《機(jī)械基礎(chǔ)》 習(xí)題 及 答案（高志慧）

《機(jī)械基礎(chǔ)》習(xí)題及答案

第一章緒論

思考題與習(xí)題

1-1機(jī)器有什么特征？

解答：（1）是一種通過加工制造和裝配而成的機(jī)件組合體；

（2）各個(gè)機(jī)件之間具有確定的相對運(yùn)動：

（3）能實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換并作有用的機(jī)械功。

1-2機(jī)構(gòu)有什么特征？

解答：（1）是一種通過加工制造和裝配而成的機(jī)件組合體；

（2）各個(gè)機(jī)件之間具有確定的相對運(yùn)動。

1-3機(jī)器和機(jī)構(gòu)有什么關(guān)系？

解答：機(jī)構(gòu)是機(jī)器的重要組成部分，機(jī)器和機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱為機(jī)械。

1-4一部完整的機(jī)器,通常是由裝置、裝置、裝置和

_________裝置組成。

解答：驅(qū)動執(zhí)行傳動控制

1-5什么是構(gòu)件？什么是零件？兩者有什么關(guān)系？

解答：構(gòu)件是機(jī)構(gòu)中具有獨(dú)立運(yùn)動的單元體。零件是組成機(jī)械結(jié)構(gòu)的制造單元體。一個(gè)構(gòu)件

可能只包含一個(gè)零件，也可能是由多個(gè)零件固連而成。

1-6機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求有哪些？試敘述機(jī)械設(shè)計(jì)的一般步驟。

解答：機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求有使用功能要求、工作可靠性要求、經(jīng)濟(jì)性要求、操作要求和環(huán)

境保護(hù)要求。

機(jī)械設(shè)計(jì)的一般步驟：（1）明確設(shè)計(jì)任務(wù)；（2）確定總體設(shè)計(jì)方案；（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（G零

