2021年新疆大学机械工程学院824机械设计基础考研强化模拟五套题

考研专业课精品资料第1页，共65页目录2021年新疆大学机械工程学院824机械设计基础考研强化模拟五套（一）........................22021年新疆大学机械工程学院824机械设计基础考研强化模拟五套题（二）......................132021年新疆大学机械工程学院824机械设计基础考研强化模拟五套题（三）......................252021年新疆大学机械工程学院824机械设计基础考研强化模拟五套题（四）......................382021年新疆大学机械工程学院824机械设计基础考研强化模拟五套题（五）......................53考研专业课精品资料第2页，共65页2021年新疆大学机械工程学院824机械设计基础考研强化模拟五套题（一）说明：专业课强化检测使用。共五套强化模拟题，均含有详细答案解析，考研强化复习首选。一、选择题1．在图所示的几种情况中，可能形成流体动压润滑的有__________。图【答案】B2．在螺栓受拉力的螺纹连接强度计算中，螺纹部分危险截面的面积要用螺纹的__________计算。A.计算直径B.螺纹小径C.螺纹大径a螺纹中径【答案】A、B3．如图所示钢板用普通螺栓联接。已知横向工作载荷为F，结合面之间的摩擦因数，为使联接可靠，取防滑系数总Ks=1.2，则每个螺栓需要的预紧力F0为__________。A.0.5FB.FC.2FD.4F图【答案】B4．其它条件相同时，若蜗杆传动中以四头蜗杆代替双头蜗杆，则传动效率__________。A.减少B.增加C.不变D.变化不定【答案】B5．不可能产生死点的机构是__________。A.一般双曲柄机构B.双摇杆机构C.摆动导杆机构考研专业课精品资料第3页，共65页【答案】A6．普通圆柱蜗杆直径计算公式为__________。A.B.C.D.【答案】B7．一般参数的开式齿轮传动，其主要失效形式是__________。A.齿面点蚀B.齿面磨料磨损C.齿面胶合D.齿面塑性变形【答案】B8．在其它条件相同的情况下，带传动比平型带传动能传更大的功率。这是因为__________。A.带与带轮的材料组合具有较高的摩擦系数B.带与带轮槽间有两个摩擦面C.带与带轮槽间的摩擦是楔形摩擦【答案】E9．—批在同样载荷和同样工作条件下运转的型号相同的滚动轴承，__________。A.它们的寿命应该相同B.90%轴承的寿命应该相同C.它们的最低寿命应该相同【答案】B10．为提高轴的刚度，__________是无效的。A.加大阶梯轴各部分直径B.碳钢改为合金钢C.改变轴承之间的距离D.改变轴上零件的位置【答案】B二、填空题11．带传动设计的主要内容有__________、__________、__________和__________等。【答案】带的型号，带长和根数、带轮的基准直径和及其他结构尺寸，传动中心距，初拉力及作用在轴上的压力12．周期性速度波动和非周期性速度波动的调节方法是__________和__________。【答案】飞轮；调速器。考研专业课精品资料第4页，共65页13．滚动轴承基本额定寿命与基本额定动负荷之间具有如下关系：，其中称为寿命指数，对于球轴承，=__________，对于滚子轴承，=__________。【答案】3；10/314．螺旋弹簧的计算公式的使用范围是__________，式中引入曲度系数K是考虑__________。【答案】剖面为圆形的圆柱螺旋压缩（或拉伸）弹簧、螺旋角和弹簧丝曲率对弹簧应力的影响以及切向力产生的应力的影响15．产品设计中的“三化”是指__________、__________及__________。【答案】标准化；系列化；通用化16．防止轮齿点蚀失效的措施是__________。【答案】提高齿面硬度和润滑油粘度，降低齿面粗糙度值17．当机器中仅包含__________机构时，等效动力学模型中的等效质量（转动惯量）是常数；当机器中包含__________机构时，等效质量（转动惯量）是机构位置的。【答案】常数的；单18．平键连接中，静连接时的主要失效形式是__________，应校核__________强度；动连接时的主要失效形式是__________，应校核__________。【答案】压溃、挤压、磨损、压强三、判断题19．滚动轴承的基本额定寿命是指一批相同轴承寿命的平均值。__________【答案】×20．键是一种标准零件。__________【答案】√21．—个滚动轴承的额定动载荷是指该轴承的寿命为转时所能承受的载荷。__________【答案】√22．任何机构都是由机构加原动件，再加自由度为零的杆组组成的。因此杆组是自由度为零的运动链。__________【答案】√23．多级齿轮减速器，高速轴总是比低速轴的直径小。__________【答案】√24．滚动轴承的精度比滑动轴承的精度要低。__________【答案】√25．实际的轴多做成阶梯形，这主要是为了减轻轴的重量，降低制造费用。__________【答案】×考研专业课精品资料第5页，共65页26．带的打滑和弹性滑动均是带传动的失效形式。__________【答案】×四、简答题27．什么是弹性滑动？什么是打滑？其原因和结果是什么？是否能避免？为什么？【答案】由于带是弹性体，受力不同时其伸长量也不同。带传动在工作时紧边拉力要大于松边的拉力，因此紧边的伸长量也一定会大于松边的伸长量。而带由紧边绕过主动轮进入松边的进程中，带所受的拉力将由F，逐渐减小到松边的拉力Fz，其带所产生的变形量也逐渐减小，因此，带随着带轮向前运动的同时将向后微微收缩，使得带的速度也会逐渐落后于主动轮的圆周速度，即，由于弹性变形而引起的带与带轮间的相对滑动。同理，这种现象也会发生在带绕过从动轮过程中，由于绕过从动轮时其拉力将逐渐变大，其带的拉伸变形也逐渐变大，因此，带随着带轮向前运动的同时，还将微微向前伸长，从而使带的速度将逐渐领先于从动轮的圆周速度，即带和带轮之间发生了相对滑动。这种由于带的变形而引起的带和带轮之间的相对滑动，称为带的弹性滑动。弹性滑动的结果是：（1）带的传动比不稳定；（2）降低了传动效率；（3）引起带的磨损和带的温升，降低带的寿命。带的弹性滑动是由于带的拉力差和带的弹性变形引起的，而弹性变形与带的弹性模量有#，选用弹性模量大的带材料，可以降低弹性滑动，但因为摩擦型带传动中，正是通过弹性带的拉力差传递载荷的，因而弹性滑动是带传动正常工作时固有的特性，不能完全消除。28．链传动在工作时引起动载荷的主要原因是什么？【答案】一是因为链速和从动链轮角速度周期性变化，从而产生了附加的动载荷。二是链沿垂直方向分速度也作周期性的变化使链产生横向振动。三是当链节进入链轮的瞬间，链节和链轮以一定的相对速度相啮合，从而使链和轮齿受到冲击并产生附加的动载荷。四是如果链张紧不好，会造成链条松弛，也会产生速度波动。29．已知某钢材的力学性能为。（1）试按比例绘制该材料的简化疲劳极限应力图；（2）由该材料制成的零件，承受非对称循环应力，其应力循环特性，工作应力，零件的有效应力集中系数，零件的尺寸系数，表面状态系数，按简单加载情况在该图中标出工作应力点及对应的极限应力点；（3）判断该零件的强度是否满足。【答案】（1）绘制材料的简化疲劳极限应力图。因材料为塑性材料，故极限应力图用极限应力图表示。确定极限应力图折线上的各点坐标，代入数值后为及，连接直线与自点作与横坐标轴成的斜线交于点，则折线为极限应力图（见图）。考研专业课精品资料第6页，共65页（2）绘制零件的许用极限应力图。