2018年郑州大学机械工程学院966机械设计(含机械设计、机械原理)之机械设计考研核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 链传动应怎样布置？链转动的动载荷主要与什么参数有关？高速重载下选择何种参数的链条？
【答案】链传动在布置时，两链轮应处于同一平面内，两轴平行，一般应采用水平或接近水平布置，并使松边在下。
链传动中的动载荷主要与链轮的转速、链的节距、链轮的齿数有关。链轮的转速越高，链的节距越长，链轮的齿数越少，则链传动的动载荷就越大。
高速重载下，宜选用小节距的多排链。
2． 试说明角接触轴承内部轴向力产生的原因及其方向的判断方法。
【答案】由于接触角的存在，使得轴承在承受径向载荷时会产生一个内部轴向力其方向由外圈的宽边指向窄边。
3． 机械设计过程通常分为哪几个阶段？各阶段的主要内容是什么？
【答案】机械设计过程通常可分为以下几个阶段：
（1）产品规划：主要工作是提出设计任务和明确设计要求。
（2）方案设计：在满足设计任务书中设计具体要求的前提下，由设计人员构思出多种可行方案并进行分析比较，从中优选出一种功能满足要求、工作性能可靠、结构设计可靠、结构设计可行、成本低廉的方案。
（3）技术设计：完成总体设计、部件设计、零件设计等。
（4）制造及试验：制造出样机、试用、修改、鉴定。
4． 什么叫标准齿轮？什么叫变位齿轮？参数相同的标准齿轮与变位齿轮有什么关系？
【答案】如果一个齿轮的
即均为标准值，并且分度圆上的齿厚s 与齿槽宽e 相等，
则该齿轮称为标准齿轮。
改变刀具与齿坯的径向相对位置加工出来的非标准齿轮称为变位齿轮。
参数相同的标准齿轮与变位齿轮在齿形方面存在着关系，两者的齿廓曲线是由相同基圆展成的渐开线，只是各自截取了不同的部位而已。
5． 根据粘着摩擦理论，解释
（1）各种金属虽然力学性能相差很大，但摩擦因数f 却相差很小的现象；
（2）获得低摩擦因数方法，并举例说明其应用。
【答案】（1）因而f 相差很小；
（2）为了获得低摩擦因数f , 可采用在硬金属表面上覆盖一层软金属小）的办法，这时法向载荷取决于基体硬金属支承，剪切强度则取决于表面软金
属
应用：钢背上浇注或覆镀一层软金属（巴氏合金等），如轴瓦等。
而大多数金属的比值都非常接近，因此力学性能相差很大，
二、分析计算题
6． 如图所示的齿轮减速器，输入轴I 转向如图所示。要求：
（1）标出中间轴II 和输出轴III 的转向（要求画直线箭头）
（2）标出齿轮2和3所受的径向力轴向力圆周力的方向（包括作用点的位置）。 （3）若要求中间轴II 的轴向力尽可能小，说明该减速器设计是否合理。若不合理，提出简单的修改措施。（输入轴转向不得改变）散热能力？
图
【答案】（1）中间轴II 箭头向上；输出轴III 箭头向下。
（2）
心，轴向力
轴向力齿轮2作用点在齿轮1、2
相啮合处。其中径向力的方向向右，圆周力的方向向外。
的方向向下指向齿轮3的回转中心；的方向向上指向齿轮2的回转中齿轮3作用点在齿轮3、4相啮合处。其中径向力的方向向右；
圆周力的方向向外。
（3）该减速器的设置不合理，由（2）分析可知齿轮2、3受到的轴向力都指向右，不能抵消，工作时动载荷十分大。
改进的措施是改变齿轮3、4的旋向，即齿轮3右旋，齿轮4左旋，这样齿轮3受到的轴向
力向左，和齿轮2的轴向力相抵消一部分，可以改善工作性能。
7． 在图1所示的二级斜齿圆柱齿轮减速器中，已知：高速级齿
轮
低
输入功率
滚动轴承效率试求： 速级齿
轮
齿轮啮合效率（1）低速级小齿轮的旋（齿）向，以使中间轴上的轴承所受的轴向力较小；
（2）各轴转向及所受到的扭矩；
（3）齿轮各啮合点所受的圆周力径向力及轴向力的方向和大小。
图1
【答案】（1）求低速级小齿轮的旋向
由图1已知，高速级小齿轮的旋向为右旋以及图示的转动方向，故根据判断轴向力的左右手法则，可知Fal 向上；由于从动轮的轴向力应与主动轮的轴向力方向相反，故F a2应向下。
为使中间轴II 上所受的轴向力最小，应使低速级小齿轮的轴向力F a3向上（使与F a2相互抵消一些）。由图中给出的I 轴的转向，可以画出中间轴II 的转向。至此由F a3的方向应向上和轴II 的转向应用左右手法则，可得低速级小齿轮轮齿的旋向为左旋（即与高速级的大齿轮的轮齿旋向相同），这时可使中间轴上的轴承所受的轴向力较小。
（2）求各轴转向及所受的扭矩各轴转向如图2所示，各轴的扭矩为
图2
I
轴
II
轴
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