）齿宽系数 。（3）齿轮外径为 ，宜采用腹板式结构。 【解析】按标准直齿圆柱齿轮齿制，分度圆直径为。齿顶圆直径为。齿根圆直径为。齿宽系数为。该齿轮外径为，大于且小于，符合腹板式结构的适用范围，故宜采用腹板式结构。 26. 某直齿圆柱齿轮采用标准正常齿制，模数为 ，齿数为 ，齿宽为 。为进行齿轮轮缘结构设计，计算该齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径。 【答案】分度圆直径：。 齿顶圆直径：。 齿根圆直径：。 【解析】标准正常齿制圆柱齿轮的分度圆直径由模数与齿数相乘求得。齿顶圆直径在分度圆直径基础上增加两个模数，齿根圆直径在分度圆直径基础上减去 2.5 个模数，这些尺寸是确定轮缘外形的基本依据。 四、综合应用题（本大题共4小题，共30分） 27.（5分）某减速器维修时需更换一只直齿圆柱齿轮。已知该齿轮模数为4 mm，齿数为48，压力角为，轮毂孔直径为150 mm。设计要求齿根圆至轮毂孔的径向轮缘厚度不小于2.5m。（1）计算该齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径。（2）计算实际轮缘厚度，并判断是否满足设计要求。（3）若该齿轮工作中齿面出现均匀细小麻点，分析该失效形式及改进措施。 【答案】（1）分度圆直径为 。。齿顶圆直径为 。。齿根圆直径为 。。（2）实际轮缘厚度为 。。最小轮缘厚度为 ，实际厚度大于最小值，满足要求。（3）该现象属于齿面疲劳点蚀。应检查润滑油清洁度和油量，保证正确啮合，并提高齿面硬度或更换耐点蚀性能较好的齿轮。 【解析】按标准直齿圆柱齿轮齿制，分度圆直径为；齿顶圆直径为；齿根圆直径为。轮缘厚度按齿根圆至轮毂孔的径向距离计算，。设计要求的最小轮缘厚度为，因此，满足要求。齿面均匀细小麻点是在交变接触应力作用下形成的齿面疲劳点蚀。可保证润滑油清洁和油量充足、改善啮合质量，并通过表面淬火等提高齿面硬度和接触疲劳强度。 28.（10分）如图所示的传动装置中，已知带轮直径＝120mm，＝240mm；齿轮1、2、3为直齿锥齿轮，齿数＝＝＝30；三联滑移齿轮456和齿轮7、8、9、10、11、12均为模数相同的标准直齿圆柱齿轮，各齿轮齿数＝40，＝55，＝70，＝40，＝55，＝45，＝15，＝45；蜗杆头数＝2，蜗轮齿数＝40；电动机转速＝1400r/min，其余条件如图所示。解答下列问题。 （1）直齿锥齿轮2、3在轮系中的主要作用是______（在“①换向；②变速；③换向和变速”中选择序号填写）。 （2）若齿轮6与齿轮9的中心距为110mm，则齿轮5的齿数为______，该齿轮的结构应该采用______（在“①齿轮轴；②实体式结构；③腹板式结构；④轮辐结构”中选择序号填写）。 （3）直齿锥齿轮按图示啮合状态______，工作台的移动方向及滑块的移动方向______（此两空均在“①向左；②向右”中选择序号填写），工作台最大移动速度为______m/min。 （4）图示滑块的行程H＝2L，当工作台移动距离累计为560mm时，滑块往复移动的距离为______mm，滑块的最小移动速度为______m/min。 【答案】（1）① （2）① 70 ② ② （3）① ① ② ② ③ 17.15 （4）① 960 ② 9.6 29.（5分）某机械制造企业需加工一件用于减速器的直齿圆柱齿轮。已知该齿轮模数为 ，齿数为 ，齿宽为 ，采用45钢制造，传递平稳的中等载荷。为减轻质量并保证安装和传递转矩的需要，技术人员拟在轮缘与轮毂之间设置轮辐板，并在轮毂上加工键槽。运行一段时间后，发现齿面出现小面积凹坑。（1）计算该齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径。（2）判断该齿轮采用轮辐式结构是否合理，并说明轮毂和键槽的作用。（3）分析齿面小面积凹坑属于何种失效形式，并提出一项改进措施。 【答案】（1）分度圆直径为 。齿顶圆直径为 。齿根圆直径为 。（2）不合理。该齿轮外径为 ，宜采用腹板式结构；轮辐式结构通常用于直径更大的齿轮。轮毂用于与轴配合安装，键槽用于安装平键并传递转矩。（3）该现象属于齿面疲劳点蚀。可对齿面进行高频淬火等表面强化处理，提高齿面硬度和接触疲劳强度。 【解析】（1）按标准直齿圆柱齿轮尺寸关系计算：；；。（2）齿轮外径为，处于外径大于且不大于的范围内，宜采用腹板式结构，采用轮辐式结构不合理。轮毂用于实现齿轮与轴的安装和定位，键槽用于安装平键，以传递齿轮与轴之间的转矩。（3）齿面小面积凹坑是交变接触应力导致的齿面疲劳点蚀。采用高频淬火等表面强化处理可提高齿面硬度和接触疲劳强度，从而提高抗点蚀能力。 30.（10分）某减速器中的直齿圆柱齿轮需安装在直径为 的轴上。已知该齿轮模数为 ，齿数为 ，采用标准正常齿制，齿宽为 。为减轻齿轮质量，设计人员拟采用腹板式结构。 （1）计算该齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径。 （2）说明该齿轮采用腹板式结构时，轮缘、腹板和轮毂之间的连接关系及各自的主要作用。 （3）为使齿轮可靠安装在轴上，轮毂孔除加工直径为 的轴孔外，还应设置什么结构？说明其作用。 【答案】（1）分度圆直径：。 齿顶圆直径：。 齿根圆直径：。 （2）轮缘位于齿轮外部并承载轮齿；腹板连接轮缘和轮毂，传递载荷并减轻轮体质量；轮毂位于中心，用于设置轴孔并与轴连接。腹板式结构能够在保证必要刚度的条件下减少材料消耗和转动惯量。 （3）还应在轮毂孔内设置键槽。键槽与轴上的键槽配合安装平键，可防止齿轮相对轴转动，并实现齿轮与轴之间的转矩传递。 【解析】（1）先根据模数和齿数计算分度圆直径，再按标准正常齿制分别计算齿顶圆直径和齿根圆直径。 （2）直径较大的齿轮采用腹板式结构，可利用腹板连接轮缘和轮毂，在满足承载要求的同时减轻质量。 （3）轴孔主要保证齿轮在轴上的定位，键槽与平键配合承担周向传力，二者共同构成常用的齿轮轴连接结构。 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 $