由题意寿命系数，对材料的极限应力曲线进行修正。点对应的点的坐标为，代入数据后为。点对应的点的坐标为，代入数据后为。对点不必进行修正。连接.线与原线交于点，则零件的许用极限应力折线图为.。（3）确定工作应力点的坐标。所以工作应力点的坐标为。（4）按简单加载情况，过原点连射线交于点，该点即为极限应力点。（5）点落在疲劳安全区以外，该零件发生疲劳破坏。30．蜗杆传动具有哪些特点？它为什么要进行热平衡计算？若热平衡计算不合要求时怎么办？【答案】蜗杆传动具有传动比大、结构紧凑、传动平稳、噪声低和在一定条件下能自锁等优点而获得广泛的应用。但蜗杆传动在啮合平面间将产生很大的相对滑动，具有摩擦发热大、效率低等缺点。正是由于存在上述的缺点，故需要进行热平衡计算。当热平衡计算不合要求时，可采取如下措施:（1）在箱体外壁增加散热片，以增大散热面积；（2）在蜗杆轴端设置风扇，以增大散热系数；（3）若上述办法还不能满足散热要求，可在箱体油池中装设蛇形冷却管，或采用压力喷油循环润滑。31．影响蜗杆传动啮合效率的因素有哪些？【答案】蜗杆传动的啮合效率，由此可知，影响啮合效率的因素有蜗杆分度圆柱上的导程角和齿面间当量摩擦角，而取决于蜗杆副的材料、表面硬度及相对滑动速度（越大，越小）；取决于模数m、蜗杆头数z1和分度圆直径d1。32．在滑动轴承上开设油孔和油槽应注意什么？【答案】油孔和油槽应开在非承载区，轴向油槽在轴承宽度方向上不能开通，以免漏油。剖考研专业课精品资料第7页，共65页分式轴承的油槽通常开在轴瓦的剖分面处，当载荷超过时，应采用环形油槽，且布置在轴承中部。五、分析计算题33．如下图所示轮系中，已知各轮齿数为=12，=51，=76，=49，=12，=73.试求复合轮系的传动比。图【答案】这是一个复合轮系，1、2、3组成定轴轮系，4、5、6、H组成周转轮系，定轴轮系：周转轮系：定轴轮系与周转轮系之间的联系:式（1）、（2）、（3）、（4）、（5）联立求解得负号表示齿轮1与系杆H转向相反。34．如图所示，某一普通带传动，已知带轮直径，从动轮直径，传动中心距，主动轮转速，型带4根，带与带轮表面摩擦系数，带的弹性模量，当传递的最大功率为；计算带中各类应力的大小及带的最大应力（型带截面尺寸参数:顶宽，节宽，高度，楔角，单位长度质量）。图考研专业课精品资料第8页，共65页【答案】带横截面积由，每根带传递转矩为b得拉应力:紧边松边弯曲应力：离心拉应力：最大应力：35．一对外啮合的直齿圆柱标准齿轮，已知，，，，，，其安装中心距。试求：（1）齿数；（2）分度圆直径；（3）齿顶圆直径；（4）节圆直径。【答案】（1）齿数为（2）分度圆直径为（3）齿顶圆直径为（4）由解得节圆直径为考研专业课精品资料第9页，共65页36．在下图所示的轮系中，各齿轮均为标准齿轮，并已知其齿数分别为=34，=22，=18，=35。试求齿数及，并计算传动比。图【答案】（1）题中图示轮系为一复合轮系，由两个周转轮系组合而成。（2）求齿数。（3）由齿轮1、2、3及行星架H1组成行星轮系。（4）由齿轮4、5、6及行星架H2组成行星轮系。（5）求。37．用齿条刀具加工一直齿圆柱齿轮。已知被加工齿轮轮坯的角速度，刀具移动速度为0.375m/s，刀具的模数m=10mm，压力角，试:（1）求被加工齿轮的齿数；（2）若齿条分度线与被加工齿轮中心的距离为77mm，求被加工齿轮的分度圆齿厚；（3）若已知该齿轮与大齿轮2相啮合时的传动比，当无齿侧间隙的准确安装时，中心距，求这两个齿轮的节圆半径及啮合角。【答案】（1）由于用齿条刀具加工齿轮时，被加工齿轮的节圆与其分度圆重合，且与刀具的节线作范成运动，则有，又因，所以（2）因刀具安装的距离L=77mm，大于被加工齿轮的分度圆半径r1=75mm，则被加工齿轮为正变位，其变位量为，由此得，故被加工齿轮的分度圆齿厚为（3）因为，即，，所以考研专业课精品资料第10页，共65页两轮的理论中心距为由式可求得故得六、结构设计与改错题38．试指出图示的轴系零部件结构中的错误，并说明错误原因。说明：（1）轴承部件来用苘端固定式支承，轴承采用脂润滑；（2）同类错误按1处计；（3）指出6处错误即可，将错误处圈出并引出编号，并在图下作简单说明；（4）若多于6处，且其中有错误答案时，按错误计算。图【答案】（1）弹簧垫圈开口方向错误；（2）螺栓布置不合理，且螺纹孔结构表示错误；（3）轴套过高，超过轴承内圈定位高度；（4）齿轮所在轴段过长，出现过定位现象，轴套定位齿轮不可靠；（5）键过长，轴套无法装入；（6）键顶面与轮毂接触；且键与固定齿轮的键不位于同一轴向剖面的同一母线上；（7）轴与端盖直接接触，且无密封圈；（8）重复定位轴承；（9）箱体的加工面未与非加工面分开，且无调整垫片；（10）齿轮油润滑，轴承脂润滑而无挡油盘；（11）悬伸轴精加工面过长，装配轴承不便；（12）应减小轴承盖加工面。考研专业课精品资料第11页，共65页图解39．改正图示轴承组合中的错误（轴承布置不可改变），并分析用什么方法调整滚动轴承的游隙及圆锥齿轮的轴向位置。图【答案】轴系错误之处：（1）轴承安装方式应改为正安装。（2）左端轴承两侧都是台肩，无法安装。（3）左端轴承左边缺挡油环。（4）套杯与箱体接合面处缺调整垫片。（5）轴承盖与套杯接合面处缺调整垫片。（6）右侧轴承右边缺台阶，使装拆轴承时，压配距离过长。（7）套杯处缺注油孔。（8）右侧轴承右边的弹性挡圈多余。（9）右端联轴器处轴段缺轴肩定位。调整方法:通过增减轴承盖与套杯接合面处的调整垫片来调整轴承游隙；通过增减套杯与箱体接合面处的调整垫片来调整锥齿轮的轴向位置。改正后结构图：考研专业课精品资料第12页，共65页改正后的图考研专业课精品资料第13页，共65页2021年新疆大学机械工程学院824机械设计基础考研强化模拟五套题（二）说明：专业课强化检测使用。共五套强化模拟题，均含有详细答案解析，考研强化复习首选。一、选择题1．一对渐开线标准直齿圆柱外齿轮按标准中心距安装时，两齿轮的分度圆__________。A.相交B.相切C.分离D.重合【答案】B2．一减速齿轮传动，主动轮1用45钢调质，从动轮2用45钢正火，则它们齿面接触应力的关系是__________。A.B.C.D.可能相等，也可能不等【答案】B3．一减速齿轮传动，小齿轮1选用45钢调质；大齿轮选用45钢正火，它们的齿面接触应力__________。A.B.C.D.【答案】C4．在一定转速下，要减轻链传动的运动不均匀性和动载荷，设计时应__________。A.增大节距p和链轮齿数z1B.增大p，减小z1C.减小p，增大z1【答案】C5．飞轮调速是因为它能__________能量，装飞轮后以后，机器的速度波动可以__________。A.消耗；消除B.储存和放出；消除C.消耗；减少D.储存和放出；减少【答案】D6．从动件端部为何形状时，要求凸轮轮廓处处外凸__________。A.平底B.尖端C.滚子考研专业课精品资料第14页，共65页【答案】A7．带传动有打滑趋势时，紧边拉力F₁和松边拉力F₂满足关系式__________。A.B.C.D.【答案】C8．在螺栓连接设计中，若被连接件为铸件，则往往在螺栓孔处做沉头座孔，其目的是__________。A.避免螺栓受附加弯曲应力作用B.便于安装C.为安置防松装置【答案】A9．螺纹升角增大，则连接的自锁性__________。A.提高B.不变C.降低D.没有规律【答案】C10．材料为20Cr的齿轮要达到硬齿面，适宜的热处理方法是__________，材料为45钢的齿轮要达到硬齿面，常用的热处理方法是__________。A.调质B.渗碳淬火C.表面泮火D.渗氮E.