2025年中职（机械原理专业）齿轮传动试题及答案

2025年中职（机械原理专业）齿轮传动试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案的序号填在括号内。1.渐开线齿轮传动的可分性是指（）。A.两轮中心距发生变化时，传动比不变B.两轮中心距略有变化时，传动比仍可保持不变C.两轮中心距任意变化时，传动比不变D.两轮中心距略有变化时，传动比变化很小2.一对渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是（）。A.两齿轮的模数和齿形角相等B.两齿轮的模数、齿形角和螺旋角相等C.两齿轮的模数、齿形角和压力角相等D.两齿轮的模数和压力角相等3.渐开线齿廓上某点的压力角是指该点所受正压力的方向与（）方向所夹的锐角。A.齿廓曲线的切线B.齿轮的轴线C.该点的速度D.齿轮的基圆切线4.齿轮传动的重合度是指（）。A.同时参与啮合的轮齿对数B.同时参与啮合的轮齿对数与总轮齿对数之比C.实际啮合线段与法向侧隙之比D.实际啮合线段与法向侧隙之和5.标准直齿圆柱齿轮的齿顶高系数ha和顶隙系数c分别为（）。A.1.0，0.25B.0.齿顶高系数ha和顶隙系数c分别为（）。A.1.0，0.25B.0.8，0.3C.1.2，0.2D.0.9，0.26.斜齿圆柱齿轮的螺旋角β一般在（）范围内选取。A.8°～25°B.15°～30°C.20°～35°D.25°～40°7.一对渐开线齿轮传动的中心距略有变化时，其传动比（）。A.变大B.变小C.不变D.变化很大8.齿轮传动中，齿面接触疲劳强度主要取决于（）。A.齿轮的模数B.齿轮的齿宽C.齿面接触疲劳强度主要取决于（）。A.齿轮的模数B.齿轮的齿宽C.齿面硬度D.齿面接触应力9.高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式是（）。A.齿面胶合B.齿面疲劳点蚀C.齿面磨损D.轮齿折断10.设计一对软齿面齿轮传动时，一般使小齿轮齿面硬度比大齿轮齿面硬度（）。A.高20～50HBSB.高30～60HBSC.低20～50HBSD.低30～60HBS第II卷（非选择题共70分）二、填空题（共15分，每空1分）1.渐开线的形状取决于______的大小。2.标准直齿圆柱齿轮的分度圆直径d=______。3.齿轮传动的五种主要失效形式中，最严重、必须避免的失效形式是______。4.一对渐开线齿轮传动的重合度ε应______1。5.斜齿圆柱齿轮的法面模数mn与端面模数mt的关系为______。6.齿轮传动的效率包括______、______和______三部分。7.开式齿轮传动的主要失效形式是______和______。8.一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知z1=20，z2=40，m=5mm，则中心距a=______mm。9.齿面接触疲劳强度计算中的接触应力σH与______、______、______等因素有关。10.齿根弯曲疲劳强度计算中的弯曲应力σF与______、______、______等因素有关。三、判断题（共10分，每题1分）1.渐开线齿轮传动的传动比等于两轮的分度圆半径之比。（）2.标准直齿圆柱齿轮的分度圆就是节圆。（）3.齿轮传动的重合度越大，承载能力越强，传动越平稳。（）4.斜齿圆柱齿轮的螺旋角越大，重合度越小。（）5.高速重载齿轮传动中，齿面胶合是主要的失效形式之一。（）6.软齿面齿轮的齿面硬度一般在350HBS以下。（）7.设计齿轮传动时，应使小齿轮的齿宽略大于大齿轮的齿宽。（）8.齿轮传动的模数越大，轮齿的承载能力越强。（）9.渐开线齿轮的齿廓形状完全取决于基圆的大小。（）10.开式齿轮传动中，由于润滑不良，主要失效形式是齿面磨损。（）四、简答题（共20分，每题5分）1.简述渐开线的性质。2.简述齿轮传动的特点。3.简述一对渐开线齿轮正确啮合的条件。4.简述提高齿轮传动效率的方法。五、计算题（共25分）1.已知一对标准直齿圆柱齿轮传动，z1=25，z2=75，m=4mm，试计算这对齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、中心距以及传动比。（10分）2.有一对外啮合斜齿圆柱齿轮传动，mn=4mm，z1=20，z2=40，β=15°，试计算这对齿轮的中心距。（7分）3.已知一标准直齿圆柱齿轮传动，传递功率P=5kW，小齿轮转速n1=1450r/min，齿面接触疲劳强度许用应力[σH]1=550MPa，[σH]2=500MPa，齿根弯曲疲劳强度许用应力[σF]1=120MPa，[σF]2=100MPa，试设计这对齿轮传动。（8分）答案：一、1.B2.D3.C4.A5.A6.A7.C8.D9.A10.B二、1.基圆2.mz3.轮齿折断4.大于5.mn=mtcosβ6.啮合效率、轴承效率、搅油效率7.齿面磨损、轮齿折断8.1509.材料的弹性模量、接触应力、节点区域系数10.模数、齿数、齿形系数三、1.×2.×3.√4.×5.√6.√7.√8.√9.√10.√四、1.渐开线的性质：（1）发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长；（2）渐开线上任意一点的法线必切于基圆；（3）渐开线的形状取决于基圆的大小；（4）渐开线上各点的曲率半径不相等；（5）渐开线上各点的压力角不相等；（6）渐开线的齿廓满足齿廓啮合基本定律。2.齿轮传动的特点：（1）传递功率和速度范围广；（2）传动比准确、稳定；（3）工作可靠、寿命长；（4）效率高；（5）结构紧凑；（6）能实现平行轴、任意角相交轴和任意角交错轴之间的传动。3.一对渐开线齿轮正确啮合的条件：两轮的模数和压力角分别相等。4.提高齿轮传动效率的方法：（1）合理选择齿轮材料和热处理方式，提高齿面硬度和耐磨性；（2）优化齿轮参数，如增大模数、减小齿数等；（3）采用合适的润滑方式，改善润滑条件；（4）提高齿轮的制造精度和装配质量；（5）合理设计齿轮结构，减少不必要的功率损失。五、1.分度圆直径：d1=mz1=4×25=100mm，d2=mz2=4×75=300mm；齿顶圆直径：da1=d1+2ha=100+2×4=108mm，da2=d2+2ha=300+2×4=308mm；齿根圆直径：df1=d1-2hf=100-2×1.25×4=90mm，df2=d2-2hf=300-2×1.25×4=290mm；中心距：a=(d1+d2)/2=(100+300)/2=200mm；传动比：i=z2/z1=75/25=3。2.中心距：a=mn(z1+z2)/2cosβ=4×(20+40)/2cos15°≈123.7mm。3.（1）确定齿轮的转速：n2=n1/i=1450/3≈483.3r/min。（2）计算齿轮的圆周速度：v=πd1n1/60×1000=π×mz1n1/60×1000=π×4×25×1450/60×1000≈9.7m/s。（3）计算齿面接触疲劳强度：由公式σH=2.5×(KT1/d1b)×(u+1)/u×ZE×ZH，其中K=1.1，T1=9550P/n1=9550×5/1450≈33.1N·m，u=z2/z1=3，ZE=189.8MPa1/2，ZH=2.5，b=50mm，代入计算得σH≈450MPa＜[σH]1，满足齿面接触疲劳强度要求。（4）计算齿根弯曲疲劳强度：由公式σF=2.5×(KT1/d1b)×YFaYSa/[σF]