2017年中山大学S3905008机械设计复试实战预测五套卷
● 摘要
一、简答题
1． 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。
2． 万向联轴器为什么常成对使用？在成对使用时应如何布置才能保证从动轴的角速度和主动轴的角速度随时相等？
【答案】
万向联轴器当主动轴角速度为常数时，
从动轴的角速度并不是常数，而是在一定范围内变化，这在传动中会引起附加动载荷，对使用不利，所以常成对使用。
安装十字式万向联轴器时，如要使主、从动轴的角速度相等，必须满足两个条件：（1）主动轴、从动轴与中间件的夹角相等；（2）中间轴上两端的叉形接头在同一个平面内。
3． 在轴的弯扭合成强度校核中，表示什么？为什么要引入
【答案】在轴的弯扭合成强度校核中，表示修正系数。是考虑到由弯矩产生的弯曲应力
和由扭矩产生的扭转切应力循环特性不同引入的应力校正系数。
4． 圆锥滚子轴承的主要特性有哪些？
【答案】圆锥滚子轴承可同时承受较大的径向和单向轴向载荷，极限转速较低，内外圈可分离，安装时需要调整轴向游隙。通常成对使用，适用于转速不太高和轴的刚性较好的场合。
5． 螺栓连接的结构设计要求螺栓组对称布置于连接接合面的形心，理由是什么？
【答案】主要是保证接合面受力均匀。
6． 影响机械零件疲劳极限的综合影响系数
【答案】综合影响系数
由此可知，影响机械零件疲劳极限的综合影响系数的因数主要有：有效应力集中系数
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与哪些因数有关？
尺寸
系数表面质量系数
强化系数等。应力集中处裂纹更容易萌生和扩展，明显降低材料的疲劳
极限；零件尺寸越大，其疲劳强度越低；表面粗糙度数值越大，零件表面越粗糙，疲劳强度越低。
二、分析计算题
7． 设一对斜齿圆柱齿轮的参数为准中心距为
【答案】因为
所以
8． 有两个圆柱螺旋压缩弹簧分别按串联和并联组合方式使用，分别如图（a ）和（b ）所示。两弹簧的刚度分别为
（1）两个弹簧串联时的总变形量 （2）两个弹簧并联时的总变形量
承受轴向载荷
试求：
试求当其螺旋角为多少时才能满足标
图
【答案】（1）当弹簧串联使用时，弹簧1、2所受载荷相等，均为轴向载荷F ，即
但弹簧1、2受载时的变形量，因弹簧刚度不同而不相等，设其分别为与故串联时总变形量应为
（2）当弹簧并联使用时，各个弹簧的变形量是相等的，总变形量为
即
但每个弹簧所受的载荷是不相等的，它们各自所受载荷之和应等于总载荷，即
联立式
得：
则并联时的总变形量：
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9． 已知一蜗杆传动，蜗杆为主动，转速数效率。
【答案】
根据蜗杆头数
导程角
模数
蜗杆头数模数蜗杆直径系
蜗杆材料为钢，齿面硬度大于45HRC ，磨削，蜗轮材料为铸锡青铜，求该传动的啮合
蜗杆直径系数
查设计手册得分度圆直径
则滑动速度为：
根据蜗轮材料及齿面硬度，查设计手册得当量摩擦角则啮合效率：
10
．某蜗杆传动，输入功
率转速
传动当量摩擦系数
及蜗轮、蜗杆受力的大小（用分力表示，忽略轴承摩擦及溅油损耗）。 【答案】（1）求传动效率 根据已知可得导程角当量摩擦角则传动效率
（2）求蜗轮、蜗杆受力蜗杆传递的转矩则蜗轮的输出转矩蜗轮的分度圆直径于是可得各分力：
11．如图所示，等边角钢与钢板用
角钢边长为
厚度为
焊条手工焊接。角钢与钢板材料均为剖面质心到一侧边的距离
的长度。
求传动效率
钢，
承受静载荷设钢板和角钢强
度足够，载荷通过角钢的剖面质心，求焊缝
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