第1章 平面机构的结构分析
1．1 内容提要
本章主要解决用自由度计算公式来判断构件组合体运动的可能性和确定性问题。 本章主要内容是：
1．机构组成要素中的一些基本概念； 2．机构运动简图的绘制；
3．机构具有确定运动的条件； 4．平面机构自由度的计算；
5．平面机构结构分类及平面机构中的高副低代。
本章重点内容是平面机构自由度的计算；难点是复合铰链、局部自由度及虚约束问题的判断及正确处理。
1．2 实 训 题
1．2．1 填空题
1．组成机构的要素是 和 ；构件是机构中的 元体。 2．具有 、 、 等三个特征的构件组合体称为机器。 3．机器是由 、 、 所组成的。
4．机器和机构的主要区别在于 。 5．从机构结构观点来看，任何机构是由 三部分组成。 6．运动副元素是指 。
7．构件的自由度是指 ；机构的自由度是指 。
8．两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为 副，它产生 个约 束，而保留了 个自由度。 9．机构中的运动副是指＿＿。
10．机构具有确定的相对运动条件是原动件数 机构的自由度。 11．在平面机构中若引人一个高副将引入 个约束，而引入一个低副将引入 个约束，构件数、约束数与机构自由度的关系是 。 12．平面运动副的最大约束数为 ，最小约束数为 。 13．在平面机构中，具有两个约束的运动副是 副，具有一个约束的是
副 14．在图示平面运动链中，若构件1为机架，构件5为原动件则成为 构；若以构件2为机架，3为原动件则成为 级构件；若以构件4为机架，5为原动件，则成为 级机构。
1．2．2二 判断题 15．机器中独立运动的单元体，称为零件。（ ）
16．具有局部自由度和虚约束的机构，在计算机构的自由度时对当首先除去局部自由度和虚约束。（ ）
17．机构中的虚约束，如果制造、安装精度不够时，会成为真约束。（ ）
1
18、任何具有确定运动的机构中，除机架、原动件及其相连的运动副以外的从动件系统的自由度都等于零。（ ）
19、六个构件组成同一回转轴线的转动副，则该处共有三个转动副。（ ） 20、当机构的自由度F＞0，且等于原动件数，则该机构即具有确定的相对运动。（ ）
21、运动链要成为机构，必须使运动链中原动件数目大于或等于自由度。（ ） 22、在平面机构中一个高副引入二个约束。（ ）
23、平面机构高副低代的条件是代替机构与原机构的自由度、瞬时速度和瞬时加速度必须完全相同。（ ）
24、任何具有确定运动的机构都是由机架加原动件再加自由度为零的杆组组成的。（ ）
1．2．3 选择题
25．一种相同的机构＿组成不同的机器。
A．可以 B．不能
26．机构中的构件是由一个或多个零件所组成，这些零件间＿产生任何相对运动。
A．可以 B．不能 27．原动件的自由度应为＿。
A．-1 B、＋1 C．0 28．基本杆组的自由度应为＿。
A．-1 B、 +1 C．0
29．高副低代中的虚拟构件及其运动副的自由度应为＿。 A．-1 B、+1 C．0
30．在机构中原动件数目＿机构自由度时，该机构具有确定的运动。 A．小于 B．等于 C．大于
31．计算机构自由度时，若计人虚约束，则机构自由度就会＿。 A．增多 B、减少 C、不变 32．构件运动确定的条件是＿。
A自由度大于1 B．自由度大于零 C．自由度等于原动件数 33．轴2搁置在V形铁1上，根据它们在图示平面内能实现的相对运动，可判别它们之间组成的运动副是＿。
A．转动副 B．移动副
C．纯滚动型平面高副
D．滚动兼滑动型平面高副
34．渐开线齿轮机构的高副低代机构是一铰链四杆机构，在齿轮传动过程
中，该四杆机构的 。
（A）两连架杆的长度是变化的； （B）连杆长度是变化的；
（C）所有杆件的长度均变化； （D）所有杆件的长度均不变。
35．某齿轮机构，主动齿轮转动方向已在图A标出。用低副替代后的机构是图 所示的机构。
2
36．Ⅱ级组由两个构件和三个低副组成，但图 不是二级杆组。
1．2．4 问答题
37．构件与零件的含义是否相同？试简述之。
38．机构运动简图与机构示意图有何不同？试简述之。 l．2．5 计算题
39．初拟机构运动方案如图所示。欲将构件1的连续转动转变为构件4的往复移动，试：
（1）计算其自由度，分析该设计方案是否合理？
（2）如不合理，可如何改进？提出修改措施并用简图表示。
40．试画出图示高副机构的低副替代机构。
3
41．计算图示机构的自由度，将高副用低副代替，并选择原动件。
42．图示为一平底摆动从动件盘型凸轮机构，试画出机构在高副低代后瞬时替代机构。并计算代换前和代换后的机构自由度。
43．试画出图示机构的运动简图，并计算其自由度。
44．画出图示机构的运动简图。
45．试求图示机构的自由度。 46．试求计算图示机构的自由度（若含有复合铰链、局部自由度和虚约束应指出）。
47．试求计算图示机构的自由度。 48．试求计算图示机构的自由度。
4
第2章 平面机构的运动分析
2．1 内容提要
本章要解决的问题是已知平面机构的运动学尺寸、机构位置和原动件的运动规律，求其余活动构件上各点的运动规律（位置、轨迹、位移、速度、加速度及角位移、角速度、角加速度）问题。 本章主要内容是：
1．用速度瞬心法求机构的速度；
2．用矢量方程图解法求机构的速度和加速度； 3．用解析法作机构的运动分析。
本章的重点内容是速度瞬心法和矢量方程图解法，对解析法只作一般要求。 本章的难点是用矢量方程图解法求机构的加速度，特别是哥氏加速度。 2．2 实 训 题
2．2．1填空题
1．当两个构件组成移动副时，其瞬心位于 处。当两构件组成纯滚动的高副时，其瞬心就在 。当求机构的不互相直接联接各构件间的瞬心时，可应用 来求。
2．3个彼此作平面平行运动的构件间共有 个速度瞬心，这几个瞬心必定位于 上。含有六个构件的平面机构，其速度瞬心共有 个，其中有 个是绝对瞬心，有 个是相对瞬心。
3．相对瞬心与绝对瞬心的相同点是 ，不同点是 。 4．速度比例尺的定义是 ，在比例尺单位相同的条件下，它的绝对值愈大，绘制出的速度多边形图形愈小。
5．机构瞬心的数目N与机构的构件数人的关系是 。 6．在机构运动分析图解法中，影像原理只适用于 。
7．当两构件组成转动副时，其速度瞬心在 处；组成移动副时，其速度瞬心在 处；组成兼有相对滚动和滑动的平面高副时，其速度瞬心在 上。
8．速度瞬心是两刚体上 为零的重合点。
9．铰链四杆机构共有 个速度瞬心，其中 个是绝对
5
瞬心 个是相对瞬心。
10．作相对运动的三个构件的三个瞬心必 。
2．2．2 判断题
11．在图示机构中，已知及机构尺寸，为求解点的加速度，只要列出一个矢量方程就可以用图解法将求出。（ ）
12．在讨论杆2和杆3上的瞬时重合点的速度和加速度关系时，可以选择任意点作为瞬时重合点。（ ） 13．在同一构件上，任意两点的绝对加速度间的关系式中不包含哥氏加速度。（ ） 14．在平面机构中，不与机架直接相连的构件上任一点的绝对速度均不为零。（ ）
2．2．3 选择题
15．给定导杆机构在图示位置的速度多边形。该瞬时akB2B3和vkB2B3的正确组合应是图
16．图示连杆机构中滑块2上E点的轨迹应是 。 A．直线 B．圆弧
C．椭圆 D．复杂平面曲线
17．用速度影像法求杆3上与点重合的点速度时，可以使＿。
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A．ΔABD～Δpb2d2 B．ΔCBD～Δpb2d2
C．ΔCBD～Δpb3d3 D．ΔCBD～Δpb2d3
18．在两构件的相对速度瞬心处，瞬时重合点间的速度应有＿。 A．两点间相对速度为零，但两点绝对速度不等于零
B．两点间相对速度不等于零，但其中一点的绝对速度等于零 C．两点间相对速度不等于零且两点的绝对速度也不等于零 D．两点间的相对速度和绝对速度都等于零
19．将机构位置图按实际杆长放大一倍绘制，选用的长度比例尺应是＿。
A. 0.5 mm/mm B．2 mm/mm C．0.2 mm/mm
D． 5mm/mm
2．2．4 问答题
20．在图示曲柄滑块机构中，已知连杆长L= r＋e（r为曲柄长，e为导路偏距），滑块行程是否等于人(r?l)2?e2？为什么？
21．图示机构有无哥氏加速度akB2B3？为什么？
2.2.5解题
22．图示机构中尺寸已知（μ，机构1沿构件4作纯滚动，1＝0．05mm/mm）其上S点的速度为
vs(μ（1）在图上作出所有瞬心；（2）用瞬v＝0.6(m/s)/mm)。
心法求出K点的速度vK。
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23．在图示机构中，已知滚轮2与地面作纯滚动，构件3以已知速度V。向左移动，试用瞬心法求滑块5的速度v5的大小和方向，以及轮2的角速度ω2的大小和方向。 24．在图示机构中，已知构件二以。且沿顺时针方向转动，试用瞬心法求构件 2的角速度和构件4的速度V4的大小（只需写出表达式）及方向。
25．在图示机构中，已知原动件回以匀角速度。I沿逆时针方向转动，试确定：(1)机构的全部瞬心；（2）构件3的速度V3（需写出表达式）。
26．求图示五杆机构的全部瞬心，已知各杆长度均相等ω1＝ω4且ω1 =
ω4回转方向相反。
27．在图示机构中，已知凸轮1的角速度ω1的大小和方向，试用瞬心法求构件3的速度大小及方向。
28．在图示的四杆机构中，LAB= 65 mm，LDC= 90mm，LAD＝LBC＝125 mm，
?1=15°。当构件1以等角速度ω1= 10 rad／s逆时针方向转动时，用瞬心法求 C
8
点的速度。
29．在图示机构中已知凸轮以ω2的角速度顺时针方向转动，试用瞬心法求出从动件3的速度（用图及表达式表示）。 30．画出图示机构的全部瞬心。
31．试求图示机构的全部瞬心，并说明哪些是绝对瞬心。 32．在图示机构中，已知各杆尺寸，BC＝CD，EF＝FD，曲柄以ω1匀速转动，试用相对运动图解法求VF、ω5、aF、
a5要求列出 矢量方程式，画出速度和加速度多边形。）
33．在图示机构中，已知机构各尺寸，且LBD=LBD／2，图示位置?EDB=?DBC=?ABC＝90°以及ω1。试画出机构位置运动简图；以任意比例尺，用相对运动图解法求D3点
的速度VD3和加速度ad3，以及构件4的角速度ω4和角加速度a4 。（需写出求
解过程，所求各量只需写出表达式并在简图上标明方向。）
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34．在图示机构中，各杆尺寸已知，1为主动件，ω1=常数。求ω1、a4 。
