2017年北京理工大学航天工程(专业学位)之机械设计基础复试实战预测五套卷
● 摘要
一、简答题
1． 为什么一般机器上不采用实心轴颈推力滑动轴承？
【答案】实心推力轴承工作表面是轴颈的端面，由于支撑面上离转动中心越远，相对滑动速度越大，故磨损也越快，使得轴颈端面上压力分布极不均匀，靠近中心处压力很高，对润滑不利，所以常在实心推力轴承中心部分挖空。
2． 螺纹的基本牙型是哪五种？其中连接用的牙型哪几种？
【答案】螺纹的基本牙型是三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹、管螺纹。其中，连接用的牙型有：三角形螺纹、管螺纹。
3． 固定式联轴器与可移式联轴器有什么区别？各使用于什么场合？
【答案】固定式联轴器与可移式联轴器均属于刚性联轴器。固定式联轴器没有位移补偿能力，因此主要适用于两轴轴线能精确对中且载荷平稳的场合。可移式联轴器可以利用联轴器零件间的相对运动或间隙来补偿两轴轴线的相对位移，因此主要适用于两轴有相对位移和偏斜的场合。
4． 轴的三种强度计算方法各有何区别？各适用于什么范围？
【答案】轴的三种强度计算方法是：按扭转强度条件计算，按弯扭合成强度条件计算，按疲劳强度条件校核计算。
（1）按扭转强度条件计算，通过计算切应力来建立轴的强度条件。主要用于初步估算轴径。
（2）按弯扭合成强度条件计算，按照强度理论进行弯扭合成，求出当量弯矩，建立轴的强度条件。用于既受转矩又受弯矩作用的转轴的计算。
（3）按疲劳强度条件校核计算，考虑应力集中、尺寸效应和表面状态等各种因素后，精确地确定各危险截面的安全程度。常用于重要轴的计算。
5． 试述机器运转过程中产生周期性速度波动及非周期性速度波动的原因，以及它们各自的调节方法。
【答案】周期性速度波动的产生：作用在机械上的等效驱动力矩与等效阻力矩并不时时相等，某一时段内其驱动功和阻抗功往往不相等，致使机器出现盈功或亏功，等效构件的角速度也随之上升和下降，产生速度波动。若在一个循环中等效驱动力矩作的功和等效阻力矩所作的功相等，机器动能增量为零，则等效构件的速度在一个运动循环的始末是相等的，将发生周期性速度波动。可采用飞轮增加转动惯量的方法加以调节。
非周期性速度波动产生的原因，主要是主轴在一个时期中驱动力所做的功不等于阻力做的功，系统功能平衡关系被破坏的缘故，其等效力矩的变化是非周期性的，导致机械运转的速度出现非
周期性的波动。常用调速器来调节非周期性速度波动。
6． 为什么对某些机械零件设计时提出刚度要求？（写出三条即可）
【答案】（1）为了保证机器正常工作；
（2）保证被加工零件的加工精度；
（3）保证振动的稳定性；
（4）有时刚度也是保证强度的一个重要条件。
二、计算分析题
7． —个有初拉力的圆柱拉伸螺旋弹黉，加载200N 时伸长10mm , 加载300N 时伸长20mm 。要求：
（1）画出弹簧特性曲线，由图上用尺量出初拉力（用一定比例尺）；
（2）用计算法求此弹簧的初拉力。
【答案】（1）弹簧特性曲线如图所示，由图量得初拉力：Fo=100N
（2）由题已知可得弹簧刚度：
则可得初拉力：
图
8． —压力容器盖螺栓组连接如图所示，已知容器内径D=250mm，内装具有一定压强的液体，沿凸缘圆周均匀分布12个M16
（
螺栓的相对刚度
的预紧力
）的普通螺栓，螺栓材料的许用拉应
力
按紧密性要求，剩余预紧力F 为螺及每个螺栓连接所需栓的轴向工作载荷。试计算：该螺栓组连接允许容器内的液体最大压强
图
【答案】根据螺栓强度校核公式可得每个螺栓允许的最大总拉力：
由和得到容器内液体最大压强：
每个螺栓连接所需的预紧力为：
9． 一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知：形系
数小轮材料为许大轮材料为45钢，齿用应力
问：（1）哪个齿轮的接触强度弱？
（2）哪个齿轮的弯曲强度弱，为什么？
【答案】（1）大齿轮的接触强度弱。由于相互啮合的一对齿轮，其接触应力相等，故许用应力小的大齿轮的接触强度弱。
（2）大齿轮的弯曲强度弱。根据标准直齿圆柱齿轮传动齿根弯曲疲劳强度计算公式可知弯曲强度的大小主要取决于比值：且比值大的弯曲强度低，有：
故大齿轮的弯曲强度低。
10．指出图中的结构错误（在有错处画编号，并分析错误原因）。并在轴心线下侧画出其正确结构图（齿轮油润滑，轴承脂润滑）。
图
【答案】（1）联轴器缺少周向定位。
（2）齿轮缺少周向定位。
（3）齿轮轴向定位不可靠，与轮毂相配的轴段长度应小于轮毂长。
（4）转动件联轴器与静止件轴承端盖不应接触。
（5）转动件轴与静止件轴承端盖不应接触。
（6）箱体加工面与非加工面没有分开。
（7）端盖没有砂轮越程槽。
（8）端盖端面加工面与非加工面应区分开。
（9）轴外伸过长。
（10）轴精加工面过长，应做成阶梯轴，以便轴承装拆。
（11）因齿轮油润滑，轴承脂润滑，所以轴承内侧需要挡油圈。
（12）没有垫片，无法调整轴承游隙。
（13）端盖与轴之间应有间隙，并采用密封装置。。
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