2025年大学大三（机械设计基础）齿轮传动设计阶段测试题及答案.doc

2025年大学大三（机械设计基础）齿轮传动设计阶段测试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第 I 卷（选择题，共40分）
答题要求：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共20题，每题2分)

1. 渐开线齿轮传动的重合度（ ）。
A. 始终大于1
B. 与中心距有关
C. 与模数有关
D. 与齿数有关
2. 标准齿轮的齿形系数YFa取决于（ ）。
A. 齿轮的模数
B. 齿轮的齿数
C. 齿轮的分度圆直径
D. 齿轮的齿宽
3. 一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，已知传动比i=3，主动轮转速n1=1500r/min，中心距a=200mm，模数m=5mm，则从动轮转速n2为（ ）r/min。
A. 300
B. 450
C. 500
D. 750
4. 设计一对软齿面齿轮传动时，选择齿数z1和z2的原则是（ ）。
A. z1和z2都选多些
B. z1和z2都选少些
C. z1选多些，z2选少些
D. z1选少些，z2选多些
5. 斜齿圆柱齿轮的螺旋角β一般在（ ）范围内选取。
A. 8°～25°
B. 15°～大于30°
C. 25°～40°
D. 40°～60°
6. 直齿锥齿轮的标准模数是（ ）。
A. 大端模数
B. 小端模数
C. 齿宽中点处的模数
D. 任意截面处的模数
7. 一对圆柱齿轮传动，小齿轮齿面接触应力（ ）大齿轮齿面接触应力。
A. 大于
B. 小于
C. 等于
D. 不一定
8. 齿轮传动中，齿面接触疲劳强度主要取决于（ ）。
A. 模数
B. 齿数
C. 中心距
D. 齿宽
9. 齿轮传动中，齿根弯曲疲劳强度主要取决于（ ）。
A. 模数
B. 齿数
C. 中心距
D. 齿宽
10. 高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现（ ）失效形式。
A. 齿面胶合
B. 齿面疲劳点蚀
C. 齿面磨损
D. 齿根弯曲疲劳折断
11. 一对标准直齿圆柱齿轮传动，若中心距增大，则重合度（ ）。
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 不一定
12. 斜齿圆柱齿轮传动的重合度（ ）直齿圆柱齿轮传动的重合度。
A. 大于
B. 小于
C. 等于
D. 不一定
13. 直齿锥齿轮传动的重合度（ ）直齿圆柱齿轮传动的重合度。
A. 大于
B. 小于
C. 等于
D. 不一定
14. 齿轮传动中，当载荷性质一定时，齿面接触应力的循环特性r为（ ）。
A. -1
B. 0
C. +1
D. 0.5
15. 齿轮传动中，当载荷性质一定时，齿根弯曲应力的循环特性r为（ ）。
A. -1
B. 0
C. +1
D. 0.5
16. 设计齿轮传动时，若保持传动比i和中心距a不变，增大模数m，则齿轮的（ ）。
A. 齿面接触疲劳强度提高，齿根弯曲疲劳强度提高
B. 齿面接触疲劳强度提高，齿根弯曲疲劳强度降低
C. 齿面接触疲劳强度降低，齿根弯曲疲劳强度提高
D. 齿面接触疲劳强度降低，齿根弯曲疲劳强度降低
17. 设计齿轮传动时，如果模数m不变，增加齿数z1和z2，则齿轮的（ ）。
A. 齿面接触疲劳强度提高，齿根弯曲疲劳强度提高
B. 齿面接触疲劳强度提高，齿根弯曲疲劳强度降低
C. 齿面接触疲劳强度降低，齿根弯曲疲劳强度提高
D. 齿面接触疲劳强度降低，齿根弯曲疲劳强度降低
18. 一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，若两轮的材料、热处理方法及齿宽系数相同，但模数不同，m1=2m2，则它们的齿面接触疲劳强度（ ）。
A. 相同
B. m1的大
C. m2 的大
D. 无法比较
19. 一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，若两轮的材料、热处理方法及齿宽系数相同，但模数不同，m1=2m2，则它们的齿根弯曲疲劳强度（ ）。
A. 相同
B. m1的大
C. m2 的大
D. 无法比较
20. 高速重载齿轮传动，当润滑良好时，最可能出现（ ）失效形式。
A. 齿面胶合
B. 齿面疲劳点蚀
C. 齿面磨损
D. 齿根弯曲疲劳折断