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第 3章 平面机构的力分析
3．1 内容提要
作用在机械上的力，包括原动力、生产阻力、重力、运动构件受到的空气或油液等介质阻力、构件在变速运动时产生的惯性力及运动副中的反力。这些力影响机械的运动和动力性能，是决定相应构件尺寸及结构形状等的重要依据。本章主要解决根据机构尺寸、所受外力来计算各运动副中的反力及计算加于原动件上的平衡力和平衡力倡矩的问题。 本章主要内容有： l．机构静力分析；
2．机构动态静力分析，包括图解法和解析法； 3．用速度杠杆法直接求平衡力。
本章的重点内容是用图解法进行机构的动态静力分析。 本章难点是求惯性力（力偶矩）、列构件的力平衡方程及绘制力平衡图。
3．2 实 训 题
3．2．1 填空题
1．对机构进行力分析的目的是：（1） ；（2） 。
2．所谓静力分析是指 的一种力分析方法，它一般适用于 情况。 3．所谓动态静力分析是指 的一种力分析方法，它一般适用于 情况。
4．绕通过质心并垂直于运动平面的轴线作等速转动的平面运动构件，其惯性力P1= ，在运动平面中的惯性力偶矩M1= 。 5．在滑动摩擦因数相同条件下，槽面摩擦比平面摩擦大，其原因是 。 6．机械中三角带传动比平型带传动用得更为广泛，从摩擦角度来看，其主要原因是 。
7．设机器中的实际驱动力为P，在同样的工作阻力和不考虑摩擦时的理想驱动力为P0，则机器效率的计算式是η＝ 。
8．设机器中的实际生产阻力为Q，在同样的驱动力作用下不考虑摩擦时能克服的理想生产阻力为Q0，厂则机器效率的计算式是河一。
9．在认为摩擦力达极限值条件下计算出机构效率η后，则从这种效率观点考虑，机器发生自锁的条件是 。
10．设螺纹的升角为λ，接触面的当量摩擦因数为?v人，则螺旋副自锁的条件是 。
3.2.2 选择题
11．在机械中阻力与其作用点速度方向 。
A．相同 B．一定相反 C．成锐角 D．相反或成钝角 12．在机械中驱动力与其作用点的速度方向 。
A．一定同向 B．可成任意角度 C．相同或成锐角D．成钝角
13．在车床刀架驱动机构中，丝杠的转动使与刀架固联的螺母作移动，则丝
11
杠与螺母之间的摩擦力矩属于 。
A．驱动力 B．生产阻力 C．有害阻力 D．惯性力 14．风力发电机中的叶轮受到流动空气的作用力，此力在机械中属于＿。 A．驱动力 B．生产阻力 C．有害阻力 D．惯性力 15．在空气压缩机工作过程中，气缸中往复运动的活塞受到压缩空气的压力，此压力属于 。
A．驱动力 B．生产阻力 C．有害阻力 D．惯性力 16．在外圆磨床中，砂轮磨削工件时它们之间的磨削力是属于 。 A．驱动力 B，有害阻力 C．生产阻力 D．惯性力 17．在带传动中，三角胶带作用于从动带轮上的摩擦力是属于 。 A．驱动力 B．有害阻力 C．生产阻力 D．惯性力 18．在机械中，因构件作变速运动而产生的惯性力 。 A．一定是驱动力 B．一定是阻力 C．在原动机中是驱动力，在工作机中是阻力
D．无论在什么机器中，它都有时是驱动力，有时是阻力
19．考虑摩擦的转动副，不论轴颈在加速、等速、减速不同状态下运转，其总反力的作用线 切于摩擦圆。
A．都不可能 B．不全是 C．一定都 20．三角螺纹的摩擦＿矩形螺纹的摩擦，因此，前者多用于。
A．小于 B．等于 C．大于 D．传动 E．紧固联接 21．构件豆、2间的平面摩擦的总反力凡。的方向与构件2对构件1的相对运动方向所成角度恒为 。
A．00 B．900 C．钝角 D．锐角 22．图示槽面接触的移动副，若滑动摩擦 因数为?，则其
当量摩擦因数?v= 。
A fsinθ Bf/sinθ
C．fcosθ D．f/cosθ
23．图示轴颈1与轴承2组成转动副，细实线的圆为摩擦圆，运动着的轴颈1受着外力（驱动力）Q的作用，则轴颈1应作 运动。；
A．等速 B．加速 C．减速
24．轴颈亚与轴承2组成转动副，细实线的圆为摩擦圆，轴颈1
受到外力（驱动力）的作用，则轴颈1应作 运动。 A．等速 B．加速 C．减速
25．图示正在转动的轴颈1与轴承2组成转动副。Q为外力（驱动力），摩擦圆的半径为ρ
。则全反力R21；应在位置 。
A．A B．B C．C D．D E．E
12
26．螺旋副中的摩擦可简化为斜面滑块间的摩擦来研究（如图）示。旋紧螺旋的工作状态所对面的情形为 。
A．水平力 P作为驱动力，正行程 B．轴向力Q作为驱动力，反行程 C．水平力P作为阻力，正行程
D．轴向力 Q作为阻力，反行程 27．根据机械效率个判别机械自锁的条件是～。
A．η≥1 B.0＜η＜1 C. η≤0 D．η为∞ 28．图示斜面机构中设摩擦角为中，要求反行程 即滑块下滑时自锁，则应满足 条件。
A.Q为驱动力，λ＞φ B.Q为驱动力，λ≤φ
C.Q为阻力，λ＞φ
D.Q力为阻力，λ≤φ
29．在由若干机器并联构成的机组中，若这些机器的
单机效率均不相同，其中最高效率和最低效率分别为ηmin和ηmax，则机组的总效率η必有如下关系：
A．η＜ηmin． B. ηηmax． C. ηmin＜η≤ηmax D. ηminηηmax
30．在由若干机器并联构成的机组中，若这些机器中单机效率相等均为伽，则机组的总效率司必有如下关系： 。
A．η＞η0 B．η＜η0 C．η=η0 Dη=ηn0（n为单机台数） 31．反行程自锁的机构，其正行程效率＿，反行程效率＿。 A.η＞1 B.η＝1 C..0＜η＜1 D．η≤0 32．自锁机构一般是指 的机构。
A．正行程自锁 B．反行程自锁 C．正反行程都自锁
33．在其它条件相同的情况下，矩形螺纹的螺旋与H角螺纹的螺旋相比，前者 。
A．效率较高，自锁性也较好B．效率较低，但自锁性较好 C．效率较高，但自锁性较差D．效率较低，自锁性也较差
3．2．3 问答题
34．举出在工程实际中驱动力的一个例子。 35．举出在工程实际中生产阻力的一个例子。
36．以转动副联接的两构件，当外力（驱动力）分别作用在摩擦圆之内、之外，或与该摩擦圆相切时，两构件将各呈何种相对运动状态？
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37．图示轴颈1在轴承2中沿Ω方向转动Q为驱动力，ρ为摩擦圆半径。 （1）试判断图A、B、C中哪个图的总反力R21；是正确的？
（2）针对正确图形，说明轴颈是匀速、加速、减速运动还是自锁？
38．若机器的输出功为AR，损耗功为Af，试写出用AR，Af表达的机器输人功AD，并给出机器效率刀η的公式。
39．图示为由A、B、C、D四台机器组成的机械系统，设各单机效率分别为η
A
ηBηCη
D
机器B、D
的输出功率分别为NB和ND。（1）试问该机械系统是属串联、并联还是混联方式？（2）写出该系统应输人总功率N的计算式。
40，何谓机械自锁？举出两种工程中利用机械自锁完成工作要求的实例。 41具有自锁性的蜗杆蜗轮传动，工作时应以哪个构件为主动件？自锁的几何条件是什么？
42．具有自锁性的机构其正、反行程的机械效率是否相等？为什么？
3．2．4T图解题
43．图示机构中，各摩擦面间的摩擦角均为φ ，Q为生产阻力，P为驱动力。试在图中画出各运动副的总反力：R32、R12、、R31（包括作用线位置与指向）。
44．重力G=40N的滑块1，在倾角β=300的P力作用下沿水平面作等速运动，若接触面的摩擦因数f＝0.286，试用图解法求驱动力P。
45．在图示双滑块机构中，转动副A与B处的细线小
圆表示摩擦圆，在滑块1上加P力驱动滑块3向上运动。试在图上画出构件2所受作用力的作用线。
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46．在图示的曲柄滑块机构中，细线小圆表示转动副处的摩擦圆。试在图上画出图示瞬时作用在连杆BC上的运动副总反力的方向。
47．螺旋传动中，已知螺杆平均半径r。，螺距P，线数z，摩擦因数人试推导螺旋传动正行程效率的计算公式。
第4章 平面连杆机构及其设计 4.1 内容提要
平面连杆机构又称平面低副机构，其各运动副均为低副，相邻构件之间的接触面为平面或圆柱面。因平面与圆柱面具有加工方便，易达到高精度，并能承受较大载荷及形成几何封闭等优点，因此获得广泛应用。本章主要解决根据给定的运动要求（实现预定的运动规律或预定的运动轨迹）及辅助的几何条件、动力条件，确定平面连杆机构的形式和各构件的尺寸参数问题。 本章主要内容有：
1．平面四杆机构的基本形式及演化形式； 2．铰链四杆机构有曲柄的条件； 3．平面四杆机构的运动特性； 4．平面连杆机构的设计。
本章的重点内容是平面四杆机构的基本知识及平面连杆机构的设计方法。 本章的难点是用作图法设计四杆机构，包括反转法和半角转动法。
4．2 实 训 题
4．2．1 填空题
1．在 条件下，曲柄滑块机构具有急回特性。 2．机构中传动角γ和压力角α之和等于 。
3．在铰链四杆机构中，当最短构件和最长构件的长度之和大于其它两构件
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长度之和时，只能获得 机构。
4．平面连杆机构是由许多刚性构件用 联接而形成的机构。
5．在图示导杆机构中，AB为主动件时，该机构传动角的值为 。 6．在摆动导杆机构中，导杆摆角ψ=30o，其行程速度变化系数K的值为 。
7．铰链四杆机构具有急回特性时其极位夹角θ值＿＿＿，对心曲柄滑块机构的值 ，所以它 急回特性，摆动导杆机构 急回特性。 8．对心曲柄滑块机构曲柄长为a，连杆长为b最小传动角γmin等于 ，它出现在 位置。 9．在四连杆机构中，能实现急回运动的机构有（1） ，（2） ，（3） 。 10．铰链四杆机构有曲柄的条件是 ，双摇杆机构存在的条件是 。（用文字说明）
11．当铰链四杆机构各杆长为：a=50 mm，b＝60 mm，c＝70 mm，d=200 mm。则四杆机构就 。 12．当四杆机构的压力角。A=900时，传动角等于 ，该机构处于 位置。
13．在曲柄摇杆机构中，最小传动角发生的位置在 。 14．通常压力角是指 间所夹锐角。 15．一对心式曲柄滑块机构，若以滑块为机架，则将演化成 机构。铰链四杆机构变换机架（倒置）以后，各杆间的相对运动不变，原因是 。 16．曲柄滑块机构是改变曲柄摇杆机构中的＿而形成的。在曲柄滑块机构中改变 而形成偏心轮机构。在曲柄滑块机构中以 而得到回转导杆机构。
17．在图示铰链四杆机构中若使其成为双摇杆机构，则可将 固定作机架。
18．图示为一偏置曲柄滑块机构。试问：AB杆成为曲柄的条件是： 。
