緒論1.答：機(jī)構(gòu)的功能是用于傳遞或轉(zhuǎn)變運(yùn)動(dòng)的形式。如單缸內(nèi)燃機(jī)中，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，用來(lái)將汽缸內(nèi)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍?曲軸)的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。2.答：機(jī)器的功能是利用機(jī)械能做功或?qū)崿F(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換。如電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的機(jī)器，內(nèi)燃機(jī)是將熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的機(jī)器。車(chē)床、銑床、磨床等金屬切削機(jī)床是利用機(jī)械能來(lái)做有用功。3.答：機(jī)構(gòu)與機(jī)器都是人為實(shí)體的組合，各運(yùn)動(dòng)實(shí)體之間也具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但機(jī)器能做機(jī)械功或?qū)崿F(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，而機(jī)構(gòu)不能做機(jī)械功，也不能實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，機(jī)構(gòu)的主要功用在于傳遞或轉(zhuǎn)變運(yùn)動(dòng)的形式。通常的機(jī)器必包含一個(gè)或一個(gè)以上的機(jī)構(gòu)。如單缸內(nèi)燃機(jī)是機(jī)器，其中就包含有一個(gè)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，用來(lái)將汽缸內(nèi)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍?曲軸)的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。4.答：構(gòu)件是機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)單元體，也就是相互之間能作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體。零件是構(gòu)件的組成部分，是機(jī)器中的制造單元。構(gòu)件可以是單一的零件，如單缸內(nèi)燃機(jī)中曲軸，既是構(gòu)件，也是零件；構(gòu)件也可以是若干零件連接而成的剛性結(jié)構(gòu)，如連桿構(gòu)件由連桿體、連桿蓋、螺栓和螺母等零件組合而成。5.答：機(jī)器是由動(dòng)力部分、工作部分和傳動(dòng)裝置三部分組成。動(dòng)力部分是機(jī)器動(dòng)力的來(lái)源。常用的發(fā)動(dòng)機(jī)(原動(dòng)機(jī))有電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和空氣壓縮機(jī)等。工作部分是直接完成機(jī)器工作任務(wù)的部分，通常處于整個(gè)傳動(dòng)裝置的終端，其結(jié)構(gòu)形式取決于機(jī)器的用途。在自動(dòng)化機(jī)器中，除上述三部分外，還有自動(dòng)控制部分。6.答：機(jī)械傳動(dòng)按傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的方式，機(jī)械傳動(dòng)可分為摩擦傳動(dòng)和嚙合傳動(dòng)兩大類(lèi)。摩擦傳動(dòng)有摩擦輪傳動(dòng)和帶傳動(dòng)兩類(lèi)；跟嚙合傳動(dòng)又分為帶傳動(dòng)（同步帶）、齒輪傳動(dòng)以、蝸桿傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)以、鏈傳動(dòng)幾種。機(jī)械傳動(dòng)按按接觸方式可分為直接接觸傳動(dòng)和由中間撓性件（帶、鏈等）傳動(dòng)兩種。第一章平面連桿機(jī)構(gòu)第一節(jié)運(yùn)動(dòng)副1.答：運(yùn)動(dòng)副是兩構(gòu)件直接接觸，又能產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接。根據(jù)兩構(gòu)件的接觸形式不同，運(yùn)動(dòng)副可分為低副和高副兩大類(lèi)。2.答：高副是指兩構(gòu)件以點(diǎn)或線接觸的運(yùn)動(dòng)副。低副是指兩構(gòu)件以面接觸的運(yùn)動(dòng)副。低副是面接觸的運(yùn)動(dòng)副，接觸表面一般為平面或圓柱面，容易制造和維修，承受載荷時(shí)單位面積壓力較低(故稱(chēng)低副)；此外，低副不能傳遞較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)。高副是點(diǎn)或線接觸的運(yùn)動(dòng)副，承受載荷時(shí)單位面積壓力較高(故稱(chēng)高副)，兩構(gòu)件接觸處容易磨損，壽命短，制造和維修也較困難，但高副能傳遞較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)。3.答：僅用簡(jiǎn)單線條和符號(hào)來(lái)表示構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，并按比例繪制出各運(yùn)動(dòng)副的位置，這種表達(dá)機(jī)構(gòu)各構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡(jiǎn)化圖形，稱(chēng)為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析時(shí)，實(shí)際構(gòu)件的形狀和結(jié)構(gòu)往往較復(fù)雜，使用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖可以撇開(kāi)哪些與運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的構(gòu)件外形和運(yùn)動(dòng)副具體構(gòu)造，使問(wèn)題簡(jiǎn)化。第二節(jié)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)1.答：平面連桿機(jī)構(gòu)是將所有剛性構(gòu)件以轉(zhuǎn)動(dòng)副或移動(dòng)副連接成的平面機(jī)構(gòu)，屬于低副機(jī)構(gòu)。而構(gòu)件間全部用轉(zhuǎn)動(dòng)副連接成的四桿機(jī)構(gòu)稱(chēng)為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。2.答：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有三種基本形式，即曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)。是按照連架桿是否可以作整周轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)分類(lèi)的。3.答：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的功能是將主動(dòng)曲柄的等速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為從動(dòng)搖桿的往復(fù)擺動(dòng)或?qū)⒅鲃?dòng)搖桿的往復(fù)擺動(dòng)轉(zhuǎn)換為從動(dòng)曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)。如為剪板機(jī)，將主動(dòng)曲柄的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閾u桿（剪刀）的往復(fù)擺動(dòng)?？p紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)，將原動(dòng)搖桿（踏板）CD上下擺動(dòng)，通過(guò)連桿BC，使曲柄(曲軸)AB轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將動(dòng)力輸出。4.答：雙曲柄機(jī)構(gòu)的功能是將主動(dòng)曲柄的等速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為從動(dòng)曲柄的變速轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖所示慣性篩機(jī)構(gòu)，其中ABCD為雙曲柄機(jī)構(gòu)，當(dāng)曲柄AB作等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)曲柄DC作變角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)構(gòu)件CE使篩體作變速往復(fù)直線移動(dòng)，篩面上的物料由于慣性而來(lái)回抖動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)篩選。5.答：雙搖桿機(jī)構(gòu)的功能是將主動(dòng)搖桿的擺動(dòng)轉(zhuǎn)換為從動(dòng)搖桿的擺動(dòng)。圖所示為采用雙搖桿機(jī)構(gòu)的飛機(jī)起落架收放機(jī)構(gòu)。與機(jī)架相連的連架桿AB和DC都是搖桿。實(shí)線表示著陸時(shí)輪子伸出位置，虛線表示起飛后輪子收進(jìn)機(jī)身位置。6.答：連桿與機(jī)架的長(zhǎng)度相等且兩個(gè)曲柄長(zhǎng)度也相等，若轉(zhuǎn)向相同，稱(chēng)為平行四邊形機(jī)構(gòu)，平行四邊形機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是：兩曲柄的回轉(zhuǎn)方向相同，角速度相等。連桿與機(jī)架的長(zhǎng)度相等且兩個(gè)曲柄長(zhǎng)度也相等，若轉(zhuǎn)向不同，稱(chēng)為反向平行雙曲柄機(jī)構(gòu)，反向平行雙曲柄機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是：兩曲柄的回轉(zhuǎn)方向相反，角速度不等。7.答：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中曲柄存在的條件是：（1）連架桿與機(jī)架中必有一個(gè)是最短桿；（2）最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和必小于或等于其余兩桿長(zhǎng)度之和。上述兩個(gè)條件必須同時(shí)滿足，否則鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中無(wú)曲柄存在。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)三種基本類(lèi)型的判別方法：（1）若鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩桿長(zhǎng)度之和，則：1)取最短桿為連架桿時(shí)，構(gòu)成曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；2)取最短桿為機(jī)架時(shí)，構(gòu)成雙曲柄機(jī)構(gòu)；3)取最短桿為連桿時(shí)，構(gòu)成雙搖桿機(jī)構(gòu)。（2）若鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和大于其余兩桿長(zhǎng)度之和，則無(wú)曲柄存在，只能構(gòu)成雙搖桿機(jī)構(gòu)。8.答：a）雙曲柄機(jī)構(gòu)；b）又搖桿機(jī)構(gòu)c）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)d）雙搖桿機(jī)構(gòu)9.答：LＡＢ+LＡＤ<LＢＣ+lＣＤ，且取最短桿為連架桿，所以此機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)10.答：LＡＢ+LＡＤ<LＢＣ+lＣＤ，若取AB或CD為機(jī)架時(shí)，可得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；如果以BC為機(jī)架則為雙曲柄機(jī)構(gòu)；如果以AD為機(jī)架則為雙搖桿機(jī)構(gòu)。第三節(jié)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化1.答：如圖曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)搖桿DC和機(jī)架AD的長(zhǎng)度同時(shí)趨于無(wú)窮大，鉸鏈D無(wú)限遠(yuǎn)移時(shí)，搖桿DC上C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡由圖a）的圓弧mm變?yōu)閳Db）的直線mm。桿DC的運(yùn)動(dòng)變?yōu)橐苿?dòng)。這樣就演化為圖c)所示的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。2.