机械技术基础习题
学习指导 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）1B 2A 3B 4C 5B
（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汽车、②游标卡尺、③车床、④齿轮减速器、⑤电动机]中， 是机器。 A．①②③ B．①③⑤ C．①③④⑤ D．③④⑤
4．括号内所列实物[①螺钉、②起重吊钩、③螺母、④键、⑤缝纫机脚踏板]中， 属于通用零件。 A．①②③ B．①③⑤ C．①③④ D．③④⑤
5．括号内所列实物[①台虎钳、②百分表、③水泵、④台钻、⑤内燃机活塞与曲轴运动转换装置]中， 属于机构。
A．①②③ B．①②⑤ C．①③④ D．③④⑤
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 ··1··
机械技术基础习题 机构图 分析 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 1机架，2主动；1、2——转动副，2、1主动，4机架；1、4——转动副；1、2——3——转动副；3、4——移动副；4、转动副；2、3——移动副；3、4——移1——转动副 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 ① ② ③ 图例 复合铰链 局部自由度 虚约束 运动副分析 运动副计算 无 滚子B DF杆、CG杆之一；K、K′之一 凸轮、滚子间为高副，其他运动副为低副 F=3n-2PL-PH =3×6-2×8-1=1 无 B处滚子 1、2间高副之一；2、3（消除滚子后）间高副之一 1杆和2构件之间、2杆和3构件之间均为一个高副 F=3n-2PL-PH =3×4-2×4-2=2 无 3、4构件之一（轨迹重合） 低副机构 F=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增加主动构件的数目； 图2-2 a 题图 b改进方案图1 c改进方案图2
②增加约束的数目
解：原题机构自由度为F=3n-2PL-PH=3×4-2×5-0=2 F=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）
··2··
机械技术基础习题
【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 措施：增一带一个低副的活动构件或D处低副改高副 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
本题类型常用对策： ①增加一个带一低副的构件； ②减少约束的数目 图2-3a)题图 b)措施1图 c)措施2图
法，画出正确的示意图。
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 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1 d)改进办法图2 e)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=W 4．约束 5．简单 小 大
（二）1D 2A 3A 4C 5A 6B 7B
（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 。
··3··
机械技术基础习题
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-1 B．K C．K+1 D．K+2
4．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．20 B．50 C．200 D．500 5．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
··4··
机械技术基础习题
图2-7d 图2-7 e 图2-7f
图2-7g 图2-7h
单元三 平面连杆机构 这些机构？
【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
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若为曲柄摇杆机构 a最短 a+55≤30+40 a≤15 ②若为双曲柄机构 a非最长 30+55≤a+40 a≥45 a最长 30+a≤40+55 a≤55
综上，若为双曲柄机构：45≤a≤55
③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+40 a﹥15
a非最长 30+55﹥a+40 a﹤45 a最长 30+a﹥40+55 a﹥65 a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 急回特性（极位夹角θ） 运动特性 压力角(αmax)或传动角(γmin) 止点（死点）位置 备注（应用举例） ··5··
机械技术基础习题 1主动 3输出 3主动 1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 1 曲柄摇杆机构 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） 双摇杆机构 4 对心曲柄滑块机构 偏置曲柄滑块机构 1、3：一主动一输出 1主动 3输出 3主动 1输出 1主动 3输出 3主动 1输出 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°） B距3导路最远两位置 无 车辆前轮转向机构、钻床夹具机构 3 无 无 无 有（1、2两次共线位置） 无 内燃机曲柄连杆机构 内燃机曲柄连杆机构 1、2共线为死点 （死点时α=90°、γ=0°） B距3导路最远位置 1、2共线为死点 （α=90°） 无 5 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。
a b c d
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。
··6··
机械技术基础习题
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若长度为30的杆为机架，该机构为 机构。 ②若长度为60的杆为机架，该机构为 机构。 ③若长度为45的杆为机架，该机构为 机构。 ④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 D A．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曲柄、②连杆、③摇杆、④连架杆）。所选序号以此为： B A．①和② B．①和③ C．②和① D．③和①
11．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＜0o B．θ = 0o C．θ≠0o
12．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 C A．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 C
A．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曲柄摇杆机构、②曲柄滑块机构、③摆动导杆机构）。
A．①② B．②③ C．①③ D．①②③
16． 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
··7··
机械技术基础习题
（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。
a b c
图3-6 综合2题图
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。
··8··
机械技术基础习题
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 应用 行程起始、终止产生柔性冲击 中低速 行程起始、终止产生刚性冲击，滚子、行程起始、中点、终止产生柔性冲击 平底从动件可能产生运动失真 低速、轻载 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） 中低速、中载 s——δ(t)图另一作法示意 备注 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 ··9··
机械技术基础习题 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∠B O1′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
··10··
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。
··11··
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
··12··
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··
机械技术基础习题
【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
··15··
机械技术基础习题
（2）中间轴的轴向力互相抵消，必有Fa2= Fa3 ∵Fa=Fttanβ=
∴
*
sin?2=，得β3=arcsin(sinβ2)=8.267122°=8°16′2″
mn2z2mn2z2mn3z32T2T2Ttanβ=tanβ=sinβ，T1=T2（旋转时外力矩平衡）
mzmnzdncos?mn3z3sin?3【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。
P30=9550×=197.6(Nm) n11450R?0.5b128.695?0.5?30平均分度圆直径dm1=d1=×105=92.762(mm)
R128.695解：据T1=9550
圆周力Ft、径向力Fr、轴向力Fa 计算
2T12?197.6?103Ft1= Ft2===3071(N)
dm192.762Fr1= 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 。
··16··
机械技术基础习题
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相等 ②不相等 ③不等于零 ④等于零）
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
3．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（①一定②不一定）等于两分度圆半径之和，但（③一定④不一定）等于两节圆半径之和。答案 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
9．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．2mm B．4mm C．5mm D．6mm
11．一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．82 B．78 C．80 D．76
12．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．16 B．17 C．18
17．一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。
··17··
机械技术基础习题
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=ｍtcosβ B．ｍt=ｍncosβ C．ｍn=ｍttanβ D．ｍt=ｍntanβ 21．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zmin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>σH2 B．σH1<σH2 C．σH1=σH2 D．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。