第 II 卷（非选择题，共60分）
答题要求：请将答案写在相应的位置，要求书写工整，计算过程要有步骤。(总共5题，共60分)

21. （10分）简述齿轮传动的主要失效形式及相应的设计准则。

22. （12分）已知一对标准直齿圆柱齿轮传动，模数m = 4mm，齿数z1 = 20，z2 = 40，求：
（1）传动比i；
（2）两轮的分度圆直径d1、d2；
（3）两轮的齿顶圆直径da1、da2；
（4）两轮的齿根圆直径df1、df2。

23. （12分）设计一单级直齿圆柱齿轮减速器中的低速齿轮。已知传递功率P = 5kW，小齿轮转速n1 = 750r/min，传动比i = 3，单向传动，载荷有轻微冲击，两班制工作，预期寿命Lh = 10000h。

24. （13分）材料：阅读以下材料，回答问题。
在某机械传动系统中，有一对渐开线标准斜齿圆柱齿轮传动。已知小齿轮的参数为：模数mn = 3mm，齿数z1 = 20，螺旋角β1 = 15°，齿宽b1 = 50mm；大齿轮的参数为：齿数z2 = 60，齿宽b2 = 45mm。工作条件为单向传动，载荷有中等冲击。
问题：
（1）计算这对齿轮的中心距a；
（2）判断这对齿轮的齿宽是否合适，并说明理由；
（3）计算小齿轮的分度圆直径d1和齿顶圆直径da1。

25. （13分）材料：有一对直齿锥齿轮传动，已知小齿轮的参数为：模数m = 5mm，齿数z1 = 15，分度圆锥角δ1 = 30°；大齿轮的参数为：齿数z2 = 30，分度圆锥角δ2 = 60°；传递功率P = 10kW，小齿轮转速n1 = 1000r/min，单向传动，载荷有较大冲击。
问题：
（1）计算这对锥齿轮的齿宽b；
（2）计算小齿轮的分度圆直径d1和齿顶圆直径da1；
（3）简述这对锥齿轮传动的受力分析要点。

答案：
1. A
2. B
3. C
4. A
5. A
6. A
7. C
8. C
9. A
10. A
11. A
12. A
13. B
14. B
15. A
16. A
17. B
18. A
19. B
20. B
21. 齿轮传动的主要失效形式有：齿面接触疲劳点蚀、齿根弯曲疲劳折断、齿面胶合、齿面磨损、齿面塑性变形等。设计准则：对于一般闭式软齿面齿轮传动，按齿面接触疲劳强度设计，再校核齿根弯曲疲劳强度；对于一般闭式硬齿面齿轮传动，按齿根弯曲疲劳强度设计，再校核齿面接触疲劳强度；对于开式齿轮传动，按齿根弯曲疲劳强度设计，并适当增大模数。
22. （1）传动比i = z2/z1 = 40/20 = 2；
（2）d1 = mz1 = 4×20 = 80mm，d2 = mz2 = 4×40 = 160mm；
（3）da1 = d1 + 2ham = 80 + 2×1×4 = 88mm，da2 = d2 + 2ham = 160 + 2×1×4 = 168mm；
（4）df1 = d1 - 2(ha + c)m = 80 - 2×(1 + 0.25)×4 = 70mm，df2 = d2 - 2(ha + c)m = 160 - 2×(1 + 0.25)×4 = 15