若以曲柄为主动件，机构的最大压力角amax= ，发生在 。
19．转动极点和固定位置的转动副连线一定是 的中线。
4．2．2 判断题
20．任何一种曲柄滑块机构，当曲柄为原动件时，它的行程速比系数K＝l。（ ）
21．在摆动导杆机构中，若取曲柄为原动件时，机构无死点位置；而取导杆为原动件时，则机构有两个死点位置（ ）
22．在曲柄滑块机构中，只要原动件是滑块，就必然有死点存在。（ ）
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23．在铰链四杆机构中，凡是双曲柄机构，其杆长关系必须满足：最短杆与最长杆杆长之和大于其它两杆杆长之和。（ ）
24．铰链四杆机构是由平面低副组成的四杆机构。（ ）
25．任何平面四杆机构出现死点时，都是不利的，因此应设法避免。（ ） 26．平面四杆机构有无急回特性取决于极位夹角是否大于零。（ ） 27. 在曲柄摇杆机构中，若以曲柄为原动件时，最小传动角γmin可能出现在曲柄与机架两个共线位置之一处。（ ）
28．在偏置曲柄滑块机构中，若以曲柄为原动件时，最小传动角γmin可能出现在曲柄与机架（即滑块的导路）相平行的位置。（ ） 29．摆动导杆机构不存在急回特性。（ ）
30．增大构件的惯性，是机构通过死点位置的惟一办法。（ ）
31．平面连杆机构中，从动件同连杆两次共线的位置，出现最小传动角。（ ）
32．双摇杆机构不会出现死点位置。（ ）
33．凡曲柄摇杆机构，极位夹角θ必不等于0，故它总具有急回特征。（ ） 34．曲柄摇杆机构只能将回转运动转换为往复摆动。（ ） 35．在铰链四杆机构中，如存在曲柄，则曲柄一定为最短杆。（ ） 36．在单缸内燃机中若不计运动副的摩擦，则活塞在任何位置均可驱动曲柄。（ ）
37．当曲柄摇杆机构把往复摆动运动转变成旋转运动时，曲柄与连杆共线的位置，就是曲柄的“死点”位置。（ ） 38．杆长不等的双曲柄机构无死点位置。（ ）
39．在转动导杆机构中，不论取曲柄或导杆为原动件，机构均无死点位置。（ ）
4．2．3 选择题
40．连杆机构行程速比系数是指从动杆反、正行程 。
A．瞬时速度的比值 B．最大速度的比值 C．平均速度的比值。 41．平行四杆机构工作时，其传动角 。
A．始终保持为90o B．始终是0o C．是变化值
42．对心曲柄滑块机构以曲柄为原动件时，其最大传动角γmax为 。
A． 90o B．450 C．90o
43．设计连杆机构时，为了具有良好的传动条件，应使。
A． 传动角大一些，压力角小一些 B．传动角和压力角都小一些
C．传动角和压力角都大一些
44．在曲柄摇杆机构中，当摇杆为主动件，且＿处于共线位置时，机构处于死点位置。
A．曲柄与机架 B．曲柄与连杆 C．连杆与摇杆
45．在摆动导杆机构中，当曲柄为主动件时，其传动角＿变化的。
A． 是由小到大B．是由大到小 C．是不
46．在曲柄摇杆机构中，当曲柄为主动件，且 共线时．其传动角为最小值。
A.曲柄与连杆 B曲柄与机架
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C.摇杆与机架
47．如图所示的摆动导杆机构中．机构的传动角是 。
A．角 A B．角 B C．角 C D．00
E．90o
48．压力角是在不考虑摩擦情况下作用力和力作用点的 方向所夹的锐角。
A．法线 B．速度 C．加速度 D．切线
49．为使机构具有急回运动，要求行程速比系数 。 A．K＝1 B. K＞1 C．K ＜1
50．铰链四杆机构中有两个构件长度相等且最短，其余构件长度不同，若取一个最短构件作机架，则得到 机构。
A．曲柄摇杆 B．双曲柄 C．双摇杆 51．双曲柄机构＿死点。
A存在 B．可能存在 C．不存在
52．对于双摇杆机构，如取不同构件为机架，＿使其成为曲柄摇杆机构。 A．一定 B．有可能 C．不能
4.2.4 问答题 53．试给出图示平面四杆机构的名称，并回答：（1）此机构有无急回作用？（2）此机构有无死点？在什么条件下出现死点？（3）构件AB主动时，在什么位置有最小传动角？ 54．铰链四杆机构的基本形式有哪几种？已知铰链四杆机构各构件的长度分别为a＝240mm，b
＝600mm，C＝400mm， d=500 mm。试问当分别取a、b、c、d为机架时，将各得到何种机构？
55．图示机构AD为机架，AB为原动件时，为何种机构？当以BC构件为机架，AB为原动件时，演变成何种机构？
56．铰链四杆机构各杆长如图示，分别以1、2、3构件为机架时将演化成何种机构？
57．图示为偏置曲柄滑块机构。问：（1）此机构有无急回运动？为什么？（2）其行程速度变化系数K=？（需列出计算公式）
58．试问图示各机构是否均有急回运动？以构件1为原动件时，是否都有死
18
点？什么情况下才会有死点？
59．铰链四杆机构在死点位置时，驱动力任意增加也不能使机构产生运动，这与机构的自锁现象是否相同？试加以说明。 60．何谓机构的急回运动及行程速比系数？试举例加以说明急回运动在实际生产中的用途。
61．指出下图所示机构中，哪些机构在运动学上是等价的。
4．2．图解题
62．图示四杆机构中，若原动件为曲柄，试标出在图示位置时的传动角7及机构处于最小传动角γmin时的机构位置图。
63．在图示的摆动导杆机构中，构件1为主动件，构件3为从动件，试在图中画出该机构的极位夹角θ。
64．图示四杆机构中，若原动件为曲柄，试标出在图示位置时的传动角γ及机构处于最小传动角γmin时的机构位置图。
65．在图示铰链四杆机构中，已知最短杆a＝100 mrn，最长杆 b＝300mm c＝200mm，（1）若此机构为曲柄摇杆机构，试求d的取值范围；（2）若以 a为
19
原动件，当d=250 mm时，用作图法求该机构的最小传动角γ
min
的大小。
66．设计一曲柄滑块机构。已知曲柄长 AB=20 mm，偏心距 e＝15 mm，其最大压力角 a=300 试用作图法确定连杆长度BC，滑块的最大行程H，并标明其极位夹角，求出其行程速度变化系数K。
67．如图所示为一飞机起落架机构，实线表示放下时的死点位置，虚线表示收起时的位置。已知 LFC= 520 mm，LFE= 340mm，且在垂直位置（即 a=90o） θ＝10o，β=600 试用作图法求构件CD和DE 的长度LCD和 LDE 。
68．如图示曲柄滑块机构的运动简图，试确定当曲柄1等速转动时，（1）机构的行程速度变化系数K； （2）最小传动角γmin的大小；（3）滑块3往复运动时向左的平均速度大还是向右的平均速度大；（4）当滑块 3 为主动时，机构是否出现死点，为什么？ （在图中用作图法求解）
20
69．设计一铰链四杆机构。以知行程速度变化系数K=1，LCD=100mm，连杆长为LBC=150mm，求LAB 和机架LAD及联架杆铰链A的位置。
第5章 凸轮机构及其设计 5．1 内容提要
凸轮机构是由凸轮、从动杆及机架所组成的三构件高副机构。它结构简单、紧凑，易于使从动件得到各种预期的运动规律。本章主要解决根据给定的从动件运动规律及辅助的几何条件、动力条件，设计凸轮轮廓曲线及确定凸轮机构的基本尺寸等问题。
本章主要内容是： 1．凸轮机构的类型；
2．从动件的常用运动规律； 3．凸轮轮廓曲线的设计；
4．凸轮机构基本尺寸的确定。
本章的重点内容是从动件常用运动规律及其特性，平面凸轮轮廓曲线的设计和凸轮机构基本尺寸的确定。
本章的难点是用反转法作图设计平面凸轮轮廓曲线。 5．2 实 训 题 5．2．1 填空题
1．凸轮机构中的压力角是 和 所夹的锐角。 2．凸轮机构中，使凸轮与从动件保持接触的方法有 和 两种。 3．在回程过程中，对凸轮机构的压力角加以限制的原因是 。 4．在推程过程中，对凸轮机构的压力角加以限制的原因是 。 5．在直动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮的理论廓线与实际廓线间的关系是 6．凸轮机构中，从动件根据其端部结构型式，一般有 、 、 等三种型式。 7．设计滚子从动件盘形凸轮机构时，滚子中心的轨迹称为凸轮的 廓线；
21
与滚子相包络的凸轮廓线称为 廓线。
8．盘形凸轮的基圆半径是 上距凸轮转动中心的最小向径。
9．根据图示的——一中运动线图，可判断从动件的推程运动是 ，从动件的回程 运动是 。
10．从动件作等速运动的凸轮机构中，其位移线图是 线，速度 线图是 线。
11．当初步设计直动尖顶从动件盘形凸轮机构中发现有自锁现象时， 可采用 、 、 等办法来解决。
12.在设计滚子从动件盘形凸轮轮廓曲线中，若出现 时，会发生从动件运动失真现象。此时，可采用 方法避免从动件的运动失真。 13．用图解法设计滚子从动件盘形凸轮轮廓时，在由理论轮廓曲线求实际轮廓曲线的过程中，若实际轮廓曲线出现尖点或交叉现象，则与 的选择有关。 14．在设计滚子从动件盘形凸轮机构时，选择滚子半径的条件是 。 15．平底从动件盘形凸轮机构中，凸轮基圆半径应由 来决定。 16．凸轮的基圆半径越小，则凸轮机构的压力角越 ，而凸轮机构的尺寸越 。
17．凸轮基圆半径的选择，需考虑到 、 ，以及凸轮的实际廓线是否出现变尖和失真等因素。
18．在许用压力角相同的条件下， 从动件可以得到比 从动件更小的凸轮基圆半径。或者说，当基圆半径相同时，从动件正确偏置可以 凸轮机构的推程压力角。
19．直动尖顶从动件盘形凸轮机构的压力角是指＿；直动滚子从动件盘形凸轮机构的压力角是指 ；而直动平底从动件盘形凸轮机构的压力角等于 。
20．凸轮机构从动件的基本运动规律有 ， ， ， 。其中 运动规律在行程始末位置有刚性冲击。
5．2．2 判断题
21．偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构中，其推程运动角等于凸轮对应推程廓线所对中心角；其回程运动角等于凸轮对应回程廓线所对中心角。（ ） 22．在直动从动件盘形凸轮机构中进行合理的偏置，是为了同时减小推程压力角和回程 压力角。（ ）
23．当凸轮机构的压力角的最大值超过许用值时，就必然出现自琐现象。（ ）
24．凸轮机构中，滚子从动件使用最多，因为它是三种从动件中的最基本形式。（ ）
25．直动平底从动件盘形凸轮机构工作中，其压力角始终不变。（ ） 26．滚子从动件盘形凸轮机构中，基圆半径和压力角应在凸轮的实际廓线上来度量。（ ）
27．滚子从动件盘形凸轮的实际轮廓曲线是理论轮廓曲线的等距曲线。因此，只要将理；论廓线上各点的向径减去滚子半径，便可得到实际轮廓曲线上相应点的向径。（ ）
