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仿真模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 提高螺栓联接强度的措施有哪些？
【答案】有5种。
（1）改善载荷在螺纹牙间的分配，如：环槽螺母，目的是使载荷上移悬置螺母，使螺杆螺母都受拉。
（2）减小螺栓的应力幅，如采用柔性螺栓，目的是减小联接件的刚度。
（3）减小应力集中，如采用较大的过渡圆角或卸荷结构。
（4）避免附加弯曲应力，如采用凸台和沉头座。
（5）采用合理的制造工艺，如：滚压、表面硬化处理等。
2． 简述零件的疲劳损伤积累假说？
【答案】零件的疲劳损伤积累假说：零件在每一次应力作用下，都会受到微量的疲劳损伤。在裂纹萌生及扩展的过程中，零件内部的疲劳损伤是逐渐积累的，当疲劳损伤积累到一定程度达到疲劳寿命极限时，便发生疲劳断裂。
3． 为了避免带传动出现打滑现象，把带轮与带接触的工作表面加工粗糙一些以增大摩擦，这样做合理吗，为什么？
【答案】不合理。因为在带传动中，弹性打滑是不可避免的，而如果带轮的工作面比较粗糙，将会加剧带的磨损，降低带的使用寿命。因此，这样做不合理。
4． 试说明弹簧的簧丝直径d ，弹簧中径D 和弹黉的工作圈数n 对弹簧强度、刚度有什么影响？
【答案】根据弹簧的强度计算公式和刚度计算公式
：
）可知其他参数不变时，有：
（1）簧丝直径d 愈大，弹簧的强度就愈高，刚度就愈大；
（2）弹簧中径D 愈大，其强度就愈低，刚度就愈小；
（3）弹簧工作圈数n 愈多，其强度不变，刚度愈小。
5． 什么是稳定变应力和非稳定变应力？
【答案】周期、应力幅、平均应力均不改变的变应力称为稳定变应力，若其中之一变化称为非稳定变应力。
第 2 页，共 59 页 （其中旋绕比
6． 为什么采用两个平键时一般把两键设在相隔【答案】
采用两个平键时把它们设在相隔
时相隔的位置上？采用两个楔键时相隔左右？而采用两个半圆键，则又常沿轮毂方向把两键放在轴的同一母线上？ 的位置上有助于平衡轴的受力。采用两个楔键
左右是为了减少对零件对中的破坏。采用两个半圆键时沿轮毂方向把两键放在轴的同一母线上是为了减少半圆键槽对轴强度的削弱。
7． 根据摩擦面间存在润滑剂的情况，简述滑动摩擦可分为哪几种状态？
【答案】根据摩擦面间存在润滑剂的情况，滑动摩擦可分为边界摩擦和液体摩擦。
（1）边界摩擦：两相对运动表面被边界膜（指在摩擦表面上生成的一层与介质性质不同的薄膜，其厚度一般在以下）隔开。
（2）液体摩擦：两相对运动表面被一层具有压力的油膜隔开。
一般情况下，机械中的摩擦副常常是处于干摩擦、边界摩擦和液体摩擦共存的状态，称为混合摩擦。
8． 螺栓连接的结构设计要求螺栓组对称布置于连接接合面的形心，理由是什么？
【答案】主要是保证接合面受力均匀。
9． 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。
10．轴的结构设计应满足的基本要求是什么? 转轴多制成阶梯形，其优点是什么?
【答案】（1）轴的结构设计应满足的基本要求：轴和装在轴上的零件要有准确的工作位置
；轴上的零件应便于装拆和调整；
等。
（2）转轴多制成阶梯形，其优点是：易于轴上零件的安装装配，非定位轴肩使轴上零件在安装过程中尽量减少不必要的配合面；
减小轴的重量。
定位轴肩可起到轴上零件的轴向定位和固定的作用；轴应具有良好的制造工艺性：便于加工、尽量减小应力集中
二、分析计算题
11．在带式运输机的传动装置中，电动机和减速器输入轴采用弹性套柱销联轴器联接，设电动机功率P=15kW, 转速
确定联轴器的型号和尺寸。
【答案】原动机为电动机时，转矩
由设计手册查得工况系数计算转矩
第 3 页，共 59 页 电动机外伸轴直径为d=42mm, 减速器输入轴直径为试
由机械设计手册可查得LT6型弹性套柱销联轴器的许用转矩为为轴径有40mm 和42mm , 满足题意要求，故合用。
所选联轴器为LT6联轴器 即许用转速
12．图（a ）所示传动系统中，件1、5为蜗杆，件2、6为蜗轮，件3、4为斜齿圆柱齿轮，件7、8为直齿锥齿轮。已知蜗杆1为主动，要求输出齿轮8的回转方向如图示。试确定：
（1）各轴的回转方向（画在图上）。
（2）考虑轴I 、II 、III 上所受轴向力能抵消一部分，定出各轮的螺旋线方向（画在图上）。 （3）画出各轮的轴向力的方向。
【答案】题中要求解答的（1）、（2）、（3）项，均示于图（b ）中。
图
13．一圆柱形拉伸螺旋弹簧，用于高压开关中，
已知最小工作载荷弹黄丝直径d=10mm, 外径D=90mm, 工作圈数n=20，弹黉材料为
于II 类。
（1）求弹簧的工作行程。
（2）在最大工作载荷作用下，弹簧是否会断？
【答案】（1）计算弹簧工作行程
弹簧中径
旋绕比
弹簧材料的切变模量由设计手册查得
最大变形
弹簧的刚度
第 4 页，共 59 页 最大工作载荷载荷性质属
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