机械制造技术基础张国军第3章学后评量参考答案.docx

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机械制造技术基础张国军第3章学后评量参考答案

第三章学后评量参考答案

1．平面四杆机构：

由四个构件组成的平面连杆机构称为平面四杆机构。

铰链四杆机构：

若平面四杆机构中的连接全部都是转动副，则称其为铰链四杆机构。

2.机架：

固定不动的构件，连架杆：

与机架相连的杆，

连杆：

不与机架相连的杆。

连架杆按其运动特征可分为曲柄和摇杆两种：

能作整周回转运动的连架杆称为曲柄，

仅能在某一角度内摆动的连架杆称为摇杆。

3.根据两连架杆运动形式的不同，铰链四杆机构有三种基本形式：

曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。

曲柄摇杆机构的应用形式有：

搅拌机构脚踏砂轮机构

缝纫机踏板机构汽车雨刮器机构

双曲柄机构的应用形式有:

惯性筛机构天平机构

机车车辆机构车门启闭机构

双摇杆机构的应用形式有:

汽车前轮转向机构可逆式座椅

飞机起落架港口起重机

4.根据运动分析，可得铰链四杆机构中曲柄存在的条件是：

（1）最短杆与最长杆长度之和小于等于其余两杆长度之和；

（2）连架杆或机架中有一为最短杆。

曲柄不一定是最短杆，可能是机架也可能是连杆。

a．以最短杆的相邻杆作机架时，为曲柄摇杆机构

b．以最短杆为机架时，为双曲柄机构

c．以最短杆的相对杆为机架时，为双摇杆机构

5.a）双曲柄机构b）曲柄摇杆机构

c）双摇杆机构d）双摇杆机构

6.在某些连杆机构中，当曲柄作等速转动时，从动件作往复运动，且返回时的平均速度比前进时的平均速度要大，这种现象称为连杆机构的急回特性。

急回特性用行程速比系数K来表示,即：

7.在铰链四杆机构中，当连杆与从动件处于共线位置时，驱动力对从动件的回转力矩等于零。

此时，无论施加多大的驱动力，均不能使从动件转动，且转向也不能确定。

我们把机构中的这种位置称为死点位置。

四杆机构中是否存在死点，取决于从动件是否与连杆共线。

对曲柄摇杆机构，以摇杆为原动件，连杆与从动件曲柄会出现两次共线，这时就出现了死点位置。

通过死点位置的方法：

（1）在机器上加装惯性较大的飞轮，利用惯性来通过死点（如缝纫机）

（2）利用错位排列的方法通过死点

8.在曲柄摇杆机构中，将摇杆的回转中心移至无穷远处，此时弧形槽变成了直槽，弧形滑块变成了平面滑块，滑块3上C点的轨迹变成了直线，转动副D也就演化成了移动副，曲柄摇杆机构就演化为曲柄滑块机构。

曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构演化而成。

曲柄滑块机构中，当以滑块作为主动件，曲柄作为从动件时，曲柄与滑块两次共线时，存在死点位置。

9.

（1）曲柄滑块机构中，若以曲柄为机架，演化成导杆机构。

若L1＜L2，杆件2作连续转动时，导杆4也作连续转动，称为转动导杆机构；

若L1＞L2，杆件2作连续转动时，导杆4只能作往复摆动，称为摆动导杆机构。

（2）曲柄滑块机构中，若取杆件2为机架，杆件1作整周运动，则滑块3成了绕机架上C点作来回摆动的摇块，机构演化为摇块机构。

（3）曲柄滑块机构中，若取滑块3为机架，即得到定块机构。

10.凸轮机构主要由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成。

11.与平面连杆机构相比，凸轮机构有以下特点：

①结构简单、紧凑，工作可靠。

②设计方便。

只需要设计出适当的凸轮轮廓，就可使从动件实现任何预期的运动规律。

③易磨损。

因为凸轮副是高副，容易磨损。

故凸轮机构主要用于传递动力不大的场合。

12.

