机械设计基础复习题(附答案)

机械技术基础习题机械技术基础习题··PAGE40····PAGE41··单元一单元一机械认识习题（一）1．传递，转换2．运动，制造3．确定，有用，构件4．动力传动执行5．构件2、3、4、机架1组成的连杆机构构件5、6、机架1组成的齿轮机构构件7、8、机架1组成的凸轮机构（二）1B2A3B4C5B（一）填空题1．从运动的角度看，机构的主要功用在于运动或运动的形式。2．构件是机器的单元。零件是机器的单元。3．构件之间具有的相对运动，并能完成的机械功或实现能量转换的的组合，叫机器。4．机器由部分、部分、部分和控制部分组成。5．图1-1所示单缸内燃机，组成机器的基本机构有、、。图1-1（二）选择题1．组成机械的各个相对运动的实物称为。A．零件B．构件C．部件2．机械中不可拆卸的制造单元体称为。A．零件B．构件C．部件3．括号内所列实物[=1\*GB3①汽车、=2\*GB3②游标卡尺、=3\*GB3③车床、=4\*GB3④齿轮减速器、=5\*GB3⑤电动机]中，是机器。A．=1\*GB3①=2\*GB3②=3\*GB3③B．=1\*GB3①=3\*GB3③=5\*GB3⑤C．=1\*GB3①=3\*GB3③=4\*GB3④=5\*GB3⑤D．=3\*GB3③=4\*GB3④=5\*GB3⑤4．括号内所列实物[=1\*GB3①螺钉、=2\*GB3②起重吊钩、=3\*GB3③螺母、=4\*GB3④键、=5\*GB3⑤缝纫机脚踏板]中，属于通用零件。A．=1\*GB3①=2\*GB3②=3\*GB3③B．=1\*GB3①=3\*GB3③=5\*GB3⑤C．=1\*GB3①=3\*GB3③=4\*GB3④D．=3\*GB3③=4\*GB3④=5\*GB3⑤5．括号内所列实物[=1\*GB3①台虎钳、=2\*GB3②百分表、=3\*GB3③水泵、=4\*GB3④台钻、=5\*GB3⑤内燃机活塞与曲轴运动转换装置]中，属于机构。A．=1\*GB3①=2\*GB3②=3\*GB3③B．=1\*GB3①=2\*GB3②=5\*GB3⑤C．=1\*GB3①=3\*GB3③=4\*GB3④D．=3\*GB3③=4\*GB3④=5\*GB3⑤单元二单元二平面机构的运动简图及自由度表2-1几种机构的运动简图示例例1例2例3机构图分析1机架，2主动；1、2——转动副，2、3——转动副；3、4——移动副；4、1——转动副1主动，4机架；1、4——转动副；1、2——转动副；2、3——移动副；3、4——移动副1主动，4机架；1、4——转动副；1、2——转动副；2、3——移动副；3、4——转动副机构运动简图表2-2平面机构自由度计算的分析实例图例=1\*GB3①=2\*GB3②=3\*GB3③复合铰链无无无局部自由度滚子BB处滚子虚约束DF杆、CG杆之一；K、K´之一1、2间高副之一；2、3（消除滚子后）间高副之一3、4构件之一（轨迹重合）运动副分析凸轮、滚子间为高副，其他运动副为低副1杆和2构件之间、2杆和3构件之间均为一个高副低副机构运动副计算F=3n-2PL-PH=3×6-2×8-1=1F=3n-2PL-PH=3×4-2×4-2=2F=3n-2PL-PH=3×3-2×4=1【例2-1】计算图2-1示平面机构的自由度，若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请指出。图2-1解：局部自由度——E处滚子：复合铰链——B处：虚约束——H、H´之一机构的自由度F=3n-2PL-PH=3×9-2×12-2=1【例2-2】如图2-2a所示机构是否具有确定运动？并提出改进方案。本题类型常用对策：=1\*GB3①增加主动构件的数目；=2\*GB3②本题类型常用对策：=1\*GB3①增加主动构件的数目；=2\*GB3②增加约束的数目图2-2a题图b改进方案图1c改进方案图2解：原题机构自由度为F=3n-2PL-PH=3×4-2×5-0=2F=2且F＞W=1（W为主动构件数），无确定运动若使机构有确定运动，必须F=W。改进方法有两种：一是增加一个原动件使W=2（见改进方案1图所示）；二是增加带一个平面低副的构件使F=1（见改进方案2图所示）【例2-3】山东省2009年专升本题题意：如图2-3a)所示的平面机构设计是否合理，如不合理应如何改正？答：计算自由度F=3n-2PL-PH=3×5-2×7-1=0；分析：转动副D处为转动副和移动副的交汇点而无法运动→系统不能运动本题类型常用对策：=1\*GB3①增加一个带一低副的构件；本题类型常用对策：=1\*GB3①增加一个带一低副的构件；=2\*GB3②减少约束的数目措施1——D处增加一个带一个低副的低副构件，图示b措施2——E处增加一个带一个低副的低副构件，图示c措施3——G处增加一个带一个低副的低副构件，图示d措施4——D处增加一个带一个低副的低副构件，图示e措施5——D处设置为一个高副（减少一个约束），图示f图2-3a)题图b)措施1图c)措施2图d)措施3图e)措施4图f)措施5图【例2-4】试绘制图2-4a)所示机构的机构示意图，并计算自由度。如结构上有错误，请指出，并提出改进方法，画出正确的示意图。解：分析方法与【例2-3】类似，不再赘述。机构示意图见图b)所示，计算自由度F=3n-2PL-PH=3×4-2×6=0，结构错误。改进后正确的示意图见图c)、图d)、图e)所示。图2-4a)题图b)机构示意图c)改进办法图1d)改进办法图2e)改进办法图3习题（一）1．三2．构件的可动联接，点线面，点、线，面3．F=W4．约束5．简单小大（二）1D2A3A4C5A6B7B（三）1×2×3√4√5√6×7√8×9√10√（一）填空题1．一个作平面运动的构件有个独立运动的自由度。2．运动副是指。按其接触情况分，可分为接触接触和接触三种。