答：圖a）所示的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，如果將構(gòu)件3（滑塊）作為機(jī)架則演化為定塊機(jī)構(gòu)，如圖b）所示。該機(jī)構(gòu)通常以桿1為主動(dòng)件，桿1擺動(dòng)時(shí)，桿2繞C點(diǎn)擺動(dòng)，桿4僅相對(duì)固定滑塊作往復(fù)移動(dòng)。圖1-28所示的抽水機(jī)即采用了定塊機(jī)構(gòu)。擺動(dòng)手柄1，在桿2的支承下(桿2自身繞機(jī)架上C點(diǎn)擺動(dòng))，活塞桿4在固定滑塊（唧筒3）內(nèi)上下往復(fù)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)抽水的動(dòng)作。3.答：圖a）所示的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，若取構(gòu)件2為機(jī)架，則可得到搖塊機(jī)構(gòu)。如圖c）所示。如圖1-18所示自卸翻斗裝置。搖桿AB（桿1）可繞車(chē)架（機(jī)架2）上的A點(diǎn)擺動(dòng)，活塞桿（導(dǎo)桿4）、液壓缸（搖塊3）可繞車(chē)架上C點(diǎn)擺動(dòng)，當(dāng)液壓缸中的活塞桿運(yùn)動(dòng)時(shí)，推動(dòng)搖桿AB擺動(dòng)，再通過(guò)雙搖桿機(jī)構(gòu)使車(chē)廂繞B點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)到一定角度時(shí)，貨物自動(dòng)卸下。4.答：圖a）所示的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，如果將構(gòu)件1作為機(jī)架則演化為導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中桿件1（機(jī)架）長(zhǎng)度大于桿件2（連桿）長(zhǎng)度，即l1＞l2。導(dǎo)桿4只能繞機(jī)架擺動(dòng)，故構(gòu)成擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，其功能通常是將主動(dòng)曲柄的等速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為從動(dòng)導(dǎo)桿的往復(fù)擺動(dòng)，或?qū)⒅鲃?dòng)導(dǎo)桿的往復(fù)擺動(dòng)轉(zhuǎn)換為從動(dòng)曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖1-30b）所示為擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)在牛頭刨床主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用。桿BC為主動(dòng)件，作等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)從動(dòng)導(dǎo)桿AD在左極限位置AD1與右極限位置AD2之間擺動(dòng)，從而使牛頭刨床的滑枕在D1與D2往復(fù)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)刨削。5.答：導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中，根據(jù)桿件1（機(jī)架）和桿件2（連桿）的長(zhǎng)度關(guān)系，區(qū)分是否為轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)還是擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)；當(dāng)桿件1（機(jī)架）長(zhǎng)度小于桿件2（連桿）長(zhǎng)度，即l1＜l2，連桿2和4（導(dǎo)桿）均能作整周轉(zhuǎn)動(dòng)，則構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。桿件1（機(jī)架）長(zhǎng)度大于桿件2（連桿）長(zhǎng)度，即l1＞l2。導(dǎo)桿4只能繞機(jī)架擺動(dòng)，則為擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的功能通常是將曲柄的等速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)桿的變速轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖1-29b）所示為插床的插刀機(jī)構(gòu)，其中構(gòu)件1、2、3和4組成轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。工作時(shí)，主動(dòng)曲柄2等速回轉(zhuǎn)，從動(dòng)導(dǎo)桿4圍繞A點(diǎn)作變速回轉(zhuǎn)，然后帶動(dòng)構(gòu)件5（連桿）及滑塊6（插刀）往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)切削。第三節(jié)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性1.答：生產(chǎn)設(shè)備都是在慢速運(yùn)動(dòng)的行程中工作（稱(chēng)為工作行程），在快速運(yùn)動(dòng)的行程中返回（稱(chēng)為空回行程），機(jī)構(gòu)的這種工作特性稱(chēng)為急回特性。作用是許多機(jī)械都利用急回特性來(lái)縮短非生產(chǎn)時(shí)間，以提高生產(chǎn)效率。2.答：如圖曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)曲柄AB以等角速度ω從位置AB1順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)角φ1到達(dá)AB2位置，搖桿由左極限位置DC1擺動(dòng)到右極限位置DC2，搖桿擺角為ψ。當(dāng)曲柄AB繼續(xù)以等角速度ω順時(shí)針再轉(zhuǎn)過(guò)角φ2到AB1位置，搖桿由右極限位置DC2擺回到左極限位置DC1,其擺角仍為ψ。曲柄相應(yīng)轉(zhuǎn)角φ1和φ2為:由于φ1＞φ2，曲柄以等角速度ω轉(zhuǎn)過(guò)這兩個(gè)角度時(shí)，對(duì)應(yīng)時(shí)間t1﹥t2，而搖桿DC由DC1到DC2，所需時(shí)間為t1，C點(diǎn)的平均速度為；由DC2到DC1，所需時(shí)間為t2，C點(diǎn)的平均速度為，顯然﹥，由此可見(jiàn)機(jī)構(gòu)具有急回特性的前提條件是極位夾角大于0°3.答：從動(dòng)件空回行程的平均速度與從動(dòng)件工作行程的平均速度之比稱(chēng)為機(jī)構(gòu)的急回特性系數(shù)，用K表示。搖桿處于極限位置時(shí)對(duì)應(yīng)的主動(dòng)曲柄兩位置之間的所夾銳角稱(chēng)為極位夾角，用θ表示。兩者的關(guān)系是：4.答：從動(dòng)件上某點(diǎn)所受力的方向與該點(diǎn)速度vc方向間所夾的銳角α，稱(chēng)為壓力角。壓力角越小，有效分力越大，有害分力越小，機(jī)構(gòu)越省力，效率也高；反之壓力角越大，有效分力越小，有害分力越大，機(jī)構(gòu)越費(fèi)力。5.答：當(dāng)連桿與從動(dòng)件共線時(shí)，傳動(dòng)角=0°（壓力角=90°）,這時(shí)連桿作用于從動(dòng)件曲柄上的力F通過(guò)其轉(zhuǎn)動(dòng)中心,轉(zhuǎn)動(dòng)力矩為零，從動(dòng)件不轉(zhuǎn)，機(jī)構(gòu)停頓。機(jī)構(gòu)的這種位置，稱(chēng)為死點(diǎn)位置。通過(guò)死點(diǎn)位置的方法有：一是利用從動(dòng)件本身的質(zhì)量或附加一轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大的飛輪，依靠其慣性來(lái)通過(guò)死點(diǎn)位置。二是增設(shè)輔助構(gòu)件。三是采取多組機(jī)構(gòu)錯(cuò)列。6.答：θ=60°根據(jù)t1/t2=2及t1+t2=1得：t2=1/3（s）第二章凸輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)凸輪機(jī)構(gòu)的概述1.答：凸輪機(jī)構(gòu)通常由主動(dòng)凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架三個(gè)基本構(gòu)件組成，如圖所示；從動(dòng)件與機(jī)架組成移動(dòng)副，凸輪與從動(dòng)件組成的是高副，凸輪與機(jī)架組成轉(zhuǎn)動(dòng)副。2.答：（1）送料機(jī)構(gòu)，盤(pán)形槽凸輪，滾子從動(dòng)件，滾子接觸為線接觸，又是滾動(dòng)摩擦，所以摩擦、磨損較小，承載能力較大，但運(yùn)動(dòng)規(guī)律有局限性，滾子軸處有間隙，不宜高速?gòu)膭?dòng)件運(yùn)動(dòng)形式為擺動(dòng)；（2）內(nèi)燃機(jī)氣閥控制機(jī)構(gòu)，盤(pán)形凸輪，平底從動(dòng)件，平底與凸輪接觸處易于形成油膜，可減少摩擦，降低磨損，適用于高速，但凸輪輪廓不允許呈凹形，因此運(yùn)動(dòng)規(guī)律受到一定限制，從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)形式為移動(dòng)式。（3）自動(dòng)車(chē)床刀架進(jìn)給機(jī)構(gòu)，盤(pán)形凸輪，尖頂從動(dòng)件，尖頂與凸輪是點(diǎn)接觸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，可準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)任意運(yùn)動(dòng)規(guī)律，易磨損，承載能力小，多用于傳力小、速度低、傳動(dòng)靈敏的場(chǎng)合。從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)形式為擺動(dòng)。3.答：凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)有：（1）凸輪機(jī)構(gòu)可以用在對(duì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求嚴(yán)格的場(chǎng)合，也可以根據(jù)實(shí)際需要任意擬定從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，如運(yùn)動(dòng)軌跡、位移量、速度、加速度，以及間歇運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與間歇時(shí)間的比例、停歇次數(shù)等。（2）凸輪機(jī)構(gòu)可以高速啟動(dòng)，動(dòng)作準(zhǔn)確可靠。（3）凸輪機(jī)構(gòu)是高副機(jī)構(gòu)，兩構(gòu)件接觸處為點(diǎn)接觸或線接觸，單位面積上承載壓力較高，難以保持良好的潤(rùn)滑，故容易磨損，壽命低。（4）凸輪機(jī)構(gòu)能傳遞較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，但對(duì)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)特性要求，精確分析和設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線比較困難，制造和維修也較困難。隨著電子計(jì)算機(jī)和數(shù)控機(jī)床的廣泛應(yīng)用，凸輪輪廓型面的設(shè)計(jì)、制造已變得方便、容易。4.答：凸輪機(jī)構(gòu)按凸輪形狀分有：（1）盤(pán)形凸輪，（2）移動(dòng)凸輪，（3）柱體凸輪。按從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)形式分有：直動(dòng)從動(dòng)件和擺動(dòng)從動(dòng)件兩種。按從動(dòng)件末端結(jié)構(gòu)形式分有：尖頂從動(dòng)件、滾子從動(dòng)件、平底從動(dòng)件和曲面從動(dòng)件幾種5.答：尖頂從動(dòng)件：尖頂與凸輪是點(diǎn)接觸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，可準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)任意運(yùn)動(dòng)規(guī)律，易磨損，承載能力小，多用于傳力小、速度低、傳動(dòng)靈敏的場(chǎng)合。滾子從動(dòng)件：滾子接觸為線接觸，又是滾動(dòng)摩擦，所以摩擦、磨損較小，承載能力較大，但運(yùn)動(dòng)規(guī)律有局限性，滾子軸處有間隙，不宜高速。平底從動(dòng)件：平底與凸輪接觸處易于形成油膜，可減少摩擦，降低磨損，適用于高速，但凸輪輪廓不允許呈凹形，因此運(yùn)動(dòng)規(guī)律受到一定限制。曲面（含球面）從動(dòng)件：介于滾子形式與平底形式之間。第二節(jié)凸輪機(jī)構(gòu)的工作原理1.答：以凸輪輪廓上最小向徑OA為半徑作的圓，稱(chēng)為基圓，該最小向徑稱(chēng)為基圓半徑ro?；鶊A半徑的大小與其行程沒(méi)有關(guān)系。2.