件設(shè)計(jì)；（5）產(chǎn)品試制、鑒定和定型。

1-7機(jī)械零件的主要失效形式包括、、、

解答：斷裂或塑性變形過大的彈性變形零件工作表面破壞破壞正常工作條件而引起的失

效

1-8機(jī)械零件的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是什么？

解答：強(qiáng)度準(zhǔn)則、剛度準(zhǔn)則、耐磨性準(zhǔn)則、振動穩(wěn)定性準(zhǔn)則和可靠性準(zhǔn)則。

第二章機(jī)械零件常用材料

思考題與習(xí)題

2-1金屬材料的力學(xué)性能包括、、、、和o

解答：強(qiáng)度塑性剛度硬度韌性疲勞強(qiáng)度

2-2根據(jù)載荷作用性質(zhì)不同，載荷可分為、和。

解答：靜載荷沖擊載荷交變載荷

2-3材料在載荷作用下發(fā)生變形，變形一般可分為和。

解答；彈性變形塑性變形

2-4低碳鋼拉伸試驗(yàn)過程大概分為哪幾個(gè)階段？各階段有什么特點(diǎn)？

解答：彈性變形階段：變形完全是彈性的，如果卸載，試樣可以恢復(fù)原狀。

屈服階段：在應(yīng)力不增加或略有減小的情況下，試樣還繼續(xù)伸長，材料暫時(shí)失去了

抵抗變形的能力。

強(qiáng)化階段：在此階段，隨著塑性變形的增大，試樣抵抗變形的能力也增大。

縮頸階段：在此階段，試樣的直徑發(fā)生局部收縮。由于試樣縮頸處的橫截面積減

小，故試樣變形所需的載荷也隨之降低，這時(shí)試樣的伸長主要集中于縮頸部位，直至斷

裂。

2-5什么是屈服強(qiáng)度？

解答：在應(yīng)力-應(yīng)變曲線匕材料發(fā)生屈服現(xiàn)象時(shí)的應(yīng)力稱為屈服強(qiáng)度。

2-6什么是抗拉強(qiáng)度？

解答：材料在拉斷前所承受的最大應(yīng)力，稱為抗拉強(qiáng)度。

2-7衡量材料塑性的指標(biāo)芍哪些？

解答：斷后伸長率和斷面收縮率。

2-8什么是材料的剛度？其衡最指標(biāo)是什么？

解答：金屬材料抵抗彈性變形的能力稱為剛度，彈性模最是衡量材料剛度的指標(biāo)。

2-9什么是材料的硬度？

解答；硬度是指金屬材料在靜載荷作用下抵抗表面局部變形的能力。

2-10HBW>350的材料稱為材料，HBW<350的材料稱為材料。

解答：硬性軟性。

2-11洛氏硬度與布氏硬度O220HBW）的近似關(guān)系為1HRC?HBW。

解答：10

2-12什么是材料的沖擊韌性？其衡量指標(biāo)是什么？

解答：沖擊韌性是指材料在沖擊教荷作用下抵抗塑性變形或斷裂的能力，其衡量指標(biāo)是沖

擊韌度。

2-13什么是材料的疲勞強(qiáng)度？

解答：金屬材料在無數(shù)次交變載荷作用下不產(chǎn)生斷裂的最大應(yīng)力稱為疲勞強(qiáng)度。

2-14在機(jī)械零件失效中，大約有%以上屬于疲勞破壞。

解答：80。

2-15常用的機(jī)械材料有哪些？如何選擇零件的材料？

解答：鋼、鑄鐵、銅和銅合金、鋁和鋁合金、鈦及鈦合金、軸承合金、橡膠和工程塑料。

主要從使用要求、制造工藝性及經(jīng)濟(jì)性來考慮。使用要求方面，一般強(qiáng)度要求是主要的，

同時(shí)兼顧其他要求。制造工藝方面，要考慮從毛坯到成品的整個(gè)過程，如結(jié)構(gòu)復(fù)雜、大批

量生產(chǎn)的零件可采用鑄造；單件生產(chǎn)可采用自由鍛或焊接的方法等。經(jīng)濟(jì)性方面，要考慮

材料本身的成本及加工成本等。

2-16含碳量小于2%的鐵碳合金稱為,含碳量大于2%的稱為o

解答：鋼鑄鐵。

2-17HT200表示抗拉強(qiáng)度Rm=MPa的鑄鐵。

解答：200灰。

2-18QT400-18表示抗拉強(qiáng)度Rm=MPa,延伸率為—％的鑄鐵。

解答：40018球墨。

2-1945表示平均含碳量為一%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。

解答：0.45o

2-20鋼的主要熱處理方式有哪些？

解答：退火、正火、淬火、回火、調(diào)質(zhì)、表面淬火、滲碳、滲氮和碳氮共滲。

解答:

(b)

皿

(C)

三個(gè)物體的主視圖和俯視圖相同，左側(cè)圖不同。

3-12試?yán)L制圖示物體的一.視圖。

(a)(b)

(C)

3-13視圖有幾種？各適用于哪些場合？

解答：基本視圖：用于一般零件的表達(dá)，經(jīng)常用三視圖表示。

向視圖可以自由配置，用于繪制基本視圖不太方便的場合。

局部視圖用于將機(jī)件的某一部分向基本投影面投影，用于繪制機(jī)件的局部。

斜視圖用于繪制機(jī)件上與基本投影平面不平行的傾斜部分。

3-14對各種視圖的配置和標(biāo)注有什么規(guī)定？

解答：基本視圖按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配置。不需要特殊標(biāo)注。

向視圖可自由配置，標(biāo)注方法是在向視圖的上方用大寫的英文字母標(biāo)注該向視圖的

名稱“X”，并在相應(yīng)的視圖附近用箭頭指明獲得該向視圖的投影方向，同時(shí)標(biāo)注相同的英

文字母。

局部視圖需在視圖附近用箭頭指明獲得該向視圖的投影方向和英文字母，當(dāng)按基本視

圖的配置形式配置，中間又沒有其他圖形隔開時(shí)，可以不必標(biāo)注；也可以自由配置，此時(shí)

需在視圖上面進(jìn)行標(biāo)注相應(yīng)的英文字母。

斜視圖標(biāo)注方法是在斜視圖的上方用大寫的英文字母標(biāo)注該向視圖的名稱“X”，并在

相應(yīng)的視圖附近用箭頭指明獲得該斜視圖的投影方向，同時(shí)標(biāo)注相同的英文字母?？梢詫?/p>

斜視圖旋轉(zhuǎn)配置，但必須畫出旋轉(zhuǎn)符號，且字母寫在靠近箭頭的一側(cè)。

3-15什么是剖視圖？畫剖視圖時(shí)需要注意什么問題？

解答：假想用剖切面把機(jī)件剖開，將觀察者與剖切面之間的部分機(jī)件移去，并將機(jī)件的剩

余部分向與剖切面平行的投影面投影，得到的圖形即為剖視圖。

畫剖視圖時(shí)需要注意的事項(xiàng)：

(I)剖切面一般應(yīng)垂直于某一個(gè)投影面并通過機(jī)件的軸線或?qū)ΨQ面。

(2)繪制機(jī)件的一組視圖時(shí)，除剖視圖外，其他視圖仍需完整繪制。

(3)剖切面后面的可見輪廓線都應(yīng)全部用粗實(shí)線畫出，不能遺漏。

(4)剖切面后面不可見部分，如果在其他視圖中已經(jīng)表達(dá)清楚，一般剖視圖上不再畫

虛線。但對尚未表達(dá)清楚的結(jié)構(gòu)，若畫少量虛線就可表達(dá)清楚，而且可以減少視圖的數(shù)量

時(shí)，可以畫必要的虛線。

3-16如何標(biāo)注剖視圖？在什么情況下可省略標(biāo)注？

解答：在剖視圖上方用大寫字母標(biāo)注“X-X”，以表示該剖視圖的名稱。在剖切面的起止和

轉(zhuǎn)折位置用剖切符號（線寬為L5b的短粗線，b為粗實(shí)線的寬度）表示剖切位置，并在剖

切符號旁標(biāo)注與剖視圖名稱相同的大寫字母。用箭頭表示投影方向。

當(dāng)剖視圖按投影關(guān)系配置，而且中間沒有其他圖形隔開時(shí)，可省略表示投影方向的箭

頭。當(dāng)剖切面通過機(jī)件的對稱面或基本對稱面，而且剖視圖按投影關(guān)系配置，中間也沒有

其他視圖隔開時(shí)，可以省略剖視圖的名稱、剖切位置符號以及投影方向的標(biāo)注。

3-17剖切面有幾種形式？分別適用于哪些場合？

解答：剖切面可分為單一剖切面、幾個(gè)平行的剖切平面和幾個(gè)相交的剖切平面。

單一剖切面用于用一個(gè)剖切面就可以表達(dá)機(jī)件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的場合。幾個(gè)平行的剖切平面適用

