2018年北京市培养单位国家天文台815机械设计之机械设计考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、简答题
1． 试分析影响带传动工作能力的因素有哪些？这些因素怎样影响带传动的工作能力？
【答案】带传动的优点是，结构简单，定心性好，对轴的疲劳强度削弱小，承载能力高，抗冲击载荷性能好；缺点是，要求加工精度高，装配不方便。
常用的装配方法有压入法和温差法，过盈量和直径较小时常用压入法，过盈量和直径较大时用温差法。
影响应素有：（1）初拉力周力
越大，带与带轮的正压力越大，最大有效圆周力
越大。
但若过大，带的磨损加剧，带内应力增大而造成带的松弛和寿命降低；（2）包角a 。最大有效圆
随包角增大而増大；（3）摩擦系数f 。f 越大，则最大有效圆周力
越大；（4）带的单
位长度质量g 和带速v 。g 、v 越大，最大有效圆周力越小。
2． 试述齿轮传动中，减小齿向载荷分布系数的措施。
【答案】齿轮传动中，减小齿向载荷分布系数的措施有： （1）提高支承刚度，减小受力变形。
（2）尽可能使齿轮相对于轴承对称布置或远离转矩输入端。 （3）合理确定齿轮宽度，避免齿轮过宽。 （4）提高制造和安装精度。 （5）对轮齿进行沿齿宽方向的修缘。
3． 齿轮传动设计中，齿形系数
与哪些因素有关？
只与齿数有关，对于变位齿轮，还与变位系数
【答案】对于标准直齿圆柱齿轮，齿形系数有关。
4． 什么是螺纹联接的紧联接和松联接？
【答案】装配时拧紧的螺纹联接为紧联接，反之为松联接。
5．
试分析链节距和链轮的转速对链条和链轮轮齿间的冲击的影响，设计中应如何考虑这些影响？
【答案】链节距和链轮的转速越大，对链条和链轮轮齿间的冲击越大，链传动的动载荷就越大。设计中，在满足承载能力的条件下，尽量选取小的链节距，且将链传动尽量布置在低速级。
二、分析计算题
6． 图1（a ）所示为两级圆柱齿轮减速器传动简图，试设计输出轴。已知：该轴传递功率为转速
轮4为左旋斜齿圆柱齿轮，其分度圆直径
轮宽b=52mm，
螺旋角
图
【答案】（1）选择轴的材料
该轴传递中，小功率，转速较低，无特殊要求，故选择45优质碳素结构钢调质处理，其力学性能查设计手册得
（2）按扭转强度初步估算轴径
由设计手册查得材料系数A=110, 轴的最小直径
考虑轴端安装联轴器需要开键槽，将直径加大并取标准值，所以轴端最小直径（3）轴的结构设计
以直径为40mm 的等直径轴为基础进行设计（如图1（b ）所示），考虑零件的拆装方便及定位需要，齿轮4及其右侧的零件从右侧装入，齿轮4左侧的零件从左边装入，轴的两端直径较小，其余各轴段根据需要将轴径逐渐加大。轴上零件的布置如图2所示。
图
2
在轴的输出端安装联轴器，联轴器的尺寸可以在设计手册中查得，现采用弹性套柱销联轴
器
即联轴器孔径为40mm ，联轴器长为112mm ，手册中其孔长为84mm ，故联轴器与
联轴器端面与轴承外端面距离取50mm （由减速器结构决定），联轴器用位。
轴配合的轴段长度取为80mm 。
的轴肩定
选左轴承为7210AC ，轴承内径20mm 。
轴承宽度20mm ，
故该段轴的直径为长度
根据轴承内端面与箱体内壁的距离、齿轮2、4的齿宽和它们间的轴向距离以及齿轮2、4与箱体内壁的距离等，确定两轴承内端面的距离为156.5mm 。
左轴承靠
的轴肩定位；齿轮4用
的轴肩定位，齿轮的右端面与右轴承内端面
间采用长度为27.5mm 的轴套，它一方面可轴向固定齿轮，另一方面可作为轴承的轴向定位。
宏轮4应与轴II 的齿轮3相啮合，即齿轮中间位置与右轴承内端面距离为50mm 。
齿轮和联轴器的周向固定用平键联接，轴承的周向固定用过盈配合联接，轴上其他零件的定位和固定如图2所示。
（4）按弯扭合成强度条件校核轴
画出轴的力学模型图（如图3（b ）所示）
求齿轮4上的作用力 输出轴的转矩轮4圆周力轮4轴向力轮4径向力
计算支承反力 水平面支承反力
垂直面支承反力
画出弯矩图、转矩图和计算弯矩图 水平面弯矩图垂直面弯矩图
合成弯矩图
转矩图
校核轴的强度
由图3（i ）和图4可知，I 剖面的当量弯矩不大但直径最小，VE 剖面所承受的当量弯矩最大而轴径不是最大值，故选I 和通剖面为危险剖面，校核I 和VII 剖面的强度。
计算当量弯矩时，转矩按脉动循环变化处理，