其中，接触为运动高副，接触为运动低副3．机构具有确定运动的充分和必要条件是。4．运动副对成副的两构件间的相对运动所加的限制称为。5．低副的优点：制造和维修，单位面积压力，承载能力。（二）选择题（单选）1．保留了2个自由度，带进了1个约束。A．转动副B．移动副C．转动副与移动副D．高副2．两个以上的构件共用同一转动轴线所构成的转动副构成。A．复合铰链B．局部自由度C．虚约束3．由K个构件形成的复合铰链应具有的转动副数目为。A．K-1B．KC．K+1D．K+24．在比例尺μL=0.02m/mm的机构运动简图中，量得一构件的长度是10mm，则该构件的实际长度是mm。A．20B．50C．200D．5005．机构运动简图与无关。A．构件和运动副的结构B．构件数目C．运动副的数目、类型D．运动副的相对位置6．图2-5所示两构件构成的运动副为。A.高副；B.低副7．如图2-6所示，图中A点处形成的转动副数为个。A．1；B．2；C．3图2-5图2-6（三）判断题（）1．齿轮机构组成转动副。1×2×3√4√5√6×7√8×9√10√（）2．虚约束没有独立约束作用，在实际机器中可有可无。（）3．引入一个约束条件将减少一个自由度。（）4．平面低副机构中，每个转动副和移动副所引入的约束数目是相同的。（）5．机构中的虚约束，若制造安装精度不够，会变成实约束。（）6．运动副是联接，联接也是运动副。（）7．运动副的作用，是用来限制或约束构件的自由运动的。（）8．两构件通过内表面和外表面直接接触而组成的低副，都是转动副。（）9．若机构的自由度数为2，那么该机构共需2个原动件。（）10．机构的自由度数应等于原动件数，否则机构不能成立。（四）综合题1．机构运动简图有什么作用？如何绘制机构运动简图？2．在计算机构的自由度时，要注意哪些事项？3．计算图2-7各图的自由度，若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请指出。图2-7a图2-7b图2-7c图2-7d图2-7e图2-7f图2-7g图2-7h单元三单元三平面连杆机构【例3-1】某铰链四杆机构如图3-1所示。问：（1）a取不同值可得到哪些机构？（2）a分别取何值可得到这些机构？图3-1解：（1）因为30、40、55三个长度尺寸中，最短为30的作机架，若满足存在曲柄的杆长条件且a不是最短杆，则为双曲柄机构，所以a取不同值分别可得到曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构（2）=1\*GB3①若为曲柄摇杆机构a最短a+55≤30+40a≤15=2\*GB3②若为双曲柄机构a非最长30+55≤a+40a≥45a最长30+a≤40+55a≤55综上，若为双曲柄机构：45≤a≤55③若为双摇杆机构，a取值不满足存在曲柄的杆长条件a取值：a最短a+55﹥30+40a﹥15a非最长30+55﹥a+40a﹤45a最长30+a﹥40+55a﹥65a最长极限条件a﹤30+40+55=125综上，若为双摇杆机构a取值15﹤a﹤45和65﹤a﹤125表3-1常见平面四杆机构的基本特征简表序号机构名称机构简图主动构件输出构件运动特性备注（应用举例）急回特性（极位夹角θ）压力角(αmax)或传动角(γmin)止点（死点）位置1曲柄摇杆机构1主动3输出一般有（1、2共线时判）αmax(或γmin)（1、4共线时判）无棘轮驱动机构3主动1输出无有死点（1、2共线时——α=90°、γ=0°）缝纫机踏板机构2双曲柄机构曲柄：一主动一输出无1主——2、3共线为死点；3主——1、2共线为死点（死点时α=90°、γ=0°）惯性筛机构（一般）、机车车轮联动机构（正平行）、车门启闭机构（反平行）3双摇杆机构1、3：一主动一输出无1主——2、3共线为死点；3主——1、2共线为死点（死点时α=90°、γ=0°）车辆前轮转向机构、钻床夹具机构4对心曲柄滑块机构1主动3输出无B距3导路最远两位置无3主动1输出无1、2共线为死点（死点时α=90°、γ=0°）内燃机曲柄连杆机构5偏置曲柄滑块机构1主动3输出有（1、2两次共线位置）B距3导路最远位置无3主动1输出无1、2共线为死点（α=90°）内燃机曲柄连杆机构6摆动导杆机构1主动3输出有（极位夹角θ=导杆摆角ψ）恒γ=90°（α=0°）无牛头刨床驱动机构★你来分析：指出下图3-2a、b、c、d所示四杆机构图示位置的压力角和传动角,并判定有无死点位置。abcd图3-2习题（一）填空题1．平面连杆机构是低副机构，铰链四杆机构的运动副全部是低副。2．在铰链四杆机构中，不与机架相连的杆称为连杆。与机架相连的杆称为连架杆。3．在铰链四杆机构中，能作整周圆周运动的连架杆称为曲柄，只能绕机架作往复摆动的连架杆称为摇杆。4．按连架杆的运动形式不同，铰链四杆机构可分为曲柄摇杆、双曲柄和双摇杆三种基本形式。5．当曲柄摇杆机构的曲柄为主动件时，机构才会有死点位置。6．平面连杆机构的行程速度变化系数Ｋ大于等于1时或曲柄的极位夹角θ大于0时，机构有急回特性。7．生产中常常利用急回特性来缩短空行程时间，从而提高工作效率。8．机构的压力角越小，对传动越有利。机构处于死点位置时，压力角等于90度，传动角等于0度。9．若曲柄为主动件，则偏置式式曲柄滑块机构无急回特性，正置式式曲柄滑块机构有急回特性。（二）选择题1．铰链四杆机构中存在曲柄时，曲柄A构件。A．不一定是最短B．一定是最短C．不一定是最长D．一定是最长2．曲柄滑块机构由A机构演化而成。A．曲柄摇杆B．双曲柄C．导杆机构D．摇块机构3．在曲柄摇杆机构中，只有当D为主动件时，才会出现死点位置。A．摇杆B．连杆C．机架D．曲柄4．四杆机构处于死点时，其传动角γ为C。A．0°B．45°C．90°D．45°～90°5．曲柄摇杆机构中，若曲柄为原动件时，其最小传动角的位置在B位置之一。