2017年佳木斯大学机械设计及理论复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、简答题
1． 机械设计过程通常分为哪几个阶段？各阶段的主要内容是什么？
【答案】机械设计过程通常可分为以下几个阶段：
（1）产品规划：主要工作是提出设计任务和明确设计要求。
（2）方案设计：在满足设计任务书中设计具体要求的前提下，由设计人员构思出多种可行方案并进行分析比较，从中优选出一种功能满足要求、工作性能可靠、结构设计可靠、结构设计可行、成本低廉的方案。
（3）技术设计：完成总体设计、部件设计、零件设计等。 （4）制造及试验：制造出样机、试用、修改、鉴定。
2． 摩擦式离合器与牙嵌式离合器的工作原理有何不同？各有何优缺点？
【答案】牙嵌式离合器靠两个端面带牙的半离合器的互相啮合来传递转矩；而摩擦式离合器利用接触面间的摩擦力来传递转矩。
牙嵌式离合器结构简单，外廓尺寸小，能传递较大的转矩，但牙嵌式离合器只宜在两轴静止或转速差很小时接合或分离，否则牙齿可能会因撞击而折断；摩擦式离合器在任何转速下都可接合，过载时摩擦面打滑，能保护其他零件不致损坏，接合平稳，冲击和振动小。但接合过程中，相对滑动会引起发热与磨损，损耗能量。
3． 受预紧力和轴向工作载荷F 的紧螺栓联接，螺栓受的总拉力
吗？
【答案】考虑联接件和被联接件的弹性变形，在螺杆受各种拉力F 拉伸时，被联接件被放松， 则结合面的预紧力变小，成为剩余预紧力所以工作总拉力
4． 写出线性疲劳损伤积累理论的数学表达式（Miner 方程），并解释式中各符号的含义、方程的意义和应用场合。
【答案】（1）Miner 方程：
式中各符号的含义：零件承受规律性非稳定变应力时
，表示与各应力相对应的材料发生疲劳破坏时的极限
表示与当量应力相对应的应力循环次数，应力循环次数。
（2）方程的意义：当大于劳破坏，Miner
方程表示了这种极限情况。
的各级应力对材料的寿命损伤率之和等于1时，材料即发生疲
（3）应用场合：非稳定变应力疲劳强度的计算。
5． 什么是有效拉力？什么是初拉力？它们之间有何关系？
【答案】当传动带静止时，带两边承受相等的拉力，此力称为初拉力当传动带传动时，
带两边的拉力不再相等。紧边拉力为
称为带传动的有效拉力F 。
设环形带的总长度不变，可推出
6． 链传动中，节距p 的大小对运动特性有什么影响？
【答案】链传动可视为链条绕在正多边形轮上，边长为P ，链传动的瞬时链速和传动比均按每一给链节的啮合过程呈周期性变化，使传动不平稳并产生有规律的振动。p 愈大，则传动愈不平稳。选较小的p 可以减小多边形效应。
松边拉力为
带两边的拉力之差
二、分析计算题
7． 在一直径
的轴端，安装一钢制直齿圆柱齿轮，如图所示。轮毂宽度
工作时有
轻微冲击。试确定平键的尺寸，并计算其允许传递的最大转矩。
图
【答案】根据轴径根据轮毂长度取键的公称长度键的工作长度键与轮毂键槽接触高度强度条件公式
得键连接传递的最大转矩为
查表得所用键的剖面尺寸为：键宽
键标记为
键
键高
根据齿轮材料为钢，载荷有轻微冲击，
取许用挤压应力根据普通平键连接的
8． 在图所示的轮系中，已知各齿轮均为标准直齿圆柱齿轮，且模数相等
，
试求：
（1）该轮系的自由度，并指出是否存在局部自由度以及虚约束。 （2）求传动比
，
图
【答案】（1）由图可知，机构中共有6个活动构件；6个转动副；齿轮与齿轮之间的平面4级幅共有5个。所以此机构的自由度为：
不存在局部自由度和虚约束。
（2）对于齿轮1、2、4构成的定轴轮系，有：
对于齿轮3、5构成的定轴轮系，有：
对于齿轮1、2构成的定轴轮系，有：
根据同心条件，可得：
把已知条件代入，计算可得齿轮9的齿数为：
对于齿轮6、7、8、9及行星架构成的差动轮系，有：
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