2018年南京工业大学能源科学与工程学院807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． 齿轮传动中，齿面接触应力属于哪类循环变应力? 为什么?
【答案】（1）齿轮传动中，齿面接触应力为按脉动循环变化的变应力。
（2）对于相啮合齿轮上的一对特定轮齿，当啮合时齿面产生接触应力，退出啮合时齿面的接触应力则不存在，即工作齿廓上的各对应接触部位仅仅在接触的瞬间产生接触应力，过此瞬间脱离接触后，该部位的接触应力随即消失。因此，不论轮齿承受稳定载荷或不稳定载荷，传动运动方式如何，齿面接触应力均为按脉动循环变化的变应力。
2． —对标准直齿轮传动，如果作用在齿轮上的圆周力不变，且材料、齿宽、模数及传动比都不变，而把中心距加大一倍，齿轮的分度圆、齿顶圆及齿根圆也相应增大，则接触应力和齿根弯曲应力如何变化？
【答案】中心距加大一倍，就必须使分度圆半径增加一倍，而模数不变就只能使齿数増加一倍，在圆周力不变的情况下，必然转矩增加一倍，
在接触应力公式中以得：中心距加大后的接触应力接近原来接触应力的曲应力的
代替
以
代替可
倍；中心距加大后的齿根弯曲应力是原来弯
倍，再考虑到齿数的增加使齿形系数和齿宽系数变小，实际弯曲应力接近原来弯曲应
力的一半。
3． 凸缘式联轴器有哪几种对中方法？各种方法有何特点？
【答案】通过半联轴器上的凸台和凹槽的嵌合对中，用普通螺栓预紧，工作时靠两个半联轴器接触面上产生的摩擦力传动；采用铰制孔螺栓连接传递转矩和保证对中，装拆时轴不需要轴向移动。
4． 简述齿根弯曲疲劳破坏的危险剖面的确定方法。
【答案】确定危险剖面的位置目前常用
切线法。作与轮齿对称中线成
夹角的两条直线，
它们与齿根圆角过渡曲线相切，通过两切点与齿轮轴线平行的截面即为轮齿的弯曲危险截面。
5． 闭式软齿面的主要失效形式和设计准则是什么？有哪些提高承载能力的措施？
【答案】闭式软齿面齿轮的主要失效形式是齿面点蚀。 设计准则是按接触疲劳强度设计，按弯曲疲劳强度校核。
提高承载能力的措施有：降低齿面粗糙度，改善润滑油的性能，提高齿轮的传动精度，采用变位齿轮传动。
二、分析计算题
6． 有一轴承拖架用4个普通螺栓固联于钢立柱上，拖架材料为螺栓材料强度级别为6.6级，许用安全系数栓相对刚度
载荷
接合面间摩擦因数
许用挤压应力
可靠性系数
螺
载荷方向和尺寸如图所示。试设计此螺栓组联接。
图
【答案】（1）螺栓组受力分析 如图所示，载荷F 可分解为 横向载荷轴向载荷把
和
（铅垂向下） （水平向右）
向螺栓组联接的接合面形心0点处简化，得到倾覆力矩
显然，该螺栓组联接受横向载荷轴向载荷和倾覆力矩M 三种简单载荷的共同作用。 （2）确定受力最大螺栓的轴向工作载荷载荷为
而在倾覆力矩M 作用下，上部螺栓进一步受到拉伸，每个螺栓受到的轴向工作载荷为
显然，上部螺栓受力最大，其轴向工作载荷为
（3）确定螺栓的预紧力压力为剩余预紧力
该螺栓组联接预紧后，受轴向载荷
作用时，其接合面间
①由托架不下滑条件计算预紧力
在轴向载荷作用下，每个螺栓受到的轴向工作
而受倾覆力矩M 作用时，其接合面上部压紧力减小，下部压紧力增大，故
M 对接合面压紧力的影响可以不考虑。因此，拖架不下滑的条件式为
而
有
所以
将已知数值代入上式，可得
②由接合面不分离条件计算预紧力
由
可得
式中A-接合面面积
W-接合面抗弯截面系数，即
螺栓数目
其他参数同前。
将已知数值代入上式，可得
③由拖架下部不被压溃条件计算预紧力
（钢立柱抗挤压强度高于铸铁拖架）。由
可得
式中
拖架材料的许用挤压应力
其他参数同前。
将已知数值代入上式，可得
（4）计算螺栓的总拉力
这是受预紧力
作用后又受轴向工作载荷
故螺栓的总拉力为
作用的紧螺栓联接，根据上述计算，
取预紧力