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机械技术基础习题
4．与连杆机构相比，凸轮机构最大的缺点是 。
A．惯性力难以平衡 B．点、线接触，易磨损 C．设计较为复杂 D．不能实现间歇运动 5． 可使从动杆得到较大的行程。
A．盘形凸轮机构 B．移动凸轮机构 C．圆柱凸轮机构 6． 的摩擦阻力较小，传力能力大。
A．尖顶式从动杆 B．滚子式从动杆 C．平底式从动杆
7． 的磨损较小，适用于没有内凹槽凸轮轮廓曲线的高速凸轮机构。 A．尖顶式从动杆 B．滚子式从动杆 C．平底式从动杆
8．凸轮机构分别按等速运动规律、等加速等减速运动规律工作时，存在的冲击形式分别为 。 A．刚性 刚性 B．柔性 柔性 C．刚性 柔性 D．柔性 刚性
9．某凸轮机构从动件用来控制刀具的进给运动，在切削阶段凸从动件宜采用 运动规律。 A．等速 B．等加速等减速 C．简谐 D．其它
10．若要盘形凸轮机构的从动件在某段时间内停止不动，对应的凸轮轮廓曲线是 。 A．一段圆弧 B．一段直线 C．一段抛物线 D．以凸轮转动中心为圆心的圆弧 11．凸轮机构中，基圆半径减小会使机构压力角 。
A．增大 B．减小 C．不变 D．无法确定 12．滚子从动件盘形凸轮机构，下面表述错误的是 。
A．理论轮廓线与实际轮廓线是两条法向等距曲线 B．在实际轮廓线上作基圆 C、在理论轮廓线上分析压力角 D．设计不当会产生运动失真 13．下列凸轮机构中，图4-2中 所画的压力角是正确的。
A B C
图4-2
14．使用 的凸轮机构，凸轮的理论轮廓曲线与实际轮廓曲线是不相等的。 A．尖顶式从动杆 B．滚子式从动杆 C．平底式从动杆
15．对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构的推程压力角超过许用值时，可采用 措施来解决。 A．增大基圆半径 B．改用滚子推杆 C．改变凸轮转向 D．改为偏置直动尖顶推杆 （三）判断题
（ ）1．凸轮在机构中经常是主动件。
（ ）2．凸轮转速的高低，影响从动杆的运动规律。 （ ）3．盘形凸轮的基圆半径越大，行程也越大。
（ ）4．盘形凸轮的理论轮廓曲线与实际轮廓曲线是否相同，取决于所采用的从动件的结构形式。 （ ）5．同一凸轮与不同结构形式的从动件组合使用时，其从动件的运动规律是一样的。 （ ）6．凸轮轮廓线上某点的压力角，是该点的法线方向与速度方向之间的夹角。 （ ）7．压力角的大小影响从动杆的运动规律。
（ ）8．压力角的大小影响从动杆的正常工作和凸轮机构的传动效率。
（ ）9．当凸轮的压力角增大到临界值时，不论从动杆是什么形式的运动，都会出现自锁。
（ ）10．等加速等减速运动规律会引起柔性冲击，因而这种运动规律适用于中速、轻载的凸轮机构。 （ ）11．凸轮机构易于实现各种预定的运动规律，且结构简单、紧凑，便于设计。 （ ）12．从动件的位移线图是凸轮轮廓设计的依据。 （ ）13．尖顶从动件凸轮的理论轮廓和实际轮廓相同。 （ ）14．凸轮机构的压力角越大，机构的传力性能就越差。
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机械技术基础习题
（ ）15．凸轮机构广泛应用于机械自动控制。
（ ）16．若不计摩擦，平底移动从动件盘形凸轮机构工作时其压力角始终不变。 （四）作图分析题
1．如图4-3所示对心尖顶直动从动件偏心圆盘凸轮机构。要求： ①画出凸轮的基圆；
②图中标出凸轮与从动件在B点接触至D点接触凸轮的转角； ③图中标出凸轮与从动件在D点接触从动件的位移和压力角； ④图中标出从动件的最大位移。
图4-3 题1图 图4-4 题2图
2．如图4-4所示偏置尖顶直动从动件偏心圆盘凸轮机构。要求：
①画出凸轮的基圆、偏距圆；②图中标出凸轮与从动件在B点接触时相对于从动件在最低位置时的凸轮转角、凸轮与从动件在B点接触至D点接触凸轮的转角；③图中标出凸轮与从动件在B点接触和D点接触从动件的位移；④图中标出凸轮的推程运动角和从动件的行程；⑤图中标出从动件在B点和D点时压力角。
3．如图4-5所示对心滚子直动从动件偏心圆盘凸轮机构。要求：
①画出凸轮的基圆；②图中标出凸轮与从动件在B点接触至D点接触凸轮的转角；③图中标出凸轮与从动件在D点接触从动件的位移；④图中标出从动件的最大位移。
图4-5 题3图 图4-6 题4图
4．绘制图4-6所示机构图示位置的压力角。
单元五 间歇运动机构 习题 （一）填空
1．常用的间歇运动机构有________、________、 和凸轮式间歇运动机构等。。 2．当主动件等速连续转动、从动件做单向间歇转动时，可采用 、 等机构。 （二）选择题：