于機(jī)件內(nèi)部有較多不同結(jié)構(gòu)形狀需要表達(dá)，而他們的中心又不在同一個(gè)平面上的機(jī)件。幾

個(gè)相交的剖切平面用來表達(dá)內(nèi)部結(jié)構(gòu)不能用單一剖切面完整表達(dá)，而又具有I可轉(zhuǎn)軸的機(jī)

件。

3-18剖視圖可分為哪幾類？各適用于哪些場合？

解答：剖視圖可分為全剖視圖、半剖視圖和局部剖視圖。

全剖視圖一般適用于表達(dá)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜且不對稱，外形結(jié)構(gòu)比較簡單或外形已在其他

視圖中表達(dá)清楚的機(jī)件。

半剖視圖主:要用于內(nèi)形和外形都需表達(dá)的對稱機(jī)件。

局部剖視圖可以在同一視圖上靈活表達(dá)機(jī)件的內(nèi)外形狀，而且剖切位置和剖切范圍可

根據(jù)實(shí)際需要確定。

3-19斷面圖有幾種形式？

解答：斷面圖分為移出斷面和重合斷面兩種。

3-20什么是局部放大圖？如何對其進(jìn)行標(biāo)注？

解答：將機(jī)件的部分結(jié)構(gòu)，用大于原圖的比例繪制的圖形稱為局部放大圖。需在原圖上用

細(xì)實(shí)線圈出被放大的部位，當(dāng)機(jī)件上僅有一處被放大時(shí)，只需在局部放大圖上方注明所采

用的比例；如果有幾處被放大，需用羅馬數(shù)字依次表明被放大位置，并在局部放大圖上方

注出相應(yīng)的羅馬數(shù)字和所采用的比例。

3-21零件圖包括哪些內(nèi)容？

解答：零件圖包含一組視圖、一組尺寸、技術(shù)要求和標(biāo)題欄。

3-22根據(jù)。75二;黑說明公稱尺寸、上極限偏差、下極限偏差、上極限尺寸、下極限尺寸

和公差。

解答：公稱尺寸為。75,上極限偏差為-0.060,下極限偏差為-0.106,上極限尺寸為

74.940,下極限尺寸為74.894,公差為0.046。

3-23說明基孔制配合中基準(zhǔn)孔的基本偏差代號和基軸制配合中基準(zhǔn)軸的基本偏差代號。

解答：基孔制配合中基準(zhǔn)孔的基本偏差代號為H；基軸制配合中基準(zhǔn)軸的基本偏差代號為

ho

3-24繪制裝配圖的作用是什么？

解答：用以表達(dá)機(jī)器或部件的工作原理、結(jié)構(gòu)形狀、裝配關(guān)系、傳動路線和技術(shù)要求

等。在產(chǎn)品制造過程中，根據(jù)零件圖加工制造零件，再按照裝配圖把零件組裝成機(jī)器。裝

配圖是制定裝配工藝流程，進(jìn)行裝配、檢驗(yàn)、安裝、調(diào)試的技術(shù)依據(jù)。在機(jī)器或部件使用

和維修過程中，需要通過裝配圖來了解機(jī)器的工作原理、構(gòu)造和操作方法，從而決定機(jī)器

或部件的操作、保養(yǎng)、維修和拆裝方法。

3-25裝配圖包含哪些內(nèi)容？

解答：裝配圖包含一組視圖、必要的尺寸、技術(shù)要求、零件的序號、明細(xì)欄和標(biāo)題欄。

3-26裝配圖應(yīng)標(biāo)注哪些尺寸？

解答：需要標(biāo)注規(guī)格和性能尺寸、裝配尺寸、安裝尺寸、外形尺寸和其他重要尺寸。

第四章機(jī)構(gòu)的組成原理與常用機(jī)構(gòu)

思考題與習(xí)題

4-1在機(jī)構(gòu)中，運(yùn)動規(guī)律已知的活動構(gòu)件稱為o

解答：原動件

4-2平面低副又可分為和。

解答：移動副轉(zhuǎn)動副

4-3在機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖中，用箭頭標(biāo)出的構(gòu)件為o