正火【答案】B；C二、填空题11．轴承转动时，滚动体和滚道受__________循环变化的__________应力。【答案】脉动；接触12．在直齿轮、圆锥齿轮、斜齿轮组成的多级减速传动中，直齿轮通常宜布置在__________级，而圆锥齿轮通常宜布置在__________级。【答案】低速；高速13．齿轮传动中，齿面点蚀一般易出现在轮齿的__________处，轮齿折断易出现在轮齿的__________处。【答案】靠近节线的齿根部位；齿根14．在齿轮传动的弯曲强度计算中的基本假萣是将轮齿视为__________。【答案】悬臂梁考研专业课精品资料第15页，共65页15．联轴器根据__________、__________和__________从标准中选择联轴器的型号和尺寸。【答案】轴的直径d；轴的转速n；计算转矩TC=KT16．按工作原理，操纵式离合器主要分为__________、__________和__________三类。【答案】啮合式、摩擦式、磁力式17．蜗杆传动中，若传动比为i，蜗杆转矩为T1，传动效率为，则蜗轮轴上的转矩T2=__________。【答案】18．用齿条形刀具范成法加工渐开线齿轮时，为了使标准齿轮不发生根切，刀具的齿顶线与啮合线的交点应__________。【答案】交于极限啮合点之内。三、判断题19．两个标准直齿圆柱齿轮：，。这两个齿轮的渐开线形状应该不一样。__________【答案】×20．机器的启动和停车阶段，驱动功与阻抗功不相等。__________【答案】√21．在套筒滚子链中，当键节距p一定时，小链轮齿数z1愈大,其多边形效应愈严重。__________【答案】×22．普通螺栓联接中，松联接和紧联接之间的主要区别是松联接的螺纹部分不承受拉伸作用。__________【答案】×23．采用多油楔轴承可以提高滑动轴承的稳定性，而不能提高轴承承载能力。___________【答案】√24．变应力都是由变载荷产生的。__________【答案】√25．当零件尺寸由刚度条件决定时，为了提高零件刚度，应选用高强度合金钢制造。__________【答案】×26．两相对滑动的接触表面，依靠吸附油膜进行润滑的摩擦状态称为边界摩擦。__________【答案】√四、简答题27．摩擦有哪几种？各有何特性？【答案】（1）干摩擦:表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属接触时的摩擦。（2）边界摩擦:在相互接触的表面上有边界膜（吸附膜或反应膜），由于边界膜很薄，不足以使两表面脱离直接接触，所以只能使摩擦因数有所下降。（3）流体摩擦:当摩擦面间的润滑膜厚度足以隔开两表面的直接接触就形成了完全在液体内部分子之间的摩擦，摩擦因数极小且没有磨损产生。考研专业课精品资料第16页，共65页（4）混合摩擦:两表面间的摩擦状态介于流体摩擦和边界摩擦之间时称混合摩擦。28．在设计软齿面齿轮传动时，为什么常使小齿轮的齿面硬度高于大齿轮齿面硬度（即硬度差=30〜50HBS）？【答案】因为无论是减速传动还是增速传动，小齿轮轮齿单位时间内所受变应力次数都多于太齿轮，提高齿面硬度，有利于提高抵抗各种形式失效发生的能力，使大小齿轮更加接近于等强度。29．下图为共轴线的两级直齿圆柱齿轮减速器，己知z1=15，z2=53，m1,2=2mm；z3=21，z4=32，m3,4=2.5mm。各轮压力角均为，试问:（1）这两对齿轮能否均用标准齿轮传动？（2）若用变位齿轮传动，可能有几种传动？（3）用哪一种方案比较好？图【答案】（1）由于，所以这两对齿轮不能均用标准齿轮传动。（2）方案Ⅰ:第一对齿轮标准齿轮传动，第二对齿轮正传动；方案Ⅱ:第一对齿轮负传动，第二对齿轮标准齿轮传动；方案Ⅲ:第一对齿轮负传动，第二对齿轮正传动。（3）第一种方案较好，因为正传动的优点较多。30．下图所示为某减速装置传动简图。已知输出轴转动方向如图示，为使Ⅱ、Ⅲ轴上的轴向力最小，要求：（1）图中标出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的转动方向；（2）确定蜗轮2和斜齿轮3、4的螺旋角方向；（3）图中标出蜗轮2、斜齿轮4啮合点处所受各分力的方向。考研专业课精品资料第17页，共65页图【答案】（1）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的转向如下图所示：图（2）蜗轮2右旋，斜齿轮3右旋，斜齿轮4左旋。（3）蜗轮2的轴向力向右，圆周力垂直纸面向外，径向力向上斜齿轮4的轴向力向右，圆周力垂直纸面向外，径向力向下31．试从传动带所能传递功率的基本公式来分析影响普通带传动能力的因素。【答案】传动带所能传递功率的基本公式为由此可见:①影响的有带长和带的型号、材质（包括结构、材料、工艺水平等）及要求的寿命；②影响的有小带轮直径、带的型号、带的材质和传动比；③影响的有每米胶带质量和带速；④影响的其他因素还有带和带轮间摩擦系数、槽角、小带轮包角、带速和带的截面尺寸。若从单根普通带所能传递功率公式对应来分析，则更清楚。32．某深沟球轴承受纯径向载荷心的作用，试绘制径向载荷的分布图。【答案】径向载荷的分布图如下图所示。考研专业课精品资料第18页，共65页图五、分析计算题33．某内燃机的曲柄输出力矩Med随曲柄转角的变化曲线如下图所示，其运动周期，曲柄的平均转速nm=620r/min。当用该内燃机驱动一阻抗力为常数的机械时，如果要求其运转不均匀系数。试求：（1）曲轴最大转速nmax和相应的曲柄转角位置。（2）装在曲轴上的飞轮转动惯量JF（不计其余构件的转动惯量）。图【答案】由公式可得接下来求等效阻力矩Mer，经分析可知，Mer为常数，根据周期性速度波动的特点，在一个运动周期内驱动力所做的功等于阻抗力所做的功，得画能量指示图如下图所示，可以看出最大速度及最小速度出规的位置。考研专业课精品资料第19页，共65页图nmax位于Mer与Med的交点B’、斜线部分BC的方程为其中的单位为度。当，即时，有同理，nmax位于A’点，斜线部分0A方程为当Mea=Mer；即时，有最大盈亏功飞轮转动惯量34．图1所示非均质转子中，已知偏心质量为，，；它们的位置半径为；轴向分布尺寸为，，，=340mm；角度参数为：，，。取平衡的配重基面为I和n，配重质量的质心回转半径为。试求平衡配重质量和的大小和平衡方位（允许采用图解法或解析法求解）。【答案】质径积分解：考研专业课精品资料第20页，共65页图1平衡基面Ⅰ、Ⅱ上的质径积矢量平衡方程：取画平衡基面Ⅰ、Ⅱ上的质径积矢量多边形如图2所示。由图得：方向角方向角图235．如下图示的缓冲器中，若已知各楔块接触面间的摩擦系数及弹簧的压力，试求当楔块2、3被等速推开及等速恢复原位时力的大小，该机构的效率以及此缓冲器正、反行程均不至发生自锁的条件。图【答案】2、3被等速推开（正行程）考研专业课精品资料第21页，共65页（1）缓冲器在力作用下楔块①确定各楔块间的相对运动方向②确定各楔块间的总反力的方向；如下两矢量式③分别取楔块2、1为分离体，有4）作力多边形可得令得自锁条件为，故不自锁条件为。（2）缓冲器在力作用下楔块2、3等速恢复原位（反行程）。利用正反行程时力和以及效率与之间的关系，可直接得令得自锁条件为，故不自锁条件为。36．有一楔形滑块沿倾斜型导路滑动，如图所示，其中，，摩擦因数，载荷，试求滑块等速上升和下降时的，，效率和及反行程的自锁条件。【答案】当量摩擦系数所以当量摩擦角当等速上升时图当等速下降时要反行程自锁，则即37．已知某一合金钢的，，。