··18··
机械技术基础习题
（ ）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=200 r/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：①m1=5mm，z1=20；②m2=4mm，z2=25；③m3=4mm，z3=50；④m4=3mm，z4=60。
问：(1)齿轮②和齿轮③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和齿轮②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。
··19··
机械技术基础习题
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z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＝147.674 mm，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 蜗杆传动 表7-2 蜗杆传动的受力分析例表 题目 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） 题图 分析图 1 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） 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） 3 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。
··20··
机械技术基础习题
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．n1 B．?1 C．z2 D．d2
n2?2z1d16．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d1 B．增加蜗杆头数z1 C．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．40Cr B．GCrl5 C．ZCuSnl0P1 D．LYl2 13．蜗轮常用材料是 。
A．40Cr B．GCrl5 C．ZCuSnl0P1 D．LYl2 14．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。
··21··
机械技术基础习题
（ ）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 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
表8-1 几种轮系传动比计算简表 轮系类型 定轴轮系 图例 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
n1?nHz2 即nMz2 n=0 ∴n=-1.5r/min
2Hi1H???2n2?nHz1n2?nHz1说明 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） ··22··
机械技术基础习题 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 空间定轴轮系 计算传动比时，1、3齿轮的转向关系可用“-”表示 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，空间行星轮系 其转向关系在转化机构中相反，计算式iH?n1?nH??z3（此类13n3?nHz1问题转向关系必须用转化机构中的“＋”或“－”表示） 平面行星轮系 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。 n1Hn1?nH1轮到k轮之间所有从动轮齿数的连乘积 ，1、k两轮可能是两太阳轮，亦可m从Hi1k?H????1?nk?nH从1轮到k轮之间所有主动轮齿数的连乘积nk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-H1 计算复合轮系传动比的正确方法是： ②4-5-6-H2 （1） 首先将各个基本轮系正确地区联系：nH1=n4 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①单级行星轮系 1-2-3-H ②定轴轮系 3′-4-5 联系：nH=n5 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 【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z 1=15，z 2=28，z 3=15，z 4=35，z 8 =1，z 9 =40；A为单线滚刀z A=1，B为被切轮坯。现欲加工64个齿的齿轮，求传动比i 57
··23··
机械技术基础习题
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z 1= 20，z 2= 30，z 2’ = 50，z 3 = 80，轮1的转速n 1=50 r/min，试求n H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
z2z3n1?nH ∴i1H=?30?80=?12 ???3n3?nH20?50z1z25n3=0 n H=
【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)。
5n 1=14.7r/min （转向与1相同） 17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，
zn1?nH（3）均与n2有关，但上式中无n2项，所以计算时??3进行传动比的计算，原题中（2）
n3?nHz1n1?nHz2n2?nHz3n1?nHz3HHi???应考虑列式i1H、、取两式联解 ???i??13223n3?nHz1n2?nHz1n3?nHz2mm(1) 模数相等，a12=a23 可得（z1+z2）=(z3-z2) ∴z3=z1+2z2=40+2×20=80
22n1z3n1?nH(2) i1H=-2 n=0 n==40r/min ???3H3n3?nHz13n2?nHz3Hi2??=4 n3=0 n2=-120r/min（2转向与1相反） 3n3?nHz2一般用i1H3?（3）i12?Hi23
【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。
··24··
n1?nHz??2=-0.5 n2=0 nH=80r/min
n2?nHz1n?nHz3?2?=4 n2=0 n3=60r/min(3与1转向相同) n3?nHz2H机械技术基础习题
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)分别计算各轮系传动比 ①定轴齿轮系
i12?②行星齿轮系
n1401z???1?2????2 （A） n2z120n1??2n2i③联立求解
H2?4Hzzn2n?nH60??H?2???43????3 （B）
n4?nHz3z2?20n4 联立（A）、（B）式，代入n4=0， n2=n2′得
n2?nHn?2n2??3 → n2= 4nH n1= -2n2 ∴ i1H?1???8
0?nHn2nH4习题
（一）填空题
1．由若干对齿轮组成的齿轮机构称为 。
2．定轴轮系的传动比，等于组成该轮系的所有 轮齿数连乘积与所有 轮齿数连乘积之比。
3．行星轮系由 、 和 三种基本构件和机架组成。
4．如果在齿轮传动中，其中有一个齿轮和它的 绕另一个 旋转，则这轮系就叫周转轮系。 5．轮系可获得 的传动比，并可作 距离的传动。 （二）判断题
（ ）1．至少有一个齿轮和它的几何轴线绕另一个齿轮旋转的轮系，称为定轴轮系。
（ ）2．定轴轮系首末两轮转速之比，等于组成该轮系的所有从动齿轮齿数连乘积与所有主动齿轮齿数连乘积之比。
（ ）3．在周转轮系中，凡具有旋转几何轴线的齿轮，就称为中心轮。 （ ）4．在周转轮系中，凡具有固定几何轴线的齿轮，就称为行星轮。 （ ）5．定轴轮系可以把旋转运动转变成直线运动。
（ ）6．轮系传动比的计算，不但要确定其数值，还要确定输入输出轴之间的运动关系，表示出它们的转向关系。
（ ）7．对空间定轴轮系，其始末两齿轮转向关系可用传动比计算方式中的（-1）m的符号来判定。 （ ）8．计算行星轮系的传动比时，把行星轮系转化为一假想的定轴轮系，即可用定轴轮系的方法解决行星轮系的问题。
（三）综合题
1．在图8-6所示轮系中，已知各轮齿数为z1=z4=60，z2=z5=20，z2'=z5'=30，z3=z6=70，试求传动比i16。
··25··
机械技术基础习题
图8-6 图8-7
2．图8-7所示轮系中，已知各轮齿数为：z1= z2′= z3′=15，z2=25，z3= z4=30，z4′=2（左旋），z5=60，z5′=20（m=4mm）。若n1=500r/min，转向如图所示，求齿条6的线速度v的大小和方向。
3．图8-8所示轮系，已知Z1=18、Z2=20、Z2'=25、Z3=25、Z3'=2（右），当齿轮1旋转100圈时，蜗轮4转4.5圈，求Z4=？
图8-8 3题图 图8-9 4题图
4．在图8-9所示齿轮系中，已知z1=22，z3=88，z3' = z5 试求传动比i15。
5．图8-10所示轮系中，设已知z1=15，z2=25， z2′=20，z3=60，又n1=200r/min， n3=50r/min（n1、n3转向相反），试求系杆H的转速nH的大小和方向。
图8-10 图8-11
6．图8-11示的轮系中，各齿轮均为标准齿轮，且其模数均相等，若已知各齿轮的齿数分别为：z1=20、z2=48、z2'=20。试求齿数z3及传动比i1H。
【例9-1】一V带传动，已知:P=5kW，n1=400r/min，d1=450mm，d2=650mm，中心距a=1.5m，fv=0.2。 求：带速v、小带轮包角α1、有效拉力F、最小初拉力F0min。 解：v=
单元九 带传动和链传动 ?d1n160?1000d?d1α1=180°-2×57.3°=172.36°=3.008rad
a1000Pefv??1efv??1F==530.8N 据F=2F0 F0min=F=909N fv?fv?v2e?1e?1【2009年山东省专升本试题】题意：带传动设计，若带的根数过多怎么办？ 解答：方案1——▲加大带型重新设计
方案2——加大带轮直径重新设计（在转速、带速许可范围内） ☆分析：为什么？
··26··
=9.42m/s
??机械技术基础习题
【例9-2】如图9-1所示，采用张紧轮将带张紧，小带轮为主动轮。在图a、b、c、d、e、f、g和h所示的八种张紧轮的布置方式中，指出哪些是合理的，哪些是不合理的？为什么？（注：最小轮为张紧轮。）
a b c d
e f g h
图9-1
解：在图9-1所示的八种张紧轮的布置方式中：
（1）张紧轮一般应放在松边内侧，使带只受单向弯曲（避免了反向弯曲降低带的寿命）。同时张紧轮还应尽量靠近大轮，以免过分影响带在小轮上的包角。故图a、b、c、d四种布置中，图b最合理。
（2）此外，张紧轮也宜安装于松边外侧并靠近小带轮，这样可增大包角。故图e、f、g、h四种布置中，图e最合理。
【例9-3】如图9-2所示链传动的布置形式。小链轮为主动轮。在图a、b、c、d、e与f所示的布置方式中，指出哪些是合理的？哪些是不合理的？为什么？（注：最小轮为张紧轮。）
a b c d e f
图9-2
解：在图9-2所示的六种链传动的布置方式中，b、d、e是合理的；a、c、f是不合理的。这是因为链传动的紧边宜布置在传动的上面，这样可避免咬链或发生紧边与松边相碰撞。另外，采用张紧轮张紧时，张紧轮应装在靠近主动链轮的松边上，这样可增大包角。
习题
（一）填空题
1．带传动的小带轮包角一般应α1≥ °。
2．V带已标准化，普通V带按横截面尺寸大小分为 种型号, 型截面积最小, 型截面积最大.