A．曲柄与连杆的两个共线B.摇杆的两个极限C．曲柄与机架的两个共线6．下列平面连杆机构中，可能具有急回特性的是A。A．对心曲柄滑块机构B．双摇杆机构C．平行双曲柄机构D．曲柄摇杆机构7．一四杆机构四杆的长度以此为30、60、45、55。=1\*GB3①若长度为30的杆为机架，该机构为机构。=2\*GB3②若长度为60的杆为机架，该机构为机构。=3\*GB3③若长度为45的杆为机架，该机构为机构。=4\*GB3④若长度为55的杆为机架，该机构为机构。A．曲柄摇杆B．双曲柄C．双摇杆8．死点位置对传动()，对夹紧、定位装置()。答案：分别为DA．有利、不利B．有利、有利C．不利、不利D．不利、有利9．牛头刨床使用摆动导杆机构作为工作机构，具有急回运动特性。已知该机构在工作行程中需时间3秒，空回行程时间为2秒，则该机构极位夹角值应为A。A．36°B．30°C．20°D．26°10．在曲柄摇杆机构中，只有当（）为主动件时，（）在运动中才会出现“死点”位置（选项序号：=1\*GB3①曲柄、=2\*GB3②连杆、=3\*GB3③摇杆、=4\*GB3④连架杆）。所选序号以此为：BA．=1\*GB3①和=2\*GB3②B．=1\*GB3①和=3\*GB3③C．=2\*GB3②和=1\*GB3①D．=3\*GB3③和=1\*GB3①11．当曲柄的极位夹角为C时，曲柄摇杆机构才有急回运动。A．θ＜0ºB．θ=0ºC．θ≠0º12．当曲柄摇杆机构的摇杆带动曲柄运动时，曲柄在“死点”位置的瞬时运动方向是CA．按原运动方向B．反方向C．不能确定的13．曲柄滑块机构是由A演化而来的。A．曲柄摇杆机构B．双曲柄机构C．双摇杆机构14．平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和，最短杆是连杆，这个机构叫做CA．曲柄摇杆机构B．双曲柄机构`C．双摇杆机构15．A等能把旋转运动转变成往复摆动运动。（选项序号：=1\*GB3①曲柄摇杆机构、=2\*GB3②曲柄滑块机构、=3\*GB3③摆动导杆机构）。A．=1\*GB3①=2\*GB3②B．=2\*GB3②=3\*GB3③C．=1\*GB3①=3\*GB3③D．=1\*GB3①=2\*GB3②=3\*GB3③16．D能把旋转运动转换成往复直线运动，也可以把往复直线运动转换成旋转运动。A．曲柄摇杆机构B．双曲柄机构`C．双摇杆机构D．曲柄滑块机构E．摆动导杆机构F．转动导杆机构17．机械工程中，通常利用A的惯性储蓄能量，以越过平面连杆机构的死点位置。A．主动件B．连杆C．从动件D．连架杆18．压力角α的定义是C。A．从动件所受的力F与其法向分力Fn之间的夹角B．从动件所受的力F与受力点速度方向之间所夹的钝角C．从动件所受的力F的方向与受力点速度方向之间所夹的锐角（三）判断题（）1．铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆的长度之和大于其他两杆长度之和，不论谁为机架均为双摇杆机构。（）2．曲柄摇杆机构的最小传动角一定出现在曲柄与机架共线的两个位置上。（）3．摆动导杆机构若以曲柄为主动件，导杆一定具有急回特性。（）4．铰链四杆机构中的曲柄一定是最短杆。（）5．在平面四杆机构中，只要两个连架杆都能绕机架上的铰链作整周转动，必然是双曲柄机构。（）6．当机构的极位夹角θ=00时，机构无急回特性。（）7．利用曲柄摇杆机构，可以把等速转动运动，转变成具有急回特性的往复摆动运动，或者没有急回特性的往复摆动运动。（）8．曲柄滑块机构中，滑块在作往复运动时，不会出现急回运动。（）9．曲柄极位夹角θ越大，行程速度变化系数K也越大，机构的急回特性越显著。（）10．在实际生产中，机构的死点位置对工作都是不利的。（）11．四杆机构的死点位置与哪个构件为原动件无关。（）12．从动件的受力方向与作用点的速度方向的夹角称为压力角。（）13．压力角就是主动件所受驱动力的方向线与该点速度的方向线之间的夹角。（）14．压力角是衡量机构传力性能的重要指标。（）15．偏置曲柄滑块机构中，最小传动角一定出现在曲柄与滑块导路垂直的其中一个位置上。（）16．平面连杆机构中，可利用飞轮的惯性使机构通过死点位置。（）17．有曲柄的四杆机构，就存在着出现“死点”位置的基本条件。（）18．在实际生产中，机构的“死点”位置对工作都是不利的，处处都要考虑克服。（）19．在曲柄摇杆机构中，曲柄和连杆共线，就是“死点”位置。（）20．在平面四杆机构中，凡是能把转动运动转换成往复运动的机构，都会有急回运动特性。（四）问答题1．铰链四杆机构有曲柄的条件是什么？2．何谓行程速比系数？何谓急回特性？何谓急位夹角？三者之间有何关系？3．什么是连杆机构的压力角、传动角？他们的大小对机构有何影响？4．机构的“死点”位置在什么情况下需要克服？在什么情况下应当利用？（五）综合题1．图3-6示各四杆机构中，原动件1作匀速顺时针转动，从动件3由左向右运动时，要求：①各机构的极限位置图，并量出从动件的行程；②计算各机构行程速度变化系数；=3\*GB3③作出各机构出现最小传动角（或最大压力角）时的位置图，并量出（或计算出）其大小。2．若图3-6所示各四杆机构中，构件3为原动件、构件1为从动件，试作出各机构的死点位置。abc图3-6综合2题图单元四单元四凸轮机构【例4-1】已知凸轮机构从动件的运动规律如图4-1a所示。分析该凸轮机构的推程和回程的运动规律，画出s-δ曲线和a-δ曲线。