2017年沈阳化工大学机械工程学院812机械设计考研仿真模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 花键有哪几种？那种花键应用最广？如何定心？
【答案】有矩形花键、渐开线花键。其中渐开线花键适用于载荷大、定心精度要求高、尺寸较大的场合，压力角为45°的渐开线花键用于载荷不大的薄壁零件联接。矩形花键应用较广。矩形花键联接采用小径定心，渐开线花键采用齿廓定心。
2． 带传动弹性滑动是如何产生的，它和打滑有什么区别？能否通过正确设计来消除弹性滑动？打滑首先发生在哪个带轮上？为什么？
【答案】带传动在工作时，传动带受到拉力后要产生弹性变形，但由于紧边和松边拉力不同，所以两边的弹性变形不同，从而导致带与带轮之间产生相对滑动，称为带传动的弹性滑动。
而打滑是由于工作载荷过大，带传动需要传递的有效圆周力超过了临界值，而引起的在整个带与带轮的接触面上发生的显著滑动。
弹性滑动是带传动正常工作时的固有特性，故不能通过正确设计来消除。
打滑首先发生在小带轮上，因为小带轮的包角总是大于大带轮的包角，故有效圆周力的临界值小于大带轮。
3． 试说明径向滑动轴承动压油膜的形成过程。
【答案】当轴颈开始转动时，转速较低，由于轴颈与轴承内壁的摩擦力作用，使轴颈沿轴承内壁逆转动方向产生爬行。随着轴颈转速的逐步提高，润滑油将被带入楔形间隙，并产生动压力而将轴颈推离。此时，轴颈与轴承间已建立起一层较薄的油膜。
4． 锥齿轮的背锥是如何做出的？
【答案】锥齿轮的背锥的形成过程：过锥齿轮的大端的分度圆锥作一切线与锥齿轮的轴线相交，以轴线为轴，以切线为母线绕轴线转一圈，形成的圆锥为背锥。背锥与球面相切于锥齿轮大端的分度圆锥上，并与分度圆锥直角相接。
5． 双向稳定变应力下机械零件的疲劳强度计算如何进行？
【答案】
分别计算两个单向稳定变应力的安全系数
其强度条件为：
然后计算零件的计算安全系数
6． 滑动螺旋的主要失效形式是什么？其基本尺寸（即螺杆直径及螺母高度）通常是根据什么条件确定的？
【答案】滑动螺旋的主要失效形式是螺纹磨损。因此，滑动螺旋通常是根据耐磨性条件算出螺杆直径和螺母的高度，并参照标准确定螺旋副各主要参数，然后进行强度、自锁、稳定性等校核。
7． 一刚性凸缘联轴器用普通螺栓联接以传递转矩T ，现欲提高其传递的转矩，但限于结构不能增加螺栓的数目，也不能增加螺栓的直径。试提出三种提高转矩的方法。
【答案】（1）改变材料，提高螺栓、螺母的强度级别。
（2）改用铰制孔螺栓联接。
（3）在被联接件之间加入减载零件，如减载销，减载套等。
8． 试述确保齿轮传动正常工作的主要措施有哪些？
【答案】确保齿轮传动正常工作的主要措施有以下三方面：
（1）可通过齿轮承载能力计算：主要是齿根弯曲疲劳强度计算、齿面接触疲劳强度计算、抗胶合能力计算（高速齿轮）等，来保证齿轮传动的工作强度，以避免发生轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损和齿面胶合等失效的发生；
（2）结构上措施：采用闭式箱体，改善润滑以防止过度磨损；
（3）工艺上措施：提高齿面硬度，防止齿面塑性流动发生。
9． 何谓磨损？并任举出三种不同机理的磨损。
【答案】相对运动的摩擦副之间产生摩擦，导致表面材料的损伤或缺失，称为磨损。
磨损按材料的破坏机理可分为四种类型：粘着磨损、表面疲劳磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损。
10．齿轮传动的主要失效形式有哪些？对于直径一定的闭式软齿面齿轮，为什么在弯曲强度足够时，常取较小模数和较大的齿数的设计方案？
【答案】齿轮传动的主要失效形式有：轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损、齿面塑性变形。
弯曲强度足够时，齿数的增多可使传动平稳；直径一定的条件下，齿数增多，模数减小，减小切削量，节约材料和成本。
二、分析计算题
11．钢制液压油缸如图所示。油压
连接，螺栓连接的相对刚性系数应力
试求：
油缸内径D=160mm, 缸筒与缸底采用8个螺栓均布预紧力，螺栓的许用为螺栓的工作载荷）
（1）单个螺栓的总拉伸载荷。
（2）单个螺栓所受的残余预紧力。
（3）连接螺栓的小径（保留两位小数）。
图
【答案】（1）单个螺栓所受的工作载荷
单个螺栓的总拉伸荷载
（2）单个螺栓所受的残余预紧力
（3）根据螺栓连接最危险截面的强度条件可得所需螺栓小径：