答：當(dāng)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角α增大到某一數(shù)值時(shí)，有效分力不足以克服有害分力所產(chǎn)生的摩擦力，從動(dòng)件將會(huì)發(fā)生自鎖(卡死)現(xiàn)象稱(chēng)為凸輪機(jī)構(gòu)的自鎖。通過(guò)控制凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角大小避免自鎖現(xiàn)象，由于凸輪從動(dòng)件在各點(diǎn)處壓力角大小不等。因此，為了保證從動(dòng)件順利運(yùn)行，必須限制最大壓力角αmax。直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)推程時(shí)，αmax≤30°；擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)推程時(shí)，αmax≤45°?？栈匦谐虝r(shí)，αmax≤70°～80°。3.答：在其他條件不變的情況下，基圓半徑r0越小，壓力角α越大，機(jī)構(gòu)的傳力性能下降?；鶊A半徑r0過(guò)小，壓力角α?xí)^(guò)許用值而使機(jī)構(gòu)效率太低甚至發(fā)生自鎖現(xiàn)象。實(shí)際設(shè)計(jì)中，只能在保證凸輪輪廓的最大壓力角不超過(guò)許用值的前提下，縮小凸輪的尺寸即縮小基圓半徑值。4.答：滾子或平底從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)，如果滾子或平底的尺寸選擇不當(dāng)，將使凸輪的實(shí)際輪廓不能完全實(shí)現(xiàn)原設(shè)計(jì)時(shí)所預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，這種現(xiàn)象稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)“失真”。滾子從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)，設(shè)滾子半徑為rT,凸輪理論輪廓曲率半徑為ρ，實(shí)際輪廓曲線曲率半徑為ρa(bǔ)。當(dāng)理論輪廓線外凸時(shí)，ρa(bǔ)=ρ-rT，此時(shí)若ρ﹥r(jià)T，則ρa(bǔ)﹥0，不會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)失真；若ρ=rT，則ρa(bǔ)=0，實(shí)際輪廓線出現(xiàn)尖點(diǎn)，極易磨損，從而導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)失真；若ρ﹤rT，則ρa(bǔ)﹤0，實(shí)際輪廓線發(fā)生交叉，交點(diǎn)以外部分在加工時(shí)將被切去，運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生失真。為了避免運(yùn)動(dòng)失真并減小磨損，要求滾子半徑小于凸輪理論輪廓最小曲率半徑即：rT＜ρmin，一般取rT﹤0.8ρmin。5.答：從動(dòng)件作等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，其位移曲線為一傾斜直線。規(guī)律是在推程始末速度有突變，理論上加速度為無(wú)窮大，產(chǎn)生極大的慣性力，導(dǎo)致機(jī)構(gòu)發(fā)生強(qiáng)烈沖擊，這種沖擊稱(chēng)為剛性沖擊。因此等速運(yùn)動(dòng)只適用于凸輪作低速回轉(zhuǎn)、從動(dòng)件質(zhì)量小和輕載的場(chǎng)合。6.答：從動(dòng)件作加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的位移線圖為兩段拋物線，其規(guī)律是在起點(diǎn)A、中間點(diǎn)B和結(jié)束點(diǎn)C三點(diǎn)的加速度會(huì)出現(xiàn)有限值突變，因而從動(dòng)件的慣性力也將有突變，不過(guò)這一突變?yōu)橛邢拗担纱水a(chǎn)生的沖擊稱(chēng)為柔性沖擊。所以等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律適用于凸輪作中速回轉(zhuǎn)、從動(dòng)件質(zhì)量不大和輕載的場(chǎng)合。7.答：8.答：9.答：（1）基圓、理論輪廓線、圖示位置及凸輪轉(zhuǎn)過(guò)45°時(shí)壓力角，實(shí)際輪廓線如圖所示。（2）A點(diǎn)及B點(diǎn)壓力角為0度。（3）從動(dòng)件上升和下降時(shí)，凸輪轉(zhuǎn)角為180°，行程為2e。第三章間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)第一節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)1.答：輸出運(yùn)動(dòng)具有間歇運(yùn)動(dòng)特性的機(jī)構(gòu)稱(chēng)為間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的種類(lèi)很多，常用的有棘輪機(jī)構(gòu)和槽輪機(jī)構(gòu)兩種2.答：按結(jié)構(gòu)分棘輪機(jī)構(gòu)有齒式和摩擦式兩大類(lèi)。按嚙合方式不同，棘輪機(jī)構(gòu)又有外嚙合和內(nèi)嚙合兩種基本形式。3.答：棘輪的轉(zhuǎn)角可以調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)方法有：（1）改變搖桿擺角的大小；（2）改變遮板的位置。4.答：1）齒式棘輪機(jī)構(gòu)的棘輪轉(zhuǎn)角變化是以棘輪的輪齒為單位的(即有級(jí)變化)，摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)棘輪轉(zhuǎn)角大小的變化無(wú)輪齒的限制，屬于無(wú)級(jí)變化。2）利用摩擦力使棘輪作間歇運(yùn)動(dòng)，不能承受較大的載荷，否則將產(chǎn)生滑動(dòng)。一方面可起到過(guò)載保護(hù)，另一方面也使傳動(dòng)精度降低。適用于低速輕載的場(chǎng)合3）摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)比齒式棘輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)噪聲小。5.答：（1）機(jī)構(gòu)最小進(jìn)給量是棘輪轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒時(shí)的進(jìn)給量，Lmin=5/20=0.25mm。（2）進(jìn)給量必須為0.25的整數(shù)倍，故不能實(shí)現(xiàn)L=0.8mm的進(jìn)給量。第二節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)1.答：如圖3-12所示為單圓銷(xiāo)外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)，主動(dòng)撥盤(pán)作等速連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，圓銷(xiāo)2未進(jìn)入槽輪的徑向槽，槽輪的內(nèi)凹鎖止弧被撥盤(pán)的外凸鎖止弧鎖住而靜止；當(dāng)圓銷(xiāo)2開(kāi)始進(jìn)入槽輪的徑向槽時(shí)，內(nèi)外鎖止弧脫開(kāi)，槽輪在圓銷(xiāo)2的驅(qū)動(dòng)下順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)圓銷(xiāo)2開(kāi)始脫離徑向槽時(shí)，槽輪因另一鎖止弧又被鎖住而靜止，直到圓銷(xiāo)再次進(jìn)入下一個(gè)徑向槽時(shí)，鎖止弧脫開(kāi)，槽輪才能繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)從動(dòng)槽輪的單向間歇運(yùn)動(dòng)。槽輪的轉(zhuǎn)角取決于槽輪的徑向槽數(shù)，要想改變槽輪的轉(zhuǎn)角，必須更換具有相應(yīng)槽數(shù)的槽輪，一般槽輪的槽數(shù)取z=4～8。單圓銷(xiāo)數(shù)外槽輪機(jī)構(gòu)，主動(dòng)撥盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)一周，槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)一次，槽輪靜止時(shí)間長(zhǎng)；雙圓銷(xiāo)數(shù)槽輪機(jī)構(gòu)，主動(dòng)撥盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)一周，槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)兩次，依次類(lèi)推，即使用多圓銷(xiāo)數(shù)槽輪機(jī)構(gòu)，槽輪運(yùn)動(dòng)時(shí)間增加了K倍，當(dāng)然圓銷(xiāo)數(shù)也不宜過(guò)多。此外，內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)，圓銷(xiāo)數(shù)只能為1個(gè)。2.答：與棘輪機(jī)構(gòu)相比，槽輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)有：（1）槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，轉(zhuǎn)位方便。（2）轉(zhuǎn)角大，轉(zhuǎn)位角度受槽數(shù)z的限制，不能調(diào)節(jié)。（3）圓銷(xiāo)進(jìn)入和退出嚙合時(shí)，角速度變化大，慣性力也較大。槽輪機(jī)構(gòu)主要應(yīng)用在從動(dòng)槽輪每次轉(zhuǎn)角較大且不需要經(jīng)常調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)角度的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中與及自動(dòng)機(jī)床的轉(zhuǎn)位或分度機(jī)構(gòu)中。3.答：槽輪機(jī)構(gòu)的參數(shù)有：（1）槽數(shù)z和槽輪的轉(zhuǎn)角φ2，槽輪的轉(zhuǎn)角取決于槽輪的徑向槽數(shù)，關(guān)系為：，一般槽輪的槽數(shù)取z=4～8。（2）圓銷(xiāo)數(shù)K。單圓銷(xiāo)數(shù)外槽輪機(jī)構(gòu)，主動(dòng)撥盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)一周，槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)一次，槽輪靜止時(shí)間長(zhǎng)；雙圓銷(xiāo)數(shù)槽輪機(jī)構(gòu)，主動(dòng)撥盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)一周，槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)兩次，依次類(lèi)推，即使用多圓銷(xiāo)數(shù)槽輪機(jī)構(gòu)，槽輪運(yùn)動(dòng)時(shí)間增加了K倍，當(dāng)然圓銷(xiāo)數(shù)也不宜過(guò)多。此外，內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)，圓銷(xiāo)數(shù)只能為1個(gè)。（3）運(yùn)動(dòng)系數(shù)及槽輪運(yùn)動(dòng)時(shí)間t動(dòng)。主動(dòng)撥盤(pán)在一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)，從動(dòng)槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t動(dòng)與撥盤(pán)回轉(zhuǎn)一周時(shí)間T的比值，稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)系數(shù)。；當(dāng)圓銷(xiāo)數(shù)為K，則外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)系數(shù)為。4.答：撥盤(pán)轉(zhuǎn)速n=24r/s，T=1/24s/rt動(dòng)/T=（z-2）/2z，t動(dòng)＝1/96（s），所以t靜＝3/96（s）第四章金屬材料及熱處理第一節(jié)金屬材料的力學(xué)性能1.答：力學(xué)性能是指金屬材料在力的作用下所顯示性能（通常指與彈性和非彈性反應(yīng)相關(guān)或涉及力-應(yīng)變關(guān)系的性能），包括強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性和疲勞強(qiáng)度等主要指標(biāo)。2.答：將試樣裝夾在拉伸試驗(yàn)機(jī)上，對(duì)試樣緩慢施加拉力，使之不斷產(chǎn)生變形，直到拉斷試樣為止。根據(jù)拉伸力F與試樣伸長(zhǎng)量△L關(guān)系可畫(huà)出材料的力—伸長(zhǎng)曲線，如圖4-1所示。從圖中曲線可以看出，試樣從開(kāi)始拉伸到斷裂要經(jīng)過(guò)彈性變形階段、屈服階段、變形強(qiáng)化階段、縮頸與斷裂階段。彈性變形階段是指力-伸長(zhǎng)曲線中的直線op部分。在該階段，拉伸力增加，試樣伸長(zhǎng)量△L呈正比例增加，試樣此時(shí)發(fā)生的是彈性變形；如果卸除載荷，變形消失，試樣恢復(fù)原狀。