试求：（1）按比例绘制此材料试件的简化的极限应力线图；考研专业课精品资料第22页，共65页（2）设此试件受，的变应力作用，用所绘制的极限应力线图求出该试件在这种情况下（按的变化规律）的极限应力。【答案】（1）点坐标为，即（0,370）；点坐标为，即（312.5,312.5）；C点坐标为，即（880,0）。材料试件简化的极限应力线图如下图所示。图（2）设材料的工作应力点为M，则有♦按r=C的变化规律，M点对应的极限应力曲线上的点为，由图上量得：，。因而极限应力。六、结构设计与改错题38．齿轮轴系结构改错。（在图中标出错误处，并说明错误原因）。【答案】①两键应在同一方向②键多余③装齿轮轴段过长，定位不可靠④两轴承应反向安装⑤缺定位轴肩⑥缺内壁线⑦缺调节垫片⑧剖面线应反向打考研专业课精品资料第23页，共65页39．指出下列图1中各轴系结构设计的错误。（a）（b）图1【答案】图2a中轮毂两边都被轴环住是错误的，这样齿轮装不进去；轮毂与轴之间应有键联接，与轮毂配合段轴头长度应小于轮毂的宽度。答图2b中联轴器应为通孔，与轴头间应有键联接；轴应有台阶靠住联轴器端面，便联轴器轴向定位。答图2考研专业课精品资料第24页，共65页考研专业课精品资料第25页，共65页2021年新疆大学机械工程学院824机械设计基础考研强化模拟五套题（三）说明：专业课强化检测使用。共五套强化模拟题，均含有详细答案解析，考研强化复习首选。一、选择题1．设z1为小链轮齿数，p为链节距。为减轻速度不均匀性的影响，设计中应选用__________。A.较小的z1和较大的pB.较大的z1和较大的pC.较小的z1和较小的pD.较大的z1和较小的p【答案】D2．跨距较大并承受较大径向负荷的起重机卷筒轴轴承应选用__________。A.深沟球轴承B.圆柱滚子轴承C.调心滚子轴承D.圆锥滚子轴承【答案】C3．当铰制孔用螺栓组连接承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓__________。A.只受剪切力作用B.只受拉力作用C.同时受到剪切与拉伸D.既可能受剪切，也可能受挤压作用【答案】C4．滚动轴承内圈与轴颈的配合以及外圈与座孔的配合__________。A.全部采用基轴制B.全部采用基孔制C.前者采用基孔制，后者采用基轴制D.前者采用基轴制，后者采用基孔制【答案】C5．对轴进行表面强化处理，可以提髙轴的__________。A.疲劳强度B.刚度C.静强度D.耐冲击性能【答案】A6．链传动与带传动相比较，链传动的主要优点之一是__________。A.缓冲减振B.过载保护C.传动功率大考研专业课精品资料第26页，共65页D.平均传动比准确【答案】D7．圆锥滚子轴承承受径向载荷的同时承受一定的轴向载荷时的寿命比只受同样径向载荷时的寿命__________。A.长B.短C.相同D.无法比较【答案】B8．滚动轴承工作时，固定套圈的应力变化特征为__________。A.对称循环B.脉动循环C.恒定不变D.随机变化【答案】B9．在其他条件相同时，若增加蜗杆头数，则滑动速度__________。A.增加B.不变C.减小D.可能增加也可能减小【答案】A10．链传动中，p表示链条的节距、z表示链轮的齿数。当转速一定时，要减轻链传动的运动不均匀性和动载荷，应__________。A.增大p和zB.增大p、减小zC.减小p和zD.减小p、增大z【答案】D二、填空题11．链传动的瞬时传动比等于常数的充分必要条件是__________。【答案】z1=z2；中心距a是链节距p的整数倍12．常用的自动离合器有__________、__________和__________。【答案】安全离合器；离心式离合器；定向离合器13．若周转轮系的自由度为2,则称其为__________，若周转轮系的自由度为1，则称其为__________。【答案】差动轮系；行星轮系14．带传动由于存在__________的影响，其传动比不恒定。【答案】弹性滑动考研专业课精品资料第27页，共65页15．在齿轮加工中，获得软齿面的常用热处理方法有__________和__________；获得硬齿面的常用热处理方法有__________、__________和__________。【答案】正火；调质；整体淬火；表面淬火；渗碳（氮）淬火16．滚动轴承轴系支点固定的典型结构形式有三类：（1）__________；（2）__________；（3）__________。【答案】全固式；固油式；全油式17．一对圆柱齿轮，通常把小齿轮的齿宽做得比大齿轮宽一些，其主要原因是__________。【答案】为了便于安装，保证齿轮的接触宽度18．蜗杆传动的滑动速度越大，所选润滑油的粘度值应越__________。【答案】小三、判断题19．根据提供的约束数相同的条件，机构中的高副可用两个低副替代。__________【答案】×20．有一传动轴用两个联轴器联接，如下图所示。这两个联轴器不可以同时用滑块联轴器。__________图【答案】√21．动压滑动轴承热平衡计算时，若进油温度，则说明轴承发热不严重。__________【答案】×22．经过热处理的齿面是硬齿面，未经热处理的齿面是软齿面。__________【答案】×23．一个K大于1的铰链四杆机构与K=1的对心曲柄滑块机构串联组合，该串联组合而成的机构的行程变化系数K大于1。__________【答案】√24．防止轮齿齿面胶合的措施是:减小模数，降低齿髙，以降低滑动系数；提高齿面硬度和降低齿面粗糙度。__________【答案】√25．角接触滚动轴承需成对使用，这主要是为了减少同一轴上轴承的品种，结构简单。__________【答案】×26．为了避免从动件运动失真，平低从动件凸轮轮廓不能内凹。__________【答案】√考研专业课精品资料第28页，共65页四、简答题27．如图1所示为一摆动推杆盘形凸轮机构。设已知机构各部分（包括轴颈）的几何尺寸及作用于推杆上的生产阻力，又知各运动副中的摩擦系数和摩擦圆半径，如果不计各构件的重量及惯性力。试用图解法确定：（1）各运动副中的反力；（2）需加于凸轮轴上的平衡力矩；（3）该机构的机械效率。图1【答案】（1）各运动副中的总反力作用线位置与方向如图2（a）所示，以构件2为示力体，作力三角形，即可求出各运动副中的反力。（2）需加在凸轮轴上的平衡力偶矩为，由图可得，所以（逆时针方向）（3）理想情况下，各运动副的总反力作用线如图2（a）所示，作力三角形，求得图2所以，机构的效率为考研专业课精品资料第29页，共65页28．试介绍剖分式径向滑动轴承的典型结构、特点和应用。【答案】剖分式径向滑动轴承是最常用的基本结构形式，如图所示，它由轴瓦、轴承盖、轴承座、螺柱和螺母组成。由于瓦为两半，装卸轴较方便。增、减剖分面间的调整垫片厚度，可调整轴承的间隙，以利于形成油膜；轴瓦的止口是为了对中。润滑油从盖上的油孔注入，此种轴承不易形成完全的液体摩擦。图29．求机构在图1所示位置时的所有瞬心。图1【答案】如图2所示。考研专业课精品资料第30页，共65页图230．什么是润滑油的黏度？黏度单位有几种？【答案】润滑油的黏度可定性地定义为它的流动阻力。黏度分为动力黏度、运动黏度和条件黏度。液体有黏度是因为液体分子间存在内磨擦力。（1）动力黏度:面积各为1m。且相距1m的两层液体，当它们以1m/s的速度相对运动时克服内磨擦力的切向力为1N时，定义黏度为。或（泊）。（2）运动黏度（γ）:即动力黏度与同温度下该流体密度的比值，即工程中常用运动黏度的非法定计量单位是St（斯）或cSt（厘斯），法定计量单位为m2/s。（3）条件黏度:在特定试验条件下（测量润滑油穿过规定孔的时间）的黏度，用恩氏黏度（。