2025年齿轮制造工理念考核试卷及答案

2025年齿轮制造工理念考核试卷及答案一、单项选择题（每题2分，共40分）1.以下哪种齿轮类型主要用于相交轴传动？A.圆柱直齿轮B.斜齿圆柱齿轮C.直齿锥齿轮D.蜗轮蜗杆副2.齿轮材料20CrMnTi最常用的热处理工艺是？A.正火B.调质C.渗碳淬火D.表面感应淬火3.滚齿加工时，滚刀与工件的运动关系属于哪种传动？A.齿轮齿条啮合B.蜗杆蜗轮啮合C.两齿轮啮合D.螺旋齿轮啮合4.齿轮齿面粗糙度Ra值要求为0.8μm时，通常需采用哪种加工方法？A.滚齿B.插齿C.剃齿D.磨齿5.齿轮模数m=3，齿数z=20，其分度圆直径为？A.60mmB.57mmC.63mmD.54mm6.以下哪项不属于齿轮齿向误差的主要影响因素？A.机床导轨精度B.刀具安装误差C.工件材料硬度D.分度蜗杆副间隙7.齿轮装配时，齿侧间隙的主要作用是？A.提高传动效率B.补偿热膨胀和制造误差C.增加接触面积D.降低噪声8.检测齿轮齿距累积误差时，最常用的仪器是？A.齿厚卡尺B.万能测齿仪C.三坐标测量机D.齿向仪9.加工双联齿轮时，优先选用的加工方法是？A.滚齿B.插齿C.铣齿D.磨齿10.齿轮材料40Cr经调质处理后，硬度一般控制在？A.180-220HBWB.220-250HBWC.280-320HBWD.350-400HBW11.以下哪种齿轮失效形式主要由接触应力过大引起？A.齿面磨损B.齿面胶合C.齿面疲劳点蚀D.轮齿折断12.齿轮加工中，“让刀”现象主要出现在哪种加工方法中？A.滚齿B.插齿C.磨齿D.剃齿13.齿轮精度等级GB/T10095中，第Ⅰ公差组主要控制？A.齿距累积误差B.齿廓误差C.齿向误差D.齿厚偏差14.蜗轮蜗杆传动中，通常蜗杆的头数越多，其？A.传动效率越低B.承载能力越弱C.传动比越小D.自锁性越好15.齿轮渗碳后进行淬火的主要目的是？A.提高心部强度B.提高表面硬度和耐磨性C.消除内应力D.改善切削性能16.加工大模数（m>10）直齿圆柱齿轮时，优先选用的刀具是？A.盘形齿轮铣刀B.指形齿轮铣刀C.齿轮滚刀D.插齿刀17.齿轮齿顶圆直径公差通常由哪个要素决定？A.模数B.齿数C.齿顶高系数D.加工工艺要求18.以下哪种检测方法可直接测量齿轮径向跳动？A.用齿厚卡尺测固定弦齿厚B.用百分表抵在齿槽内旋转工件C.用三坐标测量齿面坐标点D.用齿向仪测量齿向偏差19.齿轮装配后进行跑合试验的主要目的是？A.检验齿侧间隙B.磨合齿面，改善接触状态C.检测传动效率D.验证热处理质量20.齿轮加工中，“根切”现象主要发生在？A.用标准刀具加工标准齿轮时B.用标准刀具加工变位齿轮时C.刀具齿顶线超过啮合极限点时D.工件转速与刀具转速不匹配时二、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）1.斜齿圆柱齿轮的法向模数大于端面模数。（）2.齿轮淬火后需立即进行回火，以防止开裂。（）3.插齿加工可用于加工内齿轮，而滚齿不能。（）4.齿轮精度等级数值越小，精度越高。（）5.齿面粗糙度Ra值越小，齿轮传动噪声越低。（）6.齿轮模数越大，轮齿越厚，承载能力越强。（）7.蜗轮蜗杆传动中，通常蜗轮为主动件。（）8.齿轮渗碳层深度过浅会导致齿面容易剥落。（）9.齿轮齿向误差主要影响传动的平稳性。（）10.加工直齿锥齿轮时，常用的设备是弧齿锥齿轮铣齿机。（）三、简答题（每题6分，共30分）1.简述滚齿加工与插齿加工的主要区别（至少列出4点）。2.齿轮热处理中，“表面淬火”与“渗碳淬火”的工艺特点及适用场景有何不同？3.齿轮齿面出现早期点蚀的主要原因有哪些？如何预防？4.简述齿轮齿距累积误差对传动的影响，并说明检测该误差的常用方法。5.齿轮装配时，如何调整齿侧间隙？常见的调整方法有哪些？四、综合分析题（每题10分，共20分）1.