2018年重庆大学机械工程学院825机械设计基础机械设计考研基础五套测试题
● 摘要
一、简答题
1． 机械零件常见的主要失效形式有哪些？（至少说出五种）
【答案】机械零件常见的主要失效形式有： （1）打滑和疲劳破坏是带传动的主要失效形式；
（2）链条疲劳破坏、铰链磨损、铰链胶合、过载拉断等式链传动的主要失效形式； （3）轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损、齿面塑性变形等是齿轮传动的主要失效形式；
（4）齿面点蚀、胶合、磨损和轮齿折断等是蜗杆传动的主要失效形式。 （5）疲劳点蚀、轴承塑性变形、轴承磨粒磨损等是滚动轴承的主要失效形式。
2． 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。
3． 直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮及直齿锥齿轮各取什么位置的模数为标准值？
【答案】直齿圆柱齿轮由于其齿形平行于轴线，齿廓的法截面与端面共面，法向模数与端面模数相等，故取端面模数（或称法向模数）为标准值。斜齿圆柱齿轮取其法向模数为标准值。因为在加工斜齿轮时，铣刀沿螺旋线方向进刀，铣刀的齿形等于齿轮的法向齿形，端面模数大于法向模数，强度计算中应取法向模数为标准值。直齿锥齿轮取其大端模数为标准值。因为大端尺寸较大，计算和测量的相对误差较小，而且便于确定齿轮相同的外廓尺寸，所以在计算直齿锥齿轮几何参数时，以大端为标准值。
4． 为什么计算同步带传动的几何尺寸时可应用普通V 带的计算公式？
【答案】同步带传动可视为同步齿形带节线与带轮的节圆相切的开口传动，其传动几何尺寸的计算方法应与普通V 带传动相同。
5． 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。
（3）应用场合：非稳定变应力疲劳强度的计算。
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
二、分析计算题
6． 某减速器一根轴用两个30310轴承支承，如图所示。两轴承径向载荷分别为作用在轴上的轴向载荷分别为试计算轴承的寿命。
工作转速
常温下工作，载荷有中等冲击，
图
【答案】（1）两轴承在径向载荷作用下所产生的派生轴向力
作用在轴上的轴向总载荷方向指向左。 （2）两轴承所受的轴向载荷
因
所以，
（3）求轴承的当量动载荷
（4）计算轴承寿命
因
故按轴承1所受的载荷计算寿命，查手册得30310轴承的基本额定动载荷
7． 有两对闭式直齿圆柱齿轮传动，其尺寸如下表所示，齿轮制造精度均为8级，传动结构布局及应用场合均相同，
且小齿轮转速均为所能传递的扭矩的比值。
表
齿轮材料均为45钢，其小齿轮调质，
硬度为
大齿轮正火，硬度为210HBS ，均按无限寿命计算。试按弯曲疲劳强度求该两对齿轮传动
【答案】（1）由大、小齿轮弯曲疲劳强度条佴①齿轮副I
由
号钢，小齿轮调质，硬度
为无限寿命，通用工业齿轮等条件，查得：
于是
由于②齿轮副II
由
号钢，小齿轮调质，硬度为260HBS ; 大齿轮正火，硬度
为无限寿命，通用工业齿轮等条件，查得：
得
于是
由于
故应以齿轮4进行弯曲疲劳强度计算。 故应以齿轮1进行弯曲疲劳强度计算。
大齿轮正火，硬度
为
判定
（2）计算两对齿轮传动所能传递的扭矩的比值 根据弯曲疲劳强度公式，该两对齿轮所能传递的扭矩
的比值可表达为
由于应用场合相同，故虽制造精度均为8级，且
），则
因结构布局相同，并皆为软齿面齿轮，故
但
（虽小齿轮转速均为