屈服階段是指力-伸長(zhǎng)曲線中s附近的一段曲線。當(dāng)拉伸力不斷增加并超過(guò)Fp，試樣將產(chǎn)生塑性變形，即去除拉伸力后，變形不能完全恢復(fù)。當(dāng)拉伸力繼續(xù)增加到Fs時(shí)，力-伸長(zhǎng)曲線在s點(diǎn)附近出現(xiàn)一個(gè)平臺(tái)，即在拉伸力不再增加的情況下，試樣也會(huì)明顯伸長(zhǎng)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為屈服現(xiàn)象。拉伸力Fs稱(chēng)為屈服拉伸力。變形強(qiáng)化階段是指力-伸長(zhǎng)曲線中sm部分。當(dāng)拉伸力超過(guò)屈服拉伸力Fs后，試樣抵抗變形的能力將會(huì)增加，此現(xiàn)象稱(chēng)為冷變形強(qiáng)化。即隨著變形的增大，試樣變形抗力也逐漸增大?？s頸與斷裂階段是指力-伸長(zhǎng)曲線中mk部分。當(dāng)拉伸力達(dá)到Fm時(shí)，試樣的局部截面開(kāi)始收縮，產(chǎn)生頸縮現(xiàn)象。由于頸縮使試樣局部截面迅速縮小，最終導(dǎo)致試樣被拉斷。Fm是試樣拉斷前能承受的最大拉伸力，稱(chēng)為最大力。3.答：（1）屈服強(qiáng)度：（2）抗拉強(qiáng)度：（3）斷后伸長(zhǎng)率：（4）斷面收縮率：4.答：（1）布氏硬度。布氏硬度試驗(yàn)的特點(diǎn)是壓痕大，能較大范圍反映平均硬度，但對(duì)表面損傷較大，不宜測(cè)定成品及太小或太薄的試樣。主要用于測(cè)定原材料的硬度，如鑄鐵、非鐵金屬、經(jīng)退火或正火處理的金屬材料及其毛坯和半成品。（2）洛氏硬度。洛氏硬度試驗(yàn)操作迅速簡(jiǎn)便，壓痕小，可直接讀出數(shù)值，用于測(cè)定各種金屬材料的硬度，尤其是經(jīng)過(guò)淬火處理的零件，也可測(cè)定較薄工件或表面薄層的硬度。它是目前應(yīng)用最廣的硬度試驗(yàn)方法，其缺點(diǎn)是因?yàn)閴汉坌?，代表性差，需多次測(cè)量取平均值。（3）維氏硬度。維氏硬度試驗(yàn)時(shí)所加的載荷較小，壓入深度淺，可測(cè)量較薄材料和表面硬化層的硬度值。維氏硬度值具有連續(xù)性，可測(cè)定從極軟到極硬的各種金屬材料的硬度。其缺點(diǎn)是測(cè)試手續(xù)較繁，生產(chǎn)率不如洛氏硬度高，不宜用于成批生產(chǎn)零件的檢驗(yàn)。第二節(jié)非合金鋼1.答：指碳含量為0.0218%～2.11%的鐵碳合金，鋼按化學(xué)成分可分為非合金鋼、低合金鋼和合金鋼三大類(lèi)。2.答：碳素鋼中硫、磷是有害元素。硫元素容易導(dǎo)致鋼材在熱加工時(shí)產(chǎn)生開(kāi)裂現(xiàn)象（稱(chēng)為“熱脆”）；磷元素容易導(dǎo)致鋼材在低溫時(shí)產(chǎn)生低溫脆性現(xiàn)象（稱(chēng)為“冷脆”）。3.答：（1）按碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分有低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼三種。（2）按主要質(zhì)量等級(jí)分有：普通質(zhì)量非合金鋼、優(yōu)質(zhì)非合金鋼和特殊質(zhì)量非合金鋼三種（3）按用途分有碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼兩種。（4）其它分類(lèi)方法，按專(zhuān)業(yè)分類(lèi)，可分為鍋爐用鋼、橋梁用鋼、礦用鋼等；按冶煉方法分類(lèi)，可以分為轉(zhuǎn)爐鋼和電爐鋼等；按脫氧方法不同，可分為沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼等。4.答：Q195表示屈服強(qiáng)度大于195MPa的碳素結(jié)構(gòu)鋼；Q235A表示屈服強(qiáng)度大于235MPa，質(zhì)量等級(jí)為A級(jí)、脫氧方法為沸騰鋼的碳素結(jié)構(gòu)鋼；20表示平均含碳量為0.2%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼；45表示平均含碳量為0.45%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼；T10表示平均含碳量為1.0%的優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼；T12A表示平均含碳量為1.2%的高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼；第三節(jié)鋼的熱處理1.答：鋼的熱處理是采用適當(dāng)?shù)姆绞綄?duì)金屬材料或工件（以下簡(jiǎn)稱(chēng)工件）進(jìn)行加熱、保溫和冷卻以獲得預(yù)期的組織結(jié)構(gòu)與性能的工藝。熱處理能顯著提高鋼的力學(xué)性能，滿足零件使用要求和延長(zhǎng)壽命，還可改善鋼的加工性能，提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)率。2.答：熱處理的工藝種類(lèi)很多。根據(jù)GB/T12603-2005，鋼的熱處理可分為整體熱處理、表面熱處理和化學(xué)熱處理三種。3.答：退火是將工件加熱到適當(dāng)溫度，保持一定時(shí)間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。正火是工件加熱奧氏體化后在空氣中或其他介質(zhì)中冷卻，獲得以珠光體組織為主的熱處理工藝。退火的目的有：（1）降低硬度，以利于切削加工。（2）提高塑性和韌性，以利于冷變形加工。（3）消除組織缺陷（粗大晶粒，鑄造偏析），改善鋼的性能或?yàn)橐院鬅崽幚碜骱媒M織準(zhǔn)備。（4）消除鋼中的殘余內(nèi)應(yīng)力，防止變形與開(kāi)裂。根據(jù)鋼的成分和退火的目的不同，常用的退火有完全退火、球化退火、去應(yīng)力退火等。完全退火：主要用于亞共析鋼的鑄、鍛件，有時(shí)也用于焊接結(jié)構(gòu)；球化退火：主要用于共析鋼和過(guò)共析鋼；去應(yīng)力退火：主要用于消除鑄、鍛、焊接件、冷沖壓件以及機(jī)加工件中的殘余應(yīng)力。正火的目的是細(xì)化晶粒，均勻組織，提高機(jī)械性能。對(duì)于中、低碳鋼，可提高硬度，改善切削加工性；對(duì)于高碳鋼，過(guò)高的硬度不利于切削加工，可消除鋼中網(wǎng)狀滲碳體，為球化退火作準(zhǔn)備；對(duì)于性能要求不高的零件，可代替調(diào)質(zhì)處理作為最終熱處理。正火與退火相比，正火冷卻速度快。正火后的強(qiáng)度、硬度高于退火，操作簡(jiǎn)便，生產(chǎn)周期短，成本低，在可能的條件下宜用正火代替退火。但正火只適用于碳素鋼及合金元素含量不高的合金鋼。4.答：淬火是工件加熱奧氏體化后，以適當(dāng)方式冷卻以獲得馬氏體或（和）貝氏體組織的熱處理工藝。淬火的目的是提高鋼的硬度、強(qiáng)度和耐磨性，是強(qiáng)化鋼材的重要熱處理工藝。主要用于中、高碳鋼?；鼗鹗菍⒋慊痄撝匦录訜岬紸c1以下的某一溫度，保溫一定時(shí)間，然后空冷到室溫的熱處理工藝?；鼗鸬哪康氖菧p少或消除工件淬火時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，防止變形與開(kāi)裂，穩(wěn)定組織與尺寸，調(diào)整鋼的性能，以滿足工件使用需要的性能。按回火溫度范圍，可將回火分為低溫、中溫、高溫回火。低溫回火（150℃～250℃）：低溫回火的目的是降低淬火鋼內(nèi)應(yīng)力，提高韌性，并保持高的硬度和耐磨性。主要用于高碳工具鋼和合金刃具鋼、量具、滾動(dòng)軸承、冷作模具和要求硬而耐磨的零件。中溫回火（250℃～500℃）：中溫回火的目的是使淬火鋼件具有高的彈性極限、屈服強(qiáng)度和適當(dāng)?shù)捻g性。主要用于制造彈性零件（如彈簧、發(fā)條）和熱鍛模具等。高溫回火（500℃～650℃）：高溫回火的目的是使零件獲得良好綜合力學(xué)性能，即零件不僅具有較高的強(qiáng)度，而且具有較好的塑性和韌性。生產(chǎn)中把淬火和高溫回火相結(jié)合的熱處理工藝稱(chēng)為調(diào)質(zhì)處理，簡(jiǎn)稱(chēng)為調(diào)質(zhì)。調(diào)質(zhì)處理廣泛用于絲桿、連桿、齒輪、曲軸等重要的受力結(jié)構(gòu)零件。5.答：在沖擊載荷和摩擦條件下工作的零件（如齒輪），要求其表面具有高的硬度和耐磨性，而心部具有足夠的塑性和韌性。可采用表面熱處理或化學(xué)熱處理。以達(dá)到“外硬內(nèi)韌”的性能要求。表面熱處理有：（1）表面淬火；（2）化學(xué)熱處理6.答：（1）淬硬性。淬硬性是指鋼在理想條件下淬火所能達(dá)到的最高硬度來(lái)表征的材料特性，主要取決于鋼中的含碳量，碳的含量愈高，獲得的硬度愈高。（2）淬透性。淬透性是指在規(guī)定條件下，鋼試樣淬硬深度和硬度分布表征的材料特性，淬透性愈好，淬硬層愈厚。淬透性主要取決于鋼的化學(xué)成分和淬火冷卻方式。一般來(lái)說(shuō)，含碳量相同的碳素鋼與合金鋼的淬硬性沒(méi)有差別，而合金鋼的淬透性高于碳素鋼。7.答：化學(xué)熱處理是將工件置于適當(dāng)?shù)幕钚越橘|(zhì)中加熱、保溫、冷卻，使一種或幾種元素滲入鋼件表層，以改變鋼件表面層的化學(xué)成分、組織和性能的熱處理工藝。主要有滲碳、氮化、碳氮共滲等化學(xué)熱處理方法。第四節(jié)低合金與合金鋼1.答：Q390：最小上屈服強(qiáng)度為390MPa的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。20CrMnTi：表示平均含碳量為0.2%；含鉻、錳、鈦量小于1.5%的合金滲碳鋼；40Cr：表示平均含碳量為0.4%；含鉻量小于1.5%的合金調(diào)質(zhì)鋼；60Si2Mn：表示平均含碳量為0.6%；含硅量為2%，含錳量小于1.5%的合金彈簧鋼；GCr15：表示平均含鉻量為1.5%的滾動(dòng)軸承鋼；9SiCr：表示平均含碳量為0.9%，含硅、鉻量小于1.5%的合金工具鋼（刃具鋼）；W18Cr4V：表示平均含鎢量為18%，含鉻量為4%，含釩量小于1.5%的高速鋼；CrWMn：表示平均含碳量為1.0%以上，含鉻、鎢、錳量小于1.5%的合金工具鋼（刃具鋼）；又稱(chēng)微變形鋼；Cr12：表示平均含碳量為1.0%以上，含鉻為12%的合金工具鋼（模具鋼）；5CrMnMo：表示平均含碳量為0.5%，含鉻、錳、鉬量小于1.5%的合金工具鋼（模具鋼）；3Cr2W8：表示平均含碳量為0.3%，含鉻量為2%，含鎢量為8%的合金工具鋼（模具鋼）；1Cr18Ni9Ti：表示平均含碳量為0.1%，含鉻量為18%，含鎳量為9%，含鈦量為小于1.5%的不銹鋼；ZGMn13：鑄造錳鋼，（含錳量為13%的耐磨鋼）2.答：碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)由代表屈服強(qiáng)度字母Q、屈服強(qiáng)度數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)、脫氧方法符號(hào)四部分組成。質(zhì)量等級(jí)分A、B、C、D四級(jí)，質(zhì)量依次提高；脫氧方法用F、b、Z、TZ分別表示沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼、特殊鎮(zhèn)靜鋼，鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼符號(hào)通?？梢允÷浴＠?，Q235—A·F表示屈服強(qiáng)度≥235MPa，質(zhì)量等級(jí)為A級(jí)，脫氧方法為沸騰鋼的碳素結(jié)構(gòu)鋼。碳素結(jié)構(gòu)鋼的常見(jiàn)牌號(hào)有Q195、Q215、Q235、Q275等四種，主要用于制造螺栓、螺母、拉桿、銷(xiāo)等零件。合金結(jié)構(gòu)鋼有二類(lèi)，一類(lèi)是低合金高強(qiáng)度鋼，牌號(hào)表示方法同碳素結(jié)構(gòu)鋼；是在碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上加入少量的（一般總合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過(guò)3%）的合金元素而得到的，由于合金元素的強(qiáng)化作用，它不僅具有較高的屈服強(qiáng)度、良好的塑性和韌性，還具有良好的焊接性能。用低合金鋼制作金屬結(jié)構(gòu)件可減輕重量，節(jié)約鋼材。另一類(lèi)合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)采用“二位數(shù)字加元素符號(hào)加數(shù)字”表示。前面的二位數(shù)字表示鋼的平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬(wàn)分?jǐn)?shù)，元素符號(hào)表示鋼中所含的合金元素，而元素符號(hào)后面數(shù)字表示該元素平均含量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。當(dāng)合金元素含量小于1.5%時(shí)，牌號(hào)中只標(biāo)明元素符號(hào)，不標(biāo)明含量；合金結(jié)構(gòu)鋼主要用于制造重要機(jī)械零件和工程結(jié)構(gòu)；3.答：碳素工具鋼主要用于制造刀具、量具和模具。由于大多數(shù)工具都要求高硬度和高耐磨性，故碳素工具鋼平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都在0.7%以上，而且此類(lèi)鋼是優(yōu)質(zhì)或高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。