3．带传动的主要失效形式为磨损、 和 等。 4．摩擦带传动不能保证准确传动比的原因是 。 5．普通V带的强力层（抗拉体）有 、 两种结构。 6．普通V带传动，应根据 与 选择V带带型。 7．传动带在 绕入小带轮处应力达到最大值。
8．带传动的 是不可避免的，带传动的 是可以避免的。 9．Ｖ带传动设计时，根据Ｖ带的 确定带轮最小直径。 10．带传动最大有效拉力的影响因素包括 、 和 等。 11． 是滚子链链条的基本特征参数；链条长度用 表示，其最好为 数。 12．滚子链传动的磨损主要发生在 与 之间。 13．链传动能保证 传动比为定值。
··27··
机械技术基础习题
14．一滚子链的标记为：10A-2×80 GB/T1243-1997，则其链节距为 mm。 15．V带表面上印有B2240，它表示该V带是______，______长度为2240mm。 （二）选择题
1．带传动不能保证精确的传动比是由于 。
A．带在带轮上打滑 B．带容易磨损和变形 C．带的弹性滑动 D．初拉力不够 2．带在传动时产生弹性滑动是由于 。
A．带是弹性体,带绕过带轮时有离心力 B．带和带轮间摩擦力不够 C．带的松边和紧边拉力不等 D．带绕过带轮产生离心力 3．带传动设计时，主要应防止[①弹性滑动②打滑③拉断④磨损]____。 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 4．带传动是依靠 来传递动力的。
A．带与带轮接触面之间的正压力 B．带与带轮接触面之间的摩擦力 C．带的紧边拉力 D．带的松边拉力 5．设计V带传动时，为防止 ，应限制小带轮的最小直径。
A．带内的弯曲应力过大 B．小带轮上的包角过小 C．带的离心力过大 D．带的长度过长 6．传动带在工作时，要受到离心应力的作用，离心应力通常是 。
A．出现于绕在带轮上的带体 B．均匀地分布在整根带各处 C．不均匀的分布在整根带各处 7．带传动的设计准则为 。
A．保证带传动时，带不被拉断 B．保证带传动在不打滑的条件下，带不磨损 C．保证带在不打滑的条件下，具有足够的疲劳强度 8．普通V带轮的槽楔角随带轮直径的减小而 。 A．增大 B．减小 C．不变
9．带传动中紧边拉力为F1，松边拉力为F2。则其传递的有效圆周力为 。 A．F1+F2 B．(F1-F2)/2 C．(F1+F2)/2 D．F1-F2 E．无法确定
10．计算V带传动时，如小带轮包角过小（<120°），最有效的解决方法是 。 A．增大中心距 B．减少中心距 C．减小带轮直径
11．带传动的传动比与小带轮的直径一定时，若增大中心距，则小带轮上的包角 。 A．减少 B．增大 C．不变
12．带传动在工作时，若小带轮为主动轮，则带内应力最大值发生在带 。 A．进入大带轮处 B．进入小带轮处 C．离开大带轮处 D．离开小带轮处
13．带传动中，v1为主动轮的圆周速度，v2为从动轮的圆周速度，v为带速。这些速度之间的关系是 。 A．v1=v2=v B．v1>v>v2 C．v1
A．在张紧力足够时可以避免 B．在传递功率较小时可以避免 C．在小带轮包角足够大时可以避免 D．是不可避免的
15．带传动中，初拉力为F0，紧边拉力为F1，松边拉力为F2，则有效圆周力Fe等于 。 A．F0-F2 B．F1-F0 C．F1+F2 D．F1-F2
16．若一传动装置由带传动 链传动和齿轮传动组成，则三种传动方式从高速到低速应按以下次序排列较好： 。
A．带—齿轮—链 B．链—齿轮—带 C．齿轮—链—带 D．带—链—齿轮 17．当带速v≤25m/s时，带轮常用材料的选项为 。 A．45钢 B．Q235钢 C．40Cr钢 D．HT150铸铁
18．带安装后，带在槽中的三个位置如图9-3所示，其中只有 是正确的。
··28··
机械技术基础习题
图9-3
19．与摩擦带传动相比，链传动的主要特点之一是 。 A．缓冲减振 B．超载保护 C．无打滑 D．工作平稳性高 20．与齿轮传动相比，链传动的优点是 。
A．传动效率高 B．工作平稳无噪声 C．承载能力大 D．能传递的中心距离较大 21．下列链传动的传动比公式中， 是错误的。 A．i=n1/n2 B．i=z2/z1 C．i=d2/d1
22．链传动中尽量避免采用过渡链节的主要原因是 。 A．制造困难 B．链板受附加弯曲作用 C．价格贵 23．链传动只能用于轴线 的传动。
A．相交成90° B．相交成任一角度 C．空间交叉垂直 D．平行 24．链传动中，链节数常采用偶数，这是为了使链传动 。
A．工作平稳 B．链条与链轮轮齿磨损均匀 C．提高传动效率 D．避免采用过渡链节 25．链传动中作用在轴和轴承上的载荷比带传动要小，这主要是由于 。 A．这种传动只用来传递小功率 B．链速较高，在传递相同功率时，圆周力小 C．链的质量大，离心力也大 D．啮合传动，无需很大的初拉力 26．在一定转速时，要减小链条传动的运动不均匀性和动载荷，应 。 A．增大链条节距和链轮齿数 B．增大链条节距，减小链轮齿数 C．减小链条节距，增大链轮齿数 D．减小链条节距和链轮齿数
27．在具体设计三角带传动时，a、确定带轮直径D1，D2；b、选用带的型号；c、确定带的长度L；d、确定带的根数Z；e、选定初步中心距a0；f：计算实际中心距a；g、计算作用在轴上的压力F。以上各项目进行的顺序为_______。
A．a-b-c-e-f-d-g B．a-b-d-e-c-f-g C．b-a-e-c-f-d-g D．b-a-e-f-c-d-g （三）判断题
（ ）1．在相同的预紧力作用下，V带的传动能力高于平带的传动能力。 （ ）2．带传动适用于中心距较大的传动，且具有吸振和缓冲作用。 （ ）3．限制Ｖ带传动带轮最小直径的主要目的为增大带轮包角。
（ ）4．传动带松边、紧边拉力不同，弹性变形有差异，引起带与轮的相对移动，称为打滑。 （ ）5．Ｖ带的公称长度为带的外周长度。 （ ）6．配对的大小带轮的轮槽角必须相等。
（ ）7．Ｖ带在轮槽中的正确位置，应使Ｖ带底面与带轮槽底面是接触的。 （ ）8．Ｖ带轮的材料选用，与带轮传动的圆周速度无关。 （ ）9．带传动的打滑是从小带轮上先发生的。
（ ）10．为了提高带传动的有效拉力，可以将带轮与带的接触表面制造的粗糙些。 （ ）11．摩擦带的弹性滑动是不可避免的，打滑是可以避免的。 （ ）12．带的型号是根据计算功率和小带轮的转速选取的。 （ ）13．V带不同的截面尺寸，所选取的带轮基准直径也不同。 （ ）14．当链条的链节数为奇数时，需采用过渡链节连接链条。 （ ）15．相邻两滚子轴线间的距离称为链节距p。
