2018年兰州理工大学机电工程学院885机械设计基础考研强化五套模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 普通平键有那些失效形式？主要失效形式是什么？怎样进行强度校核？如经校核判断强度不足时，可采取哪些措施？
【答案】普通平键的失效形式有工作面被压溃，个别情况会出现键被剪断。主要失效形式是压溃。进行强度校核时应校核挤压强度和剪切强度。如经校核判断强度不足时，可在同一联接处错开布置两个平键，强度按1.5个计算。
2． 什么是齿廓修缘？正确的齿廓修缘对载荷系数中的哪个系数有影响？
【答案】齿廓修缘是根据相互啮合两齿轮的加工及实际啮合情况，利用机械加工方法，改变顶渐开线形状，使轮齿实际进入啮合点与理论啮合点尽可能接近，消除由于轮齿提前进入啮合所引起的啮入冲击。这种对轮齿齿廓的修正方法称为齿廓修缘，齿廓修缘主要影响动载系数
3． 什么是材料的疲劳极限（又称无限寿命疲劳极限）？如何表示？ 生疲劳破坏时的最大应力称作材料的疲劳极限，用 4． 为什么采用两个平键时，一般布置在沿周向相隔而采用两个半圆键时，却布置在轴的同一母线上？
【答案】这是从尽量减小对轴的强度削弱考虑的，同时又考虑了各类键的特点。
两个平键相隔180°布置，工作面上产生的挤压力的方向正好相反，不会产生附加应力，并且全部转化为扭转力矩，减少了轴受损的可能。若两个平键相隔不为180°如图所
示
工作面上产生的挤压力在轴上的合力F 不为零，大小
为
这个力相当于轴上的附加力，对轴的工作产生不利影响。
采用两个楔键时，如果也相隔增加了工作可靠性。
由于轴上半圆键槽较深，在同一截面处加工出两个键槽会大大削弱轴的强度，所以采用两个半圆键时应布置在轴的同一母线上。
布置，则楔紧时只是两个楔键的顶面与轮毂键槽的底面接
则楔紧后轴和轮毂也接触楔紧，
触，轴和轮毂不接触，工作可靠性差。两个楔键相隔
表示
为应力循环特征。
【答案】用一组材料相同的标准试件进行疲劳实验，当试件受无限次循环应力作用下而不发
的位置；采用两个楔键时，相隔
图
5． 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。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。
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。
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。
二、分析计算题
6． 试设计一圆柱螺旋压缩弹簧，
并绘制其工作图。已知最小载荷
工作行程
磨平。
【答案】（1）确定许用应力 由表查得
=
（2）初选弹簧指数C , 并算出曲度系数K 现选取C=5, 得
（3）根据C 值估取弹簧丝直径由
得
（4）根据强度条件计算弹簧丝直径
d
与所选的弹簧丝直径基本一致，故可确定弹簧丝直径d=30mm。 （5）求弹簧的工作圈数弹簧的刚度为
最大载荷
弹簧中径材料为II 类弹簧，支承端部并紧
取
则弹簧的总圈数为
并计算其变形量
（7）求弹簧的其余几何参数 内径
节距
自有高度
螺旋升角
弹簧丝的展开长度
（8）稳定性计算
采用两端固定支座，
故不会失稳。
7． 某单向运转的传动轴上安装有一对相同型号的角接触球轴承，已知：两轴承所受的径向支反力分别为
外加轴向力为
但方向不定，已知内部轴向力的计算公式为
）（2）如轴向力A
（1）试确定轴承计算时间所用的当量动载荷P 。（取
（6）确定弹簧的实际刚度
由轴上的斜齿轮产生，该齿轮为从动轮，转向如图所示，请问齿轮的旋向若何？
图
【答案】（1）两轴承内部轴向力分别为：
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