2018年桂林电子科技大学机电工程学院901机械设计(B)[专业硕士]考研强化五套模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 轴的结构设计应满足的基本要求是什么? 转轴多制成阶梯形，其优点是什么?
【答案】（1）轴的结构设计应满足的基本要求：轴和装在轴上的零件要有准确的工作位置
；轴上的零件应便于装拆和调整；
等。
（2）转轴多制成阶梯形，其优点是：易于轴上零件的安装装配，非定位轴肩使轴上零件在安装过程中尽量减少不必要的配合面；定位轴肩可起到轴上零件的轴向定位和固定的作用；减小轴的重量。
2． 胶接与铆接、焊接的比较有什么优缺点。
【答案】优点：
（1）质量小，材料的利用率高；
（2）不会改变胶缝附近母体材料的金相组织，冷却时无翘曲和变形；
（3）应力分布均匀，耐疲劳、耐蠕变性能好。
（4）胶接面形状不受限制；
（5）所需设备简单，操作方便；
（6）密封性比铆接可靠，工作温度范围较大；
（7）能满足防锈、绝缘、透明等特殊要求。
缺点：
（1）抗剥离、抗弯曲及抗冲击振动性能差；
（2）耐老化及耐介质（如酸、碱等）性能差；
（3）胶粘剂对温度变化敏感，影响胶接强度；
（4）胶接件的缺陷有时不易发现。
3． 哪些表面处理方法可以提高轴的抗疲劳强度？（举出四种）
【答案】渗碳、氰化、表面高频淬火等各种热处理以及滚压加工及喷丸等表面强化处理，对提高轴的抗疲劳强度均有显著效果。
4． 解释轴设计中下列公式的意义及用途（包括各符号意义）。
（1）
轴应具有良好的制造工艺性：便于加工、尽量减小应力集中
（2）
（3）
【答案】（1）式用于按扭转刚度计算轴直径；
（2）式用于按扭转强度计算轴直径；
（3）式用于按弯扭合成强度条件计算轴直径。
A ，按许用扭转角、式中符号：轴直径，功率，轴转速；许用扭应力决定的系数；
对称循环弯曲许用应力；当量弯矩，弯矩，扭矩；根据扭转切应力性质而定的应力校正系数。
5． 带传动为什么要限制小带轮的最小直径、最大传动比和带的根数？
【答案】带传动限制小带轮的最小直径是为了防止带上的弯曲应力过大；限制最大传动比是因为中心距一定时，传动比越大，包角就越小，影响带的传动能力；限制带的根数是为了避免带工作时各根带的受力不均匀。
二、分析计算题
6． 图1为蜗轮蜗杆与斜齿圆柱齿轮组成的减速系统，
电动机驱动的普通蜗杆传动。已知模数
蜗杆直径系
数
齿数试求： 蜗杆头
数蜗轮齿
数蜗杆轴输入功
率斜齿圆柱齿轮法面模数转速方向如图示，只考虑蜗轮蜗杆啮合传动效率（1）为使中间轴I 所受的轴向力能抵消一部分，确定齿轮3、4螺旋线的方向。
（2）如果要使I 轴上齿轮与蜗轮的轴向力完全抵消，求齿轮螺旋角大小。
（3）作用在蜗轮和齿轮3上的力的作用点、大小及方向。
图1
【答案】（1）根据蜗杆的转向可知，蜗杆的圆周力方向水平向左，故蜗轮的轴向力方向水平向右；蜗轮为右旋，故蜗杆也为右旋。根据右手法则可知，蜗杆的轴向力方向垂直纸面向里，故蜗轮的圆周力方向垂直纸面向外，蜗轮的转向从左向右看为逆时针。斜齿轮3与蜗轮同轴，转向相同。要使中间轴I 所受的轴向力能抵消一部分，则斜齿轮3的轴向力方向应水平向左。
综上，斜齿轮3的转向和轴向力方向符合右手法则，故斜齿轮3为右旋，斜齿轮4为左旋。 （2）根据蜗轮的轴向力与蜗杆的圆周力之间的关系得：
根据传动比，可得蜗轮的转速为：
故斜齿轮3的转速也为
根据斜齿轮的轴向力公式得：
为齿轮螺旋角的大小。
令
轴向力
圆周力
径向力
作用在斜齿轮3上的力： 轴向力
圆周力 可得： （3）作用在蜗轮2上的力：
径向力
作用点、方向如图2所示。