碳素工具鋼的牌號(hào)以“T”（“碳”字漢語(yǔ)拼音字首）加數(shù)字組成，數(shù)字表示平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千分?jǐn)?shù)。合金工具鋼是用來(lái)制造各種刃具、模具、量具的鋼。與之對(duì)應(yīng)合金工具鋼有刃具鋼、模具鋼和量具鋼。合金工具鋼的牌號(hào)表示方法與合金結(jié)構(gòu)鋼相似，其區(qū)別在于用一位數(shù)字表示平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千分?jǐn)?shù)，當(dāng)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于或等于1.0%時(shí)則不予標(biāo)出。低合金刃具鋼是在碳素工具鋼的基礎(chǔ)上加入少量合金元素形成的鋼。這類(lèi)鋼中常加入鉻、錳、硅等元素，硬度、耐磨性、強(qiáng)度、淬透性均比碳素工具鋼好。主要用于制造形狀復(fù)雜的低速工具（絲錐、板牙、鉸刀等）。4.答：機(jī)械制造用鋼用于制造各種機(jī)械零件。它是在優(yōu)質(zhì)或高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上加入合金元素制成的合金結(jié)構(gòu)鋼，可以分為合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼、合金彈簧鋼等。1）合金滲碳鋼，就是用于制造滲碳零件的合金鋼，其含碳量一般在0.1%～0.25%之間，經(jīng)過(guò)滲碳處理后，再進(jìn)行淬火和低溫回火處理從而達(dá)到表面高硬度、高耐磨性和心部高強(qiáng)度并具有足夠韌性。常用牌號(hào)有20CrMnTi。2）合金調(diào)質(zhì)鋼是指經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理（淬火+高溫回火）后使用的合金結(jié)構(gòu)鋼。其碳含量在0.25%～0.50%之間，這種鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后具有良好的綜合力學(xué)性能。合金調(diào)質(zhì)鋼主要用于重載、受沖擊條件下工作的零件。40Cr鋼是合金調(diào)質(zhì)鋼中最常用的一種。3）合金彈簧鋼鋼是用于制造各種彈簧的專(zhuān)用結(jié)構(gòu)鋼，碳含量一般在0.45%～0.7%之間，合金彈簧鋼經(jīng)淬火后進(jìn)行中溫回火處理，獲得高的彈性極限、高疲勞強(qiáng)度、足夠的塑性和韌性。60Si2Mn是合金彈簧鋼中最常用的一種。5.答：滾動(dòng)軸承鋼是制造各種滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體和內(nèi)外套圈的專(zhuān)用鋼。其含碳量在0.95%～1.15%之間，鉻含量在0.4%～1.65%之間。需具備高的硬度和耐磨性，高的疲勞強(qiáng)度、足夠的韌性等。滾動(dòng)軸承鋼常用熱處理為淬火后進(jìn)行多次低溫回火。第五節(jié)鑄鐵與鑄鋼1.答：鑄鐵是碳含量大于2.11%的鐵碳合金。工業(yè)上常用鑄鐵中含碳量一般為2.5%～4.0%。將熔煉好的鋼液直接鑄成零件或毛坯，這種鑄件稱(chēng)為鑄鋼件，2.答：鑄鐵中的碳以滲碳體形式（Fe3C）和游離態(tài)石墨存在。以滲碳體形式（Fe3C）存在的稱(chēng)為白口鑄鐵；以游離態(tài)石墨存在的稱(chēng)為灰口鑄鐵；碳一部分以滲碳體形式存在，一部分以石墨形式存在，其斷口呈黑白相間麻點(diǎn)的稱(chēng)為麻口鑄鐵。灰口鑄鐵中碳以片狀石墨的形態(tài)存在的稱(chēng)為灰鑄鐵；以團(tuán)絮狀石墨形式存在的稱(chēng)為可鍛鑄鐵；以球狀形式存在的稱(chēng)為球墨鑄鐵；3.答：灰鑄鐵的牌號(hào)以“HT”（“灰鐵”的漢語(yǔ)拼音字首）加數(shù)字表示，數(shù)字表示其最低抗拉強(qiáng)度。常用的灰鑄鐵有HT100、HT150、HT200、HT250、HT300、HT350六個(gè)牌號(hào)。可鍛鑄鐵牌號(hào)由“KT”（“可鐵”兩字漢語(yǔ)拼音字首）和代表類(lèi)別的字母（H、B、Z）及后面兩組數(shù)字組成。其中，“H”代表黑心，“B”代表“白心”，“Z”代表珠光體基體；兩組數(shù)字分別代表最低抗拉強(qiáng)度和最低伸長(zhǎng)率。如KTH330-08。球墨鑄鐵的牌號(hào)由“QT”（“球鐵”兩字漢語(yǔ)拼音字首）及兩組數(shù)字組成。兩組數(shù)字分別表示最低抗拉強(qiáng)度和最低伸長(zhǎng)率。如QT400-15。鑄鋼的牌號(hào)用“ZG”（“鑄鋼”兩字漢語(yǔ)拼音字首）加兩組數(shù)字組成。兩組數(shù)字分別表示屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的最小值。如ZG200—400表示屈服強(qiáng)度不低于200MPa，抗拉強(qiáng)度不低于400MPa的鑄鋼。4.答：可鍛鑄鐵中的碳是以團(tuán)絮狀石墨形式存在。加工時(shí)是將一定成分的白口鑄鐵經(jīng)過(guò)退火處理，使?jié)B碳體分解而形成。與灰鑄鐵相比，可鍛鑄鐵不僅有較高的強(qiáng)度、硬度，而且有一定塑性和韌性，可鍛鑄鐵廣泛用于制造形狀復(fù)雜、受沖擊載荷的薄壁、中小型零件，如管接頭、低壓閥門(mén)等。球墨鑄鐵是指石墨以球狀形式存在的鑄鐵。在澆注前往鐵水中加入適量的球化劑和孕育劑進(jìn)行球化處理，澆注后可使石墨呈球狀分布。球墨鑄鐵兼有鑄鐵和鋼的優(yōu)點(diǎn)，可以用來(lái)代替碳鋼、合金鋼、可鍛鑄鐵等材料，常用于制造受力復(fù)雜，強(qiáng)度、硬度、韌性和耐磨性要求較高的零件，如曲軸、凸輪軸及軋輥等。第六節(jié)非鐵金屬簡(jiǎn)介1.答：純鋁是一種銀白色的金屬。密度小，熔點(diǎn)低；純鋁具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，其導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性僅次于銀和銅；鋁與氧的親合力強(qiáng)，容易在其表面形成致密的Al2O3薄膜，在大氣中具有良好的腐蝕性，但不耐堿、酸、鹽等介質(zhì)腐蝕；純鋁塑性好，強(qiáng)度低，容易進(jìn)行塑性變形。純鋁分壓力加工產(chǎn)品（變形鋁）和未壓力加工產(chǎn)品（鑄造純鋁）兩種。變形鋁牌號(hào)用四位數(shù)字或四位字符表示，即為“1×××”；牌號(hào)第二位的字母或數(shù)字表示原始純鋁的改型情況。牌號(hào)的最后兩位數(shù)字表示最低鋁百分含量。當(dāng)最低鋁百分含量精確到0.01%時(shí)，牌號(hào)的最后兩位數(shù)字就是最低鋁百分含量中小數(shù)點(diǎn)后面的兩位。例如，1A99（原LG5），其wAl=99.99%；1A97（原LG4），其wAl=99.97%。鑄造純鋁牌號(hào)由Z和鋁的化學(xué)符號(hào)以及表明含鋁量的數(shù)字組成。如ZAl99.5表示含鋁量為99.5%的鑄造鋁合金。純鋁主要用于熔煉鋁合金，制造導(dǎo)電材料及散熱器件。2.答：屬于鑄造鋁合金，如ZAlSi12，主要用于形狀復(fù)雜的砂型、金屬型和壓力鑄造零件；要求氣密性的零件；ZAlSi7Mg，主要用于形狀復(fù)雜的砂型、金屬型和壓力鑄造零件。如飛機(jī)、儀器的零件等3.答：黃銅是指以銅為基體，以鋅為主加元素的銅合金。普通黃銅是銅鋅二元合金；在普通黃銅中加入其他元素所形成的銅合金稱(chēng)為特殊黃銅，如鉛黃銅、錳黃銅、鋁黃銅等。如H70表示銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%，鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的普通黃銅。特殊黃銅的牌號(hào)是用“H+主加元素符號(hào)+平均銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)+主加合金元素平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)”表示，如HPb59-1表示平均銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為59%，平均鉛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的鉛黃銅。主要用于軸，軸套，螺栓，螺釘，螺母，分流器，導(dǎo)電排。青銅是指主加元素除鋅、鎳以外元素所形成的銅合金，如以錫為主加元素的銅合金稱(chēng)為錫青銅，以鋁為主加元素的銅合金稱(chēng)為鋁青銅。壓力加工青銅的牌號(hào)用“Q+第一個(gè)主加元素的化學(xué)符號(hào)及數(shù)字+其他元素符號(hào)及數(shù)字”表示?！癚”是“青”字漢語(yǔ)拼音字首，“數(shù)字”依次表示第一個(gè)主加元素和其他元素的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)，如QSn4-3表示平均錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%、平均鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是3%，其余是銅的錫青銅。主要用于彈簧材料，耐磨零件(如軸承)，抗磁零件。4.答：軸承合金必須具有較高的強(qiáng)度和塑性，良好的減摩性和耐磨性，良好的散熱性及對(duì)油膜的吸附能力。常用的軸承合金有錫基、鉛基、鋁基軸承合金。錫基滑動(dòng)軸承合金（錫基巴氏合金）：常用于制造重要的滑動(dòng)軸承，如汽輪機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)等高速滑動(dòng)軸承。鉛基滑動(dòng)軸承合金（鉛基巴氏合金）：適用于中等負(fù)荷的低速軸承，如汽車(chē)、拖拉機(jī)、輪船的曲軸滑動(dòng)軸承等。鉛基滑動(dòng)軸承合金價(jià)格便宜，應(yīng)盡量用它來(lái)代替錫基滑動(dòng)軸承合金。鋁基滑動(dòng)軸承合金：廣泛用于高速重載汽車(chē)、拖拉機(jī)及柴油機(jī)的滑動(dòng)軸承。第五章摩擦輪傳動(dòng)1.答：按兩輪軸線的相對(duì)位置不同，摩擦輪傳動(dòng)可分為平行軸摩擦輪傳動(dòng)和相交軸摩擦輪傳動(dòng)。平行軸摩擦輪傳動(dòng)指兩摩擦輪回轉(zhuǎn)軸線平行，有外接圓柱式和內(nèi)接圓柱式兩種。相交軸摩擦輪傳動(dòng)指兩摩擦輪回轉(zhuǎn)軸線相交，有外接圓錐式、內(nèi)接圓錐式和圓柱平盤(pán)式三種。2.答：摩擦輪傳動(dòng)是利用兩輪直接接觸所產(chǎn)生的摩擦力來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的一種機(jī)械傳動(dòng)。由兩個(gè)相互壓緊的圓柱形摩擦輪組成，正常傳動(dòng)時(shí)，主動(dòng)輪回轉(zhuǎn)，使兩輪接觸處產(chǎn)生摩擦力，從動(dòng)輪在摩擦力的作用下隨主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。摩擦輪傳動(dòng)的功率與摩擦力大小成正比，而摩擦力的大小取決于摩擦因數(shù)和接觸面的正壓力。因此，提高摩擦輪傳動(dòng)功率的方法有:一是增大正壓力,二是增大摩擦因數(shù)。增大正壓力可通過(guò)在摩擦輪上安裝彈簧或其他施力裝置實(shí)現(xiàn),但這樣會(huì)增大軸及軸承上載荷,從而增大機(jī)構(gòu)尺寸；此外,增大正壓力還會(huì)減小最大轉(zhuǎn)速及損壞機(jī)構(gòu)零件，故一般增加摩擦輪傳動(dòng)功率的方法以增大摩擦因數(shù)為宜。3.答：這樣配置,除了可增加摩擦系數(shù)而增大其摩擦力，當(dāng)從動(dòng)輪的負(fù)載過(guò)大發(fā)生打滑時(shí)，還可避免動(dòng)輪上產(chǎn)生局部磨損而影響傳動(dòng)效果。4.答：i12=n1/n2=D2/D1=2;D1/2+D2/2=150，得D1＝100mm，D2＝200mm；因?yàn)閚1＝500r/min，所以n2＝250r/min。5.答：（1）i12=r2/r1=100/50=2。（2）n2=r1n1/r2=50×1000/100=500（r/min）。（3）n2=r1n1/r′2=50×1000/200=250（r/min）。第六章帶傳動(dòng)第一節(jié)帶傳動(dòng)概述1.答：根據(jù)工作原理不同，帶傳動(dòng)分為摩擦帶傳動(dòng)和嚙合帶傳動(dòng)兩大類(lèi)。摩擦帶傳動(dòng)根據(jù)帶截面形狀不同有平帶傳動(dòng)、V帶傳動(dòng)、多楔帶和圓帶傳動(dòng)。嚙合帶傳動(dòng)有同步帶傳動(dòng)。2.答：摩擦型帶傳動(dòng)，帶所傳遞的圓周力大于帶傳動(dòng)有效圓周力（即帶與帶輪接觸面的摩擦力總和），稱(chēng)為過(guò)載。過(guò)載時(shí)，帶沿著輪面產(chǎn)生全面的滑動(dòng)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為打滑。打滑將造成帶磨損加劇，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速急劇降低，帶傳動(dòng)失效，應(yīng)予以避免。另一方面，過(guò)載打滑可以防止薄弱零件的損壞，起到過(guò)載保護(hù)作用。3.答：摩擦帶傳動(dòng)是將一根或幾根帶以一定初拉力F0張緊在主動(dòng)輪1和從動(dòng)輪2上，使帶與帶輪的接觸面間產(chǎn)生正壓力，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生摩擦力而實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。提高帶傳動(dòng)能力的方法有：增加初拉力F0、增大摩擦因數(shù)及增加帶與帶輪接觸弧長(zhǎng)度（包角α）等。