28．从动件按等加速等减速运动规律运动时，推程的始点、中点及终点存在柔性冲击。因此，这种运动规律只适用于中速重载的凸轮机构中。（ ）
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29．从动件按等加速等减速运动规律运动是指从动件在推程中按等加速运
动，而在回程中则按等减速运动，且它们的绝对值相等。（ ）
30．从动件接等速运动规律运动时，推程起始点存在刚性冲击，因此常用于低速的凸轮机构中。（ ）
31．在对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构中，当从动件接等速运动规律运动时，对应的凸轮廓线是一条阿基米德螺旋线。（ ）
32．凸轮的理论廓线与实际廓线大小不同，但其形状总是相似的。（ ） 33．设计对心直动平底从动件盘形凸轮机构时，若要求平底与导路中心线垂直，则平底左右两侧的宽度必须分别大于导路中心线到左右两侧最远切点的距离，以保证在所有位置平底都能与凸轮廓线相切。（ ）
5．2．3 选择题
34．理论廓线相同而实际廓线不同的两个对心直动滚子从动件盘形凸轮机构，其从动件的运动规律 。 A．相同 B．不相同
35．对于转速较高的凸轮机构，为了减小冲击和振动，从动件运动规律最好采用运动规律。
A．等速 B．等加速等减速 C．正弦加速度
36．凸轮机构中从动件作等加速等减速运动时将产生 冲击。它适用于 场合。
A．刚性 B．柔性 C．无刚性也无柔性 D．低速 E．中速 F．高速 37．若从动件的运动规律选择为等速运动规律、等加速等减速运动规律、简谐运动规律或正弦加速度运动规律，当把凸轮转速提高一倍时，从动件的速度是原来的 倍。
A．1 B．2 C．4
38二当凸轮基圆半径相同时，采用适当的偏置式从动件可以＿凸轮机构推程的压力角。
A．减小 B．增加 C．保持原来 39．滚子从动件盘形凸轮机构的浪子半径应＿凸轮理论廓线外凸部分的最小曲率半径。
A．大于 B．小于 C．等于
40．直动平底从动件盘形凸轮机构的压力角 。
A．永远等于00 B．等于常数 C．随凸轮转角而变化 41．直动从动件盘形凸轮机构中，当推程为等速运动规律时，最大压力角发生在行程
A．起点 B．中点 C．终点
5·2．4 问答题
42．在直动从动件盘形凸轮机构中，试问同一凸轮采用不同端部形状的从动件时，其从动件运动规律是否相同？为什么？ 43．设计哪种类型的凸轮机构时可能出现运动失真？当出现运动失真时应该考虑用哪些方法消除？
44．何谓凸轮机构的压力角？它存凸轮机构的设计中有何重要的意义？ 45．百动从动件盘形凸轮机构压力角的大小与该机构的那些因素有关？
23
46．图不凸轮机构从动件推程运动线图是由哪两种常用的基本运动规律组合而成？并指出有无冲击。如果
有冲击，哪些位置上有何种冲击？从动件运动形 式为停-升-停。
5．2.5 设计题
47.画出图示凸轮机构的基圆半径
r0及机构在该位
置的压力角a。
48．画出图示凸轮机构从动件升到最高时的位
置，标出从动件行程h，说明推程运动角和回程运动 角的大小。
49．试画出图示凸轮机构中凸轮二的理论廓线，并标出凸轮基圆半径r 。、从动件2的行程。
50．已知一对心直动尖顶从动件盘状凸轮机构的凸轮轮廓曲线为一偏心圆，
24
其直径D=50 mm，偏心距e＝5 mm。要求：（1）画出此机构的简图（自取比例尺）；（2）画出基圆并计算 ro；（3）在从动件与凸轮接触处画出压力角 a 。 51．已知凸轮机构中凸轮的回转中心、导路的位置及行程h，画出凸轮机构的基圆、偏距圆及凸轮的合理转向。
52．画出图示凸轮机构中A点和B点位置处从动件的压力角，若此偏心凸轮推程压力角过大，则应使凸轮中心向何方偏置才可使压力角减小？ 53．在图示凸轮机构中标出凸轮转过90”时凸轮机构的压力角a。
54．已知一摆动滚子从动件盘形凸轮机构的运动规律为：凸轮从矿转过900，从动件等速向上摆动30o；凸轮从90o转到1350，从动件停止不动；凸轮从1350转到3150，从动件以等加速等减速运动向下摆动300（等加速运动和等减速运动过程中，所用时间相等）；凸轮从315 o转到360o时，从动件在最低位停止不动。 （1）画出从动件的角位移线图ψφ； （2）画出从动件的角速度线图ωφ； （3）画出从动件的角加速度线图aφ；
（4）指出该凸轮机构在运动过程中有无冲击发生，并说明冲击的性质。 55．设计一对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构的凸轮廓线。已知凸轮顺时针方向转动，基圆半径r。=25mm，从动件行程h＝25 mm。其运动规律如下：凸轮转角为00～1200时，从动件等速上升到最高点；凸轮转角为 1200～1800时，从动件在最高位停止不动；凸轮转角为1800～3000时，从动件等速下降到最低点；凸轮转角为3000～3600时从动件在最低位停止不动。（可选
μ1=μ2
＝0．001mm）。
56．图示对心直动滚子从动件盘形凸轮机构小。是从动件最低位置时滚子中心的位置0是推程段从动件上升了S位移后滚子中心的位置，过B点的一段曲线p为凸轮的理论廓线，B。J处的小圆为滚子圆。试在图上画出： （1）凸轮的基圆；
（2）从动件在B点的压力角，并指出凸轮的转动方向；
（3）从动件在B位置时，滚子与凸轮的实际廓线的接触点Bk 。
25
57．试设计一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构。已知凸轮顺时针方向回转．凸轮回转中心们于从动件导D
轨右侧．偏距e＝10 turn，基圆半径； r。＝20 mm：磙子半径rr＝5mm从动件位移运动规律如囹所示。
（1） 画出凸轮实际轮廓曲线； （2） 确定所设计的凸轮是否会
产生运动失真现象，并提出为了避免运动失真可采取的措施。
5．3 规律总结
要画凸轮轮廓线，从动规律先决定； 转角坐标定位移，等分基圆相对应。 反转方法加行程，便可连成轮廓形； 作图检验压力角，工作图上标向径。
第6章 齿轮机构极其设计
6．1 内容提要
齿轮机构是一种高副机构，其传动平稳可靠、效率高，已被广泛应用。本章主要解决的问题是在掌握齿廓啮合基本理论的基础上，确定渐开线齿轮传动的基本尺寸及其设计方法。 本章主要内容是：
二．齿轮机构的分类；
2．齿廓啮合基本定律与共轭齿廓； 3．渐开线及渐开线齿廓；
4．渐开线标准直齿圆柱齿轮及其啮合传动； 5．渐开线齿廓的切制及变位齿轮；
6。斜齿圆柱齿轮传动、蜗杆传动、圆锥齿轮传动。
本章重点内容是齿廓啮合基本定律；渐开线性质；渐开线标准直齿圆柱齿轮及其啮合传动；渐开线齿廓的切制及变位齿轮；斜齿圆柱齿轮传动、蜗杆传动及圆锥齿轮传动的特点。
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本章的难点是渐开线性质、渐开线齿轮传动的正确啮合条件与连续传动条件、齿廓的切制及变位齿轮等。
6．2 直齿圆柱齿轮实训题
6．2．1填空题
1．渐开线直齿圆柱齿轮传动的主要优点为 和 。
2．渐开线齿廓上K点的压力角应是 所夹的锐角，齿廓上各点的压力角都不相等，在基圆上的压力角等于 。
3．满足正确啮合条件的一对渐开线直齿圆柱齿轮，当其传动比不等于贝时，它们的齿形是 的。
4．一对渐开线直齿圆柱齿轮无齿侧间隙的条件是 。 5．渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是 。
6．一对渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动时，两轮的 圆总是相切并相互作纯滚动的，而两轮的中心距不一定总等于两轮的 圆半径之和。 7．当一对外啮合渐开线直齿圆柱标准齿轮传动的啮合角在数值上与分度圆的压力角相等时，这对齿轮的中心距为 。
8．按标准中心距安装的渐开线直齿圆柱标准齿轮，节圆与 ，啮合角在数值上等于 上的压力角。
9．相啮合的一对直齿圆柱齿轮的渐开线齿廓，其接触点的轨迹是一条
线。
10．渐开线上任意点的法线必定与基圆 ，直线齿廓的基圆半径为 。 11．渐开线齿轮的可分性是指渐开线齿轮中心距安装略有误差时， 。
12．共轭齿廓是指一对 的齿廓。
13．用范成法加工渐开线直齿圆柱齿轮，发生根切的原因是 。 14．齿条刀具与普通齿条的区别是 。 15．Ha*=1，a=20o的渐开线标准直齿圆柱齿轮不发生根切的最少齿数为 。 16．直齿圆柱齿轮的法节是指 。它在数值上等于 齿距。 17．当两外啮合直齿圆柱标准齿轮啮合时，小齿轮轮齿根部的磨损要比大齿轮轮齿根部的磨损 。
18．一对渐开线直齿圆柱标准齿轮传动，当齿轮的模数m增大一倍时，其重合度 ，各齿轮的齿顶回上的压力角a。 ，各齿轮的分度圆齿厚s 。 19．用范成法切制渐开线齿轮时，为了使标准齿轮不发生根切，应满足 。 20．用标准齿条插刀加工标准齿轮时，是刀具的 线与轮坯的 圆之间作纯滚动；加工变位齿轮时，是刀具的 线与轮坯的 圆之间作纯滚动。
21．在模数、齿数、压力角相同的情况下，正变位齿轮与标准齿轮相比较，下列参数的变
化是：齿厚 ；基圆半径 ；齿根高 。
22．一个负变位渐开线直齿圆柱齿轮同除变位系数外的其它基本参数均相同的标准齿轮相比较，其 圆及 圆变小了，而 圆
及 圆的大小则没有变。
27
6．2．2 判断题 23．一对外啮合的直齿圆柱标准齿轮，小轮的齿根厚度比大轮的齿根厚度大。（ ）
24．一对渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是Pb1；一Pb2（ ） 25．一对能正确啮合传动的渐开线直齿圆柱齿轮，其啮合角一定为200。（ ） 26．一对直齿圆柱齿轮啮合传动，模数越大，重合度也越大。（ ）
27．一对相互啮合的直齿圆柱齿轮的安装中心距加大时，其分度圆压力角也随之加大。（ ）
28．标准直齿圆柱齿轮传动的实际中心距恒等于标准中心距。（ ） 29渐开线直齿圆柱齿轮同一基圆的两同向渐开线为等距线。（ ）
30．一个渐开线圆柱外齿轮，当基圆大于齿根圆时，基圆以内部分的齿廓曲线，都不是渐开线。（ ）
31．对于单个齿轮来说，节圆半径就等于分度圆半径。（ ） 32．共轭齿廓就是一对能满足齿廓啮合基本定律的齿廓。（ ）
33．在渐开线齿轮传动中，齿轮与齿条传动的啮合角始终与分度圆上的压力角相等。（ ）
34．范成法切削渐开线齿轮时，一把模数为m、压力角为a的刀具可以切削相同模数和压力角的任何齿数的齿轮。（ ） 35．一对正传动的渐开线直齿圆柱齿轮传动中，也可以有负变位齿轮。（ ） 37．齿数、模数分别对应相同的一对渐开线直齿圆柱齿轮传动和一对斜齿圆柱齿轮传动，后者的重合度比前者要大。（ ）