解答：原動件

4-4作平面運(yùn)動的自由構(gòu)件具有個(gè)自由度。

解答：3

4-5在平面機(jī)構(gòu)中，每個(gè)低副引入個(gè)約束，每個(gè)高副引入個(gè)約束。

解答：21

4-6由〃?個(gè)構(gòu)件組成的復(fù)合較鏈，其轉(zhuǎn)動副的數(shù)目應(yīng)為個(gè)。

解答：m-1

4-7根據(jù)連架桿是否可以繞機(jī)架做整周轉(zhuǎn)動，連架桿可分為和o

解答：曲柄搖桿

4-8假設(shè)?平面四桿機(jī)構(gòu)滿足“桿長條件”，那么當(dāng)以最短桿為機(jī)架時(shí)，該四桿機(jī)構(gòu)為

機(jī)構(gòu)；當(dāng)以最短桿的臨邊為機(jī)架時(shí):該四桿機(jī)構(gòu)為機(jī)構(gòu)；當(dāng)以最短桿的對

邊為機(jī)架時(shí)，該四桿機(jī)構(gòu)為機(jī)構(gòu)。

解答：雙曲柄曲柄搖桿雙搖桿

4-9在機(jī)構(gòu)中，常用或的大小作為衡量機(jī)構(gòu)傳力性能的指標(biāo)，越

小，______越大，傳力性能越好。

解答：壓力角傳動角壓力角傳動角

4-10凸輪機(jī)構(gòu)主要是由、和三個(gè)基本部分組成。

解答：凸輪從動件機(jī)架

4-11按從動件和凸輪保持高副接觸的方法，凸輪可分為和兩類。

解答：形封閉凸輪機(jī)構(gòu)力封閉凸輪機(jī)構(gòu)

4-12凸輪機(jī)構(gòu)的一個(gè)完整的工作循環(huán)可分為以下四個(gè)運(yùn)動過程：、、

和“

解答：推程遠(yuǎn)休止回程近休止

4-13什么是機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖？繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的目的是什么？

解答：用國標(biāo)規(guī)定的簡單符號和線條來表示構(gòu)件和運(yùn)動副，并按照一定的比例尺繪制各構(gòu)

件與運(yùn)動有關(guān)的尺寸和相對位置的簡明圖形，稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。

機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖可用于對現(xiàn)有機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析，也可用于構(gòu)思新機(jī)械的運(yùn)動方案以及對組

成機(jī)械的各機(jī)構(gòu)作進(jìn)一步的運(yùn)動及動力設(shè)計(jì)與分析。

4-14計(jì)算圖示運(yùn)動鏈的自由度，若存在復(fù)合較鏈、局部自由度和虛約束，需明確指出，并

判斷該機(jī)構(gòu)需要幾個(gè)原動件驅(qū)動才具有確定的運(yùn)動。

齒輪嚙合

題4-14圖

解答：(a)無復(fù)合較鏈，滾子B處為局部自由度，桿EF和轉(zhuǎn)動副E、F為虛約束。

￡二3〃一2%—6=3x4—2x57=1

需一個(gè)原動件驅(qū)動可具有確定的運(yùn)動。

(b)E為復(fù)合錢鏈，滾子H處為局部自由度，尢虛約束

F=3/7-2/；-^=3x9-2x12-2=1

需一個(gè)原動件卵動可具有確定的運(yùn)動。

(c)G為復(fù)合較鏈，滾子B處為局部自由度，移動副D或C為虛約束

尸二3〃-24—4=3x7—2x9—2=1

需一個(gè)原動件卵動可具有確定的運(yùn)動。

(d)F為復(fù)合較鏈，滾子B處為局部自由度，無虛約束

F=3/?-2^-^=3x6-2x8-l=l

需一個(gè)原動件驅(qū)動可具有確定的運(yùn)動。

4-15曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)以曲柄為原動件時(shí)，機(jī)構(gòu)是否一定存在急回運(yùn)動？為什么？

解答：一定存在急回運(yùn)動。因?yàn)楫?dāng)曲柄為原動件時(shí)，極位夾角不等于零。

4-16你身邊有利用連桿機(jī)構(gòu)死點(diǎn)位置的應(yīng)用實(shí)例嗎？請舉例說明。

解答：略

4-17如圖所示，已知四桿機(jī)構(gòu)A8co中各構(gòu)件的長度分別為a=240mm,b=600mm,c=400mm,

d=500mmo試問當(dāng)分別取構(gòu)件1、2、3、4為機(jī)架時(shí)，可獲得什么機(jī)構(gòu)？

解答：a+b=240+600=840<c+d=400+500=900滿足桿長條件。

當(dāng)構(gòu)件1為機(jī)架時(shí)，可獲得雙曲柄機(jī)構(gòu)；當(dāng)構(gòu)件2、3為機(jī)架時(shí)，可獲得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；當(dāng)

3為機(jī)構(gòu)時(shí)，可獲得雙搖桿機(jī)構(gòu)。

4-18圖示為一偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，試求48成為曲柄的條件。

題4-18圖

解答:b沁+e時(shí)，AB可成為曲柄。

4-19如圖所示,已知四桿機(jī)構(gòu)488中各構(gòu)件的長度分別為a=28mm,b=52mm,c=50mm,

d=72mm。試求當(dāng)構(gòu)件1為原動件時(shí)，該機(jī)構(gòu)的極位夾角桿3的角行程外最小傳動角加小

和行程速度變化系數(shù)K.