E）31．经过平衡设计后的刚性转子，在制造出来后是否还要进行平衡试验，为什么？【答案】经过平衡设计后的刚性转子，在制造出来后还需要进行平衡试验，因为制造出来的转子一定存在制造误差，即存在静不平衡或动不平衡的情况，所以必须进行平衡试验。考研专业课精品资料第31页，共65页32．在下图所示凸轮机构上标出：（1）理论轮廓；（2）基圆（半径r0）；（3）图示位置机构压力角（4）图示位置从动件的角位移（从起始位置算起）；（5）滚子与凸轮在D点接触时，凸轮转过的角度（从图示位置算起）。图【答案】见下图：（1）为理论轮廓图五、分析计算题33．一对标准渐开线直齿圆柱齿轮传动，已知，m=2mm，，z1=30，z2=50，现在根据运动要求z1改为29，而中心距和齿轮2仍保持不变，试求变位系数。【答案】（1）根据及求啮合角实际中心距为标准中心距为因为所以考研专业课精品资料第32页，共65页（2）根据无侧隙啮合方程式求变位系数。因为齿轮2利用原来的，而原来的齿轮是一个标准齿轮，所以，从而（3）齿轮2是否需要修正。对于齿轮传动，一般来说既要保证无侧隙啮合，同时还须保证具有标准顶隙。为此，先求出其齿顶髙变动系数。中心距变动系数为齿顶高变动系数为即齿顶削减量为由于齿顶削减量非常小，所以不加修正直接使用齿轮2不会有很大的影响。34．一对标准安装的外啮合斜齿圆柱齿轮传动（正常齿制）。已知:mn=4mm，z1=20，z2=50，中心距，试求:（1）螺旋角值；（2）齿轮1的分度圆直径d1及齿顶圆直径da1；（3）齿轮1的当量齿数Zv1。【答案】（1）因为，所以（2）（3）35．已知图中所示机构的位置，构件尺寸及原动件AB以等角速度逆时针方向转动，试求:（1）在图上标出全部速度瞬心和，并指出其中的绝对瞬心。（2）用相对运动图解法以任意比例尺作出机构的速度图和加速度图，求构件3的角速度和角加速度。（要求:①写出作图的矢量方程和主要步骤；②写出及的表达式）。考研专业课精品资料第33页，共65页图【答案】（1）如下图所示，P12在B点，P14在A点，P34在C点，P23在过B点垂直导杆BC的无穷远处。由三心定理可知:P24在过C点的导杆BC垂线与AB直线交点即无穷远处，P13为CA与P12P23的交点A。P14、P34及P24为绝对速度瞬心。（2）大小:方向:因为:所以:*大小:方向:由于:，所以。由任意点作，方向由B→A；再由作，重合考研专业课精品资料第34页，共65页36．某铁路货车的一节车厢及其货物总重，车厢由四根轴、八个车轮支承，作用于每根轴上的力如图所示，该力到钢轨中心线的距离约为220mm。考虑偏载荷等因素，计算轴的强度时，取载荷系数。车轴材料为45调质钢，。试确定车轴截面的直径。图【答案】A—A截面上轴所受的弯矩已知车轴材料为45调质钢，。考虑载荷系数，故有圆整为37．单缸四冲程发动机近似的等效输出转矩Md如下图（a）所示。主轴为等效构件，其平均转速nm=l000r/min，等效阻力矩Mr为常数。飞轮安装在主轴上，除飞轮以外其他构件的质量不计，要求运转速度不均匀系数。试求：（1）等效阻力矩的大小和发动机的平均功率；（2）稳定运转时和的位置及大小；（3）最大盈亏功；（4）在主轴上安装的飞轮的转动惯量；（5）欲使飞轮的转动惯量减小1/2，仍保持原有的值，应采取什么措施？图（a）【答案】（1）由于Mr为常数，根据周期性速度波动的特点，在一个运动周期内驱动力所做的功等于阻抗力所做的功，于是则发动机的平均功率为考研专业课精品资料第35页，共65页（2）画能量指示图如下图所示：图（b）可以看出最大速度及最小速度出现的位置。位于Mr与Md的交点，斜线部分的方程为当，即时，有发生在C点，即360°处。又，，，当，时，有（3）（4）（5）要减小飞轮的转动惯量，可把飞轮安装在转速为n’的高速轴上。六、结构设计与改错题38．指出下图中的结构错误（在有错处画编号），并在另一侧画出其正确结构图^（齿轮油润滑，轴承脂润滑）图【答案】正确结构如下图所示。考研专业课精品资料第36页，共65页图39．指出图示轴系的结构错误或不合理之处，并简要说明理由（齿轮采用油润滑，轴承采用脂润滑）。图【答案】见下图。考研专业课精品资料第37页，共65页图考研专业课精品资料第38页，共65页2021年新疆大学机械工程学院824机械设计基础考研强化模拟五套题（四）说明：专业课强化检测使用。共五套强化模拟题，均含有详细答案解析，考研强化复习首选。一、选择题1．具有自锁能力的滑动螺旋传动机构的传动效率为__________。A.大于50%B.小于50%C.不确定【答案】B2．螺旋弹簧制造时的工艺过程包括:a.卷绕；b.镀层；c.热处理；d.工艺试验或强压处理；e.制作端部挂钩或加工端面支承面。上述各项工艺进行的顺序为__________。A.a→b→c→d→eB.a→e→c→d→^bC.a→c→e→b→dD.a→e→b→d→c【答案】B3．外齿轮齿顶圆和分度圆上压力角及的关系为__________。A.B.C.【答案】A4．增大轴在剖面过度处的圆角半径，其优点是__________。A.使零件轴向定位比较可靠B.降低应力集中C.使轴的加工方便【答案】B5．有一个单个紧螺栓连接，要求被连接件接合面不分离，已知螺栓与被连接件的刚度相同，螺栓的预紧力为，当对连接施加轴向载荷，使螺栓的轴向工作载荷F与预紧力相等时，则__________。A.被连接件发生分离，连接失效B.被连接件即将发生分离，连接不可靠C.连接可靠，但不能再继续加载D.连接可靠，只要螺栓强度足够，可继续加载，直到轴向工作载荷F接近但小于预紧力的2倍【答案】D6．__________联轴器不是可移式联轴器。A.十字滑块联轴器B.凸缘联轴器考研专业课精品资料第39页，共65页C.弹性柱销联轴器D.轮胎联轴器【答案】B7．链传动中限制链轮的最小齿数，其百的是__________；限制链轮的最大齿数，其目的是__________。A.保证链的强度B.保证链传动的平稳性C.保证传动比的选择D.防止跳齿【答案】B、D8．普通平键联接，在经验算不能满足强度要求时，通常可__________。A.采用双键，间隔90°B.釆用双键，间隔180°C.采用大一号键【答案】B9．转轴与轮毂的周向固定通常采用__________。A.键连接B.铆接C.焊接D.销连接【答案】A10．选择联轴器时，应使计算转矩Tca大于名义转矩T这是考虑__________。A.旋转时产生的离心载荷B.运转时的动载荷和过载C.联轴器材料的机械性能有偏差D.两轴対中性不好，有附加载荷【答案】B二、填空题11．在圆柱齿轮传动中，齿轮直径不变而减小模数m，使轮齿的弯曲强度__________、接触强度__________及传动的工作平稳性__________。【答案】减小；不变；增加12．螺纹的螺旋升角愈小，螺纹的自锁性能力__________。【答案】愈好13．材料、热处理及几何参数均相同的三种齿轮（即直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和直齿锥齿轮）传动中，承载能力最高的是__________传动；承载能力最低的是__________传动。【答案】斜齿圆柱齿轮；直齿锥齿轮考研专业课精品资料第40页，共65页14．一对45钢制直齿圆柱齿轮传动，已知，硬度为；，硬度为，则这对齿轮的接触应力__________，许甩接触应力__________；弯曲应力__________，许用弯曲应力__________；齿形系数__________。【答案】15．一部机器的设计程序一般要经过的四个阶段为__________、__________、__________、__________。