2021年天津大学精密仪器与光电子工程学院803机械原理与机械设计之机械设计考研仿真模拟五套题

考研专业课精品资料第1页，共51页目录2021年天津大学精密仪器与光电子工程学院803机械原理与机械设计之机械设计考研仿真模拟五套题（一）...........................................................................................................................22021年天津大学精密仪器与光电子工程学院803机械原理与机械设计之机械设计考研仿真模拟五套题（二）.........................................................................................................................102021年天津大学精密仪器与光电子工程学院803机械原理与机械设计之机械设计考研仿真模拟五套题（三）.........................................................................................................................192021年天津大学精密仪器与光电子工程学院803机械原理与机械设计之机械设计考研仿真模拟五套题（四）.........................................................................................................................282021年天津大学精密仪器与光电子工程学院803机械原理与机械设计之机械设计考研仿真模拟五套题（五）.........................................................................................................................42考研专业课精品资料第2页，共51页2021年天津大学精密仪器与光电子工程学院803机械原理与机械设计之机械设计考研仿真模拟五套题（一）说明：严格按照本科目最新专业课真题题型和难度出题，共五套全仿真模拟试题含答案解析。一、选择题1．链传动中，大链轮齿数过大（z2＞120）会使__________。A.工作噪声增大B.链条与链轮轮齿磨损均匀C.链条的速度和计算功率D.链条的圆周力和计算功率【答案】D2．设计液体动压径向滑动轴承时，若宽径比取得较大，则__________。A.轴承端泄量大，承载能力低，温升高B.轴承端泄量大，承载能力低，温升低C.轴承端泄量小，承载能力高，温升高D.轴承端泄量小，承载能力高，温升低【答案】C3．在下列四种具有相同公称直径和螺距，并采用相同配对材料的传动螺旋副中，传动效率最局的是__________。A.单线矩形螺旋副B.单线梯形螺旋副C.双线矩形螺旋副D.双线梯形螺旋副【答案】C4．曲柄摇块机构中以曲柄为主动件时，最小传动角出现在__________。A.曲柄与连杆共线位置B.死点位置C.曲柄与滑块移动方向垂直位置【答案】C5．对闭式蜗杆传动进行热平衡计算，其主要目的是为防止温升过高导致__________。A.材料的机械性能下降B.润滑油不变C.蜗杆热变形过小D.润滑条件恶化【答案】D6．平键联接平键的工作面是__________，切向键联接切向键的工作面是__________。A.上、下面B.上面C.下面考研专业课精品资料第3页，共51页D.两侧面【答案】D；A7．零件表面经淬火、氮化、喷丸、滚子碾压等处理后，其疲劳强度__________。A.增高B.不变C.降低D.增高或降低视处理方法而定【答案】A8．当计算滑动轴承时，若太小，不能满足时，__________可满足此条件。A.提高轴瓦和轴颈的光洁程度B.减小长径比C.减小相对间隙【答案】A9．各类滚动轴承中，除承受径向载荷外，还能承受不大的双向轴向载荷的是__________，还能承受一定单向轴向载荷的是__________。A.深沟球轴承B.滚针轴承C.圆柱滚子轴承D.圆锥滚子轴承【答案】A、AD10．与带传动相比较，链传动的优点是__________。A.工作平稳，无噪声人B.使用寿命长C.能保证准确的瞬时传动比答B:【答案】二、填空题11．有一普通圆柱蜗杆传动，已知蜗杆头数Z1＝1，蜗杆轮齿螺旋线方向为右旋，其分度圆柱上导程角＝5042＇38＇＇，蜗轮齿数Ｚ2＝45，模数m＝8mm，压力角t＝200，传动中心距a＝220mm，则传动比i＝__________，蜗杆直径系数q为__________，蜗杆分度圆柱直径d1＝__________mm，蜗轮螺旋角＝__________。【答案】45；10；80mm；5042＇38＇＇12．螺旋传动按用途可分有__________、__________和__________，其中要求自锁的是__________，要求长时间连续工作、效率和精度较高的是__________。