2017年上海海洋大学F36机电专业综合知识之机械设计复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、简答题
1． 平键和楔键联接在工作原理上有什么不同？
【答案】平键是通过两个侧面受挤压和剪切来传递转矩，而楔键是靠上下面受挤压来传递转矩。
2． 试简述轴的结构设计的主要要求。
【答案】轴的结构设计的主要要求有：
（1）轴应便于加工，轴上零件要易于装拆（制造安装要求）； （2）轴和轴上零件要有准确的工作位置（定位）； （3）各零件要牢固而可靠地相对固定（固定）； （4）改善受力状况，减小应力集中。
3． 胶接与铆接、焊接的比较有什么优缺点。
【答案】优点：
（1）质量小，材料的利用率高；
（2）不会改变胶缝附近母体材料的金相组织，冷却时无翘曲和变形； （3）应力分布均匀，耐疲劳、耐蠕变性能好。 （4）胶接面形状不受限制； （5）所需设备简单，操作方便；
（6）密封性比铆接可靠，工作温度范围较大； （7）能满足防锈、绝缘、透明等特殊要求。 缺点：
（1）抗剥离、抗弯曲及抗冲击振动性能差； （2）耐老化及耐介质（如酸、碱等）性能差； （3）胶粘剂对温度变化敏感，影响胶接强度； （4）胶接件的缺陷有时不易发现。
4． 简述设计滑动轴承油孔、油沟时应注意的主要问题。
【答案】滑动轴承的进油孔、油沟应开设在非承载区轴瓦内表面；油沟与端面保持适当距离，以防止过多端泄。
5． 简述带传动的特点，并定性地说明在V 带传动设计时，小带轮直径、带传动的中心距、带的初拉力对带传动工作能力的影响。
【答案】带传动的优点：运行平稳，噪声小；能缓和冲击和振动；适用于中心距较大的传动；过载打滑，可以保护传动系统中的其它零件。
带传动的缺点：带的弹性滑动，使传动效率降低，传动比不准确；带的寿命较短。 小带轮的直径越小，带的弯曲应力越大；反之，可以增加带的寿命，但带传动的尺寸较大。 带传动的中心距过小，带的包角越小，影响带的传动能力；带传动的中心距过大，又会引起带的跳动。
带的初拉力不足，会出现打滑；初拉力过大，将增大轴与轴承上的压力，降低带的寿命。
6． 一刚性凸缘联轴器用普通螺栓联接以传递转矩T ，现欲提高其传递的转矩，但限于结构不能增加螺栓的数目，也不能增加螺栓的直径。试提出三种提高转矩的方法。
【答案】（1）改变材料，提高螺栓、螺母的强度级别。 （2）改用铰制孔螺栓联接。
（3）在被联接件之间加入减载零件，如减载销，减载套等。
二、分析计算题
7． 如图所示带式输送机有两种传动方案，若工作情况相同，传递功率一样，试分析比较：
（1）按方案a 设计的单级齿轮减速器，如果改用方案b ，减速器的哪根轴的强度要重新验算？为什么？
（2）若方案a 中的V 带传动和方案b 中的开式齿轮传动的传动比相等，两方案中电动机轴所受的载荷是否相同？为什么。
图
【答案】（1）方案b 减速器中大齿轮轴需要重新验算。因为与方案a 相比，虽然减速器布置在高速级，此轴所受的转矩减小了。但轴的外伸端不再是联轴器，而是一个悬臂布置的齿轮，齿轮上一定作用有圆周力和径向力。因此，此轴所受的弯曲应力增大了。
（2）若不计摩擦，电机轴所受的扭矩应为相同，因为传递功率和转速都相同。但是在方案b 中不再受弯矩了，因为带传动有压轴力，而联轴器没有。
8． 如图1所示主轴由一对30210E 型轴承支承，轴承受径向负荷零件自重G=400N，轴转速
附：30210型轴承有关参数：
（轻度冲击）。静负荷安全系数
要求轴承寿命大于10000h ; 常温下工作，
（提示：轴承是否合用，主要要求轴承满足疲劳强度与静强度要求）
轴与轴上
试分析轴承是否合用。（不进行极限转速验算）
图1
【答案】如图2所示。 （1）求S :
（2）求A :
所以
所以（3）求P :
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