机械设计基础复习题附答案.doc

单元一 机械结识

习题（一）1．传递，转换 2．运动，制造 3．拟定，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，机构的重要功用在于 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，并能完毕 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
机构图

分析
1机架，2积极；1、2——转动副，2、3——转动副；3、4——移动副；4、1——转动副
1积极，4机架；1、4——转动副；1、2——转动副；2、3——移动副；3、4——移动副
1积极，4机架；1、4——转动副；1、2——转动副；2、3——移动副；3、4——转动副
机构运动简图

表2-2 平面机构自由度计算的分析实例
图例
①
②
③

复合铰链
无
无
无
局部自由度
滚子B
B处滚子

虚约束
DF杆、CG杆之一；K、K´之一
1、2间高副之一；2、3（消除滚子后）间高副之一
3、4构件之一（轨迹重合）
运动副分析
凸轮、滚子间为高副，其他运动副为低副
1杆和2构件之间、2杆和3构件之间均为一个高副
低副机构
运动副计算
F=3n-2PL-PH
=3×6-2×8-1=1
F=3n-2PL-PH
=3×4-2×4-2=2
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所示机构是否具有拟定运动？并提出改善方案。
本题类型常用对策：
①增长积极构件的数目；
②增长约束的数目

图2-2 a 题图 b改善方案图1 c改善方案图2
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为积极构件数），无拟定运动
若使机构有拟定运动，必须F=W。改善方法有两种：一是增长一个原动件使W=2（见改善方案1图所示）；二是增长带一个平面低副的构件使F=1（见改善方案2图所示）

【例2-3】山东省2023年专升本题题意：如图2-3a)所示的平面机构设计是否合理，如不合理应如何改正？
答：计算自由度F=3n-2PL-PH=3×5-2×7-1=0；
分析：转动副D处为转动副和移动副的交汇点而无法运动→系统不能运动
本题类型常用对策：
①增长一个带一低副的构件；
②减少约束的数目
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处增长一个带一个低副的低副构件，图示b
措施2——E处增长一个带一个低副的低副构件，图示c
措施3——G处增长一个带一个低副的低副构件，图示d
措施4——D处增长一个带一个低副的低副构件，图示e
措施5——D处设立为一个高副（减少一个约束），图示f

图2-3a)题图 b)措施1图 c)措施2图

d)措施3图 e)措施4图 f)措施5图

【例2-4】试绘制图2-4a)所示机构的机构示意图，并计算自由度。如结构上有错误，请指出，并提出改善方法，画出对的的示意图。
解：分析方法与【例2-3】类似，不再赘述。机构示意图见图b)所示，计算自由度F=3n-2PL-PH=3×4-2×6=0，结构错误。改善后对的的示意图见图c)、图d)、图e)所示。

图2-4a)题图 b)机构示意图 c)改善办法图1 d)改善办法图2 e)改善办法图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．简朴 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．机构具有拟定运动的充足和必要条件是 。
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． 保存了2个自由度，带进了1个约束。
A．转动副 B．移动副 C．转动副与移动副 D．高副
2．两个以上的构件共用同一转动轴线所构成的转动副构成 。
A．复合铰链 B．局部自由度 C．虚约束
3．由K个构件形成的复合铰链应具有的转动副数目为 。
A．K-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

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

【例3-1】某铰链四杆机构如图3-1所示。问：（1）a取不同值可得到哪些机构？（2）a分别取何值可得到这些机构？

图3-1
解：（1）由于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性简表
序号
机构名称
机构简图
积极构件输出构件
运动特性
备注（应用举例）
急回特性（极位夹角θ）
压力角(αmax)或传动角(γmin)
止点（死点）位置
1
曲柄摇杆机构

1积极
3输出
一般有（1、2共线时判）
αmax(或γmin)（1、4共线时判）
无
棘轮驱动机构
3积极
1输出
无
有死点（1、2共线时——
α=90°、γ=0°）
缝纫机踏板机构
2
双曲柄机构

曲柄：一积极一输出
无
1主——2、3共线为死点；
3主——1、2共线为死点
（死点时α=90°、γ=0°）
惯性筛机构（一般）、机车车轮联动机构（正平行）、车门启闭机构（反平行）
3
双摇杆机构

1、3：一积极一输出
无
1主——2、3共线为死点；
3主——1、2共线为死点
（死点时α=90°、γ=0°）
车辆前轮转向机构、钻床夹具机构
4
对心曲柄滑块机构

