2017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冲刺密押题
● 摘要
一、简答题
1． 简述齿轮传动，带传动，链传动的优缺点。
【答案】（1）齿轮传动的优点：传动功率和速度的范围广，传动比稳定，效率高，工作可靠，寿命长，结构紧凑。缺点：制造安装精度高，价格较贵，不适于传动距离过大的场合。
（2）带传动的优点：结构简单；传动平稳，噪声小；价格低廉；能缓和冲击振动；适用于中心距较大的传动；过载时会产生打滑，可以保护传动系统中的其它零件。
缺点：带的弹性滑动，使传动效率降低甚至失效，传动比不准确；打滑会加剧带的磨损，寿命较短。
（3）链传动的主要优点是：和齿轮传动比较，它可以在两轴中心相距较远的情况下传递运动和动力，结构轻巧，制造与安装精度要求较低，成本也低；与带传动比较，传动比准确，传动可靠，张紧力小，装配容易，轴与轴承的载荷较小，传动的效率较高可达0.95〜0.97, 在同样的使用条件下，链传动的整体尺寸较小，结构较为紧凑；可在高温或润滑油环境中工作，也可用于多灰尘的环境；
缺点：由于多边形效应，链的瞬时速度、瞬时传动比不稳定；工作时有一定的冲击和噪声；不宜用在载荷变化大，高速和急速反向的传动中；只能实现平行轴间的同向传动。
2． 普通平键有那些失效形式？主要失效形式是什么？怎样进行强度校核？如经校核判断强度不足时，可采取哪些措施？
【答案】普通平键的失效形式有工作面被压溃，个别情况会出现键被剪断。主要失效形式是压溃。进行强度校核时应校核挤压强度和剪切强度。如经校核判断强度不足时，可在同一联接处错开布置两个平键，强度按1.5个计算。
3． 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。
4． 斜齿轮的当量齿轮是如何做出的？其当量齿数Zv 在强度计算中有何用处？
【答案】斜齿轮的当量系数值的大小有关。在强度计算中确定齿形系数与应力校正系数时按当量齿数查取。
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． 窄V 带强度比普通V 带高，这是为什么？窄V 带与普通V 带高度相同时，哪种传动能力大？为什么？
【答案】窄V 带的截面高度与其节宽之比为0.9, 且其顶宽约为同高度普通V 带的
能与槽很好地贴合，增大摩擦力，从而提尚承载能力。
当窄V 带与普通V 带高度相同时，窄V 带的承载能力可提高倍。
7． 花键连接的应用特点是什么？按其形状的不同可分为哪三种？各用于什么场合？
【答案】花键连接可认为是平键连接在数目上的发展，但与平键连接相比，花键连接受力较为均匀，承载能力大，定心性和导向性较好。同时由于齿槽浅，齿根处应力集中小，对轴的削弱小。
按其形状的不同，可分为：
（1）矩形花键应用最为广泛，可用于轻载或重载的各种动、静连接。
（2）渐开线花键用于传递大转矩并且轴径也大的场合。
（3）三角形花键主要用于轴与薄壁零件的连接。
8． 设计一对圆柱齿轮传动时，大、小齿轮齿宽的确定原则是什么? 为什么？
【答案】大、小齿轮齿宽的确定原则及原因是：齿宽越大，齿轮的承载能力越大，有利于提高齿面接触和齿根弯曲疲劳强度。但是齿宽越大，载荷沿齿宽方向的分布也就越不均匀。因此必
顶面呈拱形，受载后抗拉层仍处于同一平面内，受力均匀；两侧面略呈内凹，使其在带轮上弯曲变形时
须合理选择齿宽。齿轮相对于轴承对称布置时，齿宽可以选择大些。
9． 动压承载油膜是如何形成的？
【答案】如图所示，若两板倾斜，由于润滑油的粘性及它与平板间的吸附作用，在上板运动过程中，紧贴上板的润滑油随上板一起运动，而下板表面的润滑油则静止不动。沿运动方向形成由大到小的收敛间隙。由于润滑油的体积不可压缩，各截面流过的流量必须相等，各截面的流速沿膜厚方向则不能均匀保持线性分布，在截面的右侧ab 段有压p 沿x 方向逐渐增大；在左侧bc 段，有渐减小；在截面
处
液体压力处于载荷平衡状态。
则由雷诺方程知由雷诺方程知说明油说明油压p 沿x 方向逐说明此处油压有最大值，油楔内油压均大于入口和出口油压，因而
图
动压油膜形成的条件：
（1）两摩擦表面必须有楔形间隙；
（2）间隙中必须充满润滑油；
（3）两表面必须有相对的滑动速度，运动方向必须使油从大间隙流向小间隙；
（4）载荷楔形间隙的几何参数、相对滑动速度、流体的粘度必须要匹配得当。
10．零件的正常磨损分为几个阶段，各阶段有何特点？
【答案】零件的正常磨损分为三个阶段，即（1）跑合磨损阶段：机器使用（磨合）初期发生，磨损率出先大、逐渐减小到稳定值，因为新摩擦表面经磨合后，接触面积増大下降。（2）稳定磨损阶段：磨损缓慢且稳定，占=常量，曲线斜率越小，磨损越慢，使用寿命越长。（3）剧烈磨损阶段：经过稳定磨损阶段后，零件精度下降，间隙增大，润滑恶化，导致工作条件恶化，磨损剧烈，零件迅速报废。
二、分析计算题