題4-19圖

在AAG。中，有/=(A-。)？-2(/?-a)dcosNC|A。，得

S-4+八/=(52-28)2+722-50.9433

cosNC|A。=

2s-a)d2x(52-28)x72

440=19.39

由S-a)2=/+”2-2cdcosNCQA,得

。2+12_(6_02_502+72?_(52_28『

cosNCQA==0.9872

led2x50x72

ZC.DA=9AT

在AACz。中，有/=(匕+。)2+/-2(〃+a)dcosNG4。，得

(b+a)2+d2-c2_(52+28)2+72?-5O2_

COSZCA￡)=------------------------------------------------Un?Zoo?

22(b+a)d2x(52+28)x72

ZC2AD=37.95

由(Z?+〃)2=/+/-2cdcos/G°A,得

331=竺衛(wèi)烏%.1783

cosZCDA=

22cd2x50x72

ZC2D4=79.73

極位夾角：0=ZC2AD-ZQAD=37.95-19.39=18.56

”叫J80：+I8.56；L23

行程速度變化系數(shù):

180°+。180°-18.56°

桿3的角行程以y/^C.DA-ZQDA=79.73°-9.17°=70.56

最小傳動角加in：

b^^-^-cP+lad

(Z5CD)1=arccos

2bc

522+502-282-722+2X28X72

=arccos=51.06

2x52x50

/十/一萬一屋一2〃

(ZBCD)=arccos

22bc

522+502-282-722-2x28x72-…

=arccos-----------------------------------------=157.27

2x52x50

180-157.27°=22.73

為in=22.73°

4-20在一偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，設(shè)曲柄長度a=120mm,連桿長度b=600mm,偏距e=120mm,

曲柄為原動件，試求：

(1)行程速度變化系數(shù)K和滑塊的行程小

(2)假設(shè)[加in]=40。，檢驗(yàn)該機(jī)構(gòu)的最小傳動角加M是否滿足要求；

(3)若。和b長度不變，e=0時(shí)，求此機(jī)構(gòu)的行程速度變化系數(shù)K。

解答：

八ee12012()

6/=arccos------arccos-----=arccos-----------arccos---------

a+bb-a120+600600-120

=80.41°-75.52°=4.89°

K二黑aj80：+4.89：“06

180°+。180°-4.89°

/:=(?+Z>)sin80.41-(/?-ez)sin75.52

=(120+600)sin80.4V-(600-120)sin75.52

=709.94-464.75

=245.19

△*a+e.120+120

(2)/,nin=arcsin—=arcsin=23.58<LrnlinJ

不滿足使用要求。

(3)e=0時(shí)，求此機(jī)構(gòu)的行程速度變化系數(shù)K=l。

4-21凸輪機(jī)構(gòu)的主要優(yōu)缺點(diǎn)是什么？凸輪機(jī)構(gòu)有哪些常用類型？

解答：凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊；只需設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞?，就可以使從動件獲得

所需的運(yùn)動規(guī)律。其缺點(diǎn)是，凸輪輪廓與從動件之間為高副接觸，易于磨損，故不宜用于高

速大載荷的場合。

常用類型：按凸輪的形狀為盤形凸輪、移動凸輪和圓柱凸輪；按從動件運(yùn)動形式分移

動從動件、擺動從動件兩種類型；按從動件端部形式分為尖端從動件、滾子從動件和平底從

動件；按從動件和凸輪保持高副接觸的方法可分為力封閉凸輪機(jī)構(gòu)和形封閉凸輪機(jī)構(gòu)。

4-22何謂剛性沖擊？何謂柔性沖擊？

解答：從動件運(yùn)動速度產(chǎn)生突變，加速度無窮大，理論上產(chǎn)生無窮大的慣性力，導(dǎo)致機(jī)構(gòu)產(chǎn)

生強(qiáng)烈的沖擊，稱為剛性沖擊。

從動件加速度產(chǎn)生有限值的突變，引起從動件慣性刀產(chǎn)生有限值的突變，此時(shí)會產(chǎn)生較

嚴(yán)重的沖擊，稱為柔性沖擊。

4-23凸輪機(jī)構(gòu)中的推桿速度隨凸輪轉(zhuǎn)角變化的線圖如圖所示，試確定分別在什么位置存在

剛性沖擊和柔性沖擊。

題4-22圖

解答：在A、C和D處產(chǎn)生柔性沖擊，在B處產(chǎn)生剛性沖擊。

4-24采用圖解法設(shè)計(jì)?克■心直動尖頂移動盤形凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪輪廓線。已知凸輪順時(shí)針方

向轉(zhuǎn)動，基圓半徑小二25mm,推桿行程力=25mm。其運(yùn)動規(guī)律如下：凸輪轉(zhuǎn)角為0。~120。時(shí)，

從動件等速上升到最高點(diǎn)；凸輪轉(zhuǎn)角為120。~180。時(shí)，從動件在最高位置停止不動；凸輪轉(zhuǎn)

角為180。~300。時(shí)，從動件等速下降到最低點(diǎn)；凸輪轉(zhuǎn)角為300。~360。時(shí)，從動件在最低位置

停止不動。

解答：

4-25如圖所示的盤形凸輪機(jī)構(gòu)，試在圖上繪制:

