内蒙古（对口招生）装备制造类 《机械基础》项目四任务十七 45分钟专题训练卷

内蒙古（对口招生）装备制造类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共241份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固装备制造类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加装备制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有内蒙古对口招生考试《机械制图》《机械加工技术》《电工电子技术与技能》《电器及PLC控制技术》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 内蒙古（对口招生）装备制造类 《机械基础》 项目四：连接 任务十七：凸轮的常用材料 时间：45分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题2分，共40分） 1. 在中等载荷和中等转速的普通凸轮机构中，整体式凸轮常选用的材料是（ ） A. 45钢 B. HT200灰铸铁 C. ZCuSn10锡青铜 D. LY12铝合金 2. 某高速凸轮机构承受较大的接触载荷，要求凸轮表面耐磨而心部保持韧性，宜选用的材料及处理方法是（ ） A. 45钢正火处理 B. HT200灰铸铁退火处理 C. 20Cr渗碳淬火处理 D. ZCuSn10锡青铜铸态使用 3. 如图所示为凸轮送料机构简图，所采用的凸轮类型是（ ） A. 移动凸轮 B. 盘形槽凸轮 C. 圆柱凸轮 D. 板状凸轮 4. 对于低速、轻载且尺寸较大的凸轮，为降低制造成本，较适宜选用的材料是（ ） A. HT200灰铸铁 B. 20Cr渗碳钢 C. 40Cr调质钢 D. GCr15轴承钢 5. 凸轮与滚子接触应力较大，同时要求工作表面硬度高、心部具有韧性，宜选用（ ） A. HT200退火铸铁 B. 45钢正火材料 C. ZCuSn10铸态青铜 D. 20Cr渗碳淬火钢 6. 整体式凸轮承受中等载荷，制造工艺要求经济合理且便于机械加工，通常可选用（ ） A. 20CrMnTi渗碳钢 B. 45钢调质材料 C. GCr15淬硬钢 D. ZL102铸造铝合金 7. 如图所示的绕线机机构中，叙述正确的是（ ） A. 此机构采用了曲柄摇杆机构 B. 此机构采用了圆柱凸轮机构 C. 此凸轮机构适用于传动灵敏、高速运动的场合 D. 从动件2的运动规律取决于凸轮1的轮廓曲线 8. 要求凸轮工作表面具有较高硬度，且凸轮轮廓经过精加工后仍需保持较好的尺寸稳定性，较适宜选用（ ） A. HT150灰铸铁 B. Q235低碳钢 C. 20Cr渗碳钢 D. 纯铜冷作材料 9. 选择凸轮材料时，首先应重点依据凸轮的（ ） A. 外观颜色和表面光泽 B. 安装位置和轮廓形状 C. 载荷速度和接触状况 D. 制造批量和包装方式 10. 如图所示，下列摇杆机构中的1号件和2号件所用的凸轮分别是（ ） A. 曲面凸轮和移动凸轮 B. 盘形凸轮和曲面凸轮 C. 几何锁合式盘形凸轮和圆柱凸轮 D. 圆柱凸轮和盘形凸轮 11. 某自动化设备的凸轮连续高速运转并承受较大冲击载荷，检修时需更换同类凸轮，优先选用的材料是（ ） A. HT150灰铸铁 B. 20CrMnTi渗碳钢 C. ZL102铸造铝合金 D. Q235普通碳素钢 12. 为使凸轮在长期往复接触中保持轮廓精度，材料应重点具备的性能是（ ） A. 较高的硬度和耐磨性 B. 较大的导电率和磁导率 C. 较高的熔点和流动性 D. 较小的密度和热容量 13. 与灰铸铁凸轮相比，钢制凸轮更适合用于（ ） A. 低速轻载的简易机构 B. 尺寸较大且载荷较小的机构 C. 润滑充分且接触应力很小的机构 D. 高速重载且耐冲击要求较高的机构 14. 