4.答：帶是彈性體，受到力的作用后會(huì)產(chǎn)生彈性變形，帶處于緊邊位置，受到拉力大，帶的彈性伸長(zhǎng)量也大；帶處于松邊位置，受到拉力小，帶的彈性伸長(zhǎng)量也小，如圖6-4所示。帶繞入主動(dòng)輪，帶與輪上A點(diǎn)重合且速度相等，當(dāng)主動(dòng)輪以圓周線速度v1由A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)至B點(diǎn)，由于帶受到的拉力由F1降至F2，彈性伸長(zhǎng)量逐漸減小，帶沿帶輪表面逐漸收縮而產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，帶上A點(diǎn)滯后于帶輪而轉(zhuǎn)動(dòng)至B′點(diǎn)，帶的速度v小于主動(dòng)輪圓周線速度v1（v＜v1）。同理，當(dāng)帶繞過(guò)從動(dòng)輪時(shí)也發(fā)生類(lèi)似現(xiàn)象，不過(guò)帶受到的拉力由F2增大至F1，帶逐漸伸長(zhǎng)，也沿帶輪表面產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)；此時(shí)，帶的速度v大于從動(dòng)輪圓周線速度v2（v＞v2），這種因帶彈性伸長(zhǎng)及拉力差引起的相對(duì)滑動(dòng)稱(chēng)為彈性滑動(dòng)，彈性滑動(dòng)使帶傳動(dòng)比不能保證準(zhǔn)確。5.答：1）帶傳動(dòng)能緩沖、吸振，傳動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)噪聲。2）能傳遞較遠(yuǎn)軸間運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。3）由于帶的彈性滑動(dòng)，傳動(dòng)比不準(zhǔn)確。4）過(guò)載會(huì)打滑，能避免傳動(dòng)系統(tǒng)中薄弱零件損壞，起過(guò)載保護(hù)作用。5）安裝制造要求低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，維護(hù)方便，不需潤(rùn)滑。6）帶需張緊在帶輪上，作用在軸與軸承上的力較大，傳動(dòng)效率低。摩擦類(lèi)帶傳動(dòng)主要用于傳動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)比不準(zhǔn)確，傳遞功率較小，兩軸距離遠(yuǎn)的高速級(jí)傳動(dòng)。第二節(jié)平帶傳動(dòng)1.答：平行傳動(dòng)、交叉?zhèn)鲃?dòng)、半交叉?zhèn)鲃?dòng)和角度傳動(dòng)。其中平行傳動(dòng)在平帶傳動(dòng)中應(yīng)用最廣。2.答：包角是指帶與帶輪接觸弧所對(duì)的圓心角。包角的大小，反映帶與帶輪輪緣表面間接觸弧的長(zhǎng)短。包角越小，接觸弧長(zhǎng)越短，接觸面間所產(chǎn)生的摩擦力總和越小，傳動(dòng)能力也越小。為了提高平帶的傳動(dòng)能力，包角不能太小，一般要求小帶輪包角α≥150°。3.答：平帶傳動(dòng)比i≤5，主要原因是受小帶輪包角的影響及帶傳動(dòng)輪廓尺寸的限制。4.答：平帶工作面為帶的寬平面；平帶帶長(zhǎng)是指帶的內(nèi)周長(zhǎng)度。5.答：平帶的接頭方式有膠合、縫合、鉸鏈帶扣等幾種。經(jīng)膠合、縫合的接頭，傳動(dòng)時(shí)沖擊小，傳動(dòng)速度高，但傳遞功率小。鉸鏈帶扣接頭的平帶傳遞功率大，但沖擊力及振動(dòng)也大，轉(zhuǎn)速不宜太高。6.答：（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)效率較V帶高。（2）傳動(dòng)中心距遠(yuǎn)。（3）除可實(shí)現(xiàn)兩平行軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞，還可實(shí)現(xiàn)交叉軸、交錯(cuò)軸間運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞。近年來(lái)，平帶傳動(dòng)逐漸被V帶傳動(dòng)所取代，但在遠(yuǎn)距離、高速、多軸傳動(dòng)情況下，依然采用平帶傳動(dòng)。7.答：（1）（2）（3）（4）第三節(jié)V帶傳動(dòng)1.答：V帶傳動(dòng)中帶的類(lèi)型有普通V帶、窄V帶、半寬V帶、寬V帶等。普通V帶按截面尺寸由小到大分為Y、Z、A、B、C、D、E七種，Y型帶截面尺寸最小，E型帶截面尺寸最大；相同條件下，截面尺寸越大，帶傳遞功率也越大。窄V帶有SPZ、SPA、SPB、SPC等4種。2.答：包邊V帶四周都由膠帆布包裹，切邊V帶包布層只有頂布、頂布及底布或底膠夾布，主要是對(duì)V帶起保護(hù)作用。切邊V帶與包邊V帶相比具有傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)功率大，壽命長(zhǎng)，節(jié)能效果明顯，可高速傳動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)；有齒切邊V帶因其底部的齒能起到使V帶縱向柔軟和便于散熱的作用，是目前應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)類(lèi)型。3.答：（1）V帶型號(hào)及基準(zhǔn)長(zhǎng)度選擇。選擇V帶時(shí)，型號(hào)及基準(zhǔn)長(zhǎng)度不能搞錯(cuò)，保證帶在帶輪槽中的正確位置，通常使V帶頂面與帶輪輪槽頂面平齊（新安裝可略高于輪槽頂面），可以保證V帶兩側(cè)面與帶輪槽面充分接觸。（2）V帶安裝要求。V帶安裝時(shí)，要求兩帶輪軸線相互平行，兩帶輪對(duì)應(yīng)V形槽的對(duì)稱(chēng)平面重合，誤差不超過(guò)20′。（3）V帶安裝方法及松緊程度。V帶安裝時(shí)，將帶套在小帶輪上，再旋入大帶輪中，安裝好后，調(diào)整帶的松緊程度，不宜過(guò)松或過(guò)緊。帶過(guò)松，不能保證足夠的張緊力，傳動(dòng)時(shí)易打滑；帶過(guò)緊，張緊力過(guò)大，傳動(dòng)中帶磨損加劇，壽命縮短。實(shí)踐證明，中等中心距情況下，以大拇指能夠?qū)合?5mm左右，則張緊程度合適。（4）V帶定期檢查與調(diào)整。使用過(guò)程中，應(yīng)定期檢查并及時(shí)調(diào)整，發(fā)現(xiàn)不宜繼續(xù)使用的V帶應(yīng)及時(shí)更換，更換時(shí)應(yīng)一組同時(shí)更換，不能新、舊帶混用。舊帶可通過(guò)測(cè)量，實(shí)際長(zhǎng)度相同的，組合在一起重新使用，避免浪費(fèi)，同時(shí)保證傳動(dòng)時(shí)受力均勻。（5）V帶的防護(hù)。V帶傳動(dòng)要加防護(hù)罩，以免發(fā)生意外事故，并保護(hù)帶傳動(dòng)的工作環(huán)境，防止?jié)櫥?、切削液及其他雜物飛濺到V帶上，影響傳動(dòng)效果，還可以避免日光曝曬使帶過(guò)早老化變質(zhì)。4.答：5.答：（1）V帶輪基準(zhǔn)直徑越小，帶在帶輪上彎曲變形越嚴(yán)重，彎曲應(yīng)力越大，帶的壽命越短，故各種型號(hào)的V帶都規(guī)定有帶輪的最小基準(zhǔn)直徑ddmin。（2）帶速不能太大也不能太小。帶速過(guò)大，V帶作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，離心慣性力增大，V帶拉長(zhǎng)，帶與帶輪間壓力減小，導(dǎo)致摩擦力減小，有效圓周力減小，引起打滑。帶速過(guò)小，傳遞相同功率時(shí)，所需有效圓周拉力過(guò)大，也易引起打滑。一般帶速控制在5m/s～25m/s之間。（3）包角的大小，反映帶與帶輪輪緣表面間接觸弧的長(zhǎng)短。包角越小，接觸弧長(zhǎng)越短，接觸面間所產(chǎn)生的摩擦力總和越小，傳動(dòng)能力也越小，帶易打滑，故需限制小帶輪最小包角。（4）張緊力過(guò)小，傳動(dòng)時(shí)易打滑；張緊力過(guò)大，傳動(dòng)中帶磨損加劇，壽命縮短。（5）單根普通V帶有一定的基本額定功率，傳遞相應(yīng)功率的傳動(dòng)需采和相應(yīng)的根數(shù)才行；此外，若增加V帶根數(shù)會(huì)降低每根帶的載荷分配均勻性，導(dǎo)致傳動(dòng)功率反而減小；這是因?yàn)槎喔鶐еg存在制造誤差和長(zhǎng)度差異以及實(shí)際運(yùn)行時(shí)各帶受力不均勻（6）傳動(dòng)比等于兩帶輪轉(zhuǎn)速之比，也等于兩帶輪直徑反比；為使小帶輪包角不至于過(guò)小及帶傳動(dòng)輪廓尺寸不至于過(guò)大，V帶傳動(dòng)比一般i≤7。6.答：因?yàn)樾屡f帶的磨損量是不一樣的，實(shí)際長(zhǎng)度也不相同造成各帶受力不均而使傳動(dòng)功率下降。7.答：（1）（2）（3）（4）第四節(jié)帶傳動(dòng)的布置與張緊1.答：V帶傳動(dòng)布置方式有水平帶傳動(dòng)、傾斜帶傳動(dòng)和垂直帶傳動(dòng)三種，通常將松邊放在上方，避免帶因自重作用產(chǎn)生下垂而減小小帶輪包角，影響傳動(dòng)效果。2.答：帶以一定初拉力緊套在帶輪上，工作一定時(shí)間后，帶因產(chǎn)生永變形和磨損而松弛，降低傳動(dòng)能力，影響正常工作。因此，需要定期檢查和重新張緊，以恢復(fù)和保持必須的張緊力。常用的張緊方法有兩種：調(diào)整中心距和使用張緊輪。3.答：平帶傳動(dòng)張緊輪應(yīng)安放在松邊外側(cè)，靠近小帶輪處，這樣可以增大小帶輪包角，提高平帶的傳動(dòng)能力。V帶傳動(dòng)張緊輪應(yīng)安放在松邊內(nèi)側(cè)，靠近大帶輪處。張緊輪若放在帶的外側(cè)，帶在傳動(dòng)中受雙向彎曲會(huì)影響帶的使用壽命；張緊輪安放帶的內(nèi)側(cè)，帶傳動(dòng)中只受單方向彎曲，但會(huì)使小帶輪包角減小，影響帶的傳動(dòng)能力，為不使小帶輪包角減小過(guò)多，應(yīng)靠近大帶輪處。4.答：（1）n2=n1D1/D2=（1400×100）/300=（r/min）；n4=n2D3/D4=×80/280=133.3（r/min）（2），符合要求。，符合要求（3），符合要求。，符合要求。（4），符合要求。，符合要求。第七章螺旋傳動(dòng)第一節(jié)螺紋的種類(lèi)與應(yīng)用1.答：按螺紋的旋向分，有右旋螺紋和左旋螺紋。按螺紋的線數(shù)分，有單線螺紋和多線螺紋。按螺紋牙型分，有三角形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋和矩形螺紋等。2.答：連接螺紋有普通螺紋和管螺紋兩大類(lèi)，牙型為三角形；傳動(dòng)螺紋有梯形螺紋、鋸齒形螺紋和矩形螺紋三種。3.答：同一直徑的普通螺紋按螺距大小有粗牙普通螺紋和細(xì)牙普通螺紋之分，一般連接用粗牙螺紋。細(xì)牙螺紋與粗牙螺紋相比，自鎖性更好，對(duì)螺紋零件強(qiáng)度削弱較小，缺點(diǎn)是細(xì)牙螺紋容易滑扣。細(xì)牙普通螺紋用于薄壁零件或使用粗牙對(duì)零件強(qiáng)度影響較大的零件，也用于承受沖擊、振動(dòng)或交變載荷的連接和微調(diào)裝置。4.答：梯形螺紋：牙根強(qiáng)度高，對(duì)中性好，傳動(dòng)精度高，加工工藝性好，與矩形螺紋相比，效率略低，廣泛應(yīng)用于各種傳遞運(yùn)動(dòng)和力的螺旋機(jī)構(gòu)中。鋸齒形螺紋：綜合梯形螺紋牙根強(qiáng)度高和矩形螺紋傳動(dòng)效率高的優(yōu)點(diǎn)，外螺紋牙根有相當(dāng)大圓角，以減小應(yīng)力集中。廣泛用于單向受力的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。矩形螺紋：矩形螺紋尚未標(biāo)準(zhǔn)化，牙根強(qiáng)度低，對(duì)中精度低，磨損后難于補(bǔ)償和修復(fù)，但傳動(dòng)效率高，主要用于傳力機(jī)構(gòu)。第二節(jié)螺紋的主要參數(shù)及標(biāo)記1.答：螺紋大徑是指與外螺紋牙頂或內(nèi)螺紋牙底相切的假想圓柱的直徑，一般規(guī)定為螺紋公稱(chēng)直徑。螺紋中徑是一個(gè)假想圓柱的直徑，該圓柱母線通過(guò)圓柱螺紋上牙厚與槽寬相等的地方。螺紋小徑是指與外螺紋牙底或內(nèi)螺紋牙頂相切的假想圓柱的直徑。2.答：螺距是相鄰兩牙中徑線上對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的軸向距離。導(dǎo)程是指同一條螺旋線上相鄰兩牙中徑線上對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的軸向距離，與螺距的關(guān)系是：Ph=nP；單線螺紋n=1，螺距等于導(dǎo)程。3.答：螺紋升角（φ）（又稱(chēng)螺紋導(dǎo)程角）是指螺紋中徑圓柱上，螺旋線切線與垂直于螺紋軸線的平面間的夾角。螺紋升角越小，自鎖性越好；螺紋升角越大，自鎖性越差，傳動(dòng)效率越高。4.答：普通螺紋標(biāo)記由螺紋代號(hào)、公差帶代號(hào)和旋合長(zhǎng)度代號(hào)三部分組成。普通螺紋公稱(chēng)直徑是指螺紋的大徑。5.答：（1）M12—6H－LH表示公稱(chēng)直徑為12mm，中徑和頂徑公差帶代號(hào)為6H的左旋普通粗牙內(nèi)螺紋；（2）M30×1.5—5g6g表示公稱(chēng)直徑為30mm，螺距為1.5mm，中徑公差帶代號(hào)為5g，頂徑公差帶代號(hào)為6g的右旋普通細(xì)牙外螺紋；（3）R1/4表示尺寸代號(hào)為1/4的右旋內(nèi)螺紋；（4）GA-LH表示尺寸代號(hào)為1/2，精度為A級(jí)的的左旋55°非密封外管螺紋；（5）Tr40×14P7—7H—L表示公稱(chēng)直徑為40mm，導(dǎo)程為14mm，螺距為7mm，中徑公差帶代號(hào)為7H，長(zhǎng)旋合長(zhǎng)度的雙線梯形內(nèi)螺紋；6.