某工厂加工一批模数m=4、齿数z=30的圆柱直齿轮（材料20CrMnTi），热处理后发现部分齿轮齿面出现剥落现象，且心部硬度偏低（要求30-35HRC，实测25-28HRC）。请分析可能的原因，并提出改进措施。2.某企业采用数控滚齿机加工斜齿圆柱齿轮（法向模数mn=2.5，螺旋角β=15°，齿数z=40），加工后检测发现齿向误差超差（要求≤0.02mm，实测0.035mm）。请从设备、工艺、刀具等方面分析可能的影响因素，并提出解决措施。答案一、单项选择题1.C2.C3.B4.D5.A6.C7.B8.B9.B10.B11.C12.B13.A14.C15.B16.B17.D18.B19.B20.C二、判断题1.×（法向模数小于端面模数）2.√3.√4.√5.√6.√7.×（通常蜗杆为主动件）8.√9.×（齿向误差主要影响载荷分布均匀性）10.×（直齿锥齿轮常用刨齿机加工）三、简答题1.主要区别：①加工原理：滚齿为展成法（蜗杆蜗轮啮合），插齿为展成法（齿轮啮合）；②适用范围：滚齿适合外齿轮、长轴齿轮，插齿适合多联齿轮、内齿轮；③加工精度：滚齿齿形精度较高，插齿齿向精度较高；④表面粗糙度：插齿表面更光洁；⑤生产率：滚齿适合大批量，插齿适合小批量。2.表面淬火：仅加热表层（如感应淬火），心部保持原有组织，适用于中碳钢（如45钢），提高表面硬度（50-55HRC），用于中等载荷齿轮；渗碳淬火：先渗碳（表层含碳量0.8-1.2%）后淬火，表层高硬度（58-62HRC），心部低碳马氏体（强韧性好），适用于低碳钢（如20CrMnTi），用于重载、冲击载荷齿轮。3.主要原因：齿面接触应力超过材料疲劳极限（如载荷过大、精度不足）；润滑油膜破坏（如粘度低、油量少）；材料表面缺陷（如脱碳、夹杂物）。预防措施：提高齿轮精度（降低齿面粗糙度、减少齿距误差）；选择合适润滑油（高粘度、极压添加剂）；优化热处理（保证表面硬度和硬化层深度）。4.影响：导致传动比不稳定，产生周期性冲击和噪声，降低传动平稳性。检测方法：①绝对测量法：用万能测齿仪逐个测量齿距，计算累积误差；②相对测量法：用齿距仪以第一个齿距为基准，依次测量相邻齿距偏差，累加得到累积误差；③现代方法：三坐标测量机自动采集齿面数据，软件分析累积误差。5.调整方法：①轴向移动齿轮：通过调整轴上齿轮的轴向位置（如加减垫片）改变齿侧间隙；②调整中心距：通过改变两齿轮中心距（仅适用于非刚性安装）；③修磨齿厚：对齿轮进行微量磨削或刮削，减小齿厚；④使用变位齿轮：通过正变位或负变位调整齿厚。四、综合分析题1.原因分析：①齿面剥落：可能渗碳层深度不足（表层硬度低，承载时易剥落）；淬火温度过低或冷却速度不足（表层未完全奥氏体化，马氏体量少）；回火不及时（残余应力导致微裂纹扩展）。②心部硬度低：材料含碳量偏低（20CrMnTi含碳量0.17-0.23%，若实际偏低则心部强度不足）；淬火时心部未达到奥氏体化温度（加热时间短或温度低）；冷却介质选择不当（如水淬改为油淬，心部冷却速度慢，未形成足够马氏体）。改进措施：①优化渗碳工艺：延长渗碳时间或提高渗碳温度（900-950℃），确保渗碳层深度（0.8-1.2mm，根据模数调整）；②调整淬火参数：提高淬火温度（820-850℃），确保心部奥氏体化；采用快速淬火油（冷却速度≥30℃/s），保证心部硬度；③严格材料检验：确认20CrMnTi含碳量符合标准（0.17-0.23%）；④及时回火：淬火后1-2小时内进行低温回火（180-200℃），消除内应力。2.影响因素及解决措施：①设备方面：机床导轨直线度超差（导致工件轴线与刀具轴线不平行）；分度蜗杆副间隙过大（影响螺旋角精度）；主轴轴承磨损（旋转时跳动大）。解决：检查导轨精度（用水平仪或激光干涉仪测量），调整或修复导轨；调整分度蜗杆副间隙（更换磨损件）；更换主轴轴承。②工艺方面：工件装夹不紧（旋转时松动）；切削参数不当（进给量过大导致刀具偏摆）；螺旋角计算错误（编程时β值输入偏差）。解决：采用专用夹具（如液压卡盘）提高装夹刚