13.凸轮机构的应用：

（1）单轴转塔车床上的刀架进给凸轮机构

（2）内燃机的配气机构

（3）汽车快怠速机构

（4）车床仿形机构

14.在凸轮上，以凸轮的最小向径rb为半径所作的圆称为基圆。

15.等速运动规律是指当凸轮作等角速度旋转时，从动件上升或下降的速度为一常数。

其位移线图为一斜直线。

在凸轮机构做等速运动的过程中，从动件运动的起点和终点处，从动件的瞬时速度发生变化，从而使得瞬时加速度在理论上趋于无穷大，引起从动件发生刚性冲击。

等速运动规律只适用于中、小功率和低速场合。

16.等加速等减速运动规律的从动件位移曲线图为抛物线。

这种运动规律虽然加速度a2为常数，但在O、A、B诸点处加速度出现有限值突变，由此而产生的惯性力的变化也为有限值。

这种由加速度和惯性力的有限变化对机构所造成的冲击、振动和噪声要较刚性冲击小，称之为柔性冲击。

等加速等减速运动规律也只适用于中速、轻载的场合，不适用于高速凸轮传动。

17.能够实现单向周期性间歇运动的机构，称为步进运动机构。

应用较广泛的有棘轮机构和槽轮机构。

18.在棘轮机构中，棘轮外缘或内缘上具有刚性轮齿，依靠棘爪与棘轮齿间的啮合传递运动。

19.

20.在槽轮机构中，通常拨盘1为主动件，槽轮2为从动件。

当拨盘1以等角速度ω1作逆时针的连续转动时，驱动槽轮2作顺时针间歇转动。

槽轮机构的特点：

槽轮机构的结构简单，制造容易，工作可靠，机械效率高，与棘轮机构相比运动平稳。

它的缺点是工作时有冲击，转角的大小不能调节。

因此，槽轮机构一般用于要求转速不高，且角度不需要调节的场合。

21.棘轮机构的实际应用：

牛头刨床工作台横向进给机构、自行车后轴上的飞轮超越机构、起重机的棘轮制动器

槽轮机构的实际应用：

电影放映机中送片机构上、某些机床上刀架的转位装置中，使用槽轮机构作为转位机构，实现刀架的间歇转动

22.摩擦轮传动是利用两轮直接接触所产生的摩擦力来传递运动和动力的一种机械传动。

在正常传动时，主动轮依靠摩擦力的作用带动从动轮转动，并保证两轮面的接触处有足够大的摩擦力，使主动轮产生的摩擦力矩足以克服从动轮上的阻力矩。

摩擦轮传动的特点:

与其他传动相比较，摩擦轮传动具有下列特点：

（1）结构简单，使用维修方便，适用于两轴中心距较近的传动。

（2）传动时噪声小，并可在运转中变速、变向。

（3）过载时有安全保护作用。

（4）在两轮接触处有打滑的可能，不能保持准确的传动比。

（5）传动效率较低，不宜传递较大的转矩，主要适用于高速、小功率传动的场合。

直接接触的摩擦轮传动一般应用于摩擦压力机、摩擦离合器、制动器、机械无级变速器及仪器的传动机构等场合。

23.按两轮轴线相对位置，摩擦轮传动可分为两轴平行和两轴相交两类。

两轴平行的摩擦轮又可以分为外接圆柱式和内接圆柱式摩擦轮两种。

两轴不平行的摩擦轮可以分为外接圆锥式和内接圆锥式摩擦轮两种。

24.对于摩擦带传动，由于带紧套在两轮上，使带与带轮之间在接触面上产生正压力，当主动轮转动时，带与带轮之间就会产生摩擦力，带传动就是靠此摩擦力来传递运动和动力。

25.