答：（1）M20×1.5—6H/6g表示公稱(chēng)直徑為20mm，螺距為1.5mm，中徑公差帶代號(hào)為6H/6g的右旋普通細(xì)牙螺紋副；（2）Rc/R—LH表示尺寸代號(hào)為的左旋圓錐內(nèi)螺紋與圓錐外螺紋的配合。（3）GA表示尺寸代號(hào)為，精度為A級(jí)的右旋55°非密封內(nèi)管螺紋；（或表示尺寸代號(hào)為右旋外管螺紋與精度為A級(jí)的55°非密封內(nèi)管螺紋組成的螺紋副；）（4）Tr32×12P6—8H/8e—L表示公稱(chēng)直徑為32mm，導(dǎo)程為12mm，螺距為6mm，中徑公差帶代號(hào)為8/8eH，長(zhǎng)旋合長(zhǎng)度的右旋雙線梯形螺紋副；第三節(jié)螺紋連接及預(yù)緊與防松1.答：常見(jiàn)螺紋連接件有普通螺栓、雙頭螺柱、螺釘、緊定螺釘、螺母、墊圈。2.答：螺栓連接：普通螺栓連接，螺栓與孔壁有間隙，孔的加工精度較低，裝拆方便，廣泛用于承受軸向載荷，兩連接件較薄，易制成通孔，能從兩邊進(jìn)行安裝的場(chǎng)合；鉸制孔連接，螺栓與被連接件鉸制孔采用過(guò)渡配合，孔需精制，用于承受橫向載荷或需精確固定被連接件相互位置的場(chǎng)合。雙頭螺柱連接：雙頭螺柱一端擰入較厚零件，另一端穿過(guò)較薄零件并與螺母配合，實(shí)現(xiàn)連接。用于被連接件之一較厚不宜做成通孔、材料較軟且需經(jīng)常拆卸的場(chǎng)合。螺釘連接：螺釘通過(guò)較薄連接件的通孔，直接旋入較厚的被連接件之中，不需使用螺母，即可實(shí)現(xiàn)零件的連接。結(jié)構(gòu)緊湊，用于被連接件之一較厚，受力不大，不需經(jīng)常拆卸的場(chǎng)合。緊定螺釘連接：緊定螺釘旋入被連接件的螺紋孔中，其尾部頂住另一被連接件的表面或凹坑中，固定它們的相對(duì)位置，也可以傳遞不大的力和轉(zhuǎn)矩。3.答：連接螺紋大多采用單線螺紋，能滿足自鎖性要求，但在沖擊、振動(dòng)、變載荷作用下，或工作溫度變化較大時(shí)，螺紋副間的摩擦力有可能減小或瞬時(shí)消失，使螺紋連接松動(dòng)，甚至松開(kāi)，造成很大危害。所以，對(duì)在沖擊、振動(dòng)、變載荷作用下，或工作溫度變化較大的螺紋連接，必須采取有效的防松措施，保證安全第一。螺紋連接防松的原理是防止螺紋副間發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。4.答：防松措施有：摩擦力防松、機(jī)械防松、永久性防松等，第四節(jié)普通螺旋傳動(dòng)1.答：螺旋傳動(dòng)是利用螺旋副來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和（或）動(dòng)力的一種機(jī)械傳動(dòng)，可以方便地把主動(dòng)件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成從動(dòng)件的直線運(yùn)動(dòng)。普通螺旋傳動(dòng)特點(diǎn)有：（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作連續(xù)，傳動(dòng)平穩(wěn)、無(wú)噪聲。（2）承載能力大，傳動(dòng)精度高。（3）摩擦損失大，傳動(dòng)效率低。不過(guò)滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)的應(yīng)用，已使螺旋傳動(dòng)摩擦損失大、效率低的缺點(diǎn)得到很大改善。2.答：螺母固定不動(dòng)，螺桿回轉(zhuǎn)并作直線運(yùn)動(dòng)，生產(chǎn)中的應(yīng)用有螺旋壓力機(jī)、千分尺等。螺桿固定不動(dòng)，螺母回轉(zhuǎn)并作直線運(yùn)動(dòng)，生產(chǎn)中的應(yīng)用有插齒機(jī)刀架傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。螺桿回轉(zhuǎn)，螺母作直線運(yùn)動(dòng)，生產(chǎn)中的應(yīng)用有車(chē)床大、中滑板移動(dòng)機(jī)構(gòu)及其他機(jī)床工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)。螺母回轉(zhuǎn)，螺桿作直線運(yùn)動(dòng)，生產(chǎn)中的應(yīng)用有壓力試驗(yàn)機(jī)上觀察鏡。3.答：判別方法是：（1）右旋螺紋用右手，左旋螺紋用左手。手握空拳，四指指向與螺桿（螺母）回轉(zhuǎn)方向相同，大拇指豎直。（2）若螺桿（或螺母）固定不動(dòng)，螺母（或螺桿）回轉(zhuǎn)并作直線移動(dòng)，則大拇指指向即為螺母（或螺桿）直線移動(dòng)方向（3）若螺桿（或螺母）回轉(zhuǎn)，螺母（或螺桿）作直線移動(dòng)，則大拇指指向與螺母（或螺桿）直線移動(dòng)方向相反4.答：L=NPh=5×2×6=60（mm）第五節(jié)差動(dòng)螺旋傳動(dòng)1.答：由兩個(gè)螺旋副組成的使活動(dòng)的螺母與螺桿產(chǎn)生差動(dòng)（即不一致）的螺旋傳動(dòng)稱(chēng)為差動(dòng)螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)。螺桿上兩段螺紋旋向相反的差動(dòng)螺旋傳動(dòng)可以產(chǎn)生快速移動(dòng)，常用于快速夾緊的夾具及鎖緊裝置中；螺桿上兩段螺紋旋向相同差動(dòng)螺旋傳動(dòng)可以產(chǎn)生極小的位移，而其螺紋導(dǎo)程不需要很小，加工較容易，常用于測(cè)微器、分度機(jī)構(gòu)、機(jī)床刀具微調(diào)機(jī)構(gòu)及精密切削機(jī)床、儀器和工具中。2.答：若螺桿上兩段螺紋旋向相同，（1）活動(dòng)螺母實(shí)際移動(dòng)距離當(dāng)螺桿上兩段螺紋旋向相同，螺桿相對(duì)于機(jī)架的移動(dòng)方向與活動(dòng)螺母相對(duì)于螺桿的移動(dòng)方向相反，活動(dòng)螺母實(shí)際移動(dòng)距離減小，計(jì)算公式為L(zhǎng)=N（Ph1－Ph2）。（2）活動(dòng)螺母實(shí)際移動(dòng)方向當(dāng)機(jī)架上固定螺母導(dǎo)程大于活動(dòng)螺母導(dǎo)程，活動(dòng)螺母實(shí)際移動(dòng)方向與螺桿移動(dòng)方向相同；當(dāng)機(jī)架上固定螺母導(dǎo)程小于活動(dòng)螺母導(dǎo)程，活動(dòng)螺母實(shí)際移動(dòng)方向與螺桿移動(dòng)方向相反；當(dāng)兩段螺紋導(dǎo)程相同，活動(dòng)螺母相對(duì)于機(jī)架靜止不動(dòng)。若螺桿上兩段螺紋旋向相反：（1）活動(dòng)螺母實(shí)際移動(dòng)距離當(dāng)螺桿上兩段螺紋旋向相反，螺桿相對(duì)于機(jī)架的移動(dòng)方向與活動(dòng)螺母相對(duì)于螺桿的移動(dòng)方向一致，活動(dòng)螺母實(shí)際移動(dòng)距離增大，計(jì)算公式為L(zhǎng)=N（Ph1＋Ph2）。（2）活動(dòng)螺母實(shí)際移動(dòng)方向螺桿上兩段螺紋旋向相反，活動(dòng)螺母實(shí)際移動(dòng)方向始終與螺桿移動(dòng)方向一致，只需判別螺桿移動(dòng)方向即可，3.答：螺桿上兩段螺紋旋向相反：L=N（Ph1－Ph2）=×（3.5－2）=0.1875mm手輪轉(zhuǎn)一圈（100格）移動(dòng)螺桿實(shí)際移動(dòng)距離為1.5mm，若實(shí)際移動(dòng)距離為0.8mm（0.9mm），則需轉(zhuǎn)過(guò)53.3格（60格）4.答：旋鈕與機(jī)架組成螺母固定、螺桿移動(dòng)的普通螺旋傳動(dòng)，旋鈕圖示方向回轉(zhuǎn)一圈，用左手法則判斷旋鈕向下移動(dòng)2mm。而方頭螺桿也向下移動(dòng)0.5mm，故旋鈕與方頭螺桿間應(yīng)為左旋螺紋，用公式L=N（Ph1－Ph2）=0.5mm；即1×（2-Ph2）=0.5；得：Ph2=1.5（mm）方頭螺桿的導(dǎo)程為1.5mm；方頭螺桿相對(duì)于旋鈕移動(dòng)距離為1.5mm，移動(dòng)方向向上。第八章鏈傳動(dòng)1.答：鏈傳動(dòng)由主動(dòng)鏈輪、鏈條、從動(dòng)鏈輪及機(jī)架組成；鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比與兩鏈輪齒數(shù)成反比。2.答：鏈傳動(dòng)類(lèi)型較多，根據(jù)用途不同，可分為傳動(dòng)鏈、輸送鏈、曳引起重鏈（又稱(chēng)曳引鏈）。傳動(dòng)鏈主要用于傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的場(chǎng)合，也可以用于輸送場(chǎng)合。輸送鏈用于輸送工件、物品和材料。曳引起重鏈用于傳遞力，起牽引、懸掛物品作用，兼作緩慢移動(dòng)。3.答：外鏈板與銷(xiāo)軸、內(nèi)鏈板與套筒分別采用過(guò)盈配合組成外鏈節(jié)、內(nèi)鏈節(jié)。銷(xiāo)軸與套筒采用間隙配合構(gòu)成內(nèi)、外鏈節(jié)的鉸鏈副（轉(zhuǎn)動(dòng)副），保證鏈條彎曲時(shí)，內(nèi)、外鏈節(jié)能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。滾子與套筒間也采用間隙配合，保證鏈條與鏈輪嚙合時(shí)，滾子與鏈輪輪齒相對(duì)滾動(dòng)，產(chǎn)生滾動(dòng)摩擦，從而減少滾子與鏈輪輪齒的磨損。4.答：與同屬中間撓性件的帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)有如下特點(diǎn)：（1）無(wú)彈性伸長(zhǎng)及打滑現(xiàn)象，能保證準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比。（2）傳動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，一般傳動(dòng)效率可達(dá)0.95～0.98。（3）傳動(dòng)功率大，張緊力小，作用在軸和軸承上的力小。（4）能在高溫、多塵、油污等惡劣環(huán)境下工作。（5）只能傳遞平行軸間的同向運(yùn)動(dòng)。（6）由于鏈節(jié)的多邊形效應(yīng)，瞬時(shí)鏈速和瞬時(shí)傳動(dòng)比不準(zhǔn)確，傳動(dòng)平穩(wěn)性較差，工作中存在沖擊和噪聲。（7）鏈條磨損后，鏈條節(jié)距會(huì)變大，傳動(dòng)中鏈條易脫落。（8）無(wú)過(guò)載保護(hù)功能。（9）與齒輪傳動(dòng)相比，傳動(dòng)距離較遠(yuǎn)且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造安裝精度要求低。5.答：由于鏈條節(jié)數(shù)常取偶數(shù)，為使鏈條與鏈輪的輪齒磨損均勻，鏈輪的齒數(shù)一般選取與鏈條節(jié)數(shù)互為質(zhì)數(shù)的奇數(shù)。6.答：鏈傳動(dòng)中，兩鏈輪軸線應(yīng)保持平行，鏈輪旋轉(zhuǎn)平面在同一平面內(nèi)，否則會(huì)產(chǎn)生脫鏈或不正常磨損。按兩鏈輪中心連線的位置分，鏈傳動(dòng)的布置方式有水平布置、垂直布置及傾斜布置三種，其中水平布置和傾斜布置的緊邊均位于上方較好。鏈傳動(dòng)的張緊張緊的方法有：（1）調(diào)整中心距。（2）使用張緊輪，當(dāng)中心距無(wú)法調(diào)整時(shí)可使用張緊輪張緊，張緊輪可以是鏈輪也可以是無(wú)齒的滾輪。（3）將磨損變長(zhǎng)的鏈條拆掉1～2節(jié)。7.答：不合理，帶傳動(dòng)常用于高速級(jí)場(chǎng)合，鏈傳動(dòng)常用于低速級(jí)場(chǎng)合，故應(yīng)將一級(jí)減速采用帶傳動(dòng)減速，二級(jí)減速采用鏈傳動(dòng)。第九章齒輪傳動(dòng)第一節(jié)齒輪傳動(dòng)的分類(lèi)與應(yīng)用特點(diǎn)1.答：齒輪是能互相嚙合的有齒的機(jī)械零件。齒輪副是由兩個(gè)相互嚙合的齒輪組成的基本機(jī)構(gòu)。由齒輪副組成的傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的裝置。由主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪和機(jī)架組成,2.答：（1）傳動(dòng)要平穩(wěn)。為使齒輪傳動(dòng)過(guò)程中能有較高的平穩(wěn)性，沒(méi)有沖擊（或沖擊很?。⒄駝?dòng)，齒輪在傳動(dòng)過(guò)程中必須保證瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定。（2）承載能力要大。在尺寸小、重量輕的前提下，要求輪齒強(qiáng)度高、耐磨性好及壽命長(zhǎng)。3.答：（1）根據(jù)齒輪傳動(dòng)中兩軸線的相對(duì)位置不同，可分為平行軸齒輪傳動(dòng)、相交軸齒輪傳動(dòng)及交錯(cuò)軸齒輪傳動(dòng)三類(lèi)。其中前一類(lèi)屬于平面齒輪傳動(dòng)，后兩類(lèi)屬于空間齒輪傳動(dòng)。平行軸齒輪傳動(dòng)根據(jù)嚙合方式不同，平行軸齒輪傳動(dòng)又分為外嚙合齒輪傳動(dòng)、內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)和齒輪齒條傳動(dòng)。根據(jù)齒輪齒向與軸線的位置關(guān)系不同，平行軸齒輪傳動(dòng)又可分為直齒圓柱齒輪傳動(dòng)、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)、人字齒圓柱齒輪傳動(dòng)等。相交軸齒輪傳動(dòng)有直齒圓錐齒輪傳動(dòng)、斜齒圓錐齒輪傳動(dòng)、曲線齒圓錐齒輪傳動(dòng)。