2017年同济大学专业综合之机械设计考研复试核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 在设计带传动中，为什么要控制最大带速? 已知某型号洗衣机采用双速电机，用一级带传动方案，如果电机功率一定，试回答应以电机的高转速还是低转速设计此带传动? 为什么?
【答案】由于提高带速的同时，也提高了V 带的离心应力，增加了单位时间内带的循环次数，不利于提高带传动的疲劳强度和寿命，因此，在设计带传动中要控制最大带速。
应以电机的低转速设计此带传动。因为传递的功率一定时，带速越小，带传动的有效拉力越大，带的根数或者横截面积越大。此时按照低转速来设计带传动可以保证带传动正常工作。相反如果按照高速设计，有可能带的根数或者整体设计尺寸变小，当洗衣机切换到低速档时带传动不能正常工作。
2． 设计一对软齿面的圆柱齿轮传动时，大小齿轮的齿面硬度确定原则是什么？为什么？
【答案】大、小齿轮的齿面硬度确定的原则是：小齿轮的齿面硬度高于大齿轮
因
为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。另外，硬度差也有利于提高抗胶合能力。
3． 解释规定蜗杆分度圆直径标准值的实际意义。
【答案】减少了蜗轮滚刀的种数，同时也便于滚刀标准化。
4． 试说明在机械设计中，通常有哪些方法可以实现轴毂连接？
【答案】轴毂连接是为了实现轴与轴上零件的周向固定，有的还需同时实现轴向固定。可通过以下方式实现：
（1）键连接：平键连接：不能承受轴向力，不能用于轴向固定；半圆键连接：尤其适用于锥形轴端与
轮毂的连接，但对轴的强度削弱较大，一般只用于轻载静连接中；
楔键连接：主
要用于毂类零件的定心精度要求不高和低转速的场合；切向键：可传递双向转矩。
（2）花键连接：可承受较大的载荷，轴与毂的对中性好，且导向性好。
（3）无键连接：型面连接：装拆方便，对中性好，可传递较大的扭矩，但不易保证配合精度；②胀紧连接：承载能力较高，并有安全保护作用，但由于轴与毂孔之间要安装胀套有时应用 受结构尺寸的限制；过盈配合连接：对中性好，承载能力大，但是轴毂配合面加工精度要求高。
（4）销连接：可传递不大的载荷。
（5）紧定螺钉连接：螺钉末端顶住轴表面或相应凹坑，以固定轴与毂的相互位置，可传递不大的力或力矩。
5． 齿轮传动设计中，齿数和模数选择的基本原则是什么？为什么？
【答案】在齿轮传动设计中，当中心距一定时，齿数增加可以增加重合度，使传动平稳；同时，还可以减小模数，降低齿高，从而减小切削加工量，节约材料，降低成本。但是，根据齿根弯曲疲劳强度的校核公式可知，模数减小，齿根弯曲应力增大，降低轮齿的弯曲强度。因此，齿数和模数选择的基本原则是：
在保证齿根弯曲疲劳强度的条件下，齿数宜多取，模数宜少取。但是为了避免轮齿过小导致齿面磨损失效，齿数也不宜取过多。
6． 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
二、分析计算题
7． 有两根尺寸完全相同的圆柱螺旋拉伸弹簧，一根没有预应力，另一根有预应力。弹簧的自由高度
。现对有预应力的弹簧实测如下：第一次测定，
其特性曲线如图所示。试计算： （1）初拉力和弹簧刚度（2）没有预应力的弹簧在
时的高度
第二次测定
图
【答案】由图可知，圆柱螺旋拉伸弹簧的特性曲线为一直线，弹簧的刚度为常数。 （1）当工作载荷大于时，弹簧开始伸长变形，此时在载荷与
与为：
由图可知弹簧刚度
为
分别作用下的弹簧变形量
将上两式整理，并代入数据，可求得初拉力为
于是可求得
（2）将图中的纵坐标轴左移X ，即可得到无预应力弹簧的特性曲线，该曲线通过坐标原点。因弹簧特性曲线斜率不变，即两弹簧刚度相同。所以在载荷
作用下，弹簧的变形为
则高度：
8． —个有初拉力的圆柱拉伸螺旋弹簧，加载200N 时伸长10mm ，加载300N 时伸长20mm 。要求：
； （1）画出弹簧特性曲线，由图上用尺量出初拉力（用一定比例尺）（2）用计算法求此弹簧的初拉力。
【答案】（1）弹黃特性曲线如图所示，由图量得初拉力：（2）由题已知可得弹簧刚度：则可得初拉力：
图
9． 如图所示大传动比V 带传动，小轮为标准V 带轮圆柱，中心距发生于哪个轮上。
带与带轮间的摩擦系数
大轮
为光滑
试分析随着传递载荷的增加，打滑首先
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