解：分析——推程～等速运动；回程～等加速等减速运动图4-1a)题图b)解答图表4-1从动件常用运动规律简表等速运动规律等加速等减速运动规律简谐运动规律（余弦加速度运动规律）运动曲线特点行程起始、终止产生刚性冲击，滚子、平底从动件可能产生运动失真行程起始、中点、终止产生柔性冲击行程起始、终止产生柔性冲击应用低速、轻载中低速、中载中低速备注例如机床中控制刀架进给的凸轮机构（行程起始、终止位置采用弧线过渡以避免刚性冲击）s——δ(t)图另一作法示意若按“升-降-升-降”连续工作、且δ0=δs则无冲击，可用于高速传动从动件常用运动规律还有摆线运动规律（正弦加速度运动规律）等，摆线运动规律无冲击、适于高速表4-2几种盘形凸轮机构的凸轮转角、从动件位移、压力角分析机构名称图解图解说明对心尖顶移动从动件盘形凸轮机构①作凸轮基圆；②按反转法画出从动件导路线；③标凸轮转角和从动件位移；④分析作出压力角偏置尖顶移动从动件盘形凸轮机构①作凸轮基圆和偏距圆；②按反转法画出B点接触时的从动件导路线（与偏距圆相切）；③从基圆上分析并标凸轮转角、标出从动件位移；④分析压力角对心滚子移动从动件盘形凸轮机构①以滚子中心为尖顶作凸轮理论轮廓线；②在理论轮廓线上作基圆；③在实际轮廓线上指定点B画出与之相切的滚子，用反转法过滚子中心作从动件导路线；④在基圆上标凸轮转角、标出从动件位移；⑤在理论轮廓线上分析压力角偏置滚子移动从动件盘形凸轮机构①以滚子中心为尖顶作凸轮理论轮廓线；②在理论轮廓线上作出基圆，作偏距圆；③在实际轮廓线上指定点B画与之相切的滚子，用反转法过滚子中心作从动件导路线（与偏距圆相切）；④在基圆上标凸轮转角，标出从动件位移；⑤在理论轮廓线上分析压力角尖顶摆动从动件盘形凸轮机构①作凸轮基圆；②以O为圆心OO1为半径画圆；③以B为圆心AO1为半径作圆弧交上述圆于O1´点；④以O1´为圆心O1´B（AO1）为半径画圆弧交基圆于B'点，则从动件的位移为∠BO1´B'；⑤在基圆上标凸轮转角，分析作出压力角注（已知条件）凸轮与从动件从图示位置——A点接触，分析：转到B点接触时的凸轮转角、从动件位移和B点接触时的压力角习题(一)填空题1．凸轮机构由、和三个基本构件组成。2．以凸轮的半径所做的圆，称为基圆。3．在凸轮机构中，从动杆的称为行程。4．凸轮轮廓线上某点的方向与从动杆方向之间的夹角，称为压力角。5．如果把从动杆的量与凸轮的之间的关系用曲线表示，则此曲线就称为从动杆的位移曲线。6．将从动杆运动的整个行程分为两段，前半段作运动，后半段作运动，这种运动规律就称为运动规律。7．滚子从动杆与凸轮接触时摩擦阻力，但从动杆的结构复杂，多用于传力要求的场合。8．凸轮机构中从动件常用的运动规律有、、和摆线运动规律等。9．凸轮基圆大小与压力角大小有关系，rb越小，压力角越。10．凸轮机构从动件中，式最易磨损；从动件耐磨损，可承受较大载荷；从动件可适应任何形式运动规律而不发生运动失真。11．等速运动规律的凸轮机构在速度转换处将产生冲击，只适于低速传动。(二)选择题1．决定从动件预定的运动规律。A．凸轮形状B．凸轮转速C．凸轮轮廓曲线D．结构尺寸2．从动件对于较复杂的凸轮轮廓曲线，也能准确地获得所需要的运动规律。A．尖顶式B．滚子式C．平底式D．摆动3．与平面机构相比，凸轮机构的突出优点是。A．能严格地实现给定的从动件运动规律B．能实现间歇运动C．能实现多种运动形式转换D．传力性能好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。ABC图4-214．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。（）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＝204.80mm，基圆齿距pb=23.617mm，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h*a，顶隙系数c*和齿根圆直径df。解：由pb=πmcosα得mcosα===7.5175用α=20°试算得m=8mm为标准模数∴α=20°，m=8mm由da＝m(z+2h*a)得h*a===0.8可判断为短齿制齿轮c*=0.3df=m(z-2h-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＝100mm。试确定大齿轮的基本参数和尺寸。解：由da1＝m(z+2h)得m===2.5mm由a=(z1+z2)得z2=-z1=-38=52基本尺寸计算：d2=mz2=2.5×52=130mmdb2=d2cosα=122.16mmda2=m(z2+2h)=135mmdf2=m(z2-2h-2c＊)=123.75mmha=hm=2.5mmhf=m(h+c＊)=3.125mmh=ha+hf=5.625mmp=πm=7.854mms=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===1.878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+2h*a)得h*a===0.8可判断为短齿制齿轮c*=0.3【例6-4】已知一对正常齿制的外啮合直齿圆柱齿轮传动，m＝10mm，z1＝19，z2＝40，安装中心距a′＝300mm，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h=1.0c＊=0.25da1=m(z1+2h)=210mmda2=m(z2+2h)=420mmd1=mz1=190mmd2=mz2=400mmdb1=d1cosα=178.542mmdb2=d2cosα=375.877mm标准中心距a=(z1+z2)=295mm由acosα=a′cosα′得cosα′=cosα=0.92403α′=22.4773°由d′cosα′=dcosα得d1′==193.22mmd2′==406.78mm(2)由dacosαa=dcosα得αa1=arcos(cosα)