如图所示为冲床送料机构简图，下列说法正确的是（ ） A. A：凸轮机构基本构件：凸轮、从动件、机架；图中1为凸轮 B. B：该凸轮机构属于盘形凸轮 C. C：广义来讲，凸轮也可实现单向间歇运动 D. D：从动件2的端部形状为滚子式，该形式多用于轻载、高速的场合 15. 在高速、重载条件下工作的凸轮，通常选用的材料是（ ） A. 高强度合金钢材料 B. 普通灰铸铁材料 C. 低碳结构钢材料 D. 一般铝合金材料 16. 选择凸轮材料时，最主要的性能要求是（ ） A. 较高的强度和耐磨性 B. 较大的塑性和流动性 C. 较低的硬度和刚度 D. 较好的导电性和导热性 17. 下图所示为某传动机构示意图，动力从件1输入，下列表述错误的是（ ） A. 件1与件2组成凸轮机构，滚子接触，承载能力大，不易磨损 B. 机构ABCD的名称为曲柄摇杆机构，当机构中CD杆无穷长时，机构将演变成曲柄滑块机构 C. 图示位置的下一瞬间，件7将逆时针转动 D. 件6与件7组成齿轮齿条机构，能保证恒定的传动比 18. 低速、轻载凸轮机构中的凸轮，常选用的材料是（ ） A. 耐磨性较好的铸铁 B. 高温性能优良的陶瓷 C. 导电性能良好的铜材 D. 密度较小的铝合金 19. 对于承受较大接触应力的凸轮，采用合金钢并进行表面强化处理，主要是为了（ ） A. 提高轮廓表面的耐磨性 B. 降低凸轮材料的强度 C. 增大凸轮轮廓的变形 D. 改善凸轮材料的导电性 20. 凸轮工作表面进行淬火处理，主要改善的是材料的（ ） A. 表面硬度和耐磨性 B. 整体塑性和延展性 C. 导电性能和磁性能 D. 熔化温度和流动性 二、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 选择凸轮材料时，通常应根据凸轮的工作速度和______确定。 22. 凸轮常用的材料有铸铁、碳素钢和______。 23. 低速、轻载凸轮可采用______制造；高速、重载凸轮通常采用______制造，并常对工作表面进行______处理。 24. 凸轮工作表面容易发生磨损，因此材料应具有较高的______。 25. 如图为冰淇淋灌装机构,要使工作台旋转一周,则主动件应转动______圈。 26. 在高速、重载条件下，为提高凸轮的承载能力和使用寿命，通常选用______制造，并对其工作表面进行淬硬处理。 27. 低速、轻载的凸轮通常采用______制造。 28. 高速、重载凸轮通常选用强度和耐磨性较高的______制造。 29. 钢制凸轮的轮廓工作表面常采用______处理，以提高表面硬度和耐磨性。 30. 凸轮常用的材料类别包括铸铁、钢和______。 三、判断题（本大题共10小题，每题1分，共10分） 31. 对于低速、轻载的凸轮机构，采用铸铁制造凸轮通常能够满足使用要求。（ ） 32. 高速、重载凸轮优先采用普通灰铸铁制造，因为灰铸铁的强度和耐磨性最高。（ ） 33. 选择凸轮材料时，只要满足强度要求即可，不必考虑轮廓工作表面的耐磨性。（ ） 34. 钢制凸轮经过适当的表面淬火后，工作表面的硬度和耐磨性通常会提高。（ ） 35. 凸轮材料一经确定，就不再需要结合工作速度和载荷进行校核。（ ） 36. 在其他条件相近时，低速轻载凸轮可选用铸铁，高速重载凸轮宜选用合金钢。（ ） 37. 凸轮通常可采用铸铁或钢制造，具体材料应根据载荷、转速和耐磨要求进行选择。（ ） 38. 对于承受较大载荷且转速较高的凸轮，通常选用强度和耐磨性较好的钢制造，并对工作表面进行适当强化处理。（ ） 39. 铸铁凸轮的耐冲击性和承载能力通常优于钢制凸轮，因此高速重载凸轮应优先选用铸铁制造。（ ） 40. 凸轮工作表面的耐磨性会直接影响机构的运动精度和使用寿命，因此常需通过热处理或表面强化提高其硬度。（ ） 四、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 41. 简述凸轮制造中常用的材料，并说明不同材料的适用场合。 42. 