【答案】计划阶段、方案设计阶段、技术设计阶段、技术文件编制阶段16．螺栓的公称尺寸是其__________，在进行受拉强度计算时常取__________作为计算直径。【答案】大径d、小径d117．轴承接触角越大，承受__________的能力也越大。【答案】轴向载荷18．滚动轴承的基本额定动负荷C，是指在该负荷作用下__________寿命恰好为转。【答案】基本定额；106三、判断题19．采用滚动轴承轴向预紧措施的主要目的是提高轴承的承载能力。__________【答案】×20．滑动轴承的载荷较小、速度较高时，相对间隙应该取小一些。__________【答案】×21．按扭转强度条件计算轴的受扭段的最小直径时，没有考虑弯矩的影响。__________【答案】×22．设计闭式齿轮传动时，计算接触疲劳强度主要针对的失效形式是齿面胶合。__________【答案】×23．角接触轴承的接触角越大，表示其能承受的轴向载荷就越大。__________【答案】√24．机器中的飞轮一般装在低速轴上。__________【答案】×25．在最大盈亏功maxW和机器运转不均匀系数不变的前提下，将飞轮安装轴的转速提高一倍，则飞轮的转动惯量FJ将等于4FJ。__________【答案】×26．与齿轮传动相比，带（三角带）传动具有过载保护的优点。__________【答案】√四、简答题考研专业课精品资料第41页，共65页27．如下图所示为一焊接用楔形夹具，利用这个夹具把两块要焊接的工件1和预先夹妥，以便焊接。图中2为夹具，3为楔块，如已知各接触面间的摩擦系数均为，试确定此夹具有自锁条件。【答案】此夹具的自锁条件可用三种方法来确定：（1）根据的条件来确定。取楔块3为分离体，其受工件1（及）和夹具2作用的总反力和以及支持力。各力的方向如图所示。根据楔块3的平衡条图件，作力封闭三角形如图所示。由正弦定理可得当时，，于是得此机构反行程的机械效率为令，可得自锁条件为（2）裉据生产阻力小于或等于零的条件来确定。根据楔块3的力三角形如图所示，由正弦定理有若楔块3不自动松脱，则应满足，即得自锁条件为。（3）根据运动副的自锁条件来确定。如图所示，楔块3受有夹具2及工件1作用的总反力和。由图可知，当总反力作用在相对边的摩擦角之内时，楔块3即发生自锁，即或28．如图1所示对心直动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮的实际廓线为一圆，圆心在0点。半径R=40mm,凸轮绕回转中心A以逆时针方向转动，=25mm，滚子半径=10mm。试求：（1）凸轮的基圆半径；（2）从动件的行程h。考研专业课精品资料第42页，共65页图1【答案】作出理论轮廓线、基圆，如图2所示。（1）凸轮的基圆半径为（2）从动件的行程h为图229．试用图解法设计一曲柄摇杆机构，已知连杆的长度，当机构处于—个极限位览时，连杆处于（图中位置），请定出、铰位置，并使机构满足以下条件：（1）当机构处于另一个极限位置时，连杆处于这条线上；（2）机构处于极限位置时，其压力角为零。（保留作图线，并简要叙述作图步骤）【答案】本题的作图步骤为：（1）延长与相交于，即为曲柄的固定铰链点；（2）以为起点，在积截取，得点；（3）截取，得点；（4）作的垂直平分线，铰应在线上；（5）机构处于极限位置时，其压力角为零，故作交于，即为摇杆的固定铰链点。考研专业课精品资料第43页，共65页30．为什么要引入当量动载荷？【答案】基本额定动载荷是在纯径向或纯轴向载荷下确定的，而实际载荷通常是既有径向载荷又有轴向载荷，因此只有将实际载荷换算成与试验条件相同的载荷后，才能和基本额定动载荷进行比较。31．图1所示为一尖底直动从动件盘形凸轮机构从动件的部分运动线图。试在图上补全各段的位移、速度及加速度曲线，并指出在哪些位置会出现刚性冲击？哪些位置会出现柔性冲击？图1【答案】（1）分析运动线图可知，在段，从动件等加速上升；在段，从动件等速上升；在段，从动件在最远处停止下动；在段，从动件等速下降；在段，从动件等加速下降；在段，从动件在最近处静止不动。据此，可将运动线图补充完整，如图2所示。图2（2）出现刚性冲击的位置有出现柔性冲击的位置有。32．试述齿轮传动在不同工作条件下的主要失效形式及其机理、部位与防止失效的措施。【答案】（1）软齿面闭式齿轮传动的最主要失效形式是齿面点蚀。齿面点蚀一般首先出现在齿轮节线附近靠近齿根处，如下图所示。为防止发生齿面点蚀，除进行齿面接触疲劳强度计算，确定足够大的分度圆直径或中心距外，还可通过提高齿面硬度，降低齿面的表面粗糙度值，以及合理地选择润滑油粘度等措施来提高齿面的抗点蚀能力。考研专业课精品资料第44页，共65页图（2）硬齿面闭式齿轮传动及短期过载或受严重冲击的齿轮传动的主要失效形式是轮齿折断。轮齿折断的部位，对于直齿轮通常是从齿根部全齿折断，而对于斜齿轮、人字齿轮及偏载大的直齿轮，通常是局部齿折断，如下图所示。轮齿折断是一种最严重的失效形式，必须避免。除进行齿根弯曲疲劳强度计算，选用足够大的模数m（或mn）外，为提高轮齿的抗折断能力还可以采取以下措施：①适当增加齿根过渡圆角半径，以减小应力集中；②选择合理的材料、热处理方式；③合理提高齿轮的制造、安装精度；④对齿根进行喷丸、辗压等强化处理。图（3）开式齿轮传动的主要失效形式是齿面磨损。齿顶及齿根部位磨损最严重，如下图所示。减轻齿面磨损的措施如下:①改善密封和润滑条件；②提高齿面硬度；③将开式齿轮传动改为闭式齿轮传动是避免齿面磨损最有效的方法。图（4）高速重载或低速重载齿轮传动的主要失效形式是齿面胶合。热胶合发生在相对滑动速度大的齿顶或齿根部位，如下图所示。导致冷胶合的主要原因是重载下的齿面间过大的啮合压力，因此冷胶合发生在啮合齿面的单对齿啮合区。为防止齿面胶合，应进行齿面胶合强度校核计算，并可以采取以下措施来提高齿面抗胶合的能力：①减小模数，降低齿高，以降低滑动系数；②提高齿面硬度，降低齿面的表面粗糙度值；③采用齿廓修形，以减小轮齿的啮入冲击；④采用抗胶合能力强的齿轮材料和加入极压添加剂的润滑油。考研专业课精品资料第45页，共65页图（5）齿面材料较软、低速重载且频繁起动的齿轮传动中，其主要失效形式是轮齿塑性变形，包括齿体塑性变形和齿面塑性变形两种。显然齿体塑性变形发生在轮齿的上部（下图a所示），而齿面塑性变形发生在齿面的节线处（下图b所示）。为防止或减轻轮齿的塑性变形应采取防止过载，适当提高齿面硬度，采用粘度髙的润滑油等措施。图五、分析计算题33．图示轴系釆用一对角接触球轴承支承，反安装。已知轴上载荷，&，转速n=700r/min，轴承的基本额定动载荷C=62kN，派生轴向力S=0.68R，e=0.68，当时，X=0.41，Y=0.87，取载荷系数，琴计算轴承寿命。图【答案】图方向向左方向向右轴承1被“压紧”，轴承2“放松”。考研专业课精品资料第46页，共65页34．在下图所示的轮系中，已知各轮齿数为z1=z2=z3=z4=z5=z6=20，已知齿轮1、4、5、7为同轴线，试求该轮系的传动比图【答案】因1、4、5、7同轴线，所以35．下图所示为圆柱斜齿轮—蜗杆传动装置，其中斜齿轮1为左旋斜齿轮，欲使重物上升，要求保持中间轴受力最小。（1）试用箭头画出各轮的转向，并确定蜗杆的螺旋线方向。（2）画出（或说明）齿轮2和齿轮3在啮合点处的轴向力Fn2、Fn3径向力Fr2、Fn3及圆周力Ft2、Ft3的指向。（3）若己知第一级齿轮的参数为：齿数Z1=21，Z2=78；模数mn=5mm,压力角αn=200,中心矩α=255mm,1轮的传动功率P=6.25kW,转速n1=275r/min。