2018年上海市培养单位上海应用物理研究所815机械设计考研核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 锥齿轮的背锥是如何做出的？
【答案】锥齿轮的背锥的形成过程：过锥齿轮的大端的分度圆锥作一切线与锥齿轮的轴线相交，以轴线为轴，以切线为母线绕轴线转一圈，形成的圆锥为背锥。背锥与球面相切于锥齿轮大端的分度圆锥上，并与分度圆锥直角相接。
2． 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。
3． 试说明径向滑动轴承动压油膜的形成过程。
【答案】当轴颈开始转动时，转速较低，由于轴颈与轴承内壁的摩擦力作用，使轴颈沿轴承内壁逆转动方向产生爬行。随着轴颈转速的逐步提高，润滑油将被带入楔形间隙，并产生动压力而将轴颈推离。此时，轴颈与轴承间已建立起一层较薄的油膜。
4． 幵式齿轮传动是否会发生点蚀失效，为什么？
【答案】开式齿轮不会发生点蚀失效。因为开式齿轮传动磨损严重，接触疲劳裂纹发生后，还没来得及扩展即被迅速磨去。
5． 键连接的主要用途是什么？楔键连接和平键连接有什么区别？
【答案】键连接通常用来实现轴与轮毂之间的周向固定以传递转矩，有的还能实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。
楔键连接和平键连接的区别：
（1）平键连接键的两个侧面是工作面，键的表面和轮毂的键槽底面留有间隙；楔键连接键的上下两面是工作面，键的侧面与键槽侧面留有间隙。
（2）平键连接靠键同键槽侧面的挤压来传递扭矩；楔键连接靠键的楔紧作用来传递扭矩，同时还可以承受单向横向载荷。
（3）平键连接结构简单，装拆方便、对中性较好，因而应用广泛；楔键连接能传递有冲击和振动的转矩，但定心精度不高，主要用于毂类零件的定心精度要求不高和低转速的场合。
二、分析计算题
6． 单级闭式直齿圆柱齿轮传动中，小齿轮的材料为45钢调质处理，大齿轮的材料为ZG310-570
正火
荷有中等冲击，用电动机驱动，试验算此单级传动的强度。
【答案】设齿轮的使用寿命为10年。 （1）许用应力
查机械设计手册，小齿轮45钢调质硬度为度为
由机械设计手册查得由机械设计手册查得
齿轮传动的传动比为
可得
查表取
可得
（2）验算接触强度 接触强度的校核公式为
小齿轮的转矩为
查表得，载荷系数
则
满足接触强度。 （3）验算弯曲强度
单向转动，载
取235HBS ; 大齿轮正火硬
查取接触疲劳寿命系数
查得弯曲疲劳寿命系数
校核公式为
查表得齿形系数
应力修正系数
则
满足齿根弯曲强度。
7． 材料的对称循环疲劳极限在无限寿命区
试求循环次数分别为8000, 30000及【答案】根据公式可得
故
8． 设计一液体摩擦径向滑动轴承，工作情况稳定，采用剖分式轴承。已知轴承载荷颈直径d=152mm，
轴的转速
【答案】（1）选择轴承材料及轴瓦结构
该轴承转速较高，故选用带轴承衬的轴瓦，并为安装方便，轴瓦采用剖分式结构。轴瓦材料选
用合润滑计算。
（2）选择宽径比，确定轴承宽度 参考机械设计手册，选取（3）混合润滑验算 平均压强：滑动速度：pv 值：
故所选用轴承材料合适。
若此钢材的循环基数
时的有限寿命疲劳极限。
指数
轴
导热性好；轴承衬选
用由机械设计手册查
得
由于启动、停车时，轴承会处于非液体摩擦状态，故还要进行混
则轴承宽度