1． 当主动件作连续运动时，从动件能够产生周期性的时停、时动的定向运动。 A．只有间歇运动机构，才能实现 B．除间歇运动机构外，其他机构也能实现 C．只有齿轮机构，才能实现 D．只有凸轮机构，才能实现 2．棘轮机构的主动件是 。
A．棘轮 B．棘爪 C．止回棘爪 D．以上均不是
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机械技术基础习题
3．棘轮机构的主动件是是作____的。
A．往复摆动运动 B．往复直线运动 C．等速转动 D．直线运动 4．槽轮机构的主动件是____。
A．槽轮 B．曲柄 C．圆销 D．不确定 5．槽轮机构的主动件在工作中是作____运动的。
A．往复摆动运动 B．往复直线运动 C．等速转动 D．直线运动 （三）判断题
（ ）1．单向间歇运动的棘轮机构，必须要有止回棘爪。 （ ）2．棘轮机构和槽轮机构的主动件，都是作往复摆动运动的。 （ ）3．槽轮机构必须有锁止圆弧。
（ ）4．棘轮机构的止回棘爪和槽轮机构的锁止圆弧的作用是相同的。 （ ）5．槽轮机构的主动件是槽轮。 （ ）6．棘轮的转角大小是可以调节的。
单元六 齿轮传动 *
【例6-1】某渐开线标准直齿圆柱齿轮的齿数z＝24，齿顶圆直径da＝204.80 mm，基圆齿距pb=23.617 mm， 分度圆压力角α=20°。试求该齿轮的模数m、 压力角α、齿高系数ha，顶隙系数c*和齿根圆直径df。
解：由pb=πmcosα 得mcosα=∴α=20°，m=8mm
pb?=
23.617?=7.5175 用α=20°试算得m=8mm为标准模数
**
由da＝m(z+2ha) 得ha=da?mz=204.80?8?24=0.8 可判断为短齿制齿轮 c*=0.3
2m2?8?*
df=m(z-2ha-2c)=8×(24-2×0.8-2×0.3)=174.40mm
【例6-2】某传动装置采用一对正常齿制的外啮合直齿圆柱齿轮传动，大齿轮已经丢失。测得两轮轴孔中心
距a＝112.5mm，小齿轮齿数z1＝38，齿顶圆直径da1＝100 mm。试确定大齿轮的基本参数和尺寸。
解：由da1＝m(z+2 ha) 得m=由 a=
?da1100=2.5mm ?=
z1?2ha38?2?1.0基本尺寸计算：
d2=mz2=2.5×52=130mm db2=d2cosα=122.16mm
＊??da2=m(z2+2ha)=135mm df2=m(z2-2 ha-2c)=123.75mm
ha=ham=2.5mm hf=m( ha+c)=3.125mm h=ha+hf=5.625mm p=πm=7.854mm s=e=p/2=3.927mm
【例6-3】有一个失效的渐开线标准直齿圆柱齿轮， 测得它的齿数z＝40，齿顶圆直径da＝83.20mm，跨4齿和5齿的公法线长度分别为w4＝21.79mm，w5＝27.69mm。求该齿轮的模数和齿制参数。
解：由 Wk+1-Wk=πmcosα 知mcosα=
??＊m2?112.52a(z1+z2) 得z2=-z1=-38=52 22.5mW5?W4用α=20°试算 得m=1.999mm，极接近标准模数m=2mm
∴α=20°，m=2mm 由 da＝m(z+2ha) 得ha=
*
*
?=
27.69?21.79?=1.878
da?mz83.20?2?40*
==0.8 可判断为短齿制齿轮 c=0.3 2m2?2··13··
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【例6-4】已知一对正常齿制的外啮合直齿圆柱齿轮传动，m＝10 mm，z1＝19，z2＝40，安装中心距a′＝300 mm，α=20°。要求：(1)计算两齿轮的齿顶圆直径、分度圆直径、节圆直径和基圆直径；(2)*检查是否满足连续传动条件。
解：（1）正常齿制 ha=1.0 c=0.25
＊?da1=m(z1+2ha)=210mm da2=m(z2+2ha)=420mm
d1=mz1=190mm d2=mz2=400mm
db1=d1 cosα=178.542mm db2=d2cosα=375.877mm 标准中心距 a=
??m(z1+z2)=295mm 2a由a cosα= a′cosα′得 cosα′= cosα=0.92403 α′=22.4773°
a?由d′cosα′=d cosα
得d1′=
d1cos?dcos?=193.22mm d2′=2=406.78mm
cos??cos??d(2) 由 dacosαa=dcosα 得αa1=arcos(1cosα)=31.7668°
da1dαa2=arcos(2cosα)=26.4986
da21重合度ε=[ z1（tanαa1-tanα′）+ z2（tanαa2-tanα′）]=1.22﹥1
2?满足连续传动条件