试求1轮上所受各力的大小。考研专业课精品资料第47页，共65页图【答案】（1）各轮转向如下图所示：蜗杆右旋图（2）齿轮2轴向力向右，径向力向下，圆周力垂直纸面向里。齿轮3轴向力向左，径向力向上，圆周力垂直纸面向里。（3）考研专业课精品资料第48页，共65页36．凸轮机构中，已知，，，，凸轮1以等角速度逆时针方向转动。试用瞬心法求从动件2的角速度。图【答案】凸轮1与机架3的瞬心在铰链中心处，摆杆2与机架3的瞬心在铰链中心处。凸轮1和摆杆2的瞬心在接触点的公法线上（即在的连线上），同时又在和连线上，所以在线与和连线的交点处，如下图所示。图凸轮1与摆杆2在相对速度瞬心处的绝对速度相等，则凸轮1的几何中心到摆杆2的摆动中心间的距离为在直角三角形rac中，为在直角三角形中，为所以为在中，考研专业课精品资料第49页，共65页37．高速水泵的凸轮轴系由三互相错开120°的偏心轮所组成。每一偏心轮的质量为0.4kg，其偏心距为12.7mm。设在平衡面A和B处各装一个平衡质量和使之平衡，其回转半径为l0mm，其他尺寸如图1所示（单位:mm）。试求和的大小和位置。图1【答案】如图2所示，质径积为图2将这三个不平衡质径积分别分解到A和B两个校正面上，则考研专业课精品资料第50页，共65页在A面对三个质径积矢量合成，得，方向与x轴正方向成60°角，在第一象限内。则与之平衡的质径积矢量与之相反，与x轴正方向成240°角，在第三象限内。由于回转半径为l0mm，所以平衡质量。同理，可知，方向为与x轴正方向成60°角，在第一象限内。六、结构设计与改错题38．图示减速器输出轴，齿轮用油润滑，轴承用脂润滑。指出其中的结构错误，并说明原因。（指出5处即可）图【答案】错误1：键轴上两个键槽不在同一母线上；错误2：左轴承盖与轴直接接触；错误3：左轴承盖与箱体无调整密封垫片；错误4：轴套超过轴承内圈的定位高度；错误5：齿轮所处轴段长度过长，出规过定位，齿轮定位不可靠；错误6：键顶部与轮毂接触；错误7：无挡油盘；错误8：两轴承盖的端面处应减少加工面。考研专业课精品资料第51页，共65页39．图示锥齿轮轴，齿轮油润滑，轴承脂润滑。指出轴系中的错误结构，说明错误原因并画出正确结构。图【答案】轴系错误之处：（1）锥齿轮轮毂缺键槽。（2）锥齿轮处键与右端键应在一条直线上。（3）锥齿轮处轴段过长，使得锥齿轮左边定位不可靠。（4）锥齿轮左边圆螺母缺止动垫圈。（5）圆螺母处轴段过长。（6）圆螺母处轴向横槽长度过短，止动垫圈无法安装到位。（7）左轴承左侧缺挡油环。（8）左轴承两侧都是台肩，无法安装。（9）两轴承安装错误，应改为正安装。（10）套杯结构不正确。（11）右轴承处弹性挡圈多余。（12）右轴承右边缺工艺台阶，使得右轴承装配行程过长。（13）透盖处缺调整垫片。（14）透盖孔壁不应与轴接触，应使透盖孔径该处大于轴的直径。（15）透盖处缺密封装置。（16）右端有键轴段缺轴向定位台肩。（17）锥齿轮齿顶圆直径大于套杯外径，轴系安装不方便，应将此处箱体设计成剖分式。改正后轴系结构：考研专业课精品资料第52页，共65页改正后的图考研专业课精品资料第53页，共65页2021年新疆大学机械工程学院824机械设计基础考研强化模拟五套题（五）说明：专业课强化检测使用。共五套强化模拟题，均含有详细答案解析，考研强化复习首选。一、选择题1．压缩螺旋弹簧受载后，簧丝剖面上的应力主要是__________。A.弯曲应力B.剪应力C.拉应力D.压应力【答案】B2．当正常工作时，轴与轮毂之间有较大距离的相对位移，这时以采用__________联接为宜。A.普通平键B.半圆键C.滑键D.切向键【答案】C3．有些弹簧采用喷丸处理，其目的是为了提高弹簧的__________。A.疲劳强度B.刚度C.静强度D.抗腐蚀性【答案】A4．在设计液体动压径向滑动轴承时，如果相对间隙、轴颈转速、润滑油粘度和轴承的宽径比均已取定时，在保证得到动压润滑的情况下，偏心率越大时，则__________。A.轴承的油膜越厚B.轴承的摩擦损耗越大C.轴承的承载能力越高D.轴承的回转精度越高【答案】C5．大链轮的齿数不能取得过大的原因是__________。A.齿数越大，链条的磨损就越大B.齿数越大，链传动的动载荷与冲击就越大C.齿数越大，链传动的噪声就越大D.齿数越大，链条磨损后，越容易发生“脱链现象”【答案】D6．圆柱螺旋弹簧的有效圈数是按弹簧的__________要求计算得到的。A.刚度B.强度考研专业课精品资料第54页，共65页C.稳定性D.结构尺寸【答案】A7．牙嵌离合器应用最广的牙形是__________。A.矩形B.三角形C.梯形D.锯齿形【答案】C8．曲柄摇杆机构中，当曲柄与__________处于两次共线位置之一时出现最小传动角。A.连杆B.摇杆C.机架【答案】C9．考虑摩擦的转动副，不论轴颈在加速.等速.减速不同状态下运转，其总反力的作用线__________切于摩擦圆。A.都不可能B.不全是C.一定都【答案】A10．下列轴承中，__________不是含油轴承。A.烧结轴承B.多孔质金属材料轴承C.粉末冶金轴承D.非金属轴承【答案】D二、填空题11．传动用螺纹（如梯形螺纹）的牙型斜角比连接用螺纹（如三角形螺纹）的牙型斜角小，这主要是为了__________。【答案】提尚传动效率12．螺旋弹簧的绕制方法有__________和__________两类，前一类适用于弹簧丝直径d__________的弹簧，绕制后安排的热处理方式是__________；而后一类适用于弹簧丝直径d__________的弹簧，绕制后安排的热处理方式是__________。【答案】冷卷、热卷、≤8mm、低温回火处理、＞8mm、淬火及回火处理13．滚动轴承固定的结构形式中，全固式（两端固定）适用于__________场合，而固游式（一端固定，一端游动）则适用于__________。【答案】普通工作温度的短轴（跨距L＜400mm）；当轴较长或工作温度较高时，轴的热膨胀伸缩量大的场合考研专业课精品资料第55页，共65页14．滚动体与内外圈的材料应具有__________、__________、__________和__________。【答案】高的硬度；高的接触疲劳强度；良好的耐磨性；良好的冲击韧性15．增速齿轮传动的强度计算中，转矩是指__________齿轮的转矩，齿数比u等于__________齿轮的齿数与__________齿轮的齿数之比。【答案】主动；大（主动）；小（从动）16．在齿轮加工中，获得软齿面常用的热处理方法有__________、__________；获得硬齿面常用的热处理方法有__________、__________、__________和__________。【答案】调质；正火；整体淬火；表面淬火；渗碳淬火；化学热处理17．为了使轴上零件的端面紧靠定位面，应使轴肩、轴环的过渡圆角半径（厚度）__________于上零件孔端的或倒角的长度。【答案】小18．对一般精度的直齿圆柱齿轮传动作弯曲强度计算时，将轮齿看作__________，并假定全部载荷作用于__________。【答案】悬臂梁；齿顶三、判断题19．变位系数和齿顶高降低系数均为零的齿轮是标准齿轮。__________【答案】×20．普通平键联接工作时，键的主要失效形式为键的剪切破坏。__________【答案】×21．偏置曲柄滑块机构的最大压力角发生在曲柄与滑块导路垂直且曲柄远离偏距一边的机构位置。__________【答案】√22．阶梯轴便于安装和拆卸轴上零件。__________【答案】√23．轴的振动有弯曲振动、扭转振动、纵向振动，其中以弯曲振动最为常见。