2018年福州大学机械工程及自动化学院814机械原理与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． 在三角带（V 带）传动中，带轮直径、带型号、根数、转速均不变，试分析改变带长时，带传动承载能力及其寿命的变化。
【答案】在其它参数不变时，带长増大，带的中心距相应増大，小带轮的包角增大，带传动的承载能力提高，同时带的应力循环次数减少，带的寿命増加；反之，承载能力降低，带的寿命减小。
2． 极限应力线图有何用处？
【答案】确定零件材料的破坏形式；确定零件、材料的极限应力；计算零件的安全系数。
3． 圆柱螺旋弹簧的端部结构有何功用？
【答案】圆柱螺旋弹簧的端部结构形式很多，
压缩弹簧的端部各有
起支承作用，不参与变形；拉伸弹簧的端部有挂钩，以便安装和加载。
4． 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。
第 2 页，共 70 页 圈与邻圈并紧，只
5． 试述带传动和链传动张紧轮布置的不同，这样布置的理由是什么？
【答案】带传动的张紧轮一般应布置在松边的内侧尽量靠近大带轮处，使带只受单向弯曲，以免过分影响带在小带轮上的包角。链传动的张紧轮一般应布置在松边上靠近主动链轮的地方，以增加链条和链轮的啮合角。
6． 什么情况下可以采用光轴，什么情况必须用阶梯轴？分析其优缺点，进行比较。
【答案】只有一些特殊情况才用光轴，扭轴受力（力矩、扭矩）均匀一致，可以把配合不同的零件（基轴制）装在轴上以达到不同的要求（如活塞销），这种轴加工方便，但用得较少。
阶梯轴的轴上零件安装定位方便，当轴的各部分所受弯矩、扭矩不同时，阶梯轴可以按强度要求确定各部分直径，因而阶梯轴可以节省材料、减轻质量。一般情况下以用阶梯轴为宜。
7． 试述寿命系数在齿轮强度计算中的意义，其值与哪些因素有关？
【答案】在齿轮强度计算中，当设计齿轮为有限寿命时，利用寿命系数
接触应力试验值进行修正，利用寿命系数
正，使齿轮许用应力的计算更符合设计工况。寿命系数所设计齿轮的应力循环次数N 有关。其中
侧齿面啮合的次数为齿轮的工作寿命。
8． 常见的失效形式有哪几种？
【答案】整体断裂，过大的残余变形，零件的表面破坏，破坏正常工作条件引起的失效。
9． 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。
10．齿轮传动有哪些润滑方式？如何选择润滑方式？
【答案】齿轮传动的润滑方式有人工定期润滑、浸油润滑和喷油润滑。对于开式齿轮传动，由于速度较低，一般采用人工定期润滑。对于闭式齿轮传动，一般根椐圆周速度选择润滑方式。
当齿轮的圆周速度
面上。
时，
通常将大齿轮浸入油池中进行润滑。当齿轮的圆周速度时，不宜采用浸油润滑，可采用喷油润滑，即用油泵将具有一定压力的油经喷油嘴喷到啮合的齿主要与应力循环基数对齿轮材料的极限试验值进行修疲劳曲线指数及对齿轮材料的极限弯曲应力1式中，n 为齿轮转速；a 为齿轮转一周，同一二、分析计算题
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11．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。
选左轴承为7210AC ，轴承内径轴承宽度20mm ，
故该段轴的直径为
第 4 页，共 70 页 轴配合的轴段长度取为80mm 。
的轴肩定长度