(1)凸輪的基圓半徑必和行程力；

⑵在圖示位置，推桿的位移5；

(3)在圖示位置，凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角。

題4-24圖

解答:

4-26棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)和不完全齒輪機(jī)構(gòu)均能使執(zhí)行構(gòu)件獲得間歇運(yùn)動，試分別說明它

們的工作特點(diǎn)以及使用場合。

解答：棘輪機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便和運(yùn)動可靠等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中可用作送進(jìn)、制

動、超越離合和轉(zhuǎn)位、分度等機(jī)構(gòu)。

槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、工作可靠和機(jī)械效率較高。廣泛應(yīng)用于自動機(jī)床轉(zhuǎn)位機(jī)

構(gòu)、電影放映機(jī)送片機(jī)構(gòu)等自動機(jī)械中。

不完全齒輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、工作可靠，較易滿足不同停歇規(guī)律要求；

缺點(diǎn)是從動輪運(yùn)動開始和終止時(shí)存在剛性沖擊。不完全齒輪機(jī)構(gòu)一般只適用于低速、輕載的

工作條件。

第五章機(jī)械傳動

思考題與習(xí)題

5-1在帶傳動中，帶兩邊拉力之差稱為帶傳動的拉力。

解答：有效。

5-2在計(jì)算最大有效拉力時(shí)，包角按計(jì)算。

解答：小帶輪的包角。

5-3在帶傳動中，由丁存在,導(dǎo)致從動輪的圓周速度總是小丁主動輪的圓周速度。

解答：彈性滑動。

5-4彈性滑動與打滑是兩個(gè)不同的概念。其中是帶傳動的一種失效形式，可以避免,

而是不可避免的。打滑總是先發(fā)生在—(大、小)帶輪上。

解答：打滑彈性滑動小。

5-5漸開線齒輪機(jī)構(gòu)的傳動比等于。

解答：兩輪齒數(shù)的反比。

5-6分度圓就是齒輪中具芍標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)的圓。

解答：模數(shù)壓力角。

5-7漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒輪具有兩個(gè)特征：圓上的齒厚和齒槽寬相等，具有標(biāo)準(zhǔn)的和

解答：分度圓齒頂高齒根高。

5-7閉式軟齒面齒輪傳動的主要失效形式是，開式齒輪傳動的主要失效形式是

解答：點(diǎn)蝕齒面磨損

5-8蝸桿蝸輪傳動中，一般情況下，其交錯角等于o

解答：90°。

5-9蝸桿蝸輪傳動中，兩者■的旋向o

解答：相同。

5-10為什么V帶比平帶傳遞載荷的能力強(qiáng)？

解答：在相同條件下，V帶與帶輪之間的摩擦力大于平帶與帶輪之間的摩擦力，所以V帶可

以傳遞更大的載荷。

5-11如題圖所示為一平帶傳動。已知兩帶輪直徑分別為150mm和450mm,中心距為900

mm,小帶輪為主動輪，共轉(zhuǎn)速為960r/min“試求：

(1)小帶輪包角；

(2)帶的幾何長度；

(3)不考慮帶傳動的彈性滑動時(shí)大帶輪的轉(zhuǎn)速；

(4)滑動率40.02時(shí)大帶輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速。

3

題5-11圖

解答：(1)

弘一4450-150,4

a.=九——=--L-71----------=2.8Q1(frad)

'a900

(2)

Z).d—.450—150.4a。

夕"arcsin-2---L=arcsin--------=9.59

2a2x900

7T

L=2〃cos6+5(4+&)+e(4-4)

=2x900cos9.59+卻50+450)+9.59xx(450-150)

=1774.8+942.5+50.2=2767.5(mm)

（3）不考慮帶傳動的彈性滑動時(shí)有

—=—————n〃，=4^——n.=x9607*/min=320r/min

%4(一)■d2450

(4)n,=((1-G〃="°。一°02)%960"min=313.6尸/min

d2450

5-12帶傳動中彈性滑動和打滑的區(qū)別是什么？

解答：打滑是由于過載引起的帶在帶輪上的全面滑動，是帶傳動的一種失效形式，應(yīng)當(dāng)避

免，而且可以避免。彈性滑動是由于帶的彈性變形和拉力差而引起的滑動，它是帶傳動中

固有的一種物理現(xiàn)象，是不可避免的。

5-13帶的失效形式有哪些？

解答：過我打滑和帶的疲勞拉斷。

5-14帶傳動中張緊裝置的作用是什么？主要由哪些類型的張緊裝置？

解答：帶傳動中張緊裝置的作用是在帶輪與帶之間產(chǎn)生壓力，繼而產(chǎn)生摩擦力，以保證通

過摩擦力傳動運(yùn)動和動力

5-15漸開線齒廓上的壓力角是否相同？哪個(gè)圓上的壓力角是標(biāo)準(zhǔn)值？

解答：不同，分度圓上的壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值。

5-16漸開線的形狀取決于什么？如果兩個(gè)齒輪的模數(shù)和齒數(shù)分別相等，但壓力角不同，它

們的漸開線齒廓形狀是否相同？

解答；漸開線的形狀取次于基圓。不同。

5-17漸開線齒輪的基本參數(shù)有哪些？為什么稱它們是漸開線齒輪的基本參數(shù)？

解答：基本參數(shù)為齒數(shù)、分度圓模數(shù)、分度圓壓力角、齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)。