__________【答案】√24．规律性的不稳定变应力的疲劳强度计算是根据疲劳损伤积累假说进行的。__________【答案】√25．若一普通带传动装置工作时有和两种转速，若传递的功率不变，则该带传动应按进行设计。__________【答案】×26．圆柱螺旋拉伸弹簧有两种:有初应力的和无初应力的。有初应力的弹簧在拉力达到一定值时，弹簧才开始被拉长。__________【答案】√考研专业课精品资料第56页，共65页四、简答题27．在设计滑动轴承时，相对间隙的选取与速度和载荷的大小有何关系？【答案】相对间隙主要根据载荷和速度选取。速度越高，值越大；载荷越大，值应越小。此外，直径大、宽径比小，调心性能好，加工精度高时，值取小值，反之取大值。28．试计算如下图所示机构的自由度，并进行高副低代，再定出机构的级别。图【答案】（1）n=6，pl=7，ph=2，p’=0，F’=0，因此机构的自由度为（2）高副低代。此机构中含有一个齿轮高副（轮1和2）和一个凸轮高副（杆3和6）均可用引入一个活动构件和两个转动副去替代，如下图1所示：图1（3）确定机构的级别。由上图1可知，该机构是由原动件1和6、机架9和三个Ⅱ级杆组（杆8与2，3与9和4与5）组成的，故该机构为Ⅱ级机构。29．角接触球轴承与圆锥滚子轴承的“面对面”与“背对背”配置各有什么特点？分别适用于什么场合？【答案】“面对面”配置，两支点间距离较短，而“背对背”配置，两支点间距离较长。从有利于轴系刚度的角度考虑，“面对面”配置，适合于载荷零件布置在两轴承之间，而“背对背”配置，适合于载荷零件悬臂布置。从方便调整的角度考虑，一般“面对面”配置调整方便（移动外圈），而“背对背”配置调整不方便（移动内圈）。考研专业课精品资料第57页，共65页30．以下图所示减速器I轴（输入轴）为例，简要说明轴的设计的一般步骤和轴系部件设计时应该注意的事项，并画出输入轴系的实际结构草图（包括怎么与机座联接和轴上所有零件），尺寸、比例不作要求。图【答案】轴的设计步骤：①选材②初定轴的最小直径③轴的结构设计包括轴上零件的定位和固定，加工和装配的工艺性，提高轴强度的结构措施④轴的强度计算⑤如有有特殊要求时，还需有轴的刚度计算和轴的稳定性计算轴设计时应该注意的问题：轴设计时应注意的问题：①设计时应注意密封②调整问题：如调整垫片③键的设计如长度过长或过短，键的上表面与轮毂槽底之间要留有间隙，多个键应该在同一直线上④轴承安装时应恰当如轴肩高度或套筒高度要低于轴承内圈，以方便拆卸；端盖顶紧轴承处要高于轴承外圈⑤齿轮的安装时轴向定位可靠，即套筒和齿轮下的轴肩有间隙，才能把齿轮顶紧；注意齿轮挡油环的设计⑥设计时需保证定位可靠;⑦材料问题,考虑制造成本和加工工艺.实际结构草图见下图：考研专业课精品资料第58页，共65页图31．锥齿轮一蜗杆传动重物提升机构如下图所示。己知：电动机轴转动方向和重物Q的运动方向如图。试求:（1）在图中标出蜗杆螺旋线的方向，使电动机转向和重物运动方向符合已知条件。（2）在啮合点处标出圆锥齿轮1、2和蜗杆3及蜗轮4所受各力的方向。图【答案】见下图。考研专业课精品资料第59页，共65页32．当计算滑动轴承时，若温升过高，可采取什么措施使温升降低？【答案】可采取以下措施使温升降低:曾加散热面积；使轴承周围通风良好；采用水冷油或水冷瓦；采用压力供油，增大油流量；改太栢对间隙；换用黏度小的油；减少瓦长等。五、分析计算题33．如图所示偏心圆盘凸轮机构中，已知凸轮的半径R=160mm，，凸轮重G1=30N，从动杆重G2=10N。凸轮以等角速度顺时针转动。当OA处在水平位置时，求凸轮和从动杆的惯性力6（a）（b）（c）（d）图偏心圆盘凸轮机构【答案】（1）运动分析首先将机构高副低代，如图（b）所示，取长度比例尺〃。考研专业课精品资料第60页，共65页取速度比例尺，作速度图，如图（c）所示，可得I取加速度比例尺，作加速度图，如图（d）所示，从而可得（2）确定惯性力如下：凸轮惯性力为从动件惯性力为34．如图所示汽车后桥差速器中，已知z4=60，z5=15，z1=z3，L=600mm，传动轴输入转速n5=250r/min，当车身左转弯内半径r=3000mm时，左右轮的转速各为多少？图【答案】如下图所示，当车身绕瞬时回转中心P转动时，左右两轮走过的弧长与它们至P点的距离成正比，即①在齿轮1、齿轮2、齿轮3、齿轮4组成的周转轮系中，有解得②对于齿轮4、齿轮5组成的定轴轮系，有③将已知n5=250r/min代入，联立式①、式②、式③可得左右两轮的转速分别为n1=50r/min，n3=75r/min。考研专业课精品资料第61页，共65页解图35．如下图所示为隧道挖进机中的行星齿轮传动。其中各对齿轮传动均采用标准齿轮传动，模数m=10mm。已知：，，，，，，，，试求刀盘最外一点A的线速度。图【答案】为了求点A的速度，必须求出及。求解的关键是先给整个轮系以绕O-0轴线回转，此时再观察轮系有（1）齿轮1、2为定轴轮系有（2）齿轮3、7为定轴轮系，且有（3）齿轮4、5、6及系杆3为行星轮系有因，把上述各式简化，可得考研专业课精品资料第62页，共65页（1）（2）（3）（4）将式（1）、式（2）及式（3）联立求解得=13.489r/min，=-48.475r/min。将求得的结果代入式（4）求得=109.697r/min。由各轮之间的运动关系知:式中：故36．某转轴承受规律性非稳定对称循环变应力作用，各级最大应力及相应的作用时间比率如图所示。转轴的工作时间，转速，材料为45钢调质满硬度为，许用安全系数。试求:⑪不稳定变应力的计算应力。（2）校验该轴疲劳强度是否满足要求。图【答案】（1）考研专业课精品资料第63页，共65页（2）该轴疲劳强度不满足要求。37．在半径rb=20mm的基圆上有两条渐开线AC、BD，如图所示。在渐开线BD上的K点处向径，其法线NK在两条渐开线间的距离，试求:图（1）点的尙径和压力角。（2）以O为圆心，以为半径划弧，两渐开线间的弧长为多少。【答案】同一基圆的渐开线形状相词，渐开线AC的形状与渐开线BD形状相同；两条渐开线之间的法线距离相等，等于两渐开线在基圆上的点之间的弧长AB；'弧所夹的圆心角等于弧所夹的圆心角，都等于圆的渐开线展角加上。（1）求和。如下图所示，在直角三角形KNO中，有（2）求。根据渐开线的性质，发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长。两渐开线在不同圆周上的对应点间的弧长所对的圆心角均为。考研专业课精品资料第64页，共65页图六、结构设计与改错题38．指出下图中的结构错误（在有错处画编号，并分析错误原因），并在轴心线下侧画出其正确结构图。图【答案】画出的正确结构图如下图所示。①固定轴肩端面与轴承盖的轴向间距太小。②轴承盖与轴之间应有间隙。③轴承内环和套筒装不上，也拆不下来。④轴承安装方向不对。⑤轴承外环内与壳体内壁间应有5〜8mm间距。⑥与轮毂相配的轴段长度应小于轮毂长。⑦轴承内环拆不下来。考研专业课精品资料第65页，共65页图39．指出图中轴系结构的8处错误，并简要说明不合理的原因（注:不考虑轴承的润滑方式，倒角和圆角忽略不计）（在答题纸上用序号表出错误之处，并说明理由）。图【答案】①缺少调整垫片；②轴肩太高，不好折轴承；③齿轮定位不可靠，套筒同时顶轴肩；④键结构错误，如为B型键，则键糟不够长；⑤套筒多余；⑥轴承端盖与轴之间缺少间隙；⑦带轮在侧面无轴向定位，并顶在轴承盖上，磨双方端面；⑧应做成就阶梯轴，便于装配；⑨螺钉结构错误；⑩滚动轴承内外圈剖面线方向应一致；⑪轴承盖应顶住轴承外圈，不然轴系轴向没固定住；⑫弹簧卡圈多余。图解