2018年中南大学轻合金研究院971机械设计考研核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 轴的结构设计应满足的基本要求是什么? 转轴多制成阶梯形，其优点是什么?
【答案】（1）轴的结构设计应满足的基本要求：轴和装在轴上的零件要有准确的工作位置
；轴上的零件应便于装拆和调整；等。
（2）转轴多制成阶梯形，其优点是：易于轴上零件的安装装配，非定位轴肩使轴上零件在安装过程中尽量减少不必要的配合面；
定位轴肩可起到轴上零件的轴向定位和固定的作用；
减小轴的重量。
2． 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
3． 选择联轴器应考虑哪些问题？
【答案】选择联轴器类型时，应考虑：
（1）所需传递转矩的大小和性质，对缓冲、减振功能的要求以及是否可能发生共振等。 （2）由制造和装配误差、轴受载和热膨胀变形以及部件之间的相对运动等引起两轴轴线的相对位移程度。
（3）许用的外形尺寸和安装方法，为了便于装配、调整和保证维修所必需的操作空间。对于大型的联轴器，应能在轴不需作轴向移动的条件下实现装拆。
此外，还应考虑工作环境、使用寿命、润滑、密封和经济性等条件，再参考各类联轴器的特性，选择一种适用的联轴器类型。
4． 动压承载油膜是如何形成的？
【答案】如图所示，若两板倾斜，由于润滑油的粘性及它与平板间的吸附作用，在上板运动过程中，紧贴上板的润滑油随上板一起运动，而下板表面的润滑油则静止不动。沿运动方向形成由大到小的收敛间隙。由于润滑油的体积不可压缩，各截面流过的流量必须相等，各截面的流速沿膜厚方向则不能均匀保持线性分布，在截面的右侧ab 段有压p 沿x 方向逐渐增大；在左侧bc 段，有
则由雷诺方程知
由雷诺方程知
说明油
说明油压p 沿x 方向逐
动联接
轴应具有良好的制造工艺性：便于加工、尽量减小应力集中
渐减小；在截面处说明此处油压有最大值，油楔内油压均大于入口和出口油压，因而
液体压力处于载荷平衡状态。
图
动压油膜形成的条件：
（1）两摩擦表面必须有楔形间隙； （2）间隙中必须充满润滑油；
（3）两表面必须有相对的滑动速度，运动方向必须使油从大间隙流向小间隙； （4）载荷楔形间隙的几何参数、相对滑动速度、流体的粘度必须要匹配得当。
5． 普通紧螺栓连接所受到的轴向工作载荷或横向工作载荷为脉动循环时，螺栓上的总载荷是什么循环？
【答案】当普通紧螺栓连接所受到的轴向工作载荷为脉动循环时，螺栓上的总载荷是非对称 循环载荷；当普通紧螺栓连接所受到的横向工作载荷为脉动循环时，螺栓上的总载荷是不变载荷。
二、分析计算题
6． 标准蜗杆传动，已知
蜗杆的齿顶圆直径，蜗杆导程角及中心距
【答案】（1）蜗轮分度圆直径（2）蜗杆齿顶圆直径蜗轮齿顶圆直径（3）导程角（4）中心距
试计算蜗轮分度圆直径、蜗轮和
7． 某单向运转的传动轴上安装有一对相同型号的角接触球轴承，已知：两轴承所受的径向支反力分别为
外加轴向力为
但方向不定，已知内部轴向力的计算公式为
）（2）如轴向力A
（1）试确定轴承计算时间所用的当量动载荷P 。（取
由轴上的斜齿轮产生，该齿轮为从动轮，转向如图所示，请问齿轮的旋向若何？
图
【答案】（1）两轴承内部轴向力分别为：
因为因为
两轴承的当量动载荷分别为：
（2）齿轮的旋向为左旋。因为转向n 和轴向力A 符合主动轮的左手法则。
8． 试画出弹性流体动力润滑时的压力分布曲线、油膜形状曲线，并说明其特点。
【答案】压力分布曲线和油膜形状曲线见图1。其特点为
（1）压力分布：入口流体动压力区；弹性流动压力区；出口处的压力峰。 （2）油膜形状：入口收敛油楔区，平行区及出口区的缩颈区。
故外加轴向力A 的方向向左。
故轴承1放松，
轴承2压紧，
图
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