2018年浙江大学数学学院832机械设计基础考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、简答题
1． 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。
2． 简述带传动的特点，并定性地说明在V 带传动设计时，小带轮直径、带传动的中心距、带的初拉力对带传动工作能力的影响。
【答案】带传动的优点：运行平稳，噪声小；能缓和冲击和振动；适用于中心距较大的传动；过载打滑，可以保护传动系统中的其它零件。
带传动的缺点：带的弹性滑动，使传动效率降低，传动比不准确；带的寿命较短。 小带轮的直径越小，带的弯曲应力越大；反之，可以增加带的寿命，但带传动的尺寸较大。 带传动的中心距过小，带的包角越小，影响带的传动能力；带传动的中心距过大，又会引起带的跳动。
带的初拉力不足，会出现打滑；初拉力过大，将增大轴与轴承上的压力，降低带的寿命。
3． 为什么带传动的中心距都设计成可调的？
【答案】因为带在工作过程中受变化的拉力，其长度会逐渐增加，使初拉力减小。因此需要经常调整中心距，以调整带的初拉力。因此便将中心距设计成可调的。
4． 螺栓的性能等级为8.8级，与它相配的螺母的性能等级应为多少？性能等级数字代号的含义是什么？
【答案】当螺栓的性能等级为8.8级，与它相配的螺母的性能等级应为8级或8级以上。螺栓的性能等级前面一个8,
是材料公称抗拉强度极限
后面一个8, 是材料公称屈服极限
的1/100,
即材料公称抗拉强度极限
是
与公称抗拉强度极限
的比值（称屈强比）的
10倍，即材料公称屈服极限是
5． 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。
二、分析计算题
6． 如图1所示为一托架，竖直向下的载荷Q=20kN作用于托架宽度方向的对称线上，用四个普通螺栓将托架连接在一钢制横梁上，螺栓的相对刚度为0.3, 假设被连接件都不会被压溃，接合面的抗弯剖面模量
试计算：
至少应大于多少？
，
要保证7000N , 计算该螺栓所需预紧力
（1）该螺栓组连接的接合面不出现间隙所需的螺栓预紧力（2）若受力最大螺栓处接合面间的残余预紧力所受的总拉力
图1
【答案】（1）轴向载荷受倾覆力矩
螺栓组连接受力分析
将载荷Q 向螺栓组中心简化，可得如图2所示的力：
图2
计算受力最大螺栓的工作载荷F 在轴向载荷Q 作用下，每个螺栓承受的轴向载荷
在倾覆力矩M 作用下，左侧两个螺栓工作拉力减小，右侧两个螺栓工作拉力增加，值为
根据力的合成可知轴线右侧两个螺栓所受轴向工作载荷最大，均为
③根据接合面间不出现间隙条件确定螺栓所需的预紧力
即
代入数据得
解得所需的螺栓预紧力：（2）由所需预紧力
所受的总拉力
7． 某静止构件受弯曲应力
屈服极限
扭转剪应力
材料为35号钢（拉伸强度极限
可得，
试校核其静强度（静应力下的许用安全系数见表）。 表静应力下的许用安全系数
【答案】（1）求材料的许用应力由于按表得
许用应力