交錯(cuò)軸齒輪傳動(dòng)有蝸桿傳動(dòng)、螺旋齒輪傳動(dòng)以及準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動(dòng)等。（2）根據(jù)輪齒的齒廓曲線不同，齒輪可分為漸開(kāi)線齒輪、擺線齒輪、圓弧齒輪等。（3）根據(jù)工作條件不同，齒輪傳動(dòng)可分為閉式齒輪傳動(dòng)和開(kāi)式齒輪傳動(dòng)。（4）根據(jù)工作時(shí)的圓周速度不同，齒輪傳動(dòng)可分為高速齒輪傳動(dòng)、中速齒輪傳動(dòng)、低速齒輪傳動(dòng)等。4.答：優(yōu)點(diǎn)：（1）能保證兩齒輪瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定；（2）能實(shí)現(xiàn)兩軸平行、相交或交錯(cuò)等傳動(dòng)；（3）傳遞功率和速度范圍大，傳動(dòng)效率高；（4）工作安全可靠、使用壽命長(zhǎng)。缺點(diǎn)：（1）制造和安裝精度要求高，制造成本高；（2）不宜在兩軸中心距很大的場(chǎng)合使用；（3）對(duì)沖擊、振動(dòng)較敏感。第二節(jié)漸開(kāi)線的形成及其特性1.答：如圖，動(dòng)直線AB沿著圓0作純滾動(dòng)，直線AB上任意一點(diǎn)K的運(yùn)動(dòng)軌跡，稱(chēng)為該圓的漸開(kāi)線。2.答：（1）發(fā)生線在基圓上滾過(guò)的線段長(zhǎng)度等于基圓上被滾過(guò)的弧長(zhǎng)。（2）漸開(kāi)線上任意一點(diǎn)的法線必定與基圓相切。換言之，基圓的切線必為漸開(kāi)線上某點(diǎn)的法線。（3）漸開(kāi)線上各點(diǎn)的曲率半徑不等。漸開(kāi)線上越靠近基圓，曲率半徑越小，漸開(kāi)線越彎曲；越遠(yuǎn)離基圓，曲率半徑越大，漸開(kāi)線越平直。當(dāng)漸開(kāi)線上的點(diǎn)與基圓上的點(diǎn)重合時(shí)，曲率半徑等于零。（4）漸開(kāi)線的形狀取決于基圓的大小?；鶊A相同，漸開(kāi)線形狀相同；基圓越小，漸開(kāi)線越彎曲；基圓越大，漸開(kāi)線越平直。當(dāng)基圓半徑趨于無(wú)窮大時(shí)，漸開(kāi)線成直線，這種直線型的漸開(kāi)線就是齒條的齒廓曲線。（5）漸開(kāi)線的起始點(diǎn)在基圓上，故基圓內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線。（6）漸開(kāi)線上各點(diǎn)的壓力角不等。越靠近基圓壓力角越小，越遠(yuǎn)離基圓壓力角越大；基圓上壓力角為0°。3.答：壓力角是指漸開(kāi)線齒廓上任意點(diǎn)K所受到的力的方向Fx（該點(diǎn)法線方向）與該點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度方向vk之間所夾的銳角。越靠近基圓壓力角越小，越遠(yuǎn)離基圓壓力角越大；基圓上壓力角為0°。4.答：（1）發(fā)生線、漸開(kāi)線、基圓；（2）K點(diǎn)的壓力角和曲率半徑均大于K1點(diǎn)的壓力角和曲率半徑；（3）;αk=53.2°第三節(jié)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)1.答：直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)主要包括齒數(shù)、模數(shù)、壓力角、齒頂高系數(shù)、頂隙系數(shù)等2.答：標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪是指模數(shù)、齒形角、齒頂高系數(shù)、頂隙系數(shù)都為標(biāo)準(zhǔn)值，且分度圓上齒厚等于齒槽寬的直齒圓柱齒輪。3.答：頂隙主要作用是防止齒頂與另一齒輪槽底相抵觸，此外，還可以貯存潤(rùn)滑油，保證齒面間潤(rùn)滑。為使齒輪嚙合時(shí)有一定量的徑向間隙，齒根高要比齒頂高大，即hf=ha+c。4.答：；；5.答：h=ha+hf=(2ha*+c*)m＝2.25m；m=8（mm）；d=mz＝8×72=576（mm）；da=m(z+2ha*)＝8×（72+2）=592（mm）；df=m(z-2ha*-2c*)＝8×（72-2.5）=556（mm）6.答：df>db；得m（z-2.5）>mzcosa；（z-2.5）>zcos20°；z-0.94z>2.5；z>41.67，所以最小齒數(shù)為42個(gè)。7.答：df=m(z-2ha*-2c*)＝m（20-2.5）=43.7（mm）；得m=2.5mm（1）p=πm＝3.14×2.5=7.85（mm）；pb=pcosα=7.85×0.94=7.38（mm）（2）h=(2ha*+c*)m＝2.25×2.5=5.63（mm）；（3）d=mz＝2.5×20=50（mm）；df=m(z-2ha*-2c*)＝2.5×（20-2.5）=43.75（mm）da=m(z+2ha*)＝2.5×（20+2）=55（mm）；8.答：da=m(z+2ha*)＝m（z+2）=208eq\o\ac(○,1)df=m(z-2ha*-2c*)＝m（z-2.5）=172eq\o\ac(○,2)解方程得：m=8（mm）；z=249.答：若大齒輪為內(nèi)齒輪，則da2＝m(z2-2.5)＝m(37-2.5)=97.45mm；得m=2.82mm；中心距a=67.54=m(z2-z1)/2=m(37-17)/2，得m=6.75mm，計(jì)算出的m值不相等，故z2不是內(nèi)齒輪。若大齒輪為外齒輪，則da2＝m(z2+2.5)＝m(37+2.5)=97.45mm；得m=2.47mm≈2.5mm；中心距a=67.54=m(z2+z1)/2=m(37+17)/2，得m=2.5mm，計(jì)算出的m值相等，故z2是外齒輪。m=2.5mm，z2=37，d2=92.5mm，da2=97.5mmdf2=86.25mm，db2=86.92mm，p=7.85mm，h=5.625mm10.答：A軸上齒輪齒數(shù)為20，若該齒輪為外齒輪，則：h=(2ha*+c*)m＝2.25×m=4（mm）；m=1.78mm≈2mm；da2＝m(z2+2.5)＝m(20+2.5)=43.8mm；得m=1.95mm≈2mm；計(jì)算出的模數(shù)相等，若A軸上齒輪為內(nèi)齒輪，則：h=(2ha*+c*)m＝2.25×m=4（mm）；m=1.78mm≈2mm；da2＝m(z2-2.5)＝m(20-2.5)=43.8mm；得m=2.5mm；計(jì)算出的m值不相等，故不是內(nèi)齒輪。若B軸上配套的齒輪為內(nèi)齒輪，則：a=50=m(z2-z1)/2=2(z2-20)/2；得z2＝70；若B軸上配套的齒輪為外齒輪，則：a=50=m(z2-+z1)/2=2(z2+20)/2；得z2＝30；11.答：（1）基圓越大，漸開(kāi)線越平直，故判斷各齒基圓直徑大小即可，db=mzcosa；z4可得齒廓最平（2）根據(jù)公式h=(2ha*+c*)m＝2.25×m，可得模數(shù)最大，齒最高；z1故齒最高。（3）根據(jù)公式s=πm/2，可得模數(shù)最大，齒最高；z1故齒最高。（4）根據(jù)公式：，可知齒數(shù)越少，值越小，壓力角越大，故z2壓力角最大。第四節(jié)漸開(kāi)線齒輪的嚙合1.答：瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定、具有傳動(dòng)可分離性、齒廓間存在相對(duì)滑動(dòng)2.答：為保證齒輪傳動(dòng)連續(xù)，后一對(duì)輪齒進(jìn)入嚙合狀態(tài)時(shí)，前一對(duì)輪齒尚未脫離嚙合態(tài)。即重合度ε需大于1。3.答：齒輪副的正確嚙合條件為：m1=m2=m；α1=α2=20°。即兩齒輪的模數(shù)必須相等且為標(biāo)準(zhǔn)值，兩齒輪的齒形角必須相等且為20°。4.答：（1）嚙合角變大；（2）節(jié)圓直徑變大；（3）齒輪間隙變大5.答：d1=mz1=2×18=36(mm)；da1=m(z1+2)=2×20=40(mm)；df1=m(z1-2.5)=2×15.5=31(mm)；db1=dcos20°=36×0.94=33.84(mm)。D2=mz2=2×28=56(mm)；da2=m(z2+2)=2×30=60(mm)；df2=m(z2-2.5)=2×25.5=51(mm)；db2=dcos20°=56×0.94=52.64(mm)。（3）該對(duì)齒輪不能連續(xù)傳動(dòng)，因?yàn)閷?shí)際嚙合線長(zhǎng)主度為3.74mm（測(cè)量得出）?；鶊A齒距=πmcos20°=5.9mm，重合度小于1。（計(jì)算實(shí)際嚙合線長(zhǎng)主度較困難，只能通過(guò)測(cè)量得出）第五節(jié)其它常用齒輪傳動(dòng)1.答：斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是：（1）兩齒輪的法向模數(shù)相等且為標(biāo)準(zhǔn)值：mn1=mn2=m；（2）兩齒輪的法向齒形角相等且為標(biāo)準(zhǔn)值：αn1=αn2=α=20°；（3）兩齒輪的螺旋角大小相等，旋向相反：β1=-β2。直齒錐齒輪傳動(dòng)的正確嚙合條件是：①兩輪的大端端面模數(shù)相等且為標(biāo)準(zhǔn)值，即m1=m2=m；②兩輪的大端齒形角相等且為標(biāo)準(zhǔn)值，即α1=α2=α=20°。2.答：斜齒圓柱齒輪標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)是法向模數(shù)，用mn來(lái)表示。和端面模數(shù)mt的關(guān)系為:mt=mn/cosβ。3.答：斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：（1）斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)承載能力大，可用于大功率傳動(dòng)。（2）傳動(dòng)平穩(wěn)，連續(xù)性好，沖擊、振動(dòng)大為減小，可用于高速傳動(dòng)。（3）使用壽命長(zhǎng)。缺點(diǎn)：（1）不能當(dāng)作滑移齒輪使用。（2）在傳動(dòng)中會(huì)產(chǎn)生軸向力。4.答：i=1/tanδ1=tanδ2=15.答：v=n輪πd輪=n輪πm輪z輪；985.96=3.14π×2×z輪；所以z輪＝50第六節(jié)齒輪的加工與變位齒輪1.答：按其加工原理分，有成形法和展成法兩種。成形法加工齒輪時(shí)，不同齒數(shù)齒輪合用同一把刀具，齒形誤差大；此外，分度累積誤差大，且加工具有不連續(xù)性，因此加工的齒輪精度低、效率低。僅用于修配及單件生產(chǎn)的場(chǎng)合。展成法不但具有精度高、效率高的特點(diǎn)，而且同一模數(shù)和齒形角而齒數(shù)不同的齒輪，都可以采用同一把刀具加工。但必須在專(zhuān)用機(jī)床（滾齒機(jī)、插齒機(jī)等）上加工，主要用于成批、大量生產(chǎn)。2.答：用展成法加工齒輪，若齒條刀具的基準(zhǔn)線與被加工輪坯的分度圓相切，則加工出來(lái)的齒輪為標(biāo)準(zhǔn)齒輪，其分度圓上齒厚等于齒槽寬。若齒條刀具的基準(zhǔn)線不與被加工輪坯的分度圓相切，而是相離或相交，則加工出來(lái)的齒輪為變位齒輪，其分度圓上齒厚與齒槽寬不相等，屬于非標(biāo)準(zhǔn)齒輪。至少有一個(gè)齒輪為變位齒輪的傳動(dòng)稱(chēng)為變位齒輪傳動(dòng)。（1）高度變位齒輪傳動(dòng)。高變位齒輪傳動(dòng)中，小齒輪采用正變位齒輪可使齒根強(qiáng)度增大，不發(fā)生根切的最少齒數(shù)更少；大齒輪采用負(fù)變位齒輪，可使輪齒強(qiáng)度略有減小，使大小齒輪壽命接近。（2）角度變位齒輪傳動(dòng)，根據(jù)兩齒輪變位系數(shù)之和為正或負(fù)又分為正角度變位齒輪傳動(dòng)和負(fù)角度變位齒輪傳動(dòng)兩類(lèi)。角度變位齒輪傳動(dòng)嚙合線與節(jié)點(diǎn)的位置發(fā)生改變，兩分度圓不相切，節(jié)圓與分度圓不重合，嚙合角不等于齒形角，齒高也發(fā)生了變化。主要用于湊配中心距，當(dāng)實(shí)際中心距大于標(biāo)準(zhǔn)中心距，使用正傳動(dòng)可提高齒根強(qiáng)度和減輕齒根處的相對(duì)滑動(dòng)磨損，因而應(yīng)用廣泛。負(fù)傳動(dòng)僅用于實(shí)際中心距小于標(biāo)準(zhǔn)中心距的場(chǎng)合。3.答：（1）采用短齒制齒輪；（2）采用變位齒輪4.答：由式得：5.答：（1）用成形法加工的齒輪Ａ齒形完整，不會(huì)發(fā)生根切現(xiàn)象，用齒條插刀加工的齒輪B齒形不完整，會(huì)發(fā)生根切現(xiàn)象。（2）Ａ齒輪與標(biāo)準(zhǔn)齒條嚙合時(shí)將發(fā)生干涉現(xiàn)象，B齒輪與標(biāo)準(zhǔn)齒條嚙合時(shí)不會(huì)發(fā)現(xiàn)干涉現(xiàn)象，但其強(qiáng)度會(huì)降低，承載能力降低，同時(shí)進(jìn)入嚙合齒的對(duì)數(shù)減少，重合度減小，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性降低。（3）；最小齒數(shù)為30個(gè)。6.答：（1）根據(jù)公式：a=84=m(z2+z1)/2判斷，若全部為標(biāo)準(zhǔn)齒輪，則A、C組適合。（2）若四組全部符合，則A組為標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)，C組為高度變位齒輪傳動(dòng)（名義中心距等于標(biāo)準(zhǔn)中心距，且z1=12<17會(huì)發(fā)生根切），B組應(yīng)為負(fù)角度變位齒輪傳動(dòng)（名義中心距84mm小于標(biāo)準(zhǔn)中心距87mm），D組應(yīng)為正角度變位齒輪傳動(dòng)（名義中心距84mm大于標(biāo)準(zhǔn)中心距81mm）第七節(jié)漸開(kāi)線齒輪