2018年福州大学机械工程及自动化学院814机械原理与机械设计之机械设计考研强化五套模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 在两级圆柱齿轮传动中，如其中有一级用斜齿圆柱齿轮传动，它一般被用在高速级还是低速级？为什么？
【答案】斜齿圆柱齿轮传动应用在高速级。因为斜齿轮传动中轮齿是逐渐进入啮合和脱离啮合的，传动比较平稳，适合于高速传动，同时，高速级传递转矩较小，斜齿轮产生的轴向力也较小，有利于轴承部件其他零件的设计。
2． 现有一对啮合的大、小齿轮，问哪个齿轮的弯曲应力大？写出大、小齿轮齿根弯曲疲劳强度相等的条件的表达式；若两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同，且寿命系数都为1，那么哪一个齿轮齿根弯曲疲劳强度高？
【答案】（1）由于小齿轮1的齿数小于大齿轮的齿数（2） 可知所以
（3）若两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同，且寿命系数都为1，
则许用应力相同。而
则大齿轮的弯曲疲劳强度高。
3． 设计圆柱齿轮传动时，常取小齿轮的齿宽大于大齿轮的齿宽
式中齿宽&代入还是
是为了防止两齿轮装配后由于轴向偏移而导
【答案】取小齿轮的齿宽大于大齿轮的齿宽为什么？在齿轮的强度计算公致的轮齿啮合长度减小。在齿轮的强度计算公式中，齿宽b 应代入较小齿宽
4． 轴承常用的密封装置有哪些？各适用于什么场合？
【答案】密封是为了阻止润滑剂从轴承中消失，也为了防止外界灰尘、水分等侵入轴承。按照密封的原理不同，可分为接触式密封和非接触式密封两大类，前一类用于速度不高的场合，后一类可用于高速。接触式密封有毡圈密封、皮碗密封等；非接触式密封有间隙式、迷宫式等。
5． 机械零件常见的主要失效形式有哪些？（至少说出五种）
【答案】机械零件常见的主要失效形式有：
（1）打滑和疲劳破坏是带传动的主要失效形式；
（2）链条疲劳破坏、铰链磨损、铰链胶合、过载拉断等式链传动的主要失效形式；
（3）轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损、齿面塑性变形等是齿轮传动的主要失效形
式；
（4）齿面点蚀、胶合、磨损和轮齿折断等是蜗杆传动的主要失效形式。
（5）疲劳点蚀、轴承塑性变形、轴承磨粒磨损等是滚动轴承的主要失效形式。
6． 轴的结构设计应从哪几个方面考虑？
【答案】轴的结构设计应从以下几方面考虑：（1）轴的毛坯种类；（2）轴上作用力的大小及其分布情况；（3）轴上零件的位置、配合性质以及连接固定的方法；（4）轴承的类型、尺寸和位置；（5）轴的加工方法、装配方法以及其他特殊要求。
7． 滑动轴承中的油孔、油沟和油室有何作用？液体动压滑动轴承的油沟应开在何处？为什么？
【答案】（1）滑动轴承中的油孔是为了往轴承内注油；油沟是把从油孔注入的润滑油输送和均布到整个轴承的宽度方向；油室是使润滑油沿轴向均匀分布，并起贮油和稳定供油的作用。
（2）油沟应开在非承载区域内，以保证承载区域内油膜的连续性，具有一定的承载能力。
8． 试分析，采用增大齿轮压力角（25度）的办法，可以提高直齿圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度的原因。
【答案】增大压力角，节点区域系数减小，根据直齿圆柱齿轮齿面接触疲劳强度校核公式
可知
压力角的关系减小，齿面接触疲劳强度提高；根据齿轮的中心距和在齿数不变的情况下，
将减小，可知，增大齿轮压力角，可以增大中心距模数m 将增大。根据直齿圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度公式
齿根弯曲疲劳强度提高。
9． 紧螺栓连接所受轴向变载荷在间变化，当预紧力一定时，改变螺栓或被连接件的刚度，
间变化，当预紧力一定时，螺栓刚度降低或被对螺栓连接的疲劳强度和连接的紧密性有何影响？ 【答案】紧螺栓连接所受轴向变载荷在
连接件的刚度增加，应力幅会减小，残余预紧力也会减小，即螺栓连接的疲劳强度增加，连接的紧密性降低；反之，螺栓连接的疲劳强度降低，连接的紧密性增加。
10．滚子链传动的主要失效形式有哪些？链传动的内部附加动载荷产生的因素有哪些？
【答案】滚子链传动的主要失效形式有链的疲劳破坏、链条的磨损、链的销轴和套筒的胶合、多次冲击破断、链条的静强度破坏。
链传动中的内部附加动载荷产生的因素有：
（1）链条速度和从动轮角速度的周期变化；
（2）链条在垂直方向的加速度引起链在垂直方向的动载荷，使链产生横向振动；
（3）链节与链轮啮合的瞬间，链节与链齿以一定的相对速度啮合，它们之间产生动载荷； （4）链条张紧不好产生松弛时，在启动、制动、反转、突然超载或卸载时，会产生较大的惯
性冲击载荷。
二、分析计算题
11．一带式输送机的传动装置如图所示，已知小带轮直径
速度
提高到有人建议将大带轮直径减小为运输带的来实现这一要求。试就带传动讨论为提高生产率，拟在运输机载荷不变（拉力F 不变）的条件下，将运输带的速度这个建议是否合理。
图
【答案】分析改变后要求传递的圆周力如何变化：
由于运输带上的载荷F 不变，当
在带传动中，
小带轮的直径力
随着传递功率的增加也増大了尽管小带轮包角有所增加，
其最大摩擦力不可能增加很可能出现打滑现象。此建议不可行。
从另一个方面讲，在带的型号、小带轮直径、小带轮转速都没有改变的情况下，单根V 带的许用功率没有变化。当要求带传动传递的功率增加
可行的改进方法：
（1）将小带轮直径增大以提高带速；
蜗（2）改用高转速的电动机（如果允许的话，本题目中没给电机转速），将其转速提高 12．如图（a ）所示，蜗杆主动，蜗杆的输入扭矩为了杆分度圆直径蜗轮齿数传动的效率
（1）试确定蜗轮的转向；
（2）试确定蜗杆和蜗轮上作用力的大小与方向。 模数蜗杆头数时，V 带的根数不够。 转速减小后，运输带速度V 提高了
则运输带上的功率也増加了40%, 整个传动系统传递的功率都増加带的根数z 等均没有改变，则要求传递的有效圆周
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