只要z、〃?、a、h；、這五個(gè)參數(shù)確定之后，則齒輪的幾何尺寸、漸開線曲線形狀是

確定的，因而這五個(gè)參數(shù)稱為漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù)。

5-18漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪有哪些特征？

解答：(1)分度圓上的齒厚和齒槽寬相等；(2)具有標(biāo)準(zhǔn)的齒頂高和齒根高。

5-19漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是什么？

解答：兩齒輪分度圓模數(shù)和壓力角分別相等。

5-20漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的分度圓和節(jié)圓有何區(qū)別？在什么情況下，分度圓和節(jié)圓是

重合的？

解答：分度圓是齒輪上具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和壓力角的圓。節(jié)圓是?對齒輪嚙合時(shí)節(jié)點(diǎn)所在的

圓。當(dāng)一對潮開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪在標(biāo)準(zhǔn)安裝的情況下，分度圓和節(jié)圓是重合的。

5-21齒輪的主要失效形式有哪些？

解答：主要失效形式有輪齒折斷、齒面點(diǎn)蝕、齒面磨損、齒面膠合和齒面塑性變形五種。

5-22齒輪根切的危害有哪些？如何避免根切？

解答：根切將大大削弱輪齒的彎曲強(qiáng)度，減少漸開線的嚙合長度，影響傳動的平穩(wěn)性，對

傳動不利。

避免根切的措施：(1)設(shè)計(jì)齒輪時(shí)，應(yīng)使小齒輪的齒數(shù)大于或等于17。(2)加工齒輪

時(shí)，采用正變位，即把輪坯遠(yuǎn)離刀具一定的距離。

5-23在基圓半徑小=30mm生成的漸開線上，求半徑rR=40mm處的壓力角跺

解答：

r30

aK=arccos-=arccos——=41.41

。40

5-24已知一對標(biāo)準(zhǔn)安裝的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，戶20。，/i>l,c'=0.25,傳動比

/12=2.5,模數(shù)〃?=2mm,中心距a=122.5mm。試計(jì)算兩齒輪的齒數(shù)、分度圓半徑、基圓半

徑、齒頂圓半徑、齒根圓半徑、分度圓齒厚、分度圓齒槽寬、法向齒距和基圓齒距。

解答：

mm.2a2x122.5

?=-(zi+z2)=—=T-^=-r-rr=7()

221+/p1+2.5

z2—ii2zi—2.5x70—175

4=mz,=2x70=140(mm);d2=/?jz2=2xl75=350(mm)

4]=4cosa=I40cos20=131.56(mm);db2=d2cosa=350cos20=328.89(mm)

=4+2“機(jī)=140+2x1x2=144(n】m);da2=d2+2/i*w=350+2xlx2=354(nim)

dfj=4-2(A*+c)m=140-2x(1+0.25)x2=135(mm);dn=d「2[h；+c)m=350-2x(I+0.25)x2=345(mm)

s=7t/??/2=2n/2=n；e=it

Pt、==nntcosa=2ncos20=5.90(mm)

5-25蝸桿傳動的特點(diǎn)是什么？

解答：單級傳動可獲得較大的傳動比，且結(jié)構(gòu)緊湊：傳動平穩(wěn)，沖擊和噪聲?。灰话憔哂?/p>

自鎖性；傳動效率較低；制造成本較高。

5-26蝸桿蝸輪的正確嚙合條件是什么？

解答：蝸桿的軸面壓力角等于蝸輪的斷面壓力角；蝸桿的軸面模數(shù)等于蝸輪的軸面模數(shù)；

蝸桿的分度圓柱導(dǎo)程角聲蝸輪的螺旋角傷大小相等，兩者的旋向相同。

5-27有一標(biāo)準(zhǔn)蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)，已知蝸桿頭數(shù)z.l,蝸輪齒數(shù)Z2=40,蝸桿釉向齒距

px=15.7mm,蝸桿齒頂圓直徑4k60mm,試求其模數(shù)〃?，蝸桿直徑系數(shù)g,蝸輪螺旋角

限,蝸輪分度圓直徑力和中心距

解答：="〃2nm=&==5;d(a=(c/+2)m=>q=--2=--2=\O

71m5

1=/=arctg—=arctg—=5.71

q1()

d2=mz2=5x40=200(mm)

a=—/?i(<7+z,)=—x5(10+40)=125(mm)