（1）带富有弹性，能够缓冲、吸振，传动平稳，噪声低，无油污染。

（2）过载时产生打滑，可防止其他零部件的损伤，起到安全保护作用。

（3）结构简单，便于加工、装配，维护方便，成本低。

（4）适用于两轴中心距较大的传动，并可通过增减带长适应不同的中心距要求。

（5）带传动外廓尺寸较大，传动效率低，带的寿命短，传动中对轴的作用较大。

（6）当带传动依靠摩擦传动时，带与带轮之间存在弹性滑动，不能保证准确的传动比,不能用于要求传动比精确的场合。

（7）由于带与带轮间的摩擦生电作用，可能产生火花，不宜用于易燃易爆的地方。

26.摩擦带传动中，带与带轮接触弧长所对应的中心角称为包角（如图3-4-2所示），包角越大，带与带轮间产生的总摩擦力越大，一般规定小带轮的包角不应小于120°。

27．V带工作一定时间后，会要产生永久变形，导致带逐渐松驰，影响带传动的质量，因此需要有张紧装置重新将带张紧。

常用的张紧方法有调整中心距和使用张紧轮。

28.V带传动的张紧轮装置张紧轮放在松边内侧靠近大带轮处，

平带传动的张紧轮装置张紧轮放在松边外侧靠近小带轮处。

29.普通V带由以下四部分组成：

伸张层——由胶料构成，带弯曲时受拉；强力层——由几层挂胶的帘布或浸胶的尼龙绳构成，工作时主要承受拉力；压缩层——由胶料构成，带弯曲时受压；包布层——由挂胶的帘布构成。

普通V带按截面尺寸由小到大分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号。

截面积大小与传递功率有何关系．

30.选用普通V带传动时，首先根据所需传递的功率和主动带轮的转速选用V带的型号和根数，其次选用V带轮基准直径dd，再确定带的基准长度Ld，并进行各项验算。

（1）选用合适的带轮直径，保证dd≥dmin。

（2）V带的线速度要合适。

（3）中心距要合适。

31.为了保证带传动的正常工作，延长带的使用寿命，对带传动的使用和维护必须予以重视：

①严防带与矿物油、酸、碱等腐蚀性介质接触；

②带不宜在阳光下曝晒，带的工作温度不应超过60℃。

③为保证安全生产，带传动必须安装防护罩。

④定期检查并及时调整。

调换V带时，要成组更换，不能只换坏了的几根。

⑤V带传动的包角不能小于120°。

⑥应考虑合适的张紧方式。

32.在一定的传动比下，小带轮的基准直径小，大带轮的基准直径相应地也小，则带传动的外廓尺寸小，结构紧凑、重量轻。

但小带轮的基准直径过小，将会使传动带的弯曲应力增大，导致传动带的寿命降低。

为了避免产生过大的弯曲应力，在V带传动的设计计算中，对于每种型号的V带传动都规定了相应的最小带轮基准直径。

33.如果带速过高，则因离心力过大而降低传动带和带轮之间的正压力，降低了摩擦力，使得最大有效拉力F相应减小，带传动中易出现打滑。

另离心应力增大，也降低了传动带的疲劳强度，降低传动带的寿命。

但如果带的速度过小，在一定的有效拉力作用下，传动带所能传递的功率就会减少。

34.链传动是由主动链轮1、从动链轮2、套在两个链轮上的链条3和机架组成的。

按用途的不同，链条可分为传动链、曳引链和输送链。

与带传动相比，链传动的主要特点如下：

①由于是啮合传动，没有相对滑动，能保持准确的平均传动比。

②张紧力小，故工作时作用在轴上的载荷较小，有利于延长轴承寿命，效率也比带传动高。

③对工作条件要求较低，可在高温、油污、潮湿等环境恶劣情况下可靠工作。

④传递功率较大，结构比较紧凑，中心距使用范围较大，维护方便。

⑤运行平稳性差，从动链轮瞬时转速不均匀，高速运转时不如带传动平稳，且噪声和振动大。

⑥对制造和安装的精度要求较带传动高，制造成本较高。

⑦不能实现过载保护；只能用于平行轴间的传动。

35.链传动布置时要考虑的原则有：

①两链轮轴线应平行，两链轮端面应位于同一铅垂平面内。

②应使链条紧边在上，松边在下，以免松边垂度过大时干扰链与轮齿的正常啮合。

③为了安全与防尘，链传动应装防护罩。

链传动的润滑

润滑有利于缓冲、减小摩擦、降低磨损，润滑是否良好对链传动的承载能力与寿命有很大有影响。

链速越高，润滑方式要求越高。

36.齿轮传动是利用齿轮副来传递运动和动力的一种机械传动。

齿轮传动与摩擦轮、带传动和链传动等相比，具有以下优点：

（1）能保持瞬时传动比的恒定，传动平稳可靠。

（2）传递功率和速度范围大。

（3）传动效率高。

一般传动效率为η=0.94—0.98

（4）结构紧凑、维护简便、使用寿命长。

齿轮传动也存在一定不足：

（1）齿轮的制造、安装精度要求高，成本高。

（2）不能实现无极变速，没有过载保护作用，工作时有噪音。

（3）不适宜用于中心距较大的场合。

37.斜齿轮的模数有法面模数mn和端面模数mt

齿形角有法面压力角αn与和端面压力角αt

规定斜齿轮的法面参数为标准值且与直齿圆柱齿轮的标准值相同，法向压力角αn=20°,斜齿轮的法面模数mn和法面压力角αn与端面模数mt和端面压力角αt之间的换算关系。