说明凸轮材料选择时应重点考虑的性能要求，并分析这些要求对机构工作的影响。 43. 某自动送料装置的凸轮转速较低、载荷较小，且工作环境振动明显。说明该凸轮材料选择时应优先考虑的材料及理由。 44. 某高速自动化设备中的盘形凸轮出现轮廓磨损，导致从动件行程误差增大。分析该凸轮材料及表面处理应如何改进，并说明理由。 五、综合应用题（本大题共1小题，每题10分，共10分） 45. 某自动送料装置采用盘形凸轮机构，凸轮由电动机经减速传动后以 300 r/min 匀速转动。凸轮转动一周，推杆完成一次“上升—停歇—下降”的工作循环，其中推杆上升段对应凸轮转角 。设备每天连续运行 8 h，凸轮与推杆接触处承受较大的交变载荷。根据上述条件回答下列问题：（1）计算凸轮转动一周所需的时间、推杆完成一次上升所需的时间，以及设备运行 8 h 内推杆完成的工作循环次数。（2）指出该凸轮机构的主要组成部分，并说明凸轮机构在运动方面的主要特点。（3）从材料和使用要求方面，比较灰铸铁凸轮与表面淬硬钢制凸轮的适用场合，并为该装置提出材料选择及使用维护建议。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 内蒙古（对口招生）装备制造类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共241份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固装备制造类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加装备制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有内蒙古对口招生考试《机械制图》《机械加工技术》《电工电子技术与技能》《电器及PLC控制技术》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 内蒙古（对口招生）装备制造类 《机械基础》 项目四：连接 任务十七：凸轮的常用材料 时间：45分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题2分，共40分） 1. 在中等载荷和中等转速的普通凸轮机构中，整体式凸轮常选用的材料是（ ） A. 45钢 B. HT200灰铸铁 C. ZCuSn10锡青铜 D. LY12铝合金 【答案】A 【解析】45钢具有较好的强度、韧性和耐磨性，经过适当热处理后可满足普通凸轮的工作要求。其他材料通常适用于特定的低速、减摩或轻量化场合。 2. 某高速凸轮机构承受较大的接触载荷，要求凸轮表面耐磨而心部保持韧性，宜选用的材料及处理方法是（ ） A. 45钢正火处理 B. HT200灰铸铁退火处理 C. 20Cr渗碳淬火处理 D. ZCuSn10锡青铜铸态使用 【答案】C 【解析】20Cr经渗碳淬火后，表面具有较高硬度和耐磨性，心部仍具有较好的韧性，适合高速重载凸轮。其他选项的表面硬度或综合承载能力通常难以满足该工况。 3. 如图所示为凸轮送料机构简图，所采用的凸轮类型是（ ） A. 移动凸轮 B. 盘形槽凸轮 C. 圆柱凸轮 D. 板状凸轮 【答案】B 【解析】根据凸轮的形状可以判断出为盘形槽凸轮 4. 对于低速、轻载且尺寸较大的凸轮，为降低制造成本，较适宜选用的材料是（ ） A. HT200灰铸铁 B. 20Cr渗碳钢 C. 40Cr调质钢 D. GCr15轴承钢 【答案】A 【解析】HT200灰铸铁铸造性能和切削加工性能较好，具有一定的耐磨性，适合低速轻载及尺寸较大的凸轮。渗碳钢、调质钢和轴承钢的性能要求及成本通常高于该工况所需。 5. 凸轮与滚子接触应力较大，同时要求工作表面硬度高、心部具有韧性，宜选用（ ） A. HT200退火铸铁 B. 45钢正火材料 C. ZCuSn10铸态青铜 D. 20Cr渗碳淬火钢 【答案】D 【解析】20Cr渗碳淬火后可形成高硬度的耐磨表层，并保持较好的心部韧性，能够承受较大的接触应力。