=31.7668°αa2=arcos(cosα)=26.4986重合度ε=[z1（tanαa1-tanα′）+z2（tanαa2-tanα′）]=1.22﹥1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=arctan=24.0755°δ2=90°-δ1=65.9245°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===128.695(mm)表6-1锻钢齿轮的主要加工步骤（常用工艺）简表主要加工步骤不同齿轮材料分析序号常用工艺低碳钢、低碳合金钢中碳钢（最常用45钢）、中碳合金钢工艺主要特点应用工艺主要特点应用1毛坯▲▲2正火或调质▲▲3切齿▲▲得到齿面硬度≤350HBS的软齿面齿轮强度要求不高、载荷平稳场合硬齿面齿轮4表面硬化处理渗碳淬火（渗碳→淬火）外硬内韧，齿面硬度达58HRC～62HRC可受较大冲击载荷表面淬火（高频感应电流加热淬火、火焰加热淬火）得到齿面硬度达45HRC～55HRC的硬齿面齿轮可受一定冲击载荷5（磨齿）▲表6-2几种齿轮传动受力分析计算简表圆周力Ft径向力Fr轴向力Fa法向力Fn直齿圆柱齿轮（主动齿轮与节点速度v方向相反，从动齿轮相同）Fr1=Ft1tanα=-Fr2（指向轮心）0（指向受力面，切于基圆）斜齿圆柱齿轮（主反从同）（指向轮心）Fa1=Ft1tanβ=-Fa2（主动齿轮：按左右手定则判断方向）（指向受力面，切于基圆）直齿圆锥齿轮（主反从同）Fr1=Ft1tanαcosδ1=-Fa2（指向轮心）Fa1=Ft1tanαsinδ1=-Fr2（从小端指向大端）（指向受力面，切于基圆）【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=(z1+z2)cosβ=(z1+z2)=(23+50)=0.97333β=13°15′41″②d1===47.260mmd1===102.740mm③据T=9550=9550×=32.931(Nm)Ft1=Ft2===1394(N)Fr1=Fr2=Ft1=1394×=521(N)Fa1=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（2）中间轴的轴向力互相抵消，必有Fa2=Fa3∵Fa=Fttanβ=tanβ=tanβ=sinβ，T1=T2（旋转时外力矩平衡）∴=，得β3=arcsin(sinβ2)=8.267122°=8°16′2″*【例6-9】若【例6-5】的齿轮传动P=30KW，n1=1450r/min，齿宽为b=30mm。求：圆周力Ft、径向力Fr、轴向力Fa。解：据T1=9550=9550×=197.6(Nm)平均分度圆直径dm1=d1=×105=92.762(mm)圆周力Ft、径向力Fr、轴向力Fa计算Ft1=Ft2===3071(N)Fr1=Fa2=Ft1tanαcosδ1=3071tan20°cos24.0755°=1021(N)Fa1=Fr2=Ft1tanαsinδ1=3071tan20°sin24.0755°=456(N)习题（一）填空题1．基圆上的压力角等于；基圆半径越大，渐开线越趋于。2．齿轮分度圆是齿轮上具有和的圆3．一对渐开线齿轮正确啮合的条件为，连续传动条件为。4．一对正常齿制的标准直齿圆柱齿轮有，α=、ha*=、c*=。5．渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数有五个，即、、、齿顶高系数和顶隙系数。6．、和是齿轮几何尺寸计算的主要参数和依据。7．以齿轮中心为圆心，过节点所作的圆称为圆。8．如果分度圆上的压力角等于，模数取的是值，齿厚齿槽宽的齿轮，就称为标准齿轮。9．对正常齿制的标准直齿圆柱齿轮而言，避免根切的最少齿数是。10．齿轮的常见失效形式有、、、、。11．闭式软齿面齿轮传动，是主要失效形式，应先按疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的主要参数和尺寸，然后再按进行校核。12．一对渐开线直齿圆柱齿轮传动，其啮合角的数值与圆上的压力角总是相等。13．一对渐开线直齿圆柱齿轮传动时，如重合度等于1.3，这表示啮合点在法线方向移动一个法向齿距的距离时，有百分之的时间是二对齿啮合，有百分之的时间是一对齿啮合。14．标准渐开线直齿圆锥齿轮的标准模数和压力角定义在端。15．若两轴夹角为90°的渐开线直齿圆锥齿轮的齿数为：z1=25，z2=40，则两轮的分度圆锥角δ1=，δ2=。16．斜齿轮分度圆上的螺旋角越大，传动时的轴向力。17．闭式软齿面齿轮传动中，小齿轮齿面硬度与大齿轮齿面硬度差，应取较为合理。18．越大，齿形越大，轮齿的承载能力越大。19．相对加工标准齿轮而言，刀具靠近齿坯中心而加工出的齿轮是变位齿轮。20．重合度越大，表示同时进入啮合的轮齿对数越。21．规定斜齿轮面上的参数为标准值，直齿圆锥齿轮端参数为标准值。22．从动齿轮上所受圆周力的方向与其转动方向。23．斜齿轮的当量齿数zv与其端面齿数z的关系式是。24．材料为20Cr的齿轮要达到硬齿面，适宜的热处理方法是。（二）选择题1．渐开线上任意一点法线必基圆。A．交于B．垂直于C．切于2．渐开线上各点的压力角，基圆上压力角。（答案序号：=1\*GB3①相等=2\*GB3②不相等=3\*GB3③不等于零=4\*GB3④等于零）A．=1\*GB3①=3\*GB3③B．=1\*GB3①=4\*GB3④C．=2\*GB3②=3\*GB3③D．=2\*GB3②=4\*GB3④3．对于齿数相同的渐开线直齿齿轮，模数，齿轮的几何尺寸及齿形都越大，齿轮的承载能力也越大。A．越大B．越小C．不变4．标准压力角和标准模数均在上。A．