2017年中北大学机械设计复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、简答题
1． 锥齿轮的背锥是如何做出的？
【答案】锥齿轮的背锥的形成过程：过锥齿轮的大端的分度圆锥作一切线与锥齿轮的轴线相交，以轴线为轴，以切线为母线绕轴线转一圈，形成的圆锥为背锥。背锥与球面相切于锥齿轮大端的分度圆锥上，并与分度圆锥直角相接。
2． 在V 带设计过程中，为什么要校验带速
和包角
【答案】带速太高会使离心力增大，使带与带轮间的摩擦力减小，传动容易打滑。另外单位时间内带绕过带轮的次数也增加，降低传动带的工作寿命。若带速太低，则当传递功率一定时，使传递的圆周力增大，带的根数增多。因此设计时，一定要校验带速
是影响带传动工作能力的重要参数之一，因此，一般应使
3． 滚子链传动的主要失效形式有哪些？链传动的内部附加动载荷产生的因素有哪些？
【答案】滚子链传动的主要失效形式有链的疲劳破坏、链条的磨损、链的销轴和套筒的胶合、多次冲击破断、链条的静强度破坏。
链传动中的内部附加动载荷产生的因素有： （1）链条速度和从动轮角速度的周期变化；
（2）链条在垂直方向的加速度引起链在垂直方向的动载荷，使链产生横向振动； （3）链节与链轮啮合的瞬间，链节与链齿以一定的相对速度啮合，它们之间产生动载荷； （4）链条张紧不好产生松弛时，在启动、制动、反转、突然超载或卸载时，会产生较大的惯性冲击载荷。
4． 何谓滚动轴承的基本额定寿命？可用哪两种代号表示？
【答案】
按一组轴承中
的轴承发生点蚀破坏，而
的轴承不发生点蚀破坏前的转数或小
时数作为轴承的寿命，并将这个寿命称为基本额定寿命。可用和表示。
5． 平键联接、半圆键联接、楔键联接和切向键联接各自的失效形式是什么？静联接和动联接校核计算有何不同？
【答案】平键用于静联接时失效形式为压溃和剪断，用于动联接时为磨损。半圆键的失效形式为压溃和剪断。楔键和切向键的失效形式为压溃。静联接校核计算挤压强度校核计算压强
动联接
6． 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
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
二、分析计算题
7． 一机器底座用10个螺栓与地基联接，如图所示。已知：螺栓之间的相对距离为的工作载荷为
试设计此螺栓组联接的螺栓直径。
所受
图
【答案】取整个螺栓组的螺栓为同一直径，每个螺栓所加的预紧力也相同。 （1）螺栓组的受力分析
由于螺栓组只受一翻转力矩M ，则由图看出，左边的两个螺栓1、10受力最大，其工作载荷为
（2）求螺栓的预紧力
取螺栓总拉力螺栓的预紧力式
中
相对刚度系数，因为无垫片，
取
因为工作载荷M 无变化，故残余预紧力
则有
所以螺栓的预紧力
（3）螺栓的静强度计算
选择螺栓材料为强度等级为4.6
的得螺栓材料的许用应力
径为
经查机械设计手册，取螺栓的公称直径为
8． 试设计一闭式圆柱蜗杆传动。已知：蜗杆轴输入功率传动比
【答案】（1）选择材料
蜗杆用45号钢，考虑到效率高些，耐磨性好些，蜗杆螺旋面进行表面淬火，硬度为45〜55HRC 。蜗轮用铸锡青铜制造。
（2）确定蜗杆头数及蜗轮齿数由《机械设计》教材的①确定作用在蜗轮上的转矩按
根据教材推荐，估取
则
的荐用值表，取
则
②确定载荷系数K 因载荷平稳，取③商定许用接触应力
金属模铸造，为节省贵重金属，仅齿圈用青铜制成，轮芯用铸铁HT150
蜗杆轴的转速
钢，
可查得其材料屈服极限
取安全系数
根据式（10-20）求得螺栓危险剖面直
单向工作，载荷平稳，蜗杆减速器每天工作16小时，工作寿命7年。
（3）按齿面接触疲劳强度进行设计计算
由蜗轮材料、铸造方法和蜗杆螺旋面硬度，经查表得蜗轮材料的基本许用接触应力
接触应力循环次数则
④确定模数m 及蜗杆分度圆直径青铜蜗轮与钢蜗杆配对时
由公式可得
由《机械设计》教材中的
及
数值表，取