其他材料或处理方式难以同时满足表面耐磨和心部抗冲击的要求。 6. 整体式凸轮承受中等载荷，制造工艺要求经济合理且便于机械加工，通常可选用（ ） A. 20CrMnTi渗碳钢 B. 45钢调质材料 C. GCr15淬硬钢 D. ZL102铸造铝合金 【答案】B 【解析】45钢调质后具有较好的综合力学性能和切削加工性能，常用于中等载荷的整体式凸轮。20CrMnTi和GCr15适合更高耐磨或接触强度要求，铝合金则不适合承受较大接触载荷。 7. 如图所示的绕线机机构中，叙述正确的是（ ） A. 此机构采用了曲柄摇杆机构 B. 此机构采用了圆柱凸轮机构 C. 此凸轮机构适用于传动灵敏、高速运动的场合 D. 从动件2的运动规律取决于凸轮1的轮廓曲线 【答案】D 【解析】此机构采用了曲柄滑块机构、盘形凸轮机构，构件2是尖端推杆，不适合高速；从动件2的运动规律取决于凸轮1的轮廓曲线。 8. 要求凸轮工作表面具有较高硬度，且凸轮轮廓经过精加工后仍需保持较好的尺寸稳定性，较适宜选用（ ） A. HT150灰铸铁 B. Q235低碳钢 C. 20Cr渗碳钢 D. 纯铜冷作材料 【答案】C 【解析】20Cr渗碳后表面硬度高、耐磨性好，适合凸轮工作表面的反复接触和滑动。HT150强度较低，Q235未经相应处理时耐磨性不足，纯铜也不适合作为主要承载凸轮材料。 9. 选择凸轮材料时，首先应重点依据凸轮的（ ） A. 外观颜色和表面光泽 B. 安装位置和轮廓形状 C. 载荷速度和接触状况 D. 制造批量和包装方式 【答案】C 【解析】凸轮材料主要应根据载荷、工作速度、接触应力、耐磨要求及润滑条件等工况确定。外观、包装等因素不能作为材料选择的主要依据，安装位置和轮廓形状也需结合工况综合考虑。 10. 如图所示，下列摇杆机构中的1号件和2号件所用的凸轮分别是（ ） A. 曲面凸轮和移动凸轮 B. 盘形凸轮和曲面凸轮 C. 几何锁合式盘形凸轮和圆柱凸轮 D. 圆柱凸轮和盘形凸轮 【答案】C 【解析】1号件选择盘形凸轮，2号件选择圆柱凸轮。 11. 某自动化设备的凸轮连续高速运转并承受较大冲击载荷，检修时需更换同类凸轮，优先选用的材料是（ ） A. HT150灰铸铁 B. 20CrMnTi渗碳钢 C. ZL102铸造铝合金 D. Q235普通碳素钢 【答案】B 【解析】20CrMnTi经渗碳淬火后具有较高的表面硬度、耐磨性和心部韧性，适合高速、重载及有冲击的凸轮机构。其他材料的耐磨性、接触强度或抗冲击能力通常不能满足该工作条件。 12. 为使凸轮在长期往复接触中保持轮廓精度，材料应重点具备的性能是（ ） A. 较高的硬度和耐磨性 B. 较大的导电率和磁导率 C. 较高的熔点和流动性 D. 较小的密度和热容量 【答案】A 【解析】凸轮轮廓长期承受滚动和滑动接触，材料需要具有较高的硬度和耐磨性，以减小轮廓磨损并保持运动规律。其他性能不是凸轮材料选择时保持轮廓精度的主要要求。 13. 与灰铸铁凸轮相比，钢制凸轮更适合用于（ ） A. 低速轻载的简易机构 B. 尺寸较大且载荷较小的机构 C. 润滑充分且接触应力很小的机构 D. 高速重载且耐冲击要求较高的机构 【答案】D 【解析】钢制凸轮的强度、韧性和承载能力通常高于灰铸铁凸轮，经过调质或表面强化后更适合高速重载及冲击工况。灰铸铁凸轮则多用于低速、轻载和对成本要求较高的场合。 14. 如图所示为冲床送料机构简图，下列说法正确的是（ ） A. A：凸轮机构基本构件：凸轮、从动件、机架；图中1为凸轮 B. B：该凸轮机构属于盘形凸轮 C. C：广义来讲，凸轮也可实现单向间歇运动 D. D：从动件2的端部形状为滚子式，该形式多用于轻载、高速的场合 【答案】A 15. 在高速、重载条件下工作的凸轮，通常选用的材料是（ ） A. 高强度合金钢材料 B. 普通灰铸铁材料 C. 低碳结构钢材料 D. 一般铝合金材料 【答案】A 【解析】高速、重载凸轮承受较大的接触应力和摩擦作用，通常采用强度高、耐磨性好的合金钢制造。