（ ）16．链传动属于啮合传动，所以它应用在瞬时传动比恒定的场合。 （ ）17．链节距大，所传递功率能力也大，所以链节距大点好。
··29··
机械技术基础习题
（ ）18．为了使各排链受力均匀，因此链的排数不宜过多。 （四）问答题
1．什么是带的弹性滑动和打滑？两者对带传动各有何影响？能否避免？ 2．带传动中有哪些应力？画出带传动中的应力分布图。 3．带传动的主要失效形式是什么？设计的主要依据是什么？ 4．V带传动正确使用调整维护应注意哪些问题？ （五）计算题
1．V带传动传递的功率P=10KW，小带轮直径dd1=125mm，转速n1=1450r/min，若紧边拉力是松边拉力的两倍（F1=2F2）。试求：有效圆周力Fe和初拉力F0。
2．某带传动大、小带轮的基准直径分别为dd1=100mm，dd2=400mm，小带轮转速n1=1460r/min，传递功率P=10KW，滑动率ε=0.02。求：有效拉力、大带轮转速。
单元十 螺纹联接与螺旋传动 【例10-1】M24 表示公称直径为24mm的、方向为右旋的粗牙普通螺纹；
M24×1.5 表示公称直径为24mm、螺距为1.5mm的、方向为右旋的细牙普通螺纹； M24×1.5 LH 表示公称直径为24mm、螺距为1.5mm的、方向为左旋的细牙普通螺纹。
【例10-2】①Tr40×7 表示公称直径为40mm、螺距为7mm、方向为右旋的单线梯形螺纹；②Tr40×14（P7）LH 表示公称直径为40mm、导程为14 mm（螺距7mm）、方向为左旋的多线梯形螺纹
螺栓联接的强度计算问题
★受拉螺栓——普通螺栓联接：
失效形式——主要螺杆拉断
设计计算——确定螺纹小径d1，然后按照标准选定螺纹的公称直径（大径）d等；强度校核 ★受剪螺栓——铰制孔用螺栓联接：
失效形式——积压破坏或剪切
设计计算——确定光杆直径d０，然后按照标准选定螺纹的公称直径d等；强度校核 （１）受拉螺栓——普通螺栓联接 分：松联接——不预紧
紧联接——三种情况：只受预紧力、受轴向载荷、受横向载荷 １）松联接（图10-1所示情况）
强度条件：??F???? （F——载荷）
?d12/4２）仅受预紧力的紧联接
拧紧螺母时，螺栓受拉同时产生扭转，考虑扭转对螺栓联接强度的影响（据第四强度理论），将外载荷提高30%，这样把拉扭的复合应力状态简化为纯拉伸来处理
1.3F0强度条件：?????? （F0——预紧力） (A)
?d12/4 3）受横向载荷的紧联接
受横向载荷 ～ 被联接件所受载荷相对螺栓轴线而言为横向载荷，有两种情况：受横向载荷、受旋转力矩。工作时，靠螺栓预紧产生的摩擦力传递横向载荷。 ①受横向载荷FR作用（图10-2所示情况）
··30··
图10-1松联接 图10-2受横向载荷FR作用 图10-3受旋转力矩T作用
机械技术基础习题
一个螺栓一个摩擦面 要求 f F0=KfFR
z个螺栓n个摩擦面 要求 f znF0=KfFR F0?CFR 再按(A)设计计算
fzn ②受旋转力矩T作用（图10-3所示情况）
旋转力矩T靠摩擦力传递——可转换成一个螺栓一个摩擦面情况分析 f F0≥KfFR ∵zFRr?T,即:zfF0D?T，要求zfF0D?KfT
222KfT∴F0? 再按(A)设计计算
fzD
4）受轴向载荷的紧螺栓联接
图10-4受轴向载荷的螺栓联接图 图10-5 螺栓分布示意图
a)受力前 b)只受预紧力 c)受预紧力和轴向力
图10-6螺栓与被联接件受力与变形图 图10-7 受力、变形分析图
?D2①单个螺栓所受轴向载荷F=4
z②螺栓受力分析
螺栓仅受预紧力F0作用时，螺栓拉伸变形δ、被联接件压缩变形δ1，其变形如图10-6b)、变形曲线如图10-7所示，则螺栓的刚度c=tanα、被联接件的刚度c1=tanβ
螺栓受轴向载荷F作用时，螺栓的拉伸变形增加了Δδ，而相应被联接件压缩变形减少了Δδ，即被联接件实际压缩变形变为（δ1-Δδ），此时被联接件结合面处受力比预紧力F0小，减少为F0′(F0′称为残余预紧力，为保证联接的可靠性，要求必须F0′＞0)
受轴向载荷的紧螺栓联接螺栓总受力FΣ=F0′+F或FΣ=F0+ KcF（分析略） 预紧力F0=F0′+(1- Kc)F
Kc=
pc称为螺栓的相对刚度，取值： c?c1钢垫圈或无垫圈取0.2～0.3，皮革垫圈取0.7，铜皮石棉垫圈取0.8，橡胶垫圈取0.9。
残余预紧力F0′取值：载荷稳定联接取F0′=（0.2～0.6）F，载荷不稳定联接取F0′=（0.8～1.0）F，紧密性联接取F0′=（1.5～1.8）F。
（2）受剪螺栓
参见《工程力学》剪切与挤压问题
【例10-3】已知被联接件所承受的横向外载FR=15000N（如图10-8所示）。（1）若被联接件用两个普通紧螺栓联接（如图10-8a所示），接合面之间的摩擦系数f=0.2,可靠性系数Kf=1.2,螺栓许用拉应力[σ]=160Mpa。试求所需螺栓的最小直径d1。（2）若被联接件用一个铰制孔螺栓联接（如图10-8b所示），〔σP〕=180Mpa〔,τ〕=90Mpa，δ1=20mm，δ2=15mm。试求所需螺栓直径d0。
··31··
机械技术基础习题
图10-8a普通螺栓联接 图10-8b铰制孔螺栓联接
解：(1)F0=(2)τ=
KfFRznf=
5.2?450001.2?150005.2F0=45000N d1≥==21.576mm
??1602?1?0.2????4FR4?150004FR≤〔τ〕 d≥==14.567mm 0
1???90n?d02n????15000FRFR≤〔σP〕 d0≥==5.556mm
??P??2180?15d0?2∴铰制孔螺栓联接d0≥14.567mm
【例10-4】如图10-9所示三块板用4个M10普通螺栓固定，螺栓许用拉应力[σ]=160Mpa，接合面间的摩擦因数f = 0.15，可靠性系数Kf=1.2。求其允许的最大横向拉力FR。
图10-9 图10-10
解：查表得 M10 d1=8.376mm F0=
KfFRznf
【例10-5】如图10-10所示凸缘联轴器，用六个普通螺栓联接，螺栓分布在D=100mm的圆周上，接合面摩擦系数f=0.16，可靠性系数Kf=1.2，若联轴器传递扭矩为150Nm，试求螺栓螺纹小径。（螺栓[σ]=120Mpa）