分度圆B．基圆C．齿根圆5．一对能正确啮合传动的渐开线直齿圆柱齿轮必须满足。A．齿形相同B．模数相等，齿厚等于齿槽宽C．模数相等，压力角相等6．为保证一对渐开线齿轮可靠地连续传动，应使实际啮合线长度。A．大于或等于基圆齿距B．大于或等于分度圆齿距C．大于或等于分度圆齿厚7．一对渐开线标准齿轮在标准安装情况下，两齿轮分度圆的相对位置应该是。A．相交的B．相切的C．分离的8．一对直齿圆柱齿轮的中心距（=1\*GB3①一定=2\*GB3②不一定）等于两分度圆半径之和，但（=3\*GB3③一定=4\*GB3④不一定）等于两节圆半径之和。答案A．=1\*GB3①=3\*GB3③B．=1\*GB3①=4\*GB3④C．=2\*GB3②=3\*GB3③D．=2\*GB3②=4\*GB3④9．开式齿轮传动中，一般不会发生的失效形式为。A．轮齿的点蚀B．齿面磨损C．轮齿折断D．以上三种都不发生10．已知一渐开线标准直齿圆柱齿轮，齿数z=25，齿顶高系数ha*=1，齿顶圆直径da=135mm，则其模数大小应为。A．2mmB．4mmC．5mmD．6mm11．一直齿圆柱齿轮的齿距约为p=15.7mm，分度圆直径为d=400mm，则该齿轮的齿数为。A．82B．78C．80D．7612．当基圆半径趋于无穷大，渐开线即。A．越平直B．成为直线C．越弯曲13．一对渐开线齿轮啮合传动时，其中心距安装若有误差，。A．仍能保证无齿侧隙连续传动B．仍能保证瞬时传动比不变C．瞬时传动比虽有变化，但平均转速比仍不变14．斜齿轮有端面模数和法面模数，规定以为标准值。A．法面模数B．端面模数C．法面模数和端面模数选其一15．斜齿轮的压力角有法面压力角和端面压力角两种，规定以为标准值。A．法面压力角B．端面压力角C．法面压力角和端面压力角选其一16．对于正常齿制的标准直齿圆柱齿轮而言，避免根切的最小齿数为。A．16B．17C．1817．一对渐开线齿轮啮合时，啮合点始终沿着移动。A．分度圆B．节圆C．基圆公切线18．斜齿圆柱齿轮的标准模数和标准压力角在上。A．端面B．轴面C．主平面D．法面19．渐开线直齿锥齿轮的当量齿数zv其实际齿数z。A．小于B．小于且等于C．等于D．大于20．斜齿轮端面模数ｍt法面模数ｍn和螺旋角β的关系为。A．ｍn=ｍtcosβB．ｍt=ｍncosβC．ｍn=ｍttanβD．ｍt=ｍntanβ21．用展成法加工标准齿轮，刀具分度线与齿轮分度圆。A．相切B．相割C．相离22．当渐开线圆柱齿轮的齿数少于时，可采用的办法来避免根切。A．正变位B．负变位C．减少切削深度23．闭式软齿面齿轮传动最可能出现的失效形式是。A．齿面磨损B．轮齿折断C．齿面胶合D．齿面疲劳点蚀24．材料为45钢的齿轮要达到硬齿面，适宜的热处理方法是。A．正火B．调质C．表面淬火D．渗碳淬火25．齿轮最常用制造。A．碳钢B．铸铁C．青铜D．合金钢26．齿面硬度为56～62HRC的合金钢齿轮的加工工艺过程为。A．齿坯加工→淬火→磨齿→滚齿B．齿坯加工→淬火→滚齿→磨齿C．齿坯加工→滚齿→渗碳淬火→磨齿D．齿坯加工→滚齿→磨齿→淬火27．对于硬度≤350HBS的闭式齿轮传动，设计时一般。A．先按接触强度计算B．先按弯曲强度计算C．先按磨损条件计算D．先按胶合条件计算28．设计一对减速软齿面齿轮传动时，从等强度要求出发，大、小齿轮的硬度选择时，应使。A．两者硬度相等B．小齿轮硬度高于大齿轮硬度C．大齿轮硬度高于小齿轮硬度D．小齿轮采用硬齿面，大齿轮采用软齿面29．在直齿圆柱齿轮设计中，若中心距保持不变，而增大模数时，则可以。A．提高齿面的接触强度B．提高轮齿的弯曲强度C．弯曲与接触强度均可提高D．弯曲与接触强度均不变30．轮齿的弯曲强度，当，则齿根弯曲强度增大。A．模数不变，增多齿数时B．模数不变，增大中心距时C．模数不变，增大直径时D．齿数不变，增大模数时31．为了提高齿轮传动的接触强度，可采取的方法。A．采用闭式传动B．增大传动中心距C．减少齿数D．增大模数32．为了提高齿轮齿根弯曲强度应。A．增加齿数B．增大分度圆直径C．增大模数D．减小齿宽33．一对啮合的齿轮，若材料不同，它们的齿面接触应力。A．σH1>σH2B．σH1<σH2C．σH1=σH2D．大小关系不确定34．齿面点蚀多发生在位置。A．轮齿节线附近靠齿顶B．轮齿节线附近靠齿根C．齿顶D．齿根35．直齿圆锥齿轮的标准模数规定在分度圆上。A．端面B．法面C．小端D．大端36．为了提高齿轮的齿面接触强度应。A．增大模数B．增大分度圆直径C．增加齿数D．减小齿宽（三）判断题（）1．渐开线的形状与基圆的大小无关。（）2．渐开线上任意一点的法线不可能都与基圆相切。（）3．渐开线上各点的压力角是不相等的，越远离基圆压力角越小，基圆上的压力角最大。（）4．齿轮的标准压力角和标准模数都在分度圆上。（）5．渐开线齿轮啮合时，啮合角恒等于节圆压力角。（）6．由制造、安装误差导致中心距改变时，渐开线齿轮不能保证瞬时传动比不变。（）7．节圆是一对齿轮相啮合时才存在的圆。（）8．分度圆是计量齿轮各部分尺寸的基准。（）9．渐开线齿轮齿根圆以外的齿廓曲线一定为渐开线。（）10．渐开线齿廓上各点的压力角不等。（）11．当齿轮的基圆直径过小时，渐开线有可能进入基圆内部。（）12．渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，由于安装不准确产生了中心距误差，但传动比大小仍保持不变。（）13．用仿形法加工标准直齿圆柱齿轮，当zmin＜17时产生根切。（）14．两齿轮齿数不相同时，其接触应力是不相等的。（）15．通常齿轮的失效主要是指齿轮轮齿的失效。（）16．为使大小悬殊的二啮合齿轮接近等强度，可将小齿轮正变位，大齿轮负变位。（）17．采用标准模数和标准压力角的齿轮不一定是标准齿轮。（）18．