mn=mtcosβ；

38.直齿圆柱齿轮的正确啮合条件：

斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件:

直齿锥齿轮的正确啮合条件

①两齿轮的大端端面模数相等，即m1=m2。

②两齿轮的齿形角相等，即α1=α2。

39.39．一对直齿圆柱齿轮传动，标准中心距a＝120mm，传动比i＝3mm。

试计算大齿轮的几何尺寸d、da、df、db、p、s、ha、hf。

40.m=2.5mmz2=58d2=145mmda2=150mm

41.常用螺纹的有三种类型

（1）普通螺纹：

牙形为三角形，用于连接或紧固零件。

普通螺纹按螺距分为粗牙和细牙螺纹两种，细牙螺纹的连接强度较高。

（2）传动螺纹：

牙形有梯形、矩形、锯形及三角形等。

可以传递轴向的动力。

（3）密封螺纹：

用于密封连接，主要是管用螺纹、锥螺纹与锥管螺纹。

42.螺纹的基本要素包括螺纹的牙型、直径、线数、螺距和导程、旋向以及升角。

43.常用的螺纹类型有：

44.

45.连接螺纹的特点是牙型均为三角形，常用的有普通螺纹与管螺纹两种；

传动螺纹是用来传递运动和动力的，常用的有梯形螺纹和锯齿形螺纹。

46.常用的螺纹联接有螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接和紧定螺钉联接。

47.预紧的目的在于增强联接的可靠性和紧密性，以防止受载后被联接件之间出现缝隙或发生相对滑移。

48.螺纹连接装配的基本要求

（1）螺母和螺钉必须按一定的拧紧力矩拧紧；

（2）螺钉或螺母与零件贴合的表面应光洁、平整，以防止易松动或使螺钉弯曲；

（3）装配前，螺钉、螺母应在机油中清洗干净，保持螺钉或螺母与接触表面的清洁,螺孔内的脏物也要用压缩空气吹出；

（4）工作中有振动或受冲击力的螺纹连接，都必须安装防松装置，以防止螺钉、螺母回松；

（5）拧紧成组螺栓或螺母时，应使螺栓受力一致，根据零件形状及螺栓分布情况，按一定的顺序拧紧螺母。

（6）热装螺栓时，应将螺母拧在螺栓上同时加热且尽量使螺纹少受热，加热温度一般不得超过400℃，加热装配连接螺栓须按对角顺序进行。

（7）螺纹联接件应具有适当的强度和较好的互换性。

（8）螺纹联接装配后要稳固、可靠、经久耐用。

49.螺旋传动是利用螺旋副（内螺纹、外螺纹相互旋合所形成的连接）来传递运动和动力的一种机械传动，可以方便地把主动件的回转运动转变为从动件的直线运动。

螺母固定不动，螺杆回转并作直线运动通常应用于螺旋压力机、千分尺等

螺杆固定不动，螺母回转并作直线运动常用于插齿机刀架传动等

螺杆回转，螺母作直线运动应用较广，如机床的滑板移动机构等。

螺母回转，螺杆作直线运动

50.由两个螺旋副组成的使活动的螺母与螺杆产生差动（即不一致）的螺旋传动称为差动螺旋传动。

需要求两端螺纹旋向为同一方向。

51.滚珠螺旋传动主要由滚珠、螺杆、螺母及滚珠循环装置组成。

其特点：

滚珠螺旋传动具有滚动摩擦阻力很小、摩擦损失小、传动效率高、传动时运动稳定、动作灵敏等优点。

但其结构复杂，外形尺寸较大，制造技术要求高，因此成本也较高。