分析：摩擦力传递转矩
2KfT2?1.2?150?1035.2F0=5.2?3750=7.192mm 解：F0???3750N d1≥
??120fzD0.16?6?100????【例10-6】已知气缸内径D=200mm，缸内气体压强p=1N/mm2，用8个普通螺栓联接，铜皮石棉垫圈，螺栓材料的[σ]=107N/mm2，取其剩余预紧力F0′=1.8F(F为螺栓转向载荷)，试问:①该螺栓所需预紧力F0为多少？②螺栓螺纹小径。
5.2F05.2KfFR????d12znf160???8.3762?4?2?0.15 σ==≤〔σ〕 FR≤==6781.7N=6.78KN
?d12?d12znf5.2?1.25.2Kf?D2解：①F=4zp=
??200248?1=3927(N)
铜皮石棉垫圈，螺栓的相对刚度Kc=0.8, ∴F0=F0′+(1-Kc)F=1.8×3927+(1-0.8)×3927=7854(N) ② FΣ= F0′+F=2.8F=2.8×3927=10996(N) d1≥
5.2F?????=13.042mm 选M16，d1=13.835mm
取D0=280mm， D0取值：D0=D+2×气缸壁厚+2×（d+3～6）计算 t=
··32··
?D0z=109.956mm＜7d=112mm 合适
机械技术基础习题 螺旋传动 （1）滑动螺旋传动移动方向的判定 滑动螺旋传动移动件的移动方向，不仅与回转件的转动方向有关，还与螺纹旋向有关。图10-11所示右旋螺纹螺杆1按图示方向旋转，a)图螺母2固定，螺杆1旋转的同时右移；b)图螺杆1转动，螺母2移动——左移。
正确判定螺旋副移动件的移动方向很重要。判定方法——左右手法则：
左旋用左手，右旋用右手。四指的指向与转向一致且手握轴，移动方向——若转动与移动为同一构件，大拇指的指向即为其移动方向；若转动与移动不是同一构件，大拇指的指向与移动构件的移动方向相反。
图10-11
双螺旋机构补充
双螺旋机构分差动螺旋机构和复式螺旋机构两种，差动螺旋机构的两段螺旋旋向相同但导程不同，一般应用于微调机构；复式螺旋机构两段螺旋旋向相反，一般应用于快速传动。
双螺旋机构一般螺杆为主动件，将螺杆的转动转化为两个螺母之间的相对移动，图10-12所示。a）图螺母2固定，螺杆1转动且移动，螺母3移动，一般应用于差动螺旋机构；b)图螺杆1转动但不移动，螺母2、3作相对移动，一般应用于复式螺旋机构。
图10-12
①图5-2a）所示差动螺旋机构，螺杆1转过φ角螺母3相当于螺母2的位移为 s=
应用上面公式时注意：根据螺杆1的移动方向和螺母3的移动方向是否相同来决定位移s取值的“+”与“-”——若相同，位移s取“+”值；若不相同则位移s取“-”值。
【例10-5】图10-12a）所示差动螺旋机构，构件1与2组成螺旋副A，其导程pA=2.5mm，构件1与3组成螺旋副B。螺杆1按图示转向转动时螺杆同时向左移动，且螺杆1转过1/4圈时螺母3向右移动了0.125mm。试判断螺旋副的旋向；计算螺旋副B的导程pB。
分析：差动螺旋机构，螺旋副A、螺旋副B的旋向相同；?=1；螺母3的移动方向与螺杆1的移动方向
2?4相反，位移s取“-”值。
解：旋向判断——符合左手定则 左旋 s=
?（PHA-PHB） (PHA、PHB分别为A、B螺旋的导程) 2?②图5-2 b)所示差动螺旋机构，螺杆1转过φ角螺母2与螺母3的相对位移为 s=
?1（PHA-PHB） 即 -0.125=（2.5-pB）解得 pB=3mm 2?4?（PHA+PHB） (PHA、PHB分别为A、B螺旋的导程) 2?三、习题
（一）填空题
1．螺旋副中，螺纹的升角λ愈 ，自锁性愈好；螺纹的升角λ愈 ，螺旋副效率愈高。 2．圆柱普通螺纹的公称直径是 ，作危险截面计算的直径是 。 3．传动效率最高的是 螺纹，用于单向传力的是 螺纹。 4．多线螺纹导程ｓ、螺距ｐ和线数ｎ的关系为 。 5．普通米制螺纹的牙型角为 。
6．螺纹轴线铅垂放置，若螺旋线左高右低，可判断为 旋螺纹。
··33··
机械技术基础习题
7．螺纹联接的防松措施有 、 、 三大类。
8．螺纹联接的主要类型有 、 、 、 等。 9．两个被联接件都可以制出通孔，且需拆装方便的场合应采用 联接。 10．对顶螺母（双螺母）防松属 防松，开口销与槽螺母属 防松。 11．螺纹联接防松的实质是 。
12．被连接件受横向载荷作用时，若采用普通螺栓连接，则螺栓受 载荷作用，可能发生的失效形式为 。
13．采用凸台或沉头座孔作为螺栓头或螺母的支承面是为了 。 （二）选择题
1．当被联接件之一很厚，联接需常拆装时，采用 联接。 A．螺栓 B．双头螺柱 C．螺钉 D．紧定螺钉 2．螺钉联接适于在 联接中使用。
A．两较薄零件、经常拆卸场合 B．一厚一薄零件，经常拆卸场合 C．两较薄零件、不经常拆卸场合 D．一厚一薄零件，不经常拆卸场合 3．在设计普通螺栓联接时，螺栓的直径是根据螺栓 强度确定的。
A．螺纹工作表面的挤压 B．螺纹的剪切 C．螺纹根部的弯曲 D．螺纹部分的拉伸 4．一般机件螺纹联接，常用 螺纹。
A．粗牙普通 B．细牙普通 C．管 D．锯齿形
5．计算紧螺栓联接的拉伸强度时，考虑到 的影响，需将拉伸载荷增加30%计算。 A．剪切 B．扭转 C．弯曲 D．扭转和弯曲 6．螺纹联接防松的根本问题是 。
A．增加螺纹联接的刚度 B．增加螺纹联接的强度 C．防止螺纹副相对转动 D．增加螺纹联接的轴向力 7．在螺栓联接设计中，有时在螺栓孔处制作沉头座孔或凸台，其目的是 。
A．避免螺栓受附加弯曲应力影响 B．便于安装 C．为安装防护装置 D．为避免螺栓受拉力过大 8．当铰制孔用螺栓组连接承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓 。
A．必受剪切力作用 B．必受拉力作用 C．同时受到剪切与拉伸 D．既可能受剪切，也可能受挤压作用 9．计算紧螺栓连接的拉伸强度时，考虑到拉伸与扭转的复合作用，应将拉伸载荷增加到原来的 倍。 A．1.1 B．1.3 C．1.25 D．0.3
10．采用普通螺栓连接的凸缘联轴器，在传递转矩时， 。 A．螺栓的横截面受剪切 B．螺栓与螺栓孔配合面受挤压 C．螺栓同时受剪切与挤压 D．螺栓受拉伸与扭转作用
11．在螺栓连接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是 。 A．提高强度 B．提高刚度 C．防松 D．减小每圈螺纹牙上的受力 12．螺纹联接是一种 。