灰铸铁和铝合金一般不适用于此类严苛工况。 16. 选择凸轮材料时，最主要的性能要求是（ ） A. 较高的强度和耐磨性 B. 较大的塑性和流动性 C. 较低的硬度和刚度 D. 较好的导电性和导热性 【答案】A 【解析】凸轮轮廓表面承受周期性接触应力和摩擦，因此材料应具有较高的强度和耐磨性，以减少变形和磨损。其他选项所述性能不是选择凸轮材料的主要依据。 17. 下图所示为某传动机构示意图，动力从件1输入，下列表述错误的是（ ） A. 件1与件2组成凸轮机构，滚子接触，承载能力大，不易磨损 B. 机构ABCD的名称为曲柄摇杆机构，当机构中CD杆无穷长时，机构将演变成曲柄滑块机构 C. 图示位置的下一瞬间，件7将逆时针转动 D. 件6与件7组成齿轮齿条机构，能保证恒定的传动比 【答案】C 18. 低速、轻载凸轮机构中的凸轮，常选用的材料是（ ） A. 耐磨性较好的铸铁 B. 高温性能优良的陶瓷 C. 导电性能良好的铜材 D. 密度较小的铝合金 【答案】A 【解析】低速、轻载工况下凸轮承受的接触应力较小，采用成本较低、铸造性能和耐磨性较好的铸铁即可满足使用要求。陶瓷、铜材和铝合金通常不是此类凸轮的常用材料。 19. 对于承受较大接触应力的凸轮，采用合金钢并进行表面强化处理，主要是为了（ ） A. 提高轮廓表面的耐磨性 B. 降低凸轮材料的强度 C. 增大凸轮轮廓的变形 D. 改善凸轮材料的导电性 【答案】A 【解析】合金钢具有较高的强度，表面淬硬等强化处理可提高凸轮工作表面的硬度和耐磨性，从而延长凸轮的使用寿命。其余选项与表面强化处理的主要目的相反或无关。 20. 凸轮工作表面进行淬火处理，主要改善的是材料的（ ） A. 表面硬度和耐磨性 B. 整体塑性和延展性 C. 导电性能和磁性能 D. 熔化温度和流动性 【答案】A 【解析】凸轮工作表面经淬火后硬度提高，能够增强抗接触磨损能力，适合承受从动件的周期性作用。淬火通常不会以提高塑性、导电性或熔化温度为主要目的。 二、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 选择凸轮材料时，通常应根据凸轮的工作速度和______确定。 【答案】工作载荷 【解析】凸轮材料的选择与工作速度、工作载荷密切相关。速度和载荷越高，凸轮承受的摩擦与接触应力越大，对材料的强度和耐磨性要求越高。 22. 凸轮常用的材料有铸铁、碳素钢和______。 【答案】合金钢 【解析】铸铁、碳素钢和合金钢都是凸轮的常用材料。具体选材应结合凸轮的工作速度、载荷以及耐磨性要求进行确定。 23. 低速、轻载凸轮可采用______制造；高速、重载凸轮通常采用______制造，并常对工作表面进行______处理。 【答案】铸铁；合金钢；淬硬 【解析】低速、轻载凸轮的受力和磨损较小，采用铸铁即可满足要求。高速、重载凸轮通常采用强度和耐磨性较好的合金钢，并对工作表面进行淬硬处理，以提高表面硬度和抗磨损能力。 24. 凸轮工作表面容易发生磨损，因此材料应具有较高的______。 【答案】耐磨性 【解析】凸轮轮廓表面与从动件长期接触并产生相对运动，容易受到接触疲劳和摩擦磨损。材料具有较高的耐磨性，能够减小轮廓尺寸变化，保持从动件的运动规律。 25. 如图为冰淇淋灌装机构,要使工作台旋转一周,则主动件应转动______圈。 【答案】4 26. 在高速、重载条件下，为提高凸轮的承载能力和使用寿命，通常选用______制造，并对其工作表面进行淬硬处理。 【答案】合金钢 【解析】合金钢具有较高的强度和耐磨性，适合承受高速、重载工况下较大的接触应力。工作表面淬硬后硬度进一步提高，可减小摩擦磨损并延长凸轮的使用寿命。 27. 低速、轻载的凸轮通常采用______制造。 【答案】铸铁 【解析】铸铁具有良好的铸造性能和减振性能，成本较低，适用于工作速度和载荷较小的凸轮机构。 28. 高速、重载凸轮通常选用强度和耐磨性较高的______制造。 