轮齿的点蚀大多发生在节线与齿顶之间。（）19．斜齿轮传动会产生轴向分力，螺旋角越大，产生的轴向分力越大。（）20．斜齿轮的承载能力比直齿轮高。（）21．斜齿圆柱齿轮计算基本参数是：标准模数，标准压力角，齿数和螺旋角。（）22．标准直齿圆锥齿轮，规定以小端的几何参数为标准值。（）23．适当提高齿面硬度，可以有效防止或减缓齿面点蚀、磨损、胶合等失效形式。（）24．齿轮传动中，齿根弯曲应力的大小与材料无关，但疲劳强度的高低却与材料有关。（）25．齿轮传动中，齿面接触应力相等，所以齿面接触强度也相等。（）26．锥齿轮的参数以大端为标准。（）27．单个齿轮上有基圆、分度圆、节圆、齿顶圆、齿根圆等。（）28．和直齿圆柱齿轮传动相比，斜齿圆柱齿轮传动有较大的重合度。（四）问答题1．渐开线直齿圆柱齿轮的分度圆和节圆有何区别？在什么情况下，分度圆和节圆是相等的？2．齿轮传动的主要失效形式有哪些？说明减少失效的措施。3．齿轮传动的设计准则是什么？4．为了修配一对齿轮查阅了原设计资料，知大小齿轮均使用45钢正火。试指出设计的不妥之处和轮齿的失效形式，并提出改进的措施。（五）综合题1．为能配一残损标准直齿圆柱外齿轮，实测齿高为8.98mm齿顶圆直径为135.90mm，试确定该齿轮的主要尺寸。（d、da、df.、db、e、s、p）2．已知一对正常齿制的外啮合直齿圆柱齿轮机构，测得两轴孔间距a=168mm，输入轴转速n1=400r/min，输出轴转速n2=200r/min,若将小齿轮卸下后可以同一个齿顶圆直径为da=88mm齿数为20的齿轮Z正确啮合。试求这对齿轮的齿数Z1,Z2.3．现有四个标准渐开线直齿圆柱齿轮，α=20°，ha*=1，c*=0.25。且：=1\*GB3①m1=5mm，z1=20；=2\*GB3②m2=4mm，z2=25；=3\*GB3③m3=4mm，z3=50；=4\*GB3④m4=3mm，z4=60。问：(1)齿轮=2\*GB3②和齿轮=3\*GB3③哪个齿廓较平直？为什么？(2)哪个齿轮的齿最高？为什么？(3)哪个齿轮的尺寸最大？为什么？(4)齿轮=1\*GB3①和齿轮=2\*GB3②能正确啮合吗？为什么？4．已知一对外啮合直齿圆柱标准齿轮传动，m=4mm，α=20°，ha*=1，c*=0.25，a=90mm，i12=1.5。(1)试求两轮的齿数z1，z2；(2)试求两轮的分度圆半径r1，r2，齿顶圆半径ra1，ra2。5．一对按标准中心距安装的外啮合渐开线直齿圆柱标准齿轮，其小齿轮已损坏，需要配制，今测得两轴中心距a=310mm，z2=100，da2=408mm，α=20°，ha*=1，c*=0.25，试确定小齿轮的基本参数及其分度圆和齿顶圆的直径。6．某项技术革新需要一对外啮合直齿圆柱齿轮传动，要求，m＞4mm，i=2，a=180mm，现已有如下四个齿轮，它们都是国产的外啮合直齿圆柱标准齿轮，今测得齿数和公法线长度(下标数字是跨齿数)如下：(1)z=24，W4=53.343mm，W3=38.582mm(2)z=47，W7=79.389mm，W6=67.58mm(3)z=48，W7=116.21mm，W6=101.454mm(4)z=48，W7=79.445mm，W6=67.636mm试分析计算是否有符合要求的一对齿轮？如有应是哪两个？7．有一对标准斜齿圆柱齿轮传动，已知z1＝24，z2＝38，中心距a＝185mm，小齿轮齿顶圆直径da1＝147.674mm，正常齿制。试求该对齿轮的法面模数、端面模数、端面压力角和螺旋角。8．在图示的展开式二级斜齿圆柱齿轮传动中，已知：高速级齿轮齿数z1=44，z2=94，模数mnⅠ=2.5mm。低速级齿轮齿数z3=43，z4=95，模数mnⅡ=3.5mm，分度圆螺旋角βⅡ=9°42′。试求：1）高速级大齿轮的旋向，以使中间轴上的轴承所受的轴向力较小；2）高速级斜齿轮螺旋角β1为多少时，中间轴上的轴承所受的轴向力完全抵消？3）齿轮各啮合点作用力的方向和大小（各用三个分力表示）。图6-6综合7题图9．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°。试求这对齿轮的基本尺寸。（d、da、df、R、dm）单元七单元七蜗杆传动表7-2蜗杆传动的受力分析例表题目题图分析图1已知：蜗杆转向及旋向。判蜗轮转向，画出蜗杆蜗轮啮合点的受力图（蜗杆为主动）2已知：蜗杆与蜗轮转向。判旋向，画出蜗杆蜗轮啮合点的受力图（蜗杆为主动）3已知：蜗杆旋向与蜗轮转向。判旋向，画出蜗杆蜗轮啮合点的受力图（蜗杆为主动）4已知：蜗杆与蜗轮转向。判旋向，画出蜗杆蜗轮啮合点的受力图（蜗杆为主动）注意①Fa1=-Ft2、Ft1=-Fa2、Fr1=-Fr2；②主动件的Fa满足左右手法则；③主动件Ft方向与其节点速度方向相反、从动件Ft方向与其节点速度方向相同，Fr方向指向各自轴心习题（一）填空题1．蜗杆传动由、和机架组成，通常情况下，是主动件，是从动件。2．在其中间平面内具有直线齿廓的蜗杆是蜗杆。3．蜗杆传动的正确啮合条件是、、。4．蜗杆的标准模数是模数，其分度圆直径d1=；蜗轮的标准模数是模数，其分度圆直径d2=。5．蜗杆导程角的旋向和蜗轮螺旋线的力向应。6．蜗杆传动的中间平面是指。7．为了提高蜗杆传动的效率，应选用头蜗杆；为了满足自锁要求，应选z1=。8．蜗杆传动的失效常常发生在的轮齿上。（二）选择题1．与齿轮传动相比较，不能作为蜗杆传动的优点。A．传动平稳，噪声小B．传动效率高C．可产生自锁D．传动比大2．阿基米德圆柱蜗杆与蜗轮传动的模数，应符合标准值。A．法面B．端面C．中间平面3．在中间平面内具有直线齿廓的是蜗杆。A．阿基米德B．渐开线C．摆线齿廓4．在蜗杆传动中，蜗杆的模数和蜗轮的端面模数相等，并为标准值。A．端面B．轴向C．法向5、蜗杆传动中，计算传动比的公式i=是错误的。