1积极
3输出
无
B距3导路最远两位置
无

3积极
1输出
无
1、2共线为死点
（死点时α=90°、γ=0°）
内燃机曲柄连杆机构
5
偏置曲柄滑块机构

1积极
3输出
有（1、2两次共线位置）
B距3导路最远位置
无

3积极
1输出
无
1、2共线为死点
（α=90°）
内燃机曲柄连杆机构
6
摆动导杆机构

1积极
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,并鉴定有无死点位置。

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所有是 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 为积极件时，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．生产中经常运用急回特性来缩短 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。机构处在死点位置时，压力角等于 90度 ，传动角等于 0度。
9．若曲柄为积极件，则 偏置式 式曲柄滑块机构无急回特性， 正置式 式曲柄滑块机构有急回特性。
（二）选择题
1．铰链四杆机构中存在曲柄时，曲柄 A 构件。
A．不一定是最短 B．一定是最短 C．不一定是最长 D．一定是最长
2．曲柄滑块机构由 A 机构演化而成。
A．曲柄摇杆 B．双曲柄 C．导杆机构 D．摇块机构
3．在曲柄摇杆机构中，只有当 D 为积极件时，才会出现死点位置。
A．摇杆 B．连杆 C．机架 D．曲柄
4．四杆机构处在死点时，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，也许具有急回特性的是 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（ ）为积极件时，（ ）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．不能拟定的
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，假如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，通常运用 A 的惯性储蓄能量，以越过平面连杆机构的死点位置。
A．积极件 B．连杆 C．从动件 D．连架杆
18．压力角α的定义是 C 。
A．从动件所受的力F与其法向分力Fn之间的夹角
B．从动件所受的力F与受力点速度方向之间所夹的钝角
C．从动件所受的力F的方向与受力点速度方向之间所夹的锐角
（三）判断题
（ ）1．铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆的长度之和大于其他两杆长度之和，不管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积极件，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．运用曲柄摇杆机构，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．压力角就是积极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，可运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？在什么情况下应当运用？
（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，规定：
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。
解：分析——推程 ～ 等速运动；回程 ～ 等加速等减速运动

图4-1a)题图 b)解答图

表4-1 从动件常用运动规律简表

等速运动规律
等加速等减速运动规律
简谐运动规律（余弦加速度运动规律）
运动曲线

特点
行程起始、终止产生刚性冲击，滚子、平底从动件也许产生运动失真
行程起始、中点、终止产生柔性冲击
行程起始、终止产生柔性冲击
应用
低速、轻载
中低速、中载
中低速
备注
例如机床中控制刀架进给的凸轮机构（行程起始、终止位置采用弧线过渡以避免刚性冲击）

s——δ(t)图另一作法示意

若按“升-降-升-降”连续工作、且δ0=δs则无冲击，可用于高速传动
从动件常用运动规律尚有摆线运动规律（正弦加速度运动规律）等，摆线运动规律无冲击、适于高速

表4-2 几种盘形凸轮机构的凸轮转角、从动件位移、压力角分析
机构名称
图解
图解说明
对心尖顶移动从动件盘形凸轮机构

①作凸轮基圆；
②按反转法画出从动件导路线；
③标凸轮转角和从动件位移；
④分析作出压力角
偏置尖顶移动从动件盘形凸轮机构

①作凸轮基圆和偏距圆；
②按反转法画出B点接触时的从动件导路线（与偏距圆相切）；
③从基圆上分析并标凸轮转角、标出从动件位移；
④分析压力角
对心滚子移动从动件盘形凸轮机构

①以滚子中心为尖顶作凸轮理论轮廓线；②在理论轮廓线上作基圆；
③在实际轮廓线上指定点B画出与之相切的滚子，用反转法过滚子中心作从动件导路线；
④在基圆上标凸轮转角、标出从动件位移；
⑤在理论轮廓线上分析压力角
偏置滚子移动从动件盘形凸轮机构

①以滚子中心为尖顶作凸轮理论轮廓线；②在理论轮廓线上作出基圆，作偏距圆；③在实际轮廓线上指定点B画与之相切的滚子，用反转法过滚子中心作从动件导路线（与偏距圆相切）；
④在基圆上标凸轮转角，标出从动件位移；
⑤在理论轮廓线上分析压力角
尖顶摆动从动件盘形凸轮机构

①作凸轮基圆；
②以O为圆心OO1为半径画圆；
③以B为圆心AO1为半径作圆弧交上述圆于O1´点；
④以O1´为圆心O1´B（AO1）为半径画圆弧交基圆于B'点，则从动件的位移为∠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．假如把从动杆的 量与凸轮的 之间的关系用曲线表达，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，多用于传力规定 的场合。
8．凸轮机构中从动件常用的运动规律有 、 、 和摆线运动规律等。
9．凸轮基圆大小与压力角大小有关系，rb越小，压力角越 。
10．凸轮机构从动件中， 式最易磨损； 从动件耐磨损，可承受较大载荷； 从动件可适应任何形式运动规律而不发生运动失真。
11．等速运动规律的凸轮机构在速度转换处将产生 冲击，只适于低速传动。
(二)选择题
1． 决定从动件预定的运动规律。
A．凸轮形状 B．凸轮转速 C．凸轮轮廓曲线 D．结构尺寸
2． 从动件对于较复杂的凸轮轮廓曲线，也能准确地获得所需要的运动规律。
A．尖顶式 B．滚子式 C．平底式 D．摆动
3．与平面机构相比，凸轮机构的突出优点是 。
A．能严格地实现给定的从动件运动规律 B．能实现间歇运动
C．能实现多种运动形式转换 D．传力性能好
4．与连杆机构相比，凸轮机构最大的缺陷是 。
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，合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，相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．无法拟定
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．设计不妥会产生运动失真
13．下列凸轮机构中，图4-2中 所画的压力角是对的的。

