2017年西南石油大学机电工程学院914机械设计考研题库
● 摘要
一、简答题
1． 试说明接触最小安全系数
可以使用小于1的数值的道理。
而齿轮材料极限接触应力
是
所以，当所设计的齿轮
【答案】齿轮许用接触应力计算式为允许失效概率大于
时，可以通过使
在一定试验条件下获得的，其中条件之一就是假设齿轮的失效概率为分地发挥齿轮材料的性能。
2． 试述平键连接和楔键连接的工作特点和应用场合。
取值小于1的方法来提高材料的许用接触应力，更加充
【答案】平键连接中平键的两侧面为工作面，零件工作时靠键与键槽侧面的推压传递运动和转矩。其结构简单，装拆方便，对中性好，但只能用做轴上零件的周向固定。
楔键连接时楔键的上、下表面是工作面，依靠键与轮毂的槽底之间、轴与毂孔之间的摩擦力传递转矩，并能轴向固定零件和传递单向轴向力。但在冲击、振动或变载荷下键易松动，仅用于对中要求不高、载荷平稳和低速的场合。
3． 机械零件主要的失效形式有哪些？针对这些失效形式有哪些相应的设计计算准则？
【答案】（1）机械零件的主要失效形式有：整体断裂、表面破坏、过大的弹性变形和塑性变形、功能失效。
（2）相应的设计计算准则是：强度准则，刚度准则，寿命准则，热平衡准则、振动稳定性准则。 4． 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
5． 平键
代表的是什么？
倍。
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
【答案】B20×80中的B 代表键的类型是B 型普通平键；20代表键宽为20mm ; 80代表键长为80mm 。
6． 哪些表面处理方法可以提高轴的抗疲劳强度？（举出四种）
【答案】渗碳、氰化、表面高频淬火等各种热处理以及滚压加工及喷丸等表面强化处理，对
提高轴的抗疲劳强度均有显著效果。
7． 过盈联接有哪些特点？常用装配方法有哪几种？各适用在什么场合？
【答案】过盈联接的特点：结构简单，对中性好，承载能力高，抗冲击载荷性能好，但对配合面的加工精度要求较高，装配不方便。
常用的装配方法有压入法和温差法。过盈量和直径较小时常用压入法，过盈量和直径较大时常用温差法。
8． 表面接触疲劳强度的条件是什么？
【答案】表面接触疲劳强度的条件为
如果满足此条件，则表面不会发生点蚀失效。
9． 齿轮传动中，齿面接触应力属于哪类循环变应力? 为什么?
【答案】（1）齿轮传动中，齿面接触应力为按脉动循环变化的变应力。
（2）对于相啮合齿轮上的一对特定轮齿，当啮合时齿面产生接触应力，退出啮合时齿面的接触应力则不存在，即工作齿廓上的各对应接触部位仅仅在接触的瞬间产生接触应力，过此瞬间脱离接触后，该部位的接触应力随即消失。因此，不论轮齿承受稳定载荷或不稳定载荷，传动运动方式如何，齿面接触应力均为按脉动循环变化的变应力。
10．在链传动、齿轮传动和带传动组成的多级传动中，链传动宜布置在哪一级？为什么？
【答案】一般带传动布置在高速级，链传动布置在低速级。
因为带传动的承载能力小，传递相同转矩时，结构尺寸较其他传动形式大，但传动平稳，能缓冲吸振，因此宜布置在高速级。链传动运转不均匀，有冲击，不适于高速传动，链传动应布置在低速级。
二、分析计算题
11．现有如图所示的焊接接头，被焊件材料均为载荷
否满足要求？
设采用
钢
承受静接头强度能
号焊条手工焊接，承受变载荷
图 单盖板对接焊接接头
【答案】对于承受变载荷的焊接件，焊缝及被焊件的许用应力应乘上降低系数
且：
如果计算得到的
取
，
得：
对于搭接焊缝，查设计手册取
得：
综上可知，许用应力并无变化，该接头强度仍满足要求。
12．有一气缸盖与缸体凸缘采用普通螺栓连接，如图所示。已知气缸中的压力p 在变化，气缸
内径应力
许用应力幅
螺栓分布圆直
径
，螺栓间距为螺栓的轴向工作载荷）
试设计此螺栓组联接。
之间
对于对接焊缝，查设计手册取
为保证气密性要求，剩余预紧力为螺栓的大径）。螺栓材料的许用拉伸
选用铜皮石棉垫片，螺栓相对刚度
图
【答案】（1）初选螺栓数目z
因为螺栓分布圆直径较大，为保证螺栓间距不致过大，所以应选用较多的螺栓，初取z=24。 （2）计算螺栓的轴向工作载荷F ①螺栓组连接的最大轴向载荷
②螺栓的最大轴向工作载荷
F
（3）计算螺栓的总拉力
（4）计算螺栓直径