2017年同济大学专业综合之机械设计复试实战预测五套卷
● 摘要
一、简答题
1． 设计一对软齿面的圆柱齿轮传动时，大小齿轮的齿面硬度确定原则是什么？为什么？
【答案】大、小齿轮的齿面硬度确定的原则是：小齿轮的齿面硬度高于大齿轮
因
为在一对齿轮的啮合时，小齿轮的轮齿接触次数多于大齿轮，小齿轮容易磨损失效，为了使大、 小齿轮的寿命接近，通常取小齿轮的齿面硬度值大一些。另外，硬度差也有利于提高抗胶合能力。
2． 链传动的主要失效形式有哪些？
【答案】链传动的主要失效形式有：疲劳破坏，铰链磨损，冲击疲劳破坏，铰链胶合，过载断裂。
3． 为什么必须对闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算? 可采用哪些措旋来改善散热条件?
【答案】（1）由于蜗杆传动效率低，工作发热量大，对闭式蜗杆传动，如果产生的热量不能及时散发，将使油温上升，导致润滑油粘度降低，从而増大摩擦损失，甚至发生胶合。所以需对闭式蜗杆传动进行热平衡计算。可以通过以下方式来改善散热条件：
（2）改善散热条件的措施：①在箱体上加散热片，增加散热面积；
在蜗杆轴端加装风扇，
增强通风，提高传热系数
；在润滑油池中设置循环冷却水管；采用外冷却喷油润滑。
4． 制造轴的常用材料有几种？若轴的刚度不够，是否可采用高强度合金钢提高轴的刚度？为什么？
【答案】制造轴的常用材料有碳素钢和合金钢。若轴的刚度不够，不可采用高强度合金钢提高轴的刚度，因为合金钢与碳素钢的弹性模量相差不多。
5． 齿轮传动设计中，齿数和模数选择的基本原则是什么？为什么？
【答案】在齿轮传动设计中，当中心距一定时，齿数增加可以增加重合度，使传动平稳；同时，还可以减小模数，降低齿高，从而减小切削加工量，节约材料，降低成本。但是，根据齿根弯曲疲劳强度的校核公式可知，模数减小，齿根弯曲应力增大，降低轮齿的弯曲强度。因此，齿数和模数选择的基本原则是：
在保证齿根弯曲疲劳强度的条件下，齿数宜多取，模数宜少取。但是为了避免轮齿过小导致齿面磨损失效，齿数也不宜取过多。
6． 链传动为何要适当张紧？与带传动的张紧目的有何区别？
【答案】链传动张紧的目的，主要是为了避免在链条的垂度过大时产生啮合不良和链条的震动现象；同时也为了増加链条与链轮的啮合包角。当两轮轴心连线倾斜角大于
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时，通常设有张
紧装置。
带传动中由于传动带长期受到拉力作用，将会产生塑性变形，使带的长度增加，造成张紧能力减小，影响带的正常传动。为了保持带在传动中正常的传动能力，通常使用张紧装置。
二、分析计算题
7． 设有强度级别为4.6的
螺栓，用拧紧力
拧紧（一般标准扳手的长度
，问）
预紧力等于多少？螺栓是否过载而被拧断？
【答案】根据所给条件，得拧紧力矩所以
强度级的碳素钢螺栓：
式中螺栓材料屈服极限，对于螺栓根部面积，对于
钢制螺栓的许用预紧力可由下式确定：
强度级
则
螺栓由机械设计手册得
由以上计算结果可知，强度级别为4.6的拧断
钢制螺栓，若用200N 的力拧紧，就会因过载而
8． 如图1所示液体动压滑动的一维雷诺方程式为
（1）产生压力油膜的必要条件是什么？ （2）画出A 板的运动方向。
（3）定性画出油膜压力在A 板上的分布图。
回答下列问题：
图1
【答案】（1）液体动压润滑形成的必要条件： ①相对运动两表面必须形成收效的楔形间隙。
②被油膜分开的两表面须有一定的相对滑动速度，且运动方向须为油从大口流入，小口流出。③润滑油须有一定的粘度，供油要充分。 （2）、（3）解答如答案图2所示。
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图2
9． 有一压力容器，如图所示，已知容器内径
气体压力
容器盖用12个普
通螺栓连接，螺栓材料为35钢，要求紧密连接，不得泄漏。试确定螺栓直径和螺栓分布圆直径。
图
【答案】（1）确定每个螺栓的轴向工作载荷F
根据题意，螺栓为同时承受预紧力和工作拉力F 的紧螺栓连接，合力则每个螺栓所受的轴向工作载荷为
确定每个螺栓的总载荷
则
确定螺栓材料的许用应力
若不控制预紧力，则螺栓的许则
（4）确定螺栓直径 由公式可得
查螺纹标准
>
（5）决定螺栓分布圆直径
当公称直径
为
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通过螺栓组形心，
因气缸有密封要求，取残余预紧力为
查机械设计手册，对材料为35钢，其屈服极限用应力与直径有关。假设螺栓的直径为
查表取安全系数
时
故取螺
栓，与试选参数相符合，合适。
设气缸壁厚为10mm , 螺栓分布圆直径
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