【例6-5】有一对轴交角Σ＝90°的直齿圆锥齿轮传动，已知z1＝21，z2＝47，大端m＝5mm，α＝20°。试求这对齿轮的主要几何尺寸。
解：分度锥角δ1=arctan
z121= arctan=24.0755° δ2=90°-δ1=65.9245° z247分度圆直径d1=mz1=21×5=105(mm) d2=mz2=47×5=235(mm)
齿顶高ha=h*am=1.0×5=5(mm) 齿根高hf=(h*a+c*)m=(1.0+0.2)×5=6(mm) 齿顶圆直径da1=d1+2hacosδ1=105+2×5cos24.0755°=114.130(mm)
da2=d2+2hacosδ2=235+2×5cos65.9245°=239.079(mm) 齿根圆直径df1=d1-2hfcosδ1=105-2×5cos24.0755°=95.870(mm) df2=d2-2hfcosδ2=235-2×5cos65.9245°=230.921(mm) 锥距R=
表6-1 锻钢齿轮的主要加工步骤（常用工艺）简表 主要加工步骤 序号 1 2 3 硬齿面齿轮 4 5 常用 工艺 毛坯 正火或调质 切齿 表面硬化处理 （磨齿） m252=z1?z2212?472=128.695(mm)
22低碳钢、低碳合金钢 工艺 ▲ ▲ ▲ 渗碳淬火（渗碳→淬火） ▲ 主要特点 不同齿轮材料分析 中碳钢（最常用45钢）、中碳合金钢 应用 可受较大冲击载荷 工艺 ▲ ▲ ▲ 表面淬火（高频感应电流加热淬火、火焰加热淬火） 主要特点 得到齿面硬度≤350HBS的软齿面齿轮 得到齿面硬度达45HRC～55HRC 的硬齿面齿轮 应用 强度要求不高、载荷平稳场合 可受一定冲击载荷 外硬内韧，齿面硬度达58HRC ～62HRC 表6-2 几种齿轮传动受力分析计算简表 ··14··
机械技术基础习题 直齿圆柱齿轮 斜齿圆柱齿轮 直齿圆锥齿轮 圆周力Ft 2T1??Ft2 d1（主动齿轮与节点速度v方向相反，从动齿轮相同） 2TFt1?1??Ft2 d1（主反从同） 2TFt1?1??Ft2 dm1（主反从同） Ft1?径向力Fr Fr1=Ft1tanα=-Fr2 （指向轮心） tan?n（指向??Fr2cos?轴向力Fa 法向力Fn 0 Fa1=Ft1tanβ=-Fa2 （主动齿轮：按左右手定则判断方向） Fa1=Ft1tanαsinδ1 =-Fr2 （从小端指向大端） Fn1?（指向受力面，切于基圆） Fn1?Ft1 cos?ncos?Ft1 cos?Fr1?Ft1轮心） Fr1=Ft1tanαcosδ1=-Fa2 （指向轮心） （指向受力面，切于基圆） Fn1?（指向受力面，切于基圆） Ft1 cos? 【例6-6】一直齿锥—斜齿圆柱齿轮减速器，主动轴1的转向如图6-4a所示，试问：当斜齿轮的螺旋角为何旋向才能使中间轴上的轴向力方向相反，试在两个齿轮的力作用点上分别画出三个分力。
解：（见图6-4b）
图6-4a) 图6-4b)
【例6-7】已知一对标准斜齿圆柱齿轮传动，z1=23、z2=50、mn=2mm，传动中心距a=75mm。试求：①螺旋角β；②分度圆直径d1、d2；③若n1=2900r/min，传递功率P=10KW，求圆周力Ft、径向力Fr、轴向力Fa。
解：①据a=β=13°15′41″ ②d1=
mnm2(z1+z2) cosβ=n(z1+z2)=(23+50)=0.97333
2cos?2a2?75mnz1mz2?232?50==47.260mm d1=n2==102.740mm cos?0.97333cos?0.9733310P③据 T=9550=9550×=32.931(Nm)
2900n?tan?n2?32.931?1032T1Ft1= Ft2===1394(N) Fr1= Fr2=Ft1=1394×tan20=521(N)
cos?47.2600.97333d1Fa1= Fa2=Fa1tanβ=1394tan13°15′41″=329(N)
【例6-8】设两级斜齿圆柱齿轮减速器的已知条件如图6-5a所示，试问：（1）低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使中间轴上两齿轮的轴向力方向相反？（2）低速级螺旋角?应取何值才能使中间轴的轴向力互相抵消？
图6-5a) 题图 图6-5b)分析图
解：（1）1、2齿轮传动，1主动2从动；3、4齿轮传动，3主动4从动
假设齿轮转向如图6-5b所示。1右旋，据主动件右手定则，可判Fa1方向“↑”，据作用反作用关系知Fa2方向“↓”；题意要求Fa3方向与Fa2方向相反，所以Fa3方向“↑”。据主动件左右手定则Fa3方向“↑”符合左手定则。故3左旋，4右旋
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