A、可拆联接 B．不可拆联接 C．具有防松装置的为不可拆联接，否则为可拆联接 D．具有自锁性能的为不可拆联接，否则可拆
13．普通螺纹联接中的松螺纹和紧螺纹联接的主要区别是：松螺纹联接的螺纹部分不承受 的作用。 A．拉伸 B．扭转 C．剪切 D．弯曲
14．被联接件受横向外力时，如采用普通螺纹联接，则螺栓可能失效的形式为 。 A．剪切破坏 B．拉断 C．挤压破坏
15．同一螺栓组的螺栓即使受力不同，一般应采用相同的材料和尺寸，其原因是 。 A．使结合面受力均匀 B．便于装配 C．便于降低成本和购买零件 D．为了外形美观 16．受轴向载荷的紧螺栓联接的计算公式σ=
1.3F?≤[σ]中，FΣ表示 。 2?d1/4A．工作载荷 B．预紧力 C．工作载荷+预紧力 D．工作载荷+残余预紧力
··34··
机械技术基础习题
17． 螺纹用于联接。
A．三角形 B．梯形 C．矩形 D．锯齿形 18．在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是 。
A．三角形螺纹 B．梯形螺纹 C．锯齿形螺纹 D．矩形螺纹
19*．如图10-33所示为一螺旋拉紧装置，如按图上箭头方向旋转中间零件，能使两段螺杆A及B向中央移动，从而将两端零件拉紧．此装置中，A、B螺杆上螺纹的旋向分别是 。
A．A左旋；B左旋 B．A右旋；B右旋 C．A左旋；B右旋 D．A右旋；B左旋
图10-13
（三）判断题
（ ）1．Ｍ24×1.5—表示公称直径为24mm，螺距为1.5mm的粗牙普通螺纹。 （ ）2．细牙螺纹Ｍ20×2与Ｍ20×1相比，后者中径较大。 （ ）3．矩形螺纹效率最高，三角形螺纹自锁性最好。
（ ）4．采用螺栓联接时，被联接件上的孔径应比螺栓直径略大些，否则无法装配。 （ ）5．螺钉和螺栓联接的主要区别是被联接件上必须加工螺纹孔。
（ ）6．铰制孔用螺栓的尺寸精度较高，更适合于受轴向工作载荷的螺栓联接。
（ ）7．螺栓与螺母的旋合圈数较多，同时受载的螺纹圈数就越多，这可提高螺纹的承载能力，故如果结构允许，螺母的厚度越大越好。
（ ）8．螺纹联接有自锁作用，所以不用防松装置。 （ ）9．螺纹的公称尺寸为中径。
（ ）10．设计螺栓组时常把螺栓布置成轴对称的简单几何形状，从而使接合面受力较均匀。 （ ）11．弹簧垫圈防松和对顶螺母防松都属于机械防松。
（ ）12．螺栓组的对称中心应与被联接件结合面的几何形心重合。 （ ）13．受横向载荷的普通螺栓联接的螺栓受横向力。 （ ）14．维持一定的残余预紧力可以保证螺栓联接的紧密性。
（四）问答题
1．螺纹联接有哪些主要类型？各适用什么场合？ 2．简答螺栓联接的主要失效形式和计算准则。 3．螺纹联接为何要防松？请具体说明防松的措施。
单元十一 轴毂联接 习题
（一）填空题
1．平键的工作表面是 ，楔键的工作表面是 。
2．普通平键按端部不同分 、 、 三种,其中 平键最常用。 3．键联接的主要用途是：__________________。
4．键20×70GB1095—2003的基本含义是 ；键B18×50的含义_____________________。 5．普通平键联接的主要失效形式是 破坏，按 进行设计；导向平键联接的主要失效形式是 ，按 进行设计。
（二）选择题
1．下列联接中，承载能力最高的是 。
··35··
机械技术基础习题
A．平键联接 B．半圆键联接 C．楔键联接 D．花键联接 2．平键的截面尺寸通常根据 按标准选择。
A．传递转矩的大小 B．传递功率的大小 C．轮毂的宽度 D．轴的直径 3．平键长度尺寸的选择主要是根据 选择。
A．传递转矩的大小 B．传递功率的大小 C．轮毂的宽度 D．轴的直径 4．半圆键联接的主要优点是 。
A．工艺性好，便于装配 B．键槽的应力集中小 C．传递的转矩大 D．对轴的削弱不大 5．键联接的失效形式中，普通平键的主要失效形式为 。 A、剪断 B、压溃 C、磨损 D、胶合
6．普通平键接联采用两个键时，一般两键间的布置角度为 。 A．90° B．120° C．135° D．180°
7．设计键联接的几项主要内容是：a按轮毂长度选择键的长度；b按要求选择键类型；c按内径选择键的剖面尺寸；d进行必要强度校核。具体设计时一般顺序为_______。
A．b-a-c-d B．b-c-a-d C．a-c-b-d D．c-d-b-a
8．平键联接能传递的最大扭矩为T，现要传递的扭矩为1.5T，则应_______。
A．把键长增大到1.5倍 B．把键宽增大到1.5倍 C．把键高增大到1.5倍 D．安装一对平键 9．平键联接的可能失效形式有 。
A．疲劳点蚀 B．弯曲疲劳破坏 C．胶合 D．压溃、磨损、剪切破坏等 10．普通平键联接传递动力是靠 。
A．两侧面的摩擦力 B．两侧面的挤压力 C．上下面的挤压力 D．上下面的摩擦力 （三）判断题
（ ）1．A型平键作轴毂联接，联接处轴的应力较大。 （ ）2．平键、半圆键和花键均以键的两侧面工作。
（ ）3．若平键联接挤压强度不够，可适当增加键高和轮毂槽深来补偿。 （ ）4．对中性差的紧键联接，只能适于在低速传动。
（ ）5．普通平键联接主要的失效形式，是键的工作面受挤压而破坏。 （ ）6．键联接强度不够可采用双键，强度校核时按双键进行计算。
（ ）7．键联接允许传递扭矩，一般不允许传递轴向力。 （ ）8．平键联接在安装时无径向作用力，定心性能较好。
（ ）9．销联接中，由于销的尺寸较小，不可用来传递载荷。 （四）综合题
1．普通平键联接的主要失效形式是什么?怎样进行强度校核?若强度不够可采取怎样措施？
2．轴径d=55mm,用A型普通平键(键b×h×l=16×10×90)联接,现传递转矩T=270Nm,求挤压应力σp.若在其他条件不变情况下采用C型普通平键联接，挤压应力又是多少？
单元十二 轴
【例12-1】如图12-1所示a）、b）、c）三图起重机用卷筒轴中，若轴的材料、转速、起吊重量等均相等，试分析哪根卷筒轴的直径最小？哪根卷筒轴的直径最大？（分析说明）
MM解：(a)固定心轴 σ=≤[σ]= [σ+1b] （静应力） d≥3 (亦可按[σ0b]——脉动循环应力) 30.1d0.1???1b?(b)转动心轴 σ=
MM≤[σ]=[σ-1b] （对称循环应力） d≥3 30.1d0.1???1b?M2???T?