6．2．3 选择题
38．已知一渐开线标准直齿圆柱齿轮，齿数Z＝25，齿顶高系数h 2 一1，齿顶回直径da=135 mm，则其模数大小应为＿。
A．2 mm B．4 mm C．5 mm D．6 mm
39．齿轮齿廓上的渐开线在＿上的压力角、曲率半径最小。 A．根圆 B．基圆 C．分度圆
40．一对渐开线直齿圆柱齿轮的啮合线切于．＿。 A．两分度圆 B．两基圆 C．两齿根圆
41．一对直齿圆柱齿轮的中心距＿等于两分度圆半径之和，但＿等于两节 圆半径之和。
A．一定 B．不一定 C．一定不
42．用标准齿条刀具加工正变位渐开线直齿圆柱外齿轮时，刀具的中线与齿轮的分度圆 。
A．相切 B．相割 C．相离
43．渐开线齿轮的标准压力角可通过测量 求得。 A分度圆齿厚 B．齿距 C．公法线长度
44．一对渐开线直齿圆柱齿轮传动，节点附近的滑动速度 。 A．最大 B．最小
45．在一对渐开线直齿圆柱齿轮传动过程中，齿廓接触处所受的法向作用力＿ 。
A．不断增大 B．不断减小 C．保持不变
46．一对渐开线直齿圆柱齿轮传动时，如重合度等于豆，这时实际啮合线的
28
长度等于 。
A．基圆周节B．分度圆周节C．节圆周节
47．用滚刀切制Z=90，a＝200 ha*＝1的渐开线直齿圆柱齿轮，变位系数X= —2，则 。
A．产生根切B．不产生根切
6·2．4 问答题
48．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？
49．为了实现定传动比传动，对齿轮的齿廓曲线有什么要求？ 50．渐开线直齿圆柱标准齿轮的分度圆具有哪些特性？ 51．一对渐开线直齿圆柱齿轮传动中齿廓之间是否有相对滑动？一般在齿廓的什么位置相对滑动较大？什么位置无相对滑动？
6．2．5 计算题
52．当a＝20 0 h a*＝l，c*＝0．25时，若渐开线直齿圆柱标准齿轮的齿根圆和基圆相重合，其齿数应为多少？又当齿数大于以上求得的齿数时，试问基圆与齿根圆哪个大？
53．已知正在用滚刀加工的渐开线直齿圆柱标准齿轮的模数 m＝2 mm，加工中测量的公法线长度为 Wk＝22．31 mm，其标准公法线长度应为 Wk=21．42 mm。试问还须要多大的径向进刀量才能完成加工？
54．试设计一渐开线外啮合直齿圆柱齿轮传动，其压力角 a＝200，h a*＝l 在下列情况下，应考虑设计成何种传动类型？并简述理由。
（1）Z1= 16，Z2= 38，模数 m=4mm，中心距a’＝108 mm； （2）Z1= 12，Z2= 20，，模数 m=4mm，中心距不限制； （3）中心距 a’＝100 mm，模数 m＝4 mm，要求传动比 i12。=2.5。 55．若一对直齿圆柱齿轮传动的重合度e＝1．34，试说明若以啮合点移动一个基圆周节Pb为单位，啮合时有多少时间为一对齿，多少时间为两对齿，试作图标出单齿啮合区域，并标明区域长度与Pb的关系。
56．有一标准直齿圆柱齿轮与齿条传动，已知Z1= 20 mm，m＝10 mm，a—200，h a*＝l若安装时将分度圆与中线移开5mm，试用图解法求： （1）实际啮合线段B1B2长度； （2）重合度e； （3）顶隙C；
（4）分度圆方向侧隙Δ。
57．已知渐开线直齿圆柱外齿轮分度圆压力角a—200，并已测得跨7齿和跨8齿的公法线长度 W7= 60．08 mm，Ws＝68．94 mm。试确定该齿轮的模数。
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6．3 斜齿圆柱齿轮实训题
6．3．1 填空题
58．渐开线斜齿圆柱齿轮的法面模数与端面模数的关系是 ，法面齿顶高系数与端面齿顶高系数的关系是 。
59．在斜齿圆柱齿轮传动中，除了用变位方法来凑中心距外，还可用 来凑中心距。
60．斜齿轮在 上具有标准模数和标准压力角。
61．已知一斜齿圆柱齿轮的齿数Z= 24，螺旋角β=12°，则它的当量齿数Zv=
62．渐开线斜齿圆柱齿轮的标准参数在 面上；在尺寸计算时应 按 面参数代人直齿轮的计算公式。
63．渐开线斜齿圆柱齿轮的当量齿数计算公式为Zv＝ 。 64．在斜齿圆柱齿轮传动中，为不使轴向力过大，一般采用的螺旋角β= 。 65．外啮合斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件是 。
66．用仿型法切削斜齿圆柱齿轮时，应按 齿数来选择刀号。 67．斜齿圆柱齿轮的重合度将随着 和 的增大而增大。 68．一对斜齿圆柱齿轮传动的重合度由 两部分组成，斜齿轮的当量齿轮是指 的直齿轮。
6．3．2 判断题
69．齿数少于17的正常齿制斜齿圆柱齿轮用范成法加工时，一定会发生根切。（ ）
70．一对斜齿圆柱齿轮啮合传动时，轮齿接触线平行于齿轮轴线。（ ） 71．一对能正确啮合传动的渐开线斜齿圆柱齿轮的端面模数一定相等。（ ） 72．斜齿圆柱齿轮不产生根切的最小齿数肯定比相同参数的直齿圆柱齿轮不产生根切的最少齿数要少。（ ） 73．一对外啮合斜齿圆柱齿轮正确啮合的条件是两斜齿圆柱齿轮的端面模数和压力角分别相等，螺旋角大小相等，旋向相同。（ ）
74．若斜齿圆柱齿轮A比直齿圆柱齿轮B的齿数少得多，但轮A的法面模数、压力角与轮B的模数、压力角相同，则这两个齿轮还是可能用同一把齿轮滚刀加工的。（ ）
75．在斜齿圆柱齿轮传动中，为满足给定的中心距，只能采用移距变位法。（ ）
76．从端面看，渐开线斜齿圆柱齿轮传动是渐开线啮合。（ ） 77．斜齿圆柱齿轮法面上的齿廓曲线理论上应该是渐开线。（ ）
6．3．3 选择题
78．渐开线斜齿圆柱齿轮分度圆上的端面压力角 法面压力角。 A．大于 B．小于 C．等于
79．斜齿圆柱齿轮基圆柱上的螺旋角ph与分度回上的螺旋角产相比 。 A．βb＞β B．βb=β C．βb＜β
80．一对渐开线斜齿圆柱齿轮在啮合传动过程中，一对齿廓上的接触线长度是 变化的。
A．由小到大逐渐 B.由大到小逐渐
30
C．由小到大再到小逐渐 D．始终保持定值
81．斜齿圆柱齿轮的模数和压力角之标准值是规定在轮齿的＿＿。 A．端截面中 B．法截面中 C．轴截面中 82．增加斜齿轮传动的螺旋角，将引起 。
A．重合度减小，轴向力增加 B．重合度减小，轴向力减小 C．重合度增加，轴向力减小 D．重合度增加，轴向力增加
83．用齿条型刀具加工，an＝20°，ha* =1，β=30°的斜齿圆柱齿轮时不根切的最少齿数是 。
A．17 B．14 C．12 D.26
84．一个压力角为an一20”的正常齿制标准斜齿轮，已知其当量齿轮的基圆半径与斜齿轮的分度圆半径相等，则该斜齿轮的螺旋角β≈ 。（四舍五入）
A．8° B．14° C．18° D．20° 6．3．4 问答题
85．试述外啮合渐开线斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件及连续传动条件。
86．何谓斜齿轮的当量齿轮？对于螺旋角为p，齿数为Z的斜齿圆柱齿轮，试写出其当量齿数的表达式。
87．简述渐开线标准斜齿圆柱齿轮当量齿数的用途。 88．与直齿轮传动相比较，斜齿轮传动的主要优点是什么，并简述其理由。
6．3．5 计算题
89．有一对标准斜齿圆柱齿轮传动，已知Z1=25， Z2=99，mn＝3．5 mm，an一 20°中心距m＝225mm ，试问螺旋角β=？ 90．已知一对标准斜齿圆柱齿轮传动，Z1= 15，Z2＝20，hn= 4 mm，an= 20°，β= 15°，
试求齿轮传动的中心距。 91．已知一对斜齿圆柱齿轮传动，Z1= 18 ，Z2＝36 ，mn=2.5，a＝68 mm，an=20°，h*an=1，c*n=0.25。试求： （1）这对斜齿轮螺旋角β；
（2）两轮的分度圆直径d1，d2和齿顶圆直径da1、da2 。
92．已知一外啮合渐开线标准斜齿圆柱齿轮的参数为：Z1= 27 ，Z2＝60 ，mn=3，an=20°，h*an=1，c*n=0.25。试求：
（1）两轮的分度回直径、齿顶圆直径和齿根圆直径； （2）两轮的标准中已距a。（cos8°6ˊ34?＝0.9900；sin8°6ˊ34?＝0．141064）
93．设一对斜齿圆柱齿轮传动的参数为：mn ＝5 mm，an=20°，Z1= 25，Z2＝40，试计
算当β=20°时的下列值：（1）mt（2）at（3）dl，d2（4）a
31
6．4 蜗杆机构实训题
6.4.1 空题
94．蜗轮蜗杆传动的标准中心距a= 。
95．蜗杆分度圆直径用公式 dl=mq计算，其中q称为蜗杆的 。
96．如图示蜗轮蜗杆传动中，蜗杆的转向应为 时针。 97．阿基米德蜗杆的模数m取 面值为标准值。 98．蜗杆蜗轮传动时，轮齿之间是 接触。
99．阿基米德蜗杆的轴截面齿形为 ，而端面齿形为。 100．图示蜗杆传动中，蜗杆、蜗轮的转向如图。蜗杆齿的螺旋方向是 ，
蜗轮齿的螺旋方向是 。
101．蜗杆蜗轮传动的正确啮合条件是 。
102．在蜗杆传动中，当蜗轮主动时的自锁条件为 。
6．4．2 判断题
103．蜗杆的分度圆直径为 dl=mZ1，蜗轮的分度圆直径为d2＝mZ2 。（ ） 104．蜗轮和蜗杆轮齿的螺旋方向一定相同。（ ）
105．和斜齿轮相似，蜗轮的齿向也有螺旋角β，因此蜗轮的法面模数应为标准值。（ ）
106．自锁的蜗杆蜗轮机构中，蜗杆不能反向旋转来驱动蜗轮。（ ） 107．蜗轮的螺旋角尸。一定等于蜗杆的螺旋升角λ1。（ ） 108．蜗杆蜗轮传动中，蜗轮与蜗杆的旋向相同，且它们的螺旋角相等。（ ）
6．4．3 选择题
109．阿基米德蜗杆 上的廓线是直线， 上的廓线是阿基米德螺旋线。
A．法面 B．端面 C．轴面 110．在蜗杆蜗轮传动中，轮齿间的啮合是＿。 A．点接触 B．线接触 C．面接触 111．蜗轮和蜗杆轮齿的螺旋方向＿。
A．一定相同 B．一定相反 C．既可相同，亦可相反
6．4．4 计算题
113．经测量得知：一阿基米德蜗杆蜗轮传动的中心距a＝48 mm，蜗杆顶圆直径 da1＝30 mm，齿数（头数）Zl＝1，蜗轮的齿数Z2= 35。试确定： （1）蜗杆的模数m，蜗杆的直径系数q； （2）蜗杆和蜗轮分度圆的直径d1，d2。
114．一标准圆柱蜗杆蜗轮传动中，已知蜗杆头数Zl= 2，蜗轮齿数Z2= 40，压力角a= 20o，蜗轮分度圆直径 d2=320mm。，标准中心距a＝192。，蜗杆与蜗轮间的摩擦因数f=0.08试求：
（1）蜗杆的轴面模数mx1，蜗轮的端面模数mt2； （2）蜗杆的直径系数q及分度圆直径d1； （3）蜗杆的轴面周节p，导程L及升角λ； （4）蜗杆主动时的蜗杆蜗轮啮合效率η。
