2017年北京工业大学机械工程与应用电子技术学院机械设计基础考研复试核心题库
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一、简答题
1． 简述静强度设计和疲劳强度设计的不同之处。
【答案】
在机械零件整个工作寿命期间应力变化次数小于
的通用零件只需进行静强度设
计。对于应力变化次数超过的零件，进行疲劳强度设计，同时有的还应进行静强度设计。
2． 齿轮传动中为何两轮齿面要有一定的硬度差？
【答案】齿轮传动中，小齿轮齿面硬度比大齿轮大一些，一般要大
这是由于：（1）
在一对齿轮的啮合时，小齿轮的轮齿接触次数多于大齿轮，小齿轮容易磨损失效，为了使大、小齿轮的寿命接近，通常取小齿轮的齿面硬度值大一些；（2）若软硬齿面配对啮合，因冷作硬化，可提高吃面解除疲劳强度；（3）硬度差也有利于提高抗胶合能力，提高啮合性能。
3． 为什么说经过静平衡的转子不一定是动平衡的，而经过动平衡的转子必定是静平衡的？
【答案】动平衡的条件满足了静平衡的条件，即对转子所增加（或减少）的平衡质量与原各偏心质量所产生的离心惯性力的矢量和为零即
故动平衡的转子一定是静平衡的；但达到静
平衡的转子却不一定满足动平衡惯性力矩的矢量和为零即的条件。
4． 何谓应力集中？对零件的静强度、疲劳强度影响是否相同？
【答案】在零件截面几何形状突然变化处（如过渡圆角、键槽、螺纹），常产生很大的局部应力。该局部应力远大于名义应力，这种现象称为应力集中。
试验研究表明，应力集中只影响变应力中的应力幅部分，对变应力中的平均应力即静应力部分并无影响。
5． 如图1所示链传动，小链轮1按什么方向旋转比较合理（在图中标出）？并说明原因。
图1
【答案】如图2所示，要求松边在下。当松边在上时可能有少数链节垂落到小链轮上，产生
链条卡住的现象。
图2
6． 为什么螺纹联接大多数要进行预紧？
【答案】螺纹联接大多数要进行预紧的目的是提高被联接件之间联接的紧密性，防止被联接件间的分离和相对滑移，还有助于防止螺纹联接的松动。
二、计算分析题
7．
一转轴的材料
为
扭矩
调质处理，其机械性能
为其危险截面上的直
径
疲劳强度综合影响系数
时，
（1）若该转轴工作时频繁地正反转，试确定其计算安全系数
所受弯矩
（2）若该转轴工作时单向旋转，且经常开车与停车，试确定其计算安全系数（3）若该转轴的工作状况与（2）相同，设计安全系数S=2, 当承受的弯矩还允许承受多大的扭矩了T?
【答案】（1）弯曲应力
扭转切应力
该转轴工作时频繁地正反转，则其弯曲应力和扭转剪切应力都可看成是对称循环变应力，即有r=-l。则弯曲应力的平均应力：
弯曲应力的应力幅：
同理，扭转切应力的平均应力：扭转剪切应力的应力幅：根据疲劳强度校核公式得：
安全系数：
弯曲应力的平均应力：
应力幅：
，故：
（2）若转轴工作时单向旋转，则弯曲应力仍为对称循环变应力，即
扭转切应力应为脉动循环变应力，即r=0。 扭转剪切应力的平均应力
：应力幅：
根据疲劳强度校核公式得
安全系数：
（3）此时弯曲应力为对称循环应力，则平均应力：弯矩则得：
由题可知安全系数：解得：
时，弯曲应力的应力幅：
该工作状况下，扭转切应力为脉动循环应力：
由
解得扭转切应力：由
解得可承受的许可扭矩：
被连接件的刚度为
且
8． —受轴向外载荷F=1000N的紧螺栓连接，螺栓的刚度为预紧力
试求螺栓中的总拉力
【答案】螺栓总拉力
和被连接件中的剩余预紧力
被连接件中剩余预紧力
9． 下列蜗杆传动-齿轮传动的二级传动示意图中（图）, 已知：主动右旋蜗杆的转速顺时针转，功率效率
蜗杆传动比
单头，蜗杆分度圆直径
模数
传动
0.7, 蜗轮端面齿形角
齿轮3、齿轮4为一对斜齿轮。求：
（1）蜗轮的转向及轮齿上受到的轴向力的方向（画在图上）；
（2）标出蜗轮的螺旋方向，为使II 轴所受的轴向力较小，确定齿轮3、齿轮4的螺旋方向（标在图上）；
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