【答案】调整螺旋；起重（传力）螺旋；传导螺旋；起重（传力）螺旋；传导螺旋13．C1是螺栓刚度，C2是被联接件刚度，只考虑C1和C2的条件下提高受轴向变载荷紧联接螺栓疲劳强度的措施是__________。【答案】增大C2、减小C1考研专业课精品资料第4页，共51页14．普通螺纹的公称直径指的是螺纹的__________，计算螺纹的摩擦力矩时使用的是螺纹的__________，计算螺纹危险截面时使用的是螺纹的。【答案】大径、中径、小径15．圆柱螺旋拉伸弹簧当载荷、中径和弹簧丝材料不变时，把弹簧丝直径d和弹簧的工作圈数n都增加为原来的2倍，则弹簧变形为原来的__________，弹簧丝的最大切应力为原来__________的。【答案】1/8、1/816．直齿轮的齿形系数只与__________和__________有关。【答案】齿数；压力角α。（此外还有变位系数等）17．按弹簧所受的载荷分类，弹簧可分为__________、__________、__________和__________四种。【答案】拉伸、压缩、扭转、弯曲18．蜗杆传动、蜗杆头数越多，效率越__________。【答案】越高三、简答题19．什么工作条件下按额定功率曲线选择传动链？什么工作条件下要求校核链的静强度安全系数？【答案】链速的滚子链传动按额定功率曲线选传动链并根据实际情况修正。对于链速的传动，属于低速链，其失效形式是过载拉断，应进行静强度计算，校核安全系数。20．为什么闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算？采取哪些措施可改善蜗杆传动的散热条件？【答案】由于蜗杆传动的效率较低，蜗杆传动的发热量较大，对于闭式传动，如果散热不充分，温升过高，就会使润滑油粘度降低，降低润滑作用，导致齿面磨损加剧，甚至引起齿面胶合。所以，对于连续工作的闭式蜗杆传动，应进行热平衡计算，以将油温限制在规定的范围内。改善蜗杆传动的散热条件的措施有:（1）在蜗轮箱体外表面上铸出或焊上散热片，以增加散热面积，散热片本身面积按50%计算。（2）在蜗杆轴上装风扇，以增加散热系数。（3）可在箱体油池内装蛇形水管，用循环水冷却。（4）对温控要求较高的蜗杆传动采用压力喷油循环润滑。21．滚动轴承的主要失效形式有哪些？其相应设计计算准则是什么？举出适用实例。【答案】滚动轴承的主要失效形式有疲劳点蚀、塑性变形和磨损。对可能发生疲劳点蚀失效的轴承应进行寿命计算；对可能发生塑性变形失效的轴承应进行静强度计算；对高速轴承，除进行寿命计算外，还要校核其极限转速以防轴承过热发生胶合；对磨粒磨损失效目前尚无统一、有效的计算方法。一般转速n>10r/min的轴承，疲劳点蚀是其主要失效形式，如减速器中的轴承；静止、摆动或缓慢旋转（转速n<10r/min）的轴承，塑性变形是其主要失效形式，如大型起重机吊钩的轴承；高速轴承可能发生过热胶合失效，密封不好的轴承会产生磨粒磨损失效。22．整体式和剖分式径向滑动轴承各有什么特点？【答案】整体式和剖分式径向滑动轴承各自特点。整体式轴承结构简单，易制造，装拆不太考研专业课精品资料第5页，共51页方便，轴瓦磨损后，间隙无法调整，多适用于低速轻载或间歇工作机械，剖分式轴承装拆方便，轴承间隙可以用剖分面处的垫片厚度来调整。23．一对齿轮传动，如何判断大、小齿轮中哪个齿面不易产生疲劳点蚀？哪个轮齿不易产生弯曲疲劳折断？并简述其理由。【答案】（1）大、小齿轮的材料与热处理硬度及循环次数N不等，通常，而，故小齿轮齿面接触强度较高，则不易出现疲劳点蚀。（2）比较大、小齿轮的，则表明小齿轮的弯曲疲劳强度低于大齿轮，易产生弯曲疲劳折断；反之亦然。24．某蜗轮与轴用型普通平键连接。已知轴径，转矩，轻微冲击。初定键的尺寸为，，。轴、键和蜗轮的材料分别为45钢、35钢和灰铸铁，试校核键连接的强度。若强度不够，请提出两种改进措施。表【答案】依题意知该连接为静连接，将连接中力学性能较弱的材料灰铸铁的许用挤压应力作为。因载荷性质为轻微冲击，由表知。连接工作面上的挤压应力为故该键连接强度不足。改进措施，可用下列两种之一：（1）采用双键；（2）增加轮毂宽度，加长键的长度。四、分析计算题25．已知应用于某汽缸盖的紧螺栓组联接如图4.5所示，采用12个M16的普通螺栓（d1=13.835mm），螺栓材料的许用应力。若要求残余预紧力FR=1.5FE（FE为单个螺栓联接承受的轴向工作载荷），试求该联接能承受的最大轴向工作总载荷F。图4.5【答案】（1）求单个螺栓传递的横向载荷F为（2）求所需的螺栓轴向压紧力为考研专业课精品资料第6页，共51页（3）由强度条件有解得Z≥10.09。26．设有一对直齿圆柱齿轮，已知齿轮的模数为m=5mm，小、大齿轮的参数分别为:应力修正系数，；齿形系数，；许用应力，，并算得小齿轮的齿根弯曲应力。试问：（1）哪一个齿轮的弯曲疲劳强度较大?（2）两齿轮的弯曲疲劳强度是否均满足要求？【答案】（1）由且因71.886>71.272,故小齿轮的弯曲疲劳强度大。（2）已知，故小齿轮的弯曲疲劳强度满足要求。而结论:两齿轮的弯曲强度均满足要求。27．有一普通