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6．5 直齿圆锥齿轮实训题 6．5．1 填空题
115．一对直齿圆锥齿轮传动的正确啮合条件是 ， 。
116．标准渐开线直齿圆锥齿轮的标准模数和压力角定义在 端。 117．渐开线直齿圆锥齿轮压力角a＝20o时，正常齿制的齿顶高系数＿， 顶隙系数C* = 。
118．渐开线圆锥齿轮的齿廓曲线是 ，设计时用 上的渐开线来近似地替它。
6．5．2 判断题
119．直齿圆锥齿轮机构可以传递两交错轴之间的运动和动力。（ ） 120与圆柱直齿轮一样，正常齿制的渐开线直齿圆锥齿轮的齿顶高系数h*a==1，顶隙系数C*＝0．25。（ ）
121．直齿圆锥齿轮背锥上的齿廓曲线是球面渐开线。（ ）
第7章 轮系机构及其设计 7．1 内容提要
由多对齿轮组成的齿轮传动系统称齿轮系。 本章主要内容是： 1．轮系的分类；
2．轮系传动比的计算；
3．行星轮系各轮齿数的确定。
本章重点内容是轮系传动比的计算。本章难点是周转轮系传动比的计算。
7．2 实 训 题
7．2．1 填空题 1．平面定轴轮系传动比的大小等于 ；从动轮的回转方向可用 方法来确定。
2．所谓定轴轮系是指 ，而周转轮系是指 。
3．在周转轮系中，轴线固定的齿轮称为 ；兼有自转和公转的齿轮称为 ＿ ；而这种齿轮的动轴线所在的构件称为 。
4．行星轮系齿数与行星轮数的选择必须满足的四个条件是① 条件、② 条件、③ 条件、④ 条件。
7．2．2 判断题
5．定轴轮系的传动比等于各对齿轮传动比的连乘积。（ ） 6．周转轮系的传动比等于各对齿轮传动比的连乘积。（ ）
7．行星轮系中若系杆为原动件可驱动中心轮，则反之不论什么情况，以中心轮为原动件时也一定可驱动系杆。（ ）
7．2．3 计算题
33
8．在图示轮系中，已知：蜗杆为单头且右旋，转速n1=1440r／min，转动方向如图示，其余各轮齿数为：Z2= 40 ，Z2’＝20 ，Z3＝30 ，Z3’＝18，Z4＝54试：
（1）说明轮系属于何种类型； （2）计算齿轮4的转速n4；
（3）在图中标出齿轮4的转动方向。
9．在图示轮系中，所有齿轮均为标准齿轮，又知齿数Z1= 30 ,Z4= 68试问： （1）Z2=？， Z2=？；
（2）该轮系属于何种轮系？
10．在图示轮系中，根据齿轮1的转动方向，在图上标出蜗轮4的转动方向。 11．在图示的轮系中，已知各轮齿数为Z1= Z2＝Z3= Z5＝Z6= 20已知齿轮1、4、5、7为同轴线，试求该轮系的传动比i17。
12在图示万能刀具磨床工作台横向微动进给装置中，运动经手柄输人，由丝杆传给工作台。已知丝杆螺距 P=50 mm，且单头。Z1= Z2＝19, Z3=18， Z4= 20，试计算手柄转一周时工作台的进给量S。
13．在图示行星搅拌机构简图中，已知引Z1= 40 ，Z2＝20，ω＝ 31 rad/s方向如图。试求：
（1）机构自由度F；
34
（2）搅拌轴的角速度ωF及转向。
14．图示磨床砂轮架微动进给机构中，Z1= Z2＝Z4=16, Z3= 48，丝杠导程s＝4mm。则慢速进给时，齿轮1和齿轮2啮合；快速退回时，齿轮1与内齿轮4啮合，求慢速进给过程和快速退回过程中，手轮转一圈时，砂轮横向移动的距离各为多少？如手轮圆周刻度为200格，则满苏静诶是，每格砂轮架移动量为多少？
15．图示轮系中，Z1=Z3=25，Z5＝100， Z2＝Z4= Z6= 20，试区分哪些构件组成定轴轮系？哪些构件组成周转轮系？哪个构件是转臂H？传动比i16？
16．在图示的轮系中，已知齿轮 1的转速 n1＝120 r／min，转向如图所示，而且 Z1=40，Z2=20 求： （1）Z3=？
（2）n3＝0时，齿轮2的转速n2＝？（大小和转向）
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（3）n2＝0时，齿轮3的转速n3＝？（大小和转向）
17在图示轮系中，已知Z1= 34，Z2= Z3＝20，Z3为一宽齿轮，同时和2及4轮啮合，求传动比iAB 。
18．图示轮系中，已知各轮的齿数为Z1= 25，Z2= 20，Z3= 36，Z4= 18，Z5= 19，Z6= 76，求传动比iAB。
19．已知图示轮系中各轮的齿数Z1= 20，Z2= 40，Z3= 15，Z4= 60，轮1的转速为n1＝120 r／min，转向如图。试求轮 3的转速 n3的大小和转向。 20．在图示轮系中，已知各轮齿数为Z1=22，Z3=88，Z4= Z6。试求传动比i16。
21．在图示轮系中，已知各齿轮的齿数Z1、Z2、，Z3、Z4、、Z4 、Z5，A、和轴B的转速为nA和nB，，且它们的转向相同。试求轴C的转速nC的大小。
‘
‘
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22．在图示轮系中，已知各齿轮的齿数Z1= 20，Z2= 30，Z3= 40， Z5= 20，Z4= Z618，试求该轮系的传动比 i16并说明轮 1与轮 6转向的异同（画图说明）。
23.计算图示轮系的传动比～。，并确定输出杆H的转向。已知各轮齿数Z1= 1，Z2’= 24，Z3= 72，Z3’= 18，Z4= 114， 蜗杆左旋，n1转向如图示。
24．在图示轮系中，单头右旋蜗杆1的回转方向如图，各轮齿数分别为Z2’= 15，Z2=37，Z3= 25，Z3’= 20，Z4= 60，蜗杆1的转速n1＝1450r／min，方向如图。试求轴B的转速 nB的大小及方向。
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第8章 机械的运转及其速度波动的调节
8．1 内容提要
本章主要内容是：
1．机器的运转过程；
2．机器等效力学模型与等效量的计算； 3．机器运转速度的波动与调节。
8．2 实 训 题
8．2．1 判断题
10．为了使机器稳定运转，机器中必须安装飞轮。（ ）
11．机器中安装飞轮后，可使机器运转时的速度波动完全消除。（ ） 12．为了减小飞轮的质量，最好将飞轮安装在转速较高的轴上。（ ） 13．机器作稳定运转，必须在每一瞬时驱动功率等于阻抗功率。（ ） 14．机器等效动力学模型中的等效质量（转动惯量）是一个假想质量（转动惯量），它不是原机器中各运动构件的质量（转动惯量）之和，而是根据动能相等的原则转化后计算得出的。（ ）
15．为了调节机器运转的速度波动，在一台机器中可能需要既安装飞轮，又要安装调速器。（ ）
8．2．2 选择题
16．在机械稳定运转的一个运动循环中，应有 。 A．惯性力和重力所作之功均为零
B．惯性力所作之功为零，重力所作之功不为零 C．惯性力和重力所作之功均不为零
D．惯性力所作之功不为零，重力所作之功为零
17机器运转出现周期性速度波动的原因是 。 A．机器中存在往复运动构件，惯性力难以平衡 B机器中各回转构件的质量分布不均匀
C在等效转动惯量为常数时，各瞬时驱动功率和阻抗功率不相等，但其平
均值相等，且有公共周期
D．机器中各运动副的位置布置不合理
18．机器中安装飞轮的一个原因是为了 。 A．消除速度波动 B．达到稳定运转 C．减小速度波动
D．使惯性力得到平衡，减小机器振动
19为了减小飞轮的质量，飞轮最好安装在 。
A．等效构件上B．转速较低的轴上C．转速较高的轴上D．机器的主轴上 20．图示传动系统中，已知Z1= 20，Z2= 60，Z3=20，Z4=80，如以轮1为等
效构件，则齿轮4的等效转动惯量将是它自身转动惯量的＿。 A．12倍 B．144倍 C．1／12 D．1／144
38
8．2．4 问答题
22．试述机器运转过程中产生周期性速度波动及非周期性速度波动的原因，以及它们各自的调节方法。
23．通常，机器的运转过程分为几个阶段？各阶段的功能特征是什么？何谓等速稳定运转 和周期变速稳定运转？
24．何谓机器的周期性速度波动？波动幅度大小应如何调节？能否完全消除周期性速度波动？为什么？
8．2．5 计算题
25．在图示曲柄滑块机构中，设已知各构件的尺寸、质量m、质心位置S、转动惯量Js构件 1的角速度ω1。又设该机构上作用有常量外力（矩）M1、R3、F5。（1）。试：
写出在图示位置时，以构件只为等效构件的等效力矩和等效转动惯量的计算式。（2）等效力矩和等效转动惯量是常量还是变量？若是变量则需指出是机构什么参数的函数，为什么？
26．图示为对心对称曲柄滑块机构，已知曲柄 OA＝OA＝r，曲柄对 O轴的转动惯量为J1，滑块B及B’的质量为m，连杆质量不计，工作阻力F=F’，现以曲柄为等效构件，分别求出当Ψ＝90o时的等效转动惯量和等效阻力矩
——
第9章 机械的平衡
9．1 内容提要
机器运转时，无论是作转动的回转构件（或称转子），还是作平面运动的构件，都要产生惯性力，为了消除惯性力的不良影响，需要设法对构件的不平衡惯
39
性力加以消除或减小，亦即对机械进行平衡。 本章主要内容是：
1．刚性转子的静平衡计算； 2．刚性转子的动平衡计算； 3．刚性转子的平衡实验； 4．平面机构的平衡。
本章的重点内容是刚性转子的平衡条件及计算；本章的难点是刚性转子的动平衡计算。
9．2 实 训 题
9．2．1空题
1．研究机械平衡的目的是部分或完全消除构件在运动时所产生的 ，减少或消除在机构各运动副中所引起的 力，减轻有害的机械振动，改善机械工作性能和延长使用寿命。
2．回转构件的直径 D和轴向宽度b之比D八符合 条件或有重要作用的回转构件，必须满足动平衡条件方能平稳地运转。如不平衡，必须至少在 个校正平面上各自适当地加上或去除平衡质量，方能获得平衡。 3．只使刚性转子的 得到平衡称静平衡，此时只需在 平衡平面中增减平衡质量；使 同时达到平衡称动平衡，此时至少要
在 个选定的平衡平面中增减平衡质量，方能解决转子的不平衡问题。 4．刚性转子静平衡的力学条件是 ，而动平衡的力学条件是 。 5．符合静平衡条件的回转构件，其质心位置在 。静不平衡的回转构件，由于重力矩的作用，必定在 位置静止，由此可确定应加上或去除平衡质量的方向。
6．图a、b、c中，为总质心，图 中的转子具有静不平衡，图 中的转子是动不平衡。
7．机构总惯性力在机架上平衡的条件是 。
8．连杆机构总惯性力平衡的条件是 ，它可以采用附加平衡质量或者附加 等方法来达到。
9．2．2 问答题
26．为什么说经过静平衡的转子不一定是动平衡的，而经过动平衡的转子必定是静平衡的？
27．举出工程中需满足静平衡条件的转子的两个实例，需满足动平衡条件的转子的三个实例。