A．B．C．D．6．蜗杆传动中，要获得较大的传动比，可取z1=1，这时的传动效率，对机构自锁性的判定是。A．较高可能有B．较高无C．较低可能有D．较低无7．起吊重物用的手动蜗杆传动，宜采用的蜗杆。A．单头、小导程角B．单头、大导程角C．多头、小导程角D．多头、大导程角8．对需要获得较大传动比的单级传动机构，最好选用。A．带传动B．链传动C．齿轮传动D．蜗杆传动9．蜗杆的圆周力与蜗轮的大小相等、方向相反。A．圆周力B．径向力C．轴向力10．可提高蜗杆传动的效率。A．增加蜗杆直径d1B．增加蜗杆头数z1C．减少导程角D．提高蜗杆的转速11．对圆柱蜗杆进行现场测绘时，其模数通过测量蜗杆来确定。A．顶圆直径B．轴向齿距C．分度圆直径D．根圆直径12．蜗杆常用材料是。A．40CrB．GCrl5C．ZCuSnl0P1D．LYl213．蜗轮常用材料是。A．40CrB．GCrl5C．ZCuSnl0P1D．LYl214．蜗杆传动中较为理想的材料组合是。A．钢和铸铁B．钢和青铜C．铜和铝合金D．钢和钢（三）判断题（）1．蜗杆的头数越多，传动比越大。（）2．蜗杆的旋向与蜗轮的旋向相反。（）3．蜗杆传动的传动比i=n1/n2=d2/d1。（）4．蜗杆分度圆直径计算公式为d=mz1。（）5．蜗轮材料通常为青铜或铸铁。（）6．单头蜗杆传动效率低，多头蜗杆传动效率高。（）7．在中间平面上，蜗杆传动相当于齿条齿轮传动。（）8．蜗杆传动中已知蜗杆旋向、蜗轮旋向，就可以判别蜗轮或蜗杆的转向。（四）、综合题1．图7-1中所示为手动绞车。已知：m=8，q=8，z1=1，z2=40，D=200mm。问：（1）欲使重物W上升1m，手柄应转多少转？转向如何？（2）*若当量摩擦系数fv=0.2，该传动啮合效率η1是多少？图7-1综合1图图7-2综合2图2．试分析图7-2所示蜗杆传动中各轴的回转方向、蜗轮轮齿的螺旋线方向及蜗杆、蜗轮所受各力的作用位置及方向（用各分力表示）。3．已知在一级蜗杆传动中，蜗杆为主动轮，螺旋线方向和蜗轮的转动方向如图7-3所示。试将蜗杆、蜗轮的轴向力、圆周力、径向力、蜗杆的转动方向标在图中。图7-3a)综合3a图图7-3b)综合3b图图7-3综合4图单元八单元八轮系【例8-1】某液压回转盘，液压马达固定在回转盘上，如图8-1图示。已知z1=15，z2=120，液压马达转速nM=12r/min，问：液压回转盘的转速为多少？图8-1解：该轮系是周转轮系。液压马达固定在回转盘上，所以nM是相对于回转盘（构件H）的转速nM=n1-nH即n2=0∴nH=-1.5r/min表8-1几种轮系传动比计算简表轮系类型图例说明定轴轮系平面定轴轮系计算传动比时，任意两个齿轮之间的转向关系一般用“（-1）m”表示（m表示外啮合的次数。图中，1、5两齿轮的传动比计算时其转向关系判别m取值为3）空间定轴轮系有锥齿轮传动或蜗杆传动等（相交轴或交错轴传动）的齿轮转向关系只能用箭头表示计算传动比时，1、3齿轮的转向关系可用“-”表示行星轮系空间行星轮系计算传动比时，必须用转化机构计算。1、3齿轮的轴线必须平行，其转向关系在转化机构中相反，计算式（此类问题转向关系必须用转化机构中的“＋”或“－”表示）平面行星轮系2K-H型2K-H型K-H-V型计算传动比时，必须用转化机构计算。，1、k两轮可能是两太阳轮，亦可能一太阳轮一行星轮多级行星轮系单级行星轮系两个：①1-2-3-H1②4-5-6-H2联系：nH1=n4计算复合轮系传动比的正确方法是：（1）首先将各个基本轮系正确地区分开来（2）分别列出计算各基本轮系传动比的方程式。（3）找出各基本轮系之间的联系。（4）将各基本轮系传动比方程式联立求解，即可求得混合轮系的传动比。混合轮系①单级行星轮系1-2-3-H②定轴轮系3′-4-5联系：nH=n5【例8-2】滚齿机工作台的传动系统如图8-1所示，已知各轮齿数为z1=15，z2=28，z3=15，z4=35，z8=1，z9=40；A为单线滚刀zA=1，B为被切轮坯。现欲加工64个齿的齿轮，求传动比i57图8-2图8-3分析：该轮系为定轴轮系，i1刀=i39解：（略）【例8-3】在图8-3所示圆锥齿轮组成的行星轮系中，已知各轮齿数z1=20，z2=30，z2’=50，z3=80，轮1的转速n1=50r/min，试求nH的大小和方向。解：该轮系是空间周转轮系，该轮系的转化机构中，1、3两轮的转向相反∴==n3=0nH=n1=14.7r/min（转向与1相同）【例8-4】在图8-4示的轮系中，已知齿轮1的转速n1=120r/min，转向如图所示，而且z1=40，z2=20，（齿轮1、2、3均为标准齿轮）求：(1)z3=?；(2)n3=0时，齿轮2的转速n2=?(大小和转向)；(3)n2=0时，齿轮3的转速n3=?(大小和转向)。图8-4图8-5解：分析——①分析轮系的自由度F=3n-2PL-PH=3×4-2×4-2=2，为差动轮系；②本轮系为2K-H型行星轮系，一般用进行传动比的计算，原题中（2）（3）均与n2有关，但上式中无n2项，所以计算时应考虑列式、、取两式联解(1)模数相等，a12=a23可得（z1+z2）=(z3-z2)∴z3=z1+2z2=40+2×20=80(2)=-2n3=0nH==40r/min=4n3=0n2=-120r/min（2转向与1相反）（3）=-0.5n2=0nH=80r/min=4n2=0n3=60r/min(3与1转向相同)【例8-5】在图8-5所示的齿轮系中，已知z1=20，z2=40，z2'=20，z3=30，z4=60，均为标准齿轮传动。试求i1H。解：(1)分析轮系由图可知该轮系为一平行轴定轴轮系与简单行星轮系组成的组合轮系，其中行星轮系：2′—3—4—H定轴轮系：1—2(2)分析轮系中各轮之间的内在关系，由图中可知n4=0，n2=n2′(3)分别计算