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积极件。
（ ）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同样的。
（ ）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，不管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，因而这种运动规律合用于中速、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，且结构简朴、紧凑，便于设计。
（ ）12．从动件的位移线图是凸轮轮廓设计的依据。
（ ）13．尖顶从动件凸轮的理论轮廓和实际轮廓相同。
（ ）14．凸轮机构的压力角越大，机构的传力性能就越差。
（ ）15．凸轮机构广泛应用于机械自动控制。
（ ）16．若不计摩擦，平底移动从动件盘形凸轮机构工作时其压力角始终不变。
（四）作图分析题
1．如图4-3所示对心尖顶直动从动件偏心圆盘凸轮机构。规定：
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。规定：
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。规定：
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．当积极件等速连续转动、从动件做单向间歇转动时，可采用 、 等机构。
（二）选择题：
1． 当积极件作连续运动时，从动件可以产生周期性的时停、时动的定向运动。
A．只有间歇运动机构，才干实现 B．除间歇运动机构外，其他机构也能实现
C．只有齿轮机构，才干实现 D．只有凸轮机构，才干实现
2．棘轮机构的积极件是 。
A．棘轮 B．棘爪 C．止回棘爪 D．以上均不是
3．棘轮机构的积极件是是作____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．槽轮机构的积极件是____。
A．槽轮 B．曲柄 C．圆销 D．不拟定
5．槽轮机构的积极件在工作中是作____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积极件，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．槽轮机构的积极件是槽轮。
（ ）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h*a，顶隙系数c*和齿根圆直径df。
解：由pb=πmcosα 得mcosα===7.5175 用α=20°试算得m=8mm为标准模数
∴α=20°，m=8mm
由da＝m(z+2h*a) 得h*a===0.8 可判断为短齿制齿轮 c*=0.3
df=m(z-2h-2c*)=8×(24-2×0.8-2×0.3)=174.40mm

【例6-2】某传动装置采用一对正常齿制的外啮合直齿圆柱齿轮传动，大齿轮已经丢失。测得两轮轴孔中心距a＝112.5mm，小齿轮齿数z1＝38，齿顶圆直径da1＝100 mm。试拟定大齿轮的基本参数和尺寸。

解：由da1＝m(z+2 h) 得m===2.5mm
由 a=(z1+z2) 得z2=-z1=-38=52
基本尺寸计算：
d2=mz2=2.5×52=130mm db2=d2cosα=122.16mm
da2=m(z2+2h)=135mm df2=m(z2-2 h-2c＊)=123.75mm
ha=hm=2.5mm hf=m( h+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===1.878
用α=20°试算 得m=1.999mm，极接近标准模数m=2mm
∴α=20°，m=2mm
由 da＝m(z+2h*a) 得h*a===0.8 可判断为短齿制齿轮 c*=0.3
【例6-4】已知一对正常齿制的外啮合直齿圆柱齿轮传动，m＝10 mm，z1＝19，z2＝40，安装中心距a′＝300 mm，α=20°。规定：(1)计算两齿轮的齿顶圆直径、分度圆直径、节圆直径和基圆直径；(2)*检查是否满足连续传动条件。
解：（1）正常齿制 h=1.0 c＊=0.25
da1=m(z1+2h)=210mm da2=m(z2+2h)=420mm
d1=mz1=190mm d2=mz2=400mm
db1=d1 cosα=178.542mm db2=d2cosα=375.877mm
标准中心距 a=(z1+z2)=295mm
由a cosα= a′cosα′得 cosα′= cosα=0.92403 α′=22.4773°
由d′cosα′=d cosα
得d1′==193.22mm d2′==406.78mm
(2) 由 dacosαa=dcosα 得αa1=arcos(cosα)=31.7668°
αa2=arcos(cosα)=26.4986
重合度ε=[ z1（tanαa1-tanα′）+ z2（tanαa2-tanα′）]=1.22﹥1
满足连续传动条件

【例6-5】有一对轴交角Σ＝90°的直齿圆锥齿轮传动，已知z1＝21，z2＝47，大端m＝5mm，α＝20°。试求这对齿轮的重要几何尺寸。
解：分度锥角δ1=arctan= arctan=24.0755° δ2=90°-δ1=65.9245°
分度圆直径d1=mz1=21×5=105(mm) d2=mz2=47×5=235(mm)
齿顶高ha=h*am=1.0×5=5(mm) 齿根高hf=(h*a+c*)m=(1.0+0.2)×5=6(mm)
齿顶圆直径da1=d1+2hacosδ1=105+2×5cos24.0755°=114.130(mm)
da2=d2+2hacosδ2=235+2×5cos65.9245°=239.079(mm)
齿根圆直径df1=d1-2hfcosδ1=105-2×5cos24.0755°=95.870(mm)
df2=d2-2hfcosδ2=235-2×5cos65.9245°=230.921(mm)
锥距R