28．何谓转子的静平衡及动平衡？对于任何不平衡转子，采用在转子上加平衡质量使其达到静平衡的方法是否对改善支承反力总是有利的？为什么？
29．刚性转子动平衡中提到的不平衡惯性力偶矩与转子的惯性力偶矩M一Jsa是否相同？为什么？
9．2．3 计算题
30．如图所示一单缸卧式煤气机，在曲柄轴的两端装有两个飞轮A和B。已知曲柄半径R＝250 mm及换算到曲柄销 S的不平衡质量为50 kg。欲在西飞轮上各装一平衡质量 mA和 mB，其回转半径 r＝600mm，试求mA和 mB的大小
40
和位置。
31．图示盘形回转件上存在三个偏置质量，已知 ml＝10 kg，m2＝ 15 kg，m3＝10 kg，rl＝50mm。，r2＝100mm。，r3=70mm。，设所有不平衡质量分布在同一回转平面内，问应在什么方位上加多大的平衡质径积才能达到平衡？
第10章 其它常用机构及其设计
10．1 内容提要
在各种机械与仪表中，除连杆机构、凸轮机构、齿轮机构外，还经常要用到棘轮机构。槽轮机构、万向铰链机构、螺旋机构、凸轮式间歇运动机构、不完全齿轮机构等，本章主要介绍这些机构的组成、工作原理及其运动设计的要点。 本章主要内容是： 1．棘轮机构； 2．槽轮机构；
3．万向铰链机构； 4．螺旋机构。
本章的重点是上述四种机构的运动特点。对于凸轮式间歇运动机构、不完全齿轮机构等，只需作一般了解。
10．2 实 训 题 10．2．14空题
1、将连续回转运动转换为单向间歇转动的机构有 、 。 。 2．当原动件作等速转动时，为了使从动件获得间歇的转动，则可以采用 ＿ 机构。（写出三种机构名称。）
3．欲将一匀速回转运动转变成单向间歇回转运动，采用的机构有 、 ＿ 、 等，其中间歇时间可调的机构是 机构。 4．齿式棘轮机构制动爪的作用是 。
5．径向槽均布的槽轮机构槽轮的最少槽数为 。
6．槽数Z＝4的外啮合槽轮机构，主动销数最多应为 。
7．不完全齿轮机构在运动过程中传动比是 ，而槽轮机构在运动过
41
程中传动比则是 。
8．单万向联轴节的转动不均匀系数随两轴夹角p的增大而 。 9传动两相交轴间的运动而又要求两轴间夹角经常变化时可以采用 机构。
10．能实现间歇运动的机构有 、 、 。 11．四槽单销的外槽轮机构的运动系数为 。
12．轮齿式棘轮机构的转角可以 调整.。A．有级 B．无级
10．2．2 判断题
13．四槽内槽轮机构的运动系数（即槽轮运动时间与主动拨盘转一周的总时间之比）是0.75（ ）
14．单销外槽轮机构的运动系数总是小于0．5。（ ）
15．在满足所需的安装条件时，双万向铰链机构的主动轴、中间轴和从动轴的转速相等，即ω1＝ω2＝ω3。（ ） 16．差动螺旋机构中，当两个螺旋旋向相同时，从动螺母的位移速度就较快。（ ）
10．2．3 选择题
17．单万向联轴节的主动轴1以等角速度。1二157．081业转动，从动轴2的最大瞬时角速度ω2max ＝181．382 rad／s，则两轴夹角 a为：＿。 A．300 B．600 C。15030’ 18．只有一个曲柄销的外槽轮机构，槽轮运动的时间和停歇的时间之比为＿。 A．大于1 B．等于1 C．小于1
19．在圆销数目为互的外槽轮机构中，径向槽数目应不小于3；该槽轮机构槽轮的运动时间总是 静止时间。 A．大于 B．小于
20．用单万向节传递两相交轴之间的运动时，其传动比为变化值；若用双万向节时，其传动比、。
A．是变化值 B．一定是定值 C．在一定条件下才是定值
10．2．4 问答题
21．图示为一摩擦式单向离合器，若以构件1为原动件，试问构件1在什么转向下能带动构件3同速转动？在什么转向下构件1不能带动构件3转动？ 22．实现间歇转动的机构有哪几种？哪一种较适用于高速情况？为什么？ 23．如图所示，轴l、2用万向联轴节A相联，轴2、3用万向联轴节B相联，l、2轴线所在平面与2、3轴线所在平面相互垂直。试问：欲使轴1与轴3的角速度相等，须满足哪些条件
42
10．2．5 计算题
24．有一外啮合槽轮机构，已知槽轮槽数Z＝ 6，槽轮的停歇时间为1s，槽轮的运动时间为2S。求槽轮机构的运动特性系数及所需的圆销数目。
25．某一单销六槽外槽轮机构，已知槽轮停时进行工艺动作，所需时间为20 S，试确定主动轮的转速。
26．某单销槽轮机构，槽轮的运动时间为 IS，静止时间为2 S，它的运动特性系数是多少？槽数为多少？
27．轴 l、2、3三轴线共面，轴 1与轴 2以万向联轴节 A相联，轴 2与 3以万向联轴节 B相联，各叉面位置如图所示。试写出在图示位置时轴3角速度。ω3与轴1角速度ω1以及角aA、aB的关系。
28．图示螺旋机构中，已知螺旋副 A为右旋，导程 LA＝ 2．8 mm；螺旋副 B为左旋，导程LB为3 mm , C为移动副。试问螺杆显转多少转时才使螺母2相对构件3移动 10.6 mm。
10．3 规律总结
时转时停称间歇，棘轮槽轮能实现； 画出齿形和槽形，几何计算应先行。
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第11章 组合机构
11．1 内容提要
本章主要内容为组合机构的组合方式及特点 11．2 实 训 题 11．2．1 选择题
l．生产工艺要求某机构将输人的匀速单向运动，转变为按正弦规律变化的移动输出，一种可供选择的机构是 。
A．齿轮齿条机构B．直动滚子从动件盘形凸轮机构 C．偏置曲柄滑块机构D．螺旋机构
2．要求一工作构件实现单向间歇转动，主动件每转一转的过程中工作构件将沿顺时针方向转过900后停歇一段时间，主动件运动为等速单向转动，可实现该运动的一种机构是
A．曲柄摇杆机构B．单个棘轮机构 C．单个槽轮机构D．单万向联轴节
3．某技术革新项目，需完成将单向连续转动转换成直线往复运动。主、从动件的相对位置和从动件的位移线图如图示，中为主动件转角，为从动件位移，一种可供考虑采用的方案是用 。 A．曲柄滑块机构B．圆柱凸轮机构 C．盘形凸轮机构D．齿轮齿条机构
4．轻工机械中常需从动件作单向间歇运动，下列机构中不能实现该要求的是 。
A．棘轮机构B．蜗形凸轮机构 C．槽轮机构D．摆动导杆机构
5．在一传动中，主、从动件的传动轴线平行，但其轴间距离可能会发生变化，现要求主。从动轴的传动比为定值。一种可供选择的机构是 。 A．平行四边形机构B．齿轮机构
C．十字滑块联轴节D．转动导杆机构
11．2．二 问答题
6．试举出四种能实现两平行轴之间同向匀速转动要求的不同类型的机构。 7．试举出两种能实现主动轴匀速转动，从动轴不等速单向连续转动的机构。 8．何谓机械的工作循环图（也称运动循环图）？ 9．试述机器工作循环圈的功用。
10．试举出主动件作匀速转动，而从动件能实现单向间歇运动的H种不同类型的机构。
11．在转动轴线互相平行的两构件中，主动件作往复摆动，从动件作单向间
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歇转动，若要求主动件每往复一次，从动件转120试问：(1)可采用什么机构？（2）试画出其机构示意图；（3）简单说明设计该机构尺寸时应注意哪几个问题？ 12．设需要传递两垂直交错轴间的运动，使得当主动轴连续匀速转动时，从动轴作往复摆动，并且除在两摆动端点处外均作匀速运动。试问：(1)应采用何种机构来实现？（2）画出其机构示意图。 13．转动轴线平行的两构件，主动件作连续转动，从动件作单向的间歇转动，若要求主动件转一圈中，从动件转动1200然后停歇。试问：(1)可采用什么传动机构？（2）画出其机构示意图；（3）简单说明设计该机构尺寸时应注意哪些问题。
14．某机械的执行构件需作冲程大小可以调节的往复直线运动。试设计含有该执行构件的机构的机构示意图。
15．要求一工作构件实现间歇转动，每次沿顺时针方向转过后停歇。试说明可采用什么机构实现此运动要求？并画出所选机构的示意图。 16．有一小型工件，需要以手动快速压紧或松开，并要求工件被压紧后，在工人手脱离的情况下，不会自行松脱。试确定用什么机构实现这一要求；绘出机构在压紧工件状态时的运动简图，并说明设计该机构时的注意事项。
第12章 机械设计概述
12．1 内容提要
本章的学习要求，首先就是要从总体上建立起机器设计，尤其是机械零件设计的总括 性的概念，即从机器的总体要求出发，引出对机械零件的要求，根据零件的失效形式，拟定出设计准则，在选择出适用的材料后，按一定的步骤，用理论设计或经验设计的方法，设计出机械零件来。这个过程的系统性是很严密的。它对以后各章的学习都具有提纲挚领的作用。 其次，还要掌握对机器和机械零件的基本要求。这些要求不管列出多少条，从本质上讲 却只有两条：1）提高机器总体效益；2）避免失效。第一条要求是相对的，随着科学技术的发展，对总体效益的要求总是不断变化的。第二条要求却是最基本的，即在达到设计寿命前的任何时候，对机器和零件总是有避免失效的要求的。 本章重点是与机械零件设计有关的几节。本章的难点不在于各节的具体内容，而在于对 各节的内容要从总体上以及它们的相互联系上予以理解，了解各节之间在逻辑上的相互关 系。本章的难点还在于本章的内容非常原则而不具体，它的具体化要在以后的各章中才能体 现。
12．2 实 训 题
12．2．1 选择题
1．设计铸件时，在垂直于分型面的表面应有适当的铸造斜度，这是为了 。 A．使零件外形美观B．减轻零件的重量C．减少零件的加工面积D．便于起模 2．对大量生产、形状较复杂、尺寸大的零件，应选择 。
A．自由锻造的毛坯B．冲压毛坯 C．铸造毛坯 D．模锻毛坯 3．对大量生产、强度要求高、尺寸不大、形状不复杂的零件，应选择 。 A．铸造毛坯 B．冲压毛坯 C．模锻毛坯 D．自由锻造毛坯 4从经济方面考虑，单件生产的箱体最好采用。
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A．灰铸铁铸造 B．铸铜铸造 C．钢板铆接 D．钢板焊接
12．2．2 问答题
5降低机器成本主要有哪些措施？
6．选择零件毛坯工艺主要考虑哪些问题？ 7．简述零件装配的结构工艺性。
第13章 机械零件的强度
13．1 内容提要
13．2 实 训 题 13．2．1 选择题
1．零件的工作安全系数为～。 A．零件的极限应力比许用应力 B．零件的极限应力比零件的丁作而十 C．零件的工作应力地体用两个
D．零件的工作应力比零件的极限应力
2．在进行疲劳强度计算时．其极限应力为材料的 。 A．屈服点B．疲劳极限C．强度极限D. 弹性极限 3·碳钢与合金钢是按 来区分的。