0.1???1b?222(c)转轴 σ=M???T?≤[σ]= [σ-1b] （对称循环应力） d≥30.1d3··36··
机械技术基础习题
∵[σ-1b]< [σ0b]< [σ+1b] 比较分析知 (a)固定心轴d最小，(c)转轴d最大
图12-1
【例12-2】某传动装置，一直齿轮对称安装在轴承上（如图12-2a所示），试设计该轴的结构。
图12-2a 题图 图12-2b 轴结构图
【例12-3】分析图12-3 a、b、c所示三图的错误，并画出正确结构图。
图12-3 a 题图 图12-3图a分析（错四处） 图12-3a正确图
错误分析：①无法车制螺纹 ②无螺纹退刀槽 ③轴承轴段长，轴承无法定位 ④轴承内圈定位过高
图12-3 b题图 图12-3b分析（错三处） 图12-3b正确图
错误分析：①轮毂键槽未开通且深度不合适 ②套筒使用不当 ③轴承安装处不需键联接
图12-3c题图 图12-3c分析（错三处） 图12-3c正确图
错误分析：①左侧键太长，套筒无法装入 ②多个键应位于同一母线上③轮毂键槽未开通且深度不合适
习题
（一）填空题
1．轴按其承载特点（性质）不同分 、 、 三种。
2．轴如按受载性质区分，只受 的轴为心轴，只受 的轴为传动轴。 3．制造轴的材料，使用最多的是 号钢。
4．为便于轴上零件固定可靠和装拆方便，并使各轴段接近等强度，常采用 结构。 5．阶梯轴最小直径剖面上若开一个键槽，对计算结果应增大 处理。
6．在轴上切制螺纹的轴段，应制出 槽；磨削阶梯轴表面的轴段，轴肩等处应留有砂轮 槽。 7．当两个轴上零件间距较小且转速不高时，可采用 对两个零件作轴向固定。
··37··
机械技术基础习题
8．用套筒、螺母或轴端挡圈等对被联接件作轴向固定时，应使轴段长度 轮毂宽度。
9．为了使轴上零件与轴肩紧密贴合，应保证轴的圆角半径 轴上零件的圆角半径或倒角C。 10．对大直径的轴的轴肩圆角处进行喷丸处理是为了降低材料对 的敏感性。 （二）选择题
1．工作中既承受弯矩又承受转矩的轴称为 。 A．传动轴 B．转轴 C．心轴 D．曲轴 2．增大轴在截面变化处的圆角半径，有利于 。
A．零件的轴向定位 B．降低应力集中，提高轴的疲劳强度 C．便于轴的加工 D．优化轴的结构 3．一般轴的材料 最为常用。
A．45钢 B．40Cr钢 C．Q275钢 D．20Cr钢 4．轴上零件的轴向定位方法中，不适用于高速的是 定位。 A．轴肩轴环 B．套筒 C．圆锥面 D．套筒和紧定螺钉 5．轴上零件的轴向定位方法中，不能承受较大轴向力的是 定位。 A．轴肩轴环 B．套筒 C．圆锥面 D．紧定螺钉
6．轴上零件的轴向定位方法中，适用于轴上两零件距离较大的是 定位。 A．圆螺母与止动垫圈 B．套筒 C．圆锥面 D．轴端挡圈 7．安装轴上零件的轴段长度应 轴上零件轮毂的宽度。 A．略大于 B．略小于 C．等于 D．略大于或等于 8．一般轴的最细处的直径（例：减速器）是按 初步估算的。 A．弯曲强度 B．扭转强度 C．弯扭强度 D．轴上的孔径 9．按弯扭合成计算轴的强度时，当量弯矩为M应力 而引入的系数。
A．方向不同 B．循环特性可能不同 C．类型不同 D．位置不同 10．按初估轴直径公式d≥C3P/n计算出的直径，通常作为阶梯轴的 的尺寸。 A．最大处直径 B．轴中间段直径 C．最小处直径 D．危险截面处直径 11．将转轴设计成阶梯形的主要目的是 。
A．便于轴的加工 B．便于轴上零件的固定和装拆 C．提高轴的刚度 D．提高轴的强度 12．一般自行车的前、中、后轴 。
A．都是转动心轴 B．都是转轴 C．分别是固定心轴、转轴、固定心轴 D．分别是转轴、转动心轴、固定心轴 （三）判断题
（ ）1．球墨铸铁可用来制造曲轴。
（ ）2．与轴上零件配合的轴段长度应与此处轴上零件的毂长相等。 （ ）3．传动轴一般为光轴。
（ ）4．转轴仅用以传递运动，只受扭矩作用而不受弯曲作用。 （ ）5．轴的材料常用碳素结构钢，特殊要求时采用合金结构钢。 （ ）6．弹性挡圈与紧定螺钉定位，仅用于轴向力较小的场合。 （ ）7．心轴在工作中只承受扭转作用。
（ ）8．保证轴正常工作的基本条件之一是轴应具有足够的强度。 （ ）9．提高轴的表面质量有利于提高轴的疲劳强度。 （ ）10．增大阶梯轴圆角半径的主要目的是使轴的外形美观。 （四）综合题
1．一实心圆轴，所传递的功率P=10KW，转速n=1450r/min，[τ]=40Mpa，此轴的估算直径为多少？若此处开一个键槽，直径又应是多少？
2．已知一转轴在直径d=80mm处受不变的转矩T=3000Nm和弯矩M=2000Nm作用，轴的许用弯曲应力：
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V?M2?(?T)2，式中的α是为了考虑扭矩T与弯矩M产生的
机械技术基础习题
[σ+1]b=215Mpa，[σ0]b=100Mpa，[σ-1]b=60Mpa。问：轴在该处能否满足强度要求？ 3．齿轮轴上各零件的结构及位置如图12-4所示，试设计轴的结构外形。
图12-4
单元十三 轴承 【例13-1】设某水泵转速n=2900 r/min，轴颈直径d=35 mm，轴的两端受径向载荷Fr1= Fr2=1810 N，轴向载荷FA=740 N，预期寿命Lh'=5000 h，试选择轴承型号。
解：水泵轴主要承受径向载荷（Fr＞Fa数倍），转速高，所以选深沟球轴承（6类）；根据水泵承受载荷大小，拟选0类宽度系列和3类直径系列（注：不是唯一的选择）；根据轴颈直径d＝35mm，即试选6307轴承，水泵属一般通用机械，对轴承的精度和游隙无特殊要求。型号合适与否需计算确定。
设轴承1为游动端，不承受轴向载荷；轴承2为固定端，轴向载荷由轴承2承受，即Fa2=FA； 水泵工作时有轻微冲击，轴承工作温度正常
（1）按6307轴承查表得Co＝19.2 kN，C=33.2kN，则0.22+