【答案】合金钢 【解析】高速、重载工况下凸轮轮廓承受较大的接触应力和摩擦磨损，合金钢具有较高的强度、韧性和耐磨性，适合此类工况。 29. 钢制凸轮的轮廓工作表面常采用______处理，以提高表面硬度和耐磨性。 【答案】表面淬火 【解析】表面淬火能够提高钢制凸轮工作表面的硬度和耐磨性，同时保留心部较好的韧性，有利于承受交变载荷。 30. 凸轮常用的材料类别包括铸铁、钢和______。 【答案】有色金属 【解析】凸轮常用材料主要有铸铁、钢和有色金属。材料类别的选择应结合凸轮的工作速度、载荷及接触状况等条件确定。 三、判断题（本大题共10小题，每题1分，共10分） 31. 对于低速、轻载的凸轮机构，采用铸铁制造凸轮通常能够满足使用要求。（ ） 【答案】正确 【解析】低速、轻载凸轮对材料强度和耐磨性的要求相对较低，铸铁具有良好的铸造性能和减振性能，通常能够满足使用要求。 32. 高速、重载凸轮优先采用普通灰铸铁制造，因为灰铸铁的强度和耐磨性最高。（ ） 【答案】错误 【解析】普通灰铸铁虽然具有良好的铸造性和减振性，但强度和抗冲击能力有限。高速、重载凸轮通常应选用合金钢等强度和耐磨性较高的材料。 33. 选择凸轮材料时，只要满足强度要求即可，不必考虑轮廓工作表面的耐磨性。（ ） 【答案】错误 【解析】凸轮与从动件之间存在接触和相对运动，轮廓工作表面容易发生磨损，因此选择材料时还必须考虑硬度、耐磨性和接触疲劳强度。 34. 钢制凸轮经过适当的表面淬火后，工作表面的硬度和耐磨性通常会提高。（ ） 【答案】正确 【解析】表面淬火能够使钢制凸轮工作表面获得较高硬度，从而提高抗磨损能力，同时心部仍可保持一定的韧性。 35. 凸轮材料一经确定，就不再需要结合工作速度和载荷进行校核。（ ） 【答案】错误 【解析】凸轮材料的选择与工作速度、载荷、接触应力和耐磨要求密切相关，材料确定后仍应结合实际工况进行强度和耐磨性校核。 36. 在其他条件相近时，低速轻载凸轮可选用铸铁，高速重载凸轮宜选用合金钢。（ ） 【答案】正确 【解析】铸铁适用于速度和载荷较小的凸轮机构，而高速重载工况要求材料具有更高的强度、韧性和耐磨性，通常宜选用合金钢。 37. 凸轮通常可采用铸铁或钢制造，具体材料应根据载荷、转速和耐磨要求进行选择。（ ） 【答案】正确 【解析】铸铁和钢都是凸轮常用材料，铸铁适用于载荷和转速较低的场合，钢适用于载荷较大或转速较高的场合。材料选择还应结合耐磨性、制造工艺等要求。 38. 对于承受较大载荷且转速较高的凸轮，通常选用强度和耐磨性较好的钢制造，并对工作表面进行适当强化处理。（ ） 【答案】正确 【解析】高速重载凸轮的工作表面承受较大的接触应力和摩擦，通常采用钢材制造，并通过淬火、渗碳或表面硬化等方法提高耐磨性和使用寿命。 39. 铸铁凸轮的耐冲击性和承载能力通常优于钢制凸轮，因此高速重载凸轮应优先选用铸铁制造。（ ） 【答案】错误 【解析】铸铁具有良好的铸造性和减振性，适用于载荷、转速较低的场合，但其耐冲击性和承载能力通常不如钢。高速重载凸轮一般优先选用钢材，并采取相应的表面强化措施。 40. 凸轮工作表面的耐磨性会直接影响机构的运动精度和使用寿命，因此常需通过热处理或表面强化提高其硬度。（ ） 【答案】正确 【解析】凸轮轮廓工作表面长期承受接触应力和摩擦，磨损会改变轮廓形状，进而影响从动件的运动规律。提高工作表面硬度和耐磨性有助于保持运动精度并延长使用寿命。 四、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 41. 简述凸轮制造中常用的材料，并说明不同材料的适用场合。 【答案】（1）铸铁具有良好的铸造性和减振性，通常用于载荷较小、转速较低的凸轮。 （2）钢具有较高的强度和耐磨性，通常用于承受较大载荷或转速较高的凸轮。 （3）青铜等材料可根据耐磨性、减摩性和配副要求，用于特定工作条件下的凸轮或相关配合零件。 【解析】本题考查凸轮常用材料及其选用原则。作答时应将材料性能与凸轮的载荷、转速及耐磨要求联系起来，不能只罗列材料名称。 