A用途不同B．材料的强度 C材料的塑性 D材料的化学成分 4.在高温下，钢材性能变化的趋势是 A．强度降低而硬度增加．B强度降低而塑性增强n C．强度和塑件均降低 D强度和塑性均增强
5．循环特性r＝－l的变应力是 。
A．非稳定性 B．脉动性循环C非对成性循环D对成循环
6．在循环变应力作用下，影响疲劳强度的主要因素是＿。 A．最大应力B．平均应力C．最小应力D．应力幅 7．零件表面粗糙度增加，承载能力＿。 A．降低B．提高C．不变
8．零件的形状、尺寸、结构相同时，磨削加工的零件与精车加工相比，其疲劳强度
A较高B．较低C．相同
9．零件表面经淬火、渗氮、喷九、滚子碾压等处理后，其疲劳强度 。 A．增高B．降低C．不变D．增高或降低视处理方法而定
10．设计铸件时，在垂直于分型面的表面应有适当的铸造斜度，这是为了 。 A．使零件外形美观B．减小零件的质量
C．减少零件的加工面积D．便于起模
11．对大量生产、形状较复杂、尺寸大的零件，应选择 。 A．自由锻造的毛坯B．冲压毛坯 C．铸造毛坯D．模锻毛坯
12．对大量生产、强度要求高、尺寸不大、形状不复杂的零件，应选择 。 A．铸造毛坯B．冲压毛坯C．模锻毛坯D．自由锻造毛坯 13．从经济方面考虑，单件生产的箱体最好采用 。
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A．灰铸铁铸造B．铸铜铸造C．钢板铆接D．钢板焊接
13.2.2 判断题
14．在静应力作用下选取安全系数时，脆性材料应比塑性材料大一些。（ ）
15．由于变应力作用下疲劳极限应力较小，选取安全系数时应较静应力作用时大得多。 （ ）
16．塑性材料不存在疲劳破坏问题。（ ）
17．只有用高副联接才需要考虑接触强度问题。（ ）
18．合金结构钢具有良好的机械性能，设计机械零件时应优先选用。（ ） 19．由于钢材的热处理方法对其弹性模量影响甚小，采用热处理方法来提高零件的刚度 并无实效人（ ）
13．2．3 4空题
20．稳定循环变应力的三种基本形式是 、 和。 21．高副元素表面产生的应力是 应力。
22．零件的疲劳强度与 、 和 等因素有关。
23．接触表面材料由一个表面转移到另一个表面上，这种现象称为＿＿。
24．随着表面粗糙度的增加，零件的实际接触面积 ，而局部压强增大，这将加速磨损，降低零件的疲劳强度。
25.若使机械零件具有良好的工艺性，除要求合理选择毛坯、结构简单合理外，还应规定适当的 及 。
13．2．4 计算题
31，图示某旋转轴直径 d＝80 mrn，受径向力 2 kN，跨距 L ＝＝ 2 m。试计算A点的最大。σmax 图谱。
、
σ
平均应力，应力循环特征系数r,并画出其变应力min, 应力幅σa，
第14章 螺纹联接
14．1 内容提要
本章主要内容有：
1．螺纹联接的基本知识：螺纹和螺纹联接件的类型、结构、特点、标准、应用场合及选用原则，要特别注意普通螺栓联接与铰制孔用螺栓联接在传力＼失效形式、结构及强度计算准则上的不同；
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2．螺纹联接的强度计算，主要是紧螺栓联接的强度计算。要求掌握紧螺栓联接力与变形之间的关系、提高螺栓联接强度的措施； 3．螺纹联接的防松原理及防松装置；
4．螺栓组的受力分析、失效分析及强度计算方法；
5．螺旋传动的基本知识，滑动螺旋传动的设计计算，滚动螺旋传动的工作原理及选择计算。
本章的重点及难点是受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓联接强度计算，多种受力状态 下螺栓组联接的设计计算。 14．2 实 训 题 14．2．1选择题
1．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二矩形螺纹 2．在常用的螺纹联接中，自锁性能最好的螺纹是 。 A三角形螺纹B．梯形螺纹C．锯齿形螺纹D．矩形螺纹 3．当两个被联接件不太厚时，宜采用 。
A双头螺柱联接B．螺栓联接 C．螺钉联接D。紧定螺钉联接
4．当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要经常拆装时，往往采用 。 A．螺栓联接B．螺钉联接
C．双头螺柱联接D．紧定螺钉联接
5．当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常拆装时，往往采用
A．螺栓联接B．螺钉联接
C．双头螺柱联接D．紧定螺钉联接
6．在拧紧螺栓联接时，控制拧紧力矩有很多方法，例如 。
A．增加拧紧力B．增加扳手力臂C．使用指针式扭力扳手或定力矩扳手 7．螺纹联接防松的根本问题在于 。
A．增加螺纹联接的轴向力B．增加螺纹联接的横向力 C．防止螺纹副的相对转动D．增加螺纹联接的刚度
8．螺纹联接预紧的目的之一是 。
A．增强联接的可靠性和紧密性B．增加被联接件的刚性C．减小螺栓的刚性 10．承受预紧力和轴向变载荷的紧螺栓联接，当其螺栓的总拉力F。的最大值和被联接 件的刚度C。；不变时，螺栓的刚度Cb愈小，则 。 A．螺栓中总拉力的变化幅度愈大 B．螺栓中总拉力的变化幅度愈小 C．螺栓中总拉力变化幅度不变
D．螺栓中的疲劳强度降低 I
11·承受预紧力和轴向变载荷的紧螺栓联接，当其螺栓的总拉力凡的最大值和螺栓的 刚度 C。不变时，被联接件的刚度 C。；愈小，则 。l A．螺栓中总拉力的变化幅度愈大】 B．螺栓中总拉力的变化幅度取小D C．螺栓中总拉力的变化幅度不变D D．螺栓疲劳强度愈高 I
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12·承受横向载荷或旋转力矩的紧螺栓联接，该联接中的螺栓 。I A．受剪切作用 B.受拉伸作用I
C·受剪切和拉伸作用 D既可能受剪切，又可能受拉伸作用I
13·对轴向变载荷的紧螺栓联接，在限定螺栓总拉力的情况下，提高螺栓疲劳强度’I 有效措施是 。
A·增大被联接件的刚度 B减小被联接件的刚度 C·增大螺栓的刚度
14·现有一单个螺栓联接，要求被联接件的结合面不分离，假定螺栓的刚度CB与被联件的刚度cm 相等，联接的预紧力 F，现开始对联接施加轴向载荷，当外载荷达到与预紧力F的大小相等时，则 。 A．被联接发生分离，联接失效 B．被联接件即将发生分离，联接不可靠 C．联接可靠，但不能再继续加载
D·联接可靠，只要螺栓强度足够，外载荷”还可继续增加到接近预紧力的两倍l 15·有一气缸盖螺栓联接，若气缸内气体压力在0—2MPA之间循环变化，则螺栓中的应力变化规律为 。
A．对称循环变应力B．脉动循环变应力
C．非对称循环变应力D．非稳定循环变应力
16．在下列四种具有相同公称直径和螺距并采用相同的配对材料的传动螺旋副中，传动效率最高的是＿。
A．单线矩形螺纹B．单线梯形螺纹 C．双线矩形螺纹D．双线锯齿形螺纹
17。拧紧可以使一定公称直径的普通螺栓取得一定大小的预紧力。如果要以比较小的
持拧紧力矩T来得到所要求的预紧力F可采用 。
A．细牙螺纹B．双线螺纹C．加弹簧垫圈
18．当一个承受变载荷的螺栓联接，其螺栓的静强度足够而疲劳强度不足时，应首先考虑采用 来提高其疲劳强度。
A．增加螺栓直径B．提高螺栓材料的屈服强度
C．改用双螺母D。柔性螺栓
19．为了改善螺纹牙上的载荷分布，通常都以＿的方法来实现。
A．采用双螺母 B．采用加高的螺母
C．采用减薄的螺母 D．减少螺栓和螺母的螺距变化差
20．设计紧螺栓联接时，其直径愈小，则许用安全系数应取得愈大，这是由于直径愈
小时
A．螺纹部分的应力集中愈严重 B．加工螺纹时愈易产生缺陷 C．拧紧时愈易拧断
D．材料的力学性能愈不易保证
21．确定紧联接螺栓中拉伸和扭转复合载荷作用下的当量应力时，通常是 按 来 进行计算的。
A．第一强度理论B．第二强度理论 C．第三强度理论D．第四强度理论
22．就螺栓的破坏性质而言，根据统计分析，大约有90％的螺栓属于 。
A．静强度破坏B．疲劳破坏 C．螺纹副松脱D．剪切破坏
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23．当采用镇制孔用螺栓联接承受横向载荷时，螺栓杆受到 作用。 A．弯曲和挤压B．拉伸和剪切 C．剪切和挤压D．扭转和弯曲
24．滑动螺旋传动，其失效形式多为 。 A．螺纹牙弯断B．螺纹磨损 C．螺纹牙剪切D．螺纹副咬死 25．螺纹的公称直径是 。
A．内径B．大径C、中径
26．一螺纹副（螺栓一螺母）相对转动一转时，沿轴线方向的相对位移是 。 A一个螺距B．一个导程 C．导程X头数D．导程／头数
27．联接用螺纹的螺旋线头数是 。 A．1 B．2 C．3 D．4 28．在螺纹联接中，大量采用三角螺纹是因为三角螺纹
A．强度高 B．便于加工 C．效率高 D．自锁性好 29．螺纹的公称牙形角为。，螺纹中的摩擦角为尸，当量摩擦角为p’，螺纹升角为人，则螺纹的自锁条件为 。
A．λ≤a B．λ＞a C．λ≤? D．λ＞?’ 30．在螺纹联接中，同时拧上两个螺母是为了 。 A提高强度 B．增大预紧力 C．防松 D．提供备用螺母 31．拉断是 的主要失效形式。
A．受轴向载荷的普通紧螺栓B．受横向载荷的普通紧螺栓 C．受横向载荷的铰制孔螺栓D．滑动螺旋传动的螺母 32．拉断或疲劳断裂是 的主要失效形式。 A．受轴向载荷的普通紧螺栓B．受横向载荷的普通紧螺栓 C．受横向载荷的饺制孔螺栓D．滑动螺旋传动的螺母 33．压溃或剪断是 的主要失效形式。 A．受轴向载荷的普通紧螺栓B．受横向载荷的普通紧螺栓 C、受横向载荷的铰制孔螺栓D。滑动螺旋传动的螺母 34．磨损是 的主要失效形式。
A．受轴向载荷的普通紧螺栓B．受横向载荷的普通紧螺栓 C、受横向载荷的饺制孔螺栓D．滑动螺旋传动的螺母
35螺栓联接的疲劳强度随被联接件刚度的增大而 。 A提高B．降低
C．不变D．可能提高也可能降低，由结构决定
36．在受预紧力的紧螺栓联接中，螺栓危险截面的应力状态为 。 A．简单拉伸B．纯剪切C．弯扭组合D．拉扭组合
37．在松螺栓联接中，螺栓危险截面的应力状态为 。 A．简单拉伸B．纯剪切C．弯扭组合D．拉扭组合
38．在受轴向载荷的紧螺栓联接中，螺栓受到的载荷是 。 A．预紧力B．预紧力十轴向工作载荷
C．残余预紧十轴向工作载荷D．轴向工作载荷 39．螺栓联接设计中，被联接件与螺母和螺栓头的接触面需要加工的原因是 。 A．使接触面积大些B．不易松脱
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