Fa740＝＝0.0385，用插入法求判别值e＝C0192000.26?0.22（0.0385-0.028）=0.235。
0.056?0.028FF740（2）因a2＝＝0.409＞e ，根据a＝0.0385， X＝0.56，插入法求Y值
Fr21810C01.71?1.99Y＝1.99+（0.0385-0.028）=1.885。
0.056?0.028（3）计算径向当量动载荷 P1＝Fr1=1810 N
P2＝XFr2十YFa2=0.56×1810+1.885×740=2408.5N
按已知条件查表得fP =1.1，fT=1，球轴承ε＝3，由公式得：
fPP?60nL'h1.1?2408.5360?2900?5000CC???25.29 kN 66fT11010∵6307轴承C=33.2kN>CC ，所选轴承合适。
【例13-2】一轴由一对7211AC的轴承支承，Fr1=3300N，Fr2=1000N，FA=900N，如图13-1a所示。试求两轴承的当量动载荷P。 (FS=0.68Fr，e=0.68；
FaF≤e时X=1、Y=0，a＞e时X=0.41、Y=0.87) FrFr图13-1a题图 图13-1b内部轴向力方向
解：FS=0.68Fr
∴ FS1=0.68Fr1=0.68×3300N=2244N（→） FS2=0.68Fr2=0.68×1000N=680N（←）
FS2、FA同向，FS2+FA与FS1作比较：FS2+FA=680+900=1580N< FS1=2244N 轴承2压紧，轴承1放松 ∴Fa1= FS1=2244N Fa2= FS1-FA=2244-900=1344N
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机械技术基础习题
【例13-3】、如图13-2所示一对圆锥滚子轴承面对面正安装。已知轴承1和轴承2的径向载荷分别为Fr1=584N、Fr2=1776N，轴上作用的轴向载荷FA=146N，轴承载荷有中等冲击，载荷系数fP=1.5,工作温度不大于120℃,fT=1.0。试求：①轴承1和轴承2的轴向载荷Fa1和Fa2；②轴承1和轴承2的当量动载荷P1和P2。（轴承的附加轴向力Fs的计算式Fs?Fa12244==0.68=e ∴P1= Fr1=3300N Fr13300Fa21340==1.344＞e ∴P2= 0.41×1000+0.87×1344=1579N Fr21000FFr，e=0.37，轴承的轴向载荷Fa与径向载荷Fr之比a＞e时，X=0.4，Y=1.6；
Fr2YFa≤e时，X=1，Y=0。） Fr图13-2
解：①Fs1?比较FS2+FA与FS1 FS2+FA=555+146=701（N）＞FS1=182.5N 轴承1压紧，轴承2放松 ∴Fa1=FS2+FA=701N FA2=FS2=555N
Fr1F5841776==182.5N(→) Fs2?r2==555N(←) 2Y2?1.62Y2?1.6
轴系组合分析问题
轴系组合分析主要从以下几个方面考虑—— ①轴的结构工艺
②轴系的固定（重点：两端单向固定）——
★“6”类轴承应留轴承间隙，“3”类、“7”类、“N”轴承不需留轴承间隙 ★轴承端盖与机架间应有调整垫片（常见形式）
③滚动轴承的配合基准制：内圈与轴采用基孔制（一般较紧配合），配合只标注轴的公差带代号和公差等级，例φ50k6；外圈与孔采用基轴制（一般较松配合），配合只标注孔的公差带代号和公差等级，例φ100H7
④“3”类、“7”类轴承应成对使用，有“正装（面对面）”、“反装（背对背）”两种，外圈宽边定位 ⑤齿轮常用油润滑，若轴承采用脂润滑，必须加挡油圈
⑥轴承端盖与轴的动、静配合是间隙配合，此处须有密封装置 ⑦轴上零件的轴向定位只能一侧采用轴肩（或轴环），处于端部的轴上零件必须预留拆卸空间 ⑧定位平面与非定位平面必须分开 …
★【附】轴系组合典型位置分析图解（图13-3）
Fa1701==1.2＞e=0.37 ∴P1=fP(X1Fr1+Y1Fa1)=1.5×(0.4×584+1.6×701)=2033(N) Fr1584F555轴承2：a2==0.3125＜e=0.37 ∴P2=fP(X2Fr2+Y2Fa2)=1.5×1776=2664(N)
Fr21776②轴承1：
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机械技术基础习题
图13-3
①垫片（左右两侧） ②精加工面（左右两侧） ③
滚动轴承内圈定位 ④轴上零件的定位轴段长度 ⑤若滚动轴承为脂润滑，此处有挡油圈（左右两侧）
⑥（同①②） ⑦动静配合——间隙、密封
⑧轴上零件的轴向定位 ⑨滚动轴承内圈无周向定位（左右两侧） ⑩轴上零件的周向定位、多处键槽的位置、键槽长度 精加工轴段长度
轴的整体结构
3类、7类滚动轴承成对使用——正装（反装）与定位 滚动体对称线 …
【例13-4】试指出如图13-4a所示的轴系零部件结构中的错误，并说明错误原因。 解：图中存在错误如下（见图解）：
①弹簧垫圈开口方向错误； ②螺栓布置不合理，且螺纹孔结构表示错误；
③轴套过高，超过轴承内圈定位高度； ④齿轮所在轴段过长，出现过定位现象，轴套定位齿轮不可靠； ⑤键过长，轴套无法装入；
⑥键顶面与轮毂接触；且键与固定齿轮的键不位于同一轴向剖面的同一母线上； ⑦轴与端盖直接接触，且无密封圈； ⑧重复定位轴承； ⑨箱体的加工面未与非加工面分开，且无调整垫片；
⑩齿轮油润滑，轴承脂润滑而无挡油盘；悬伸轴精加工面过长，装配轴承不便； 应减小轴承盖加工面。
深沟球轴承未留轴承间隙
图13-4a题图 图13-4b错误分析图解
【例13-5】试分析图13-5a所示轴系结构的错误，并中以改正。齿轮用油润滑、轴承用脂润滑。
图13-5a题图
解：
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