42. 说明凸轮材料选择时应重点考虑的性能要求，并分析这些要求对机构工作的影响。 【答案】（1）材料应具有足够的强度和刚度，以承受凸轮工作时的接触载荷，避免轮廓发生过大变形。 （2）材料应具有良好的耐磨性，以减小工作表面磨损，保持凸轮轮廓和从动件运动规律的准确性。 （3）材料还应具有适当的韧性和工艺性能，以提高抗冲击能力并满足加工制造要求。 （4）对于高速或重载凸轮，通常还需通过热处理或表面强化提高工作表面的硬度。 【解析】凸轮材料的选择不是单纯比较材料名称，而是要结合受力、摩擦、冲击和制造条件进行综合判断。强度、耐磨性和韧性分别关系到承载能力、运动精度和抗冲击性能。 43. 某自动送料装置的凸轮转速较低、载荷较小，且工作环境振动明显。说明该凸轮材料选择时应优先考虑的材料及理由。 【答案】（1）可优先考虑采用铸铁制造凸轮。 （2）铸铁具有良好的铸造性和减振性，适合制造形状较复杂、转速较低的凸轮。 （3）由于该装置载荷较小，铸铁的强度和耐磨性通常能够满足基本工作要求；实际选材时仍应校核接触应力和磨损条件。 【解析】题干给出了低转速、小载荷和振动明显三个条件，应重点利用铸铁易铸造、减振性较好的特点进行选择。若载荷或转速明显增大，则应重新评估钢材及表面强化方案。 44. 某高速自动化设备中的盘形凸轮出现轮廓磨损，导致从动件行程误差增大。分析该凸轮材料及表面处理应如何改进，并说明理由。 【答案】（1）凸轮本体宜选用强度和耐磨性较好的合金钢或优质钢，以适应高速运转时较大的接触应力。 （2）凸轮工作表面可采用淬火、渗碳或氮化等适当的表面强化处理，提高表面硬度和耐磨性。 （3）改进后还应保证工作表面具有较好的加工精度，并加强润滑和磨损检查，以减小轮廓变化对从动件行程的影响。 【解析】高速凸轮发生轮廓磨损，说明原有材料或工作表面耐磨能力不足。提高钢材的承载能力，再通过表面强化提高硬度，同时保证加工精度和润滑条件，才能减缓磨损并恢复运动精度。 五、综合应用题（本大题共1小题，每题10分，共10分） 45. 某自动送料装置采用盘形凸轮机构，凸轮由电动机经减速传动后以 300 r/min 匀速转动。凸轮转动一周，推杆完成一次“上升—停歇—下降”的工作循环，其中推杆上升段对应凸轮转角 。设备每天连续运行 8 h，凸轮与推杆接触处承受较大的交变载荷。根据上述条件回答下列问题：（1）计算凸轮转动一周所需的时间、推杆完成一次上升所需的时间，以及设备运行 8 h 内推杆完成的工作循环次数。（2）指出该凸轮机构的主要组成部分，并说明凸轮机构在运动方面的主要特点。（3）从材料和使用要求方面，比较灰铸铁凸轮与表面淬硬钢制凸轮的适用场合，并为该装置提出材料选择及使用维护建议。 【答案】（1）凸轮转动一周的时间：。推杆上升时间：。8 h 内的工作循环次数： 次。（2）主要由凸轮、从动件和机架组成。凸轮机构能够将主动件的连续转动转化为从动件按预定规律进行的往复直线运动；运动规律主要取决于凸轮轮廓曲线，结构紧凑，但凸轮与从动件接触应力较大，容易产生磨损。（3）灰铸铁具有良好的铸造性、减振性和耐磨性，适用于速度较低、载荷较小的凸轮。表面淬硬钢制凸轮具有较高的表面硬度、耐磨性和承载能力，适用于本装置的高速、重载和高频工作条件。该装置宜选用调质后表面淬硬的 45 钢或合金钢制造凸轮，并保证从动件材料和硬度匹配；使用中应保持良好润滑，定期检查轮廓磨损、点蚀和润滑状态。 【解析】（1）T=60/300=0.20 s；上升段占1/4周，t=0.20×1/4=0.05 s；8 h循环次数N=300×60×8=144000次。（2）由凸轮、从动件和机架组成，将连续转动转化为推杆按规律往复运动，接触应力和磨损较大。（3）灰铸铁适用于低速轻载；表面淬硬钢耐磨、承载能力强，适用于本装置。宜选调质后表面淬硬45钢或合金钢，加强润滑并定期检查磨损、点蚀。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $