2017年北京理工大学车辆工程(专业学位之机械设计考研复试核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 什么叫工作能力？计算准则是如何得出的？
【答案】工作能力是指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现的失效的能力。对于载荷而言称为承载能力。根据不同的失效原因建立起来的工作能力判定条件。
2． 紧螺栓连接所受轴向变载荷在间变化，当预紧力一定时，改变螺栓或被连接件的刚度，对螺栓连接的疲劳强度和连接的紧密性有何影响？
【答案】紧螺栓连接所受轴向变载荷在间变化，当预紧力一定时，螺栓刚度降低或被连接件的刚度增加，应力幅会减小，残余预紧力也会减小，即螺栓连接的疲劳强度增加，连接的紧密性降低；反之，螺栓连接的疲劳强度降低，连接的紧密性增加。
3． 选择联轴器应考虑哪些问题？
【答案】选择联轴器类型时，应考虑：
（1）所需传递转矩的大小和性质，对缓冲、减振功能的要求以及是否可能发生共振等。 （2）由制造和装配误差、轴受载和热膨胀变形以及部件之间的相对运动等引起两轴轴线的相对位移程度。
（3）许用的外形尺寸和安装方法，为了便于装配、调整和保证维修所必需的操作空间。对于大型的联轴器，应能在轴不需作轴向移动的条件下实现装拆。
此外，还应考虑工作环境、使用寿命、润滑、密封和经济性等条件，再参考各类联轴器的特性，选择一种适用的联轴器类型。
4． 在进行紧螺栓连接的强度计算时，为什么要将螺栓拉力增加
矩的作用而产生的扭转切应力 还受到因螺纹摩擦力【答案】因为螺纹部分不仅受到因预紧力的作用而产生的拉伸应力
度理论，
可求出当量应力为使螺栓螺纹部分处于拉伸与扭转的复合应力状态。根据第四强由上可见，紧螺栓连接的强度也可按纯拉伸强度计算，但考虑螺纹摩擦力矩的影响，需将螺栓拉力增大30%。
5． 链传动设计中，选择节距小链轮齿数和链速对传动有何影响？
【答案】链传动中，链的节距p 越大，传动的尺寸增大，链的拖曳能力增大，但动载荷、噪声也越大。
小链轮的齿数
对传动的平稳性和使用寿命有很大的影响
荷増大，
链的磨损加剧过多，
大链轮的齿数
损会引起链条在链轮上的升高量增大，造成脱齿。
第 2 页，共 40 页 过少，传动的不均匀性和动载就会增多，不仅使传动尺寸增大，而且链的磨
链的转速v 越高，动载荷就越大；v 越低，相同条件下，链的有效拉力増大。
6． 影响圆柱螺旋弹簧刚度的主要因素有哪些？
【答案】根据弹簧刚度的计算公式可知，影响弹簧刚度的主要因素有：
与C 的三次方成反比，可见旋绕比C 、簧丝直径d 、弹簧中径D 和弹簧的工作圈数n 。其中，
C 值对刚度的影响很大；且d 越大，D 越小，n 越少，弹簧的刚度就越大。
二、分析计算题
7． 试选择一齿轮减速器的高速轴端的联轴器，己知：电机型号为转速减速器的速比i=26.3, 效率实际最大输出功率由强度计算得：输入轴径d=48mm，输出轴径d=95mm。工作机为刮板运输机，载荷为中等冲击，与减速器联接的轴径d=100mm。
【答案】先根据工作条件和载荷情况选择联轴器的类型，再由已知数据确定具体型号和尺寸。由于高、低速轴的工况不同，所选联轴器的类型不一定一样。
（1）选择联轴器的类型
从受力情况分析为中等载荷，有一定冲击，轴有一定的弯曲变形；从安装条件看，不易保证完全同轴线，所以应采用弹性联轴器。由于高速轴转速高，动载荷大，但转矩小，可以选用传递转矩不大的弹性套柱销联轴器。对于低速轴，转速低，动载荷小些，但转矩大，而且在与工作机联接处，轴线出现偏移的可能性要大一些，所以选用齿轮联轴器较为合适。
（2）高速轴联轴器的选择和计算
商定计算转矩
根据载荷中等，弹性联轴器可取载荷系数K=1.5, 则有
选择联轴器具体型号尺寸
根据计算得到的减速器输入轴d=48mm，由机械设计手册可查得TL7
弹性套柱销联轴器且联轴器毂孔径d 有40, 42, 45, 48四种规格，说明可用。
在标记中，Y 为圆柱形轴孔，尺寸55×112表示与电动机联接处的轮毂孔径和长度；J 为短圆柱形轴孔，48×84是与减速器输入轴（高速轴）联接处的孔径和长度。
校核柱销的弯曲强度和弹性套的挤压强度
查机械设计手册，TL7型联轴器有6个d=14mm的柱销，柱销分布圆直径
度L 都近似取45mm ，则
柱销材料用45号钢，则许用弯曲应力为
第 3 页，共 40 页 该联轴器许用扭矩为即决定选用TL7型，即
柱销长
弹性套用橡胶圈，则 计算结果表明，强度均满足。
8． 如图所示，机座用4个螺栓固定在混凝土壁面上。已知拉力中间平面上
接。
混凝土的许用挤压应力
作用在宽度为的接合面间的摩擦系数试设计此连
图
【答案】（1）螺栓组受力分析 ①轴向力（作用于螺栓组中心，水平向右）
②横向力（作用于接合面，垂直向下）
③倾翻力矩（顺时针方向）
（2）螺栓受力分析
①在轴向力作用下，各螺栓所受的工作载荷为
②在倾翻力矩作用下，上面两螺栓加载下面两螺栓减载由公式可得
故上面两螺栓所受的工作载荷
③确定预紧力 为
在横向力作用下，底板连接接合面不出现滑移的条件为
查机械设计手册，
可知无垫片时的相对刚度系数取可靠性系数则各螺栓所需的预紧力为 则第 4 页，共 40 页