2026年机械设计基础齿轮传动系统分析与优化专项题库

2026年机械设计基础齿轮传动系统分析与优化专项题库一、单选题（每题2分，共20题）1.在汽车主减速器中，通常采用哪种齿轮传动形式以实现大传动比和小体积？A.斜齿轮传动B.直齿轮传动C.伞齿轮传动D.蜗轮蜗杆传动2.标准直齿圆柱齿轮的齿形角通常为多少度？A.20°B.25°C.30°D.35°3.在齿轮传动中，齿面接触强度计算的主要依据是？A.齿根弯曲应力B.齿面接触应力C.轮齿啮合角D.中心距4.高速重载齿轮传动中，通常优先选用哪种齿轮材料？A.45钢调质B.20CrMnTi渗碳淬火C.ZG45铸钢D.HT250灰铸铁5.齿轮传动中的齿廓修形主要目的是？A.提高接触强度B.减小传动误差C.增大传动比D.减小轴向力6.标准斜齿轮的当量齿数zv与实际齿数z的关系是？A.zv>zB.zv<zC.zv=zD.zv≈z7.齿轮齿面点蚀的主要原因是？A.齿根弯曲疲劳B.齿面接触疲劳C.轮齿塑性变形D.齿面磨损8.齿轮传动中的根切现象发生在哪种齿轮加工中？A.滚齿B.插齿C.剃齿D.齿轮磨削9.在行星齿轮传动中，通常采用几级行星架来实现大传动比？A.1级B.2级C.3级D.4级10.齿轮传动中的齿侧间隙主要用来？A.补偿制造误差B.增大接触强度C.减小传动噪音D.提高传动效率二、多选题（每题3分，共10题）1.影响齿轮接触强度的因素包括？A.齿面硬度B.齿数C.中心距D.载荷系数E.齿廓修形2.齿轮传动常见的失效形式有？A.齿面点蚀B.齿根断裂C.齿面磨损D.齿面胶合E.齿轮变形3.斜齿轮传动与直齿轮传动相比，其优点包括？A.重合度大B.承载能力高C.传动平稳D.无轴向力E.制造工艺简单4.齿轮传动系统优化设计的主要目标包括？A.提高传动效率B.减小体积C.降低噪音D.提高可靠性E.增大传动比5.蜗轮蜗杆传动的主要特点包括？A.传动比大B.传动效率高C.传动平稳D.可自锁E.结构紧凑6.齿轮材料的热处理方法包括？A.调质B.渗碳淬火C.高频淬火D.渗氮E.碳化处理7.齿轮传动系统的润滑方式包括？A.油浴润滑B.喷油润滑C.油雾润滑D.干式润滑E.液体润滑8.影响齿轮弯曲强度的因素包括？A.齿数B.齿宽C.齿面硬度D.载荷系数E.齿廓修形9.行星齿轮传动的优缺点包括？A.传动比大B.结构紧凑C.承载能力强D.成本高E.维护复杂10.齿轮传动中的误差来源包括？A.制造误差B.安装误差C.热变形D.载荷变化E.润滑不良三、判断题（每题1分，共10题）1.直齿轮传动的重合度总是小于斜齿轮传动。（×）2.齿轮齿面点蚀通常发生在硬度较高的齿轮上。（×）3.蜗轮蜗杆传动可以实现自锁，但传动效率较低。（√）4.齿轮齿根弯曲疲劳是高速重载齿轮传动的主要失效形式。（×）5.齿轮传动中的齿侧间隙越大，传动精度越高。（×）6.斜齿轮传动会产生轴向力，而直齿轮传动不会。（√）7.齿轮材料的热处理可以提高其接触强度和弯曲强度。（√）8.行星齿轮传动中的均载机构可以提高其承载能力。（√）9.齿轮传动系统的润滑主要是为了冷却和防锈。（√）10.齿轮齿廓修形可以减小传动噪音，但会降低接触强度。（×）四、简答题（每题5分，共5题）1.简述齿轮齿面点蚀的形成原因及预防措施。2.简述斜齿轮传动与直齿轮传动的主要区别。3.简述行星齿轮传动的工作原理及其优缺点。4.简述齿轮材料热处理的作用及常用方法。5.简述齿轮传动系统润滑的目的及常用方式。五、计算题（每题10分，共5题）1.已知一标准直齿圆柱齿轮，模数m=3mm，齿数z=24，齿形角α=20°，试计算其分度圆直径、齿距和齿厚。2.已知一斜齿圆柱齿轮，模数m=4mm，齿数z=20，螺旋角β=15°，齿形角α=20°，试计算其当量齿数和分度圆直径。3.已知一蜗轮蜗杆传动，蜗杆头数z1=2，蜗轮齿数z2=40，试计算其传动比i。4.已知一行星齿轮传动，太阳轮齿数z1=20，行星轮齿数z2=30，齿圈齿数z3=60，试计算其传动比i。5.已知一标准直齿圆柱齿轮，齿面接触应力σH=600MPa，材料的许用接触应力[σH]=500MPa，试判断其是否满足接触强度要求。六、论述题（每题15分，共2题）1.试论述齿轮传动系统优化设计的主要方法及其应用。2.试论述齿轮传动常见失效形式的预防措施及其对机械设计的影响。答案与解析一、单选题答案1.A2.A3.B4.B5.B6.A7.B8.A9.C10.A二、多选题答案1.A,B,C,D,E2.A,B,C,D3.A,B,C4.A,B,C,D5.A,B,C,D,E6.A,B,C,D7.A,B,C,D8.A,B,C,D,E9.A,B,C,D,E10.A,B,C,D,E三、判断题答案1.×2.×3.√4.×5.×6.√7.√8.√9.√10.×四、简答题答案1.齿面点蚀的形成原因及预防措施-形成原因：齿面接触应力超过材料的许用接触应力，导致齿面疲劳点蚀。-预防措施：提高齿面硬度、减小接触应力、改善润滑条件、采用抗磨材料。2.斜齿轮传动与直齿轮传动的主要区别-斜齿轮传动：重合度大、承载能力高、传动平稳、无轴向力；直齿轮传动：结构简单、制造方便、但重合度小、传动平稳性差、会产生轴向力。3.行星齿轮传动的工作原理及其优缺点-工作原理：通过太阳轮、行星轮和齿圈之间的啮合实现传动，通常采用多级行星架实现大传动比。-优点：结构紧凑、承载能力强、传动比大；缺点：成本高、维护复杂、存在均载问题。4.齿轮材料热处理的作用及常用方法-作用：提高硬度、强度、耐磨性、抗疲劳性。-常用方法：调质、渗碳淬火、高频淬火、渗氮等。5.齿轮传动系统润滑的目的及常用方式-目的：减少摩擦、冷却、防锈、清洁齿面。-常用方式：油浴润滑、喷油润滑、油雾润滑等。五、计算题答案1.分度圆直径d=mz=3×24=72mm-齿距p=πm=3.14×3=9.42mm-齿厚s=p/2=9.42/2=4.71mm2.当量齿数zv=z/(cosβ)=20/(cos15°)=21.31-分度圆直径d=mz=4×20=80mm3.传动比i=z2/z1=40/2=204.传动比i=(z2/z1)×(z3/z1)=(30/20)×(60/20)=4.55.σH=600MPa>[σH]=500MPa，不满足接触强度要求六、论述题答案1.齿轮传动系统优化设计的主要方法及其应用-主要方法：参数优化（如齿数、模数、螺旋角）、结构优化（如行星齿轮布置）、材料优化（如高性能合金）、热处理工艺优化。-应用：汽车变速箱、工业减速机、航