2017年北京工业大学机械工程与应用电子技术学院机械设计复试之机械设计复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、简答题
1． 简述实现轴上零件轴向定位和固定的方法有哪些。
【答案】主要方法有轴肩与轴环、圆螺母、套筒、轴用弹性挡圈、紧定螺钉、轴端挡圈、销等。
2． 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。
3． 试分析齿轮传动中，齿面疲劳点蚀时下产生的原因，并说明疲劳点蚀首先出现的部位及影响齿面抗点蚀能力的主要因素。
【答案】齿面疲劳点蚀产生的原因：齿轮在啮合过程中，相互接触的齿面受到周期性变化的接触应力、齿面摩擦力的作用。在载荷的多次重复作用下，轮齿表面产生细微的裂纹，裂纹逐渐扩大发展，最后导致表层小片脱落，出现疲劳点蚀现象。
疲劳点蚀首先出现在节线靠近齿根的部位。
影响齿面抗点蚀能力的主要因素：齿面硬度，齿面粗糙度，齿面节点处的曲率半径。
4． 与带传动、链传动和蜗杆传动相比，齿轮传动有哪些主要优缺点？
【答案】（1）优点：瞬时传动比恒定、传动效率高、传递功率大、使用寿命长、结构紧凑、工作可靠及使用范围广。
（2）缺点：不宜用于轴间距离过大的传动，精度低时传动噪声较大。
5． 按摩擦副表面间的润滑状态，摩擦可分为哪几类？各有何特点？
【答案】摩擦可分为四类：干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦。
干摩擦的特点是两物体间无任何润滑剂和保护膜，摩擦系数及摩擦阻力最大，磨损最严重，在接触区内出现了粘着和梨刨现象。液体摩擦的特点是两摩擦表面不直接接触，被液体油膜完全隔开，摩擦系数极小，摩擦是在液体的分子间进行的，称为液体润滑。边界摩擦的特点是两摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开，但由于边界膜较薄，不能完全避免金属的直接接触，摩擦系数较大，仍有局部磨损产生。混合摩擦的特点是同时存在边界润滑和液体润滑，摩擦系数比边界润滑小，但会有磨损发生。
6． 简述非液体摩擦滑动轴承设计计算准则和目的。
【答案】非液体摩擦滑动轴承设计计算准则和目的是： （1）（2）（3）
为了保证轴承的承载面不被压坏，避免轴承发生过度磨损。 限制温升，防止轴承温度过高，以免发生胶合失效。 避免轴承相对滑动速度过高，从而加速磨损。
二、分析计算题
7． 齿轮轴由一对深沟球轴承6212支承，轴承的基本额定动载荷别为
=6200N
,
温度系数
.
动载荷系数fd=1.3，
轴转速
5000h , 问危险轴承还能工作多长时间？
【答案】由题意知，齿轮轴上不存在轴向载荷，因此两轴承的当量动载荷为：
因为
故轴承1危险。
轴承为球轴承，故寿命指数取3，可知轴承1的寿命为：
轴承已工作5000h ，故还能工作2557.35h
8． 某轴选用一对30208E 型圆锥滚子轴承，如图1所示。已知两轴承上的径向负
荷
斜齿轮与锥齿轮作用在轴上的轴向负荷分别为
图1所示。轴的转速，
负荷系数
温度系数
附：30208E 型轴承的有关参数如下：
指向如
试计算轴承的寿命为多少小时？
两轴承上径向载荷分
已工作
图1
【答案】如图2所示。
图2
（1）求S :
（2）求A :
所以
所以（3）求
由于（4）求
9． 在一直径
的轴端，安装一钢制直齿圆柱齿轮，如图所示。轮毂宽度
工作时有
故按计算。
轻微冲击。试确定平键的尺寸，并计算其允许传递的最大转矩。
图
【答案】根据轴径根据轮毂长度取键的公称长度键的工作长度键与轮毂键槽接触高度强度条件公式
查表得所用键的剖面尺寸为：键宽
键标记为
键
键高
根据齿轮材料为钢，载荷有轻微冲击，
取许用挤压应力根据普通平键连接的