22

5-28在定軸輪系中，惰輪起什么作用？

解答：改變從動齒輪的旋轉(zhuǎn)方向。

5-29如圖所示，已知各齒輪的齒數(shù)分別為ZI=Z3=15,Z2=30,Z4=25,ZS=20,Z6=40,試求傳

動比人6。

解答：

齒輪1和齒輪6的轉(zhuǎn)動方向相反。

5-30如圖所示為一手動提升機(jī)構(gòu)，己知ZI=Z3=18,Z2=Z6=60,Z4=36,試求傳動比沁，并

指出提升重物時(shí)手柄的轉(zhuǎn)動方向。

解答：

Z2z4z6_60x36x60

(16_--------------=400

z)z3z518x18x1

5

提升重物時(shí)手柄的轉(zhuǎn)動方向如圖所示。

第六章連接

思考題與習(xí)題

6-1按螺紋牙型不同，螺紋可以分為、、和四種，其

中適用于連接，、和適用于傳動。

解答：三角形梯形矩形鋸齒形三角形梯形矩形鋸齒形。

6-2當(dāng)兩個(gè)被連接件之一太厚，不宜制成通孔，如果連接不需要經(jīng)常拆裝，宜采用連

接；如果連接需要經(jīng)常拆裝，宜采用連接。

解答：螺釘雙頭螺柱。

6-3為連接承受橫向工作或荷的兩塊薄鋼板，一般采用連接。

解答：較制孔螺栓。

6-4普通螺栓連接的主要失效形式是螺栓桿被拉斷以及螺紋牙的和o

解答：壓潰剪斷。

6-5螺紋連接的防松措施有哪些？

解答：摩擦防松、機(jī)械防松和破壞螺紋副關(guān)系防松

6-6平鍵有哪些類型？各應(yīng)用在什么場合？

解答：平鍵分為普通平鍵、導(dǎo)向平鍵和滑鍵三種。普通平鍵用于靜連接；導(dǎo)向平鍵用于動

連接，適用于軸上的零件沿軸向移動不大的場合；滑鍵連接為動連接，適用于輪轂沿軸向

移動距離較大的場合。

6-7平鍵的工作面是：普通平鍵連接為—連接，其主要失效形式為工作面的—；

導(dǎo)向平鍵連接和滑鍵連接為一連接，其主要失效形式為工作面的—.

解答：側(cè)面靜壓潰動磨損。

6-8為什么采用兩個(gè)平鍵連接時(shí)，一般在軸的圓周方向相隔180。布置，而采用兩個(gè)半圓鍵

連接時(shí)要布置在軸的同一條母線上？

解答：與平鍵連接相比，半圓鍵的軸槽較深，對軸的削弱較大，所以不能在軸的圓周方向

相隔180。布置。

6-9楔鍵和切向鍵的工作面為,其中可以傳遞單方向軸向力。

解答：上、下表面楔鍵，

6-10花犍的工作面為。

解答：側(cè)面。

6-11與平鍵相比較，花鍵有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？

解答：花鍵比平鍵連接具有承載能力高、定心好和導(dǎo)向性能好等優(yōu)點(diǎn)，而且由于鍵槽較

淺，齒根處應(yīng)力集中小，軸和轂的強(qiáng)度削弱小。缺點(diǎn)是花鍵的制造需專用的設(shè)備和工具，

故制造成本較高。

6-12花鍵有哪些類型？各有什么特點(diǎn)？

解答：花鍵可分為矩形花鍵和漸開線花鍵兩種。矩形花健定心精度高，制作簡單。漸開線

花鍵承載能力大，定心精度高。

6-13按用途分類，銷可分為、和三種類型。

解答：定位銷連接銷安全銷。

6-14過盈連接有什么優(yōu)缺點(diǎn)？

解答：過盈配合的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、對中性好、承載能力高，無需附加其他零件即可實(shí)現(xiàn)

軸轂間的軸向、周向固定，在變載荷或沖擊載荷下能可靠地工作。其主要缺點(diǎn)是裝配困

難，對配合尺寸的精度要求較高。

6-15鉀接、焊接和膠接各有什么特點(diǎn)？

解答：鉀接的特點(diǎn)是工藝設(shè)備簡單，連接可靠、抗振和耐沖擊。

焊接特點(diǎn)為：

(I)與佛接相比，焊接具有節(jié)省金屬材料、生產(chǎn)率高、接頭強(qiáng)度高、密封性能好、易于

實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化等優(yōu)點(diǎn)。

(2)與鑄造相比，焊接工序簡單、生產(chǎn)效率高、節(jié)省材料、成本低，有利于產(chǎn)品的更新。

(3)對于大型、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件，可以用板材、管材、型材，也可以用鑄件、鍛件拼焊,

能實(shí)現(xiàn)以小拼大，化繁為簡，以克服鑄造或鍛造設(shè)備能力的不足，有利于降低成本、節(jié)省材

料，提高經(jīng)濟(jì)效益。

(4)焊接能連接異種金屬，便于制造雙金屬結(jié)構(gòu)。

焊接加工不足之處為結(jié)構(gòu)不可拆，更換修理不方便；容易產(chǎn)生應(yīng)力與變形，以及焊接缺

陷等。

膠接有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)可用于膠接不同性質(zhì)的材料；

(2)膠接操作不必在高溫高壓下進(jìn)行，因而膠接件不易產(chǎn)生變形，接頭應(yīng)力分布均勻，

故可以膠接異型、復(fù)雜部件和大的薄板結(jié)構(gòu)件；

(3)膠接為面連接，不易產(chǎn)生應(yīng)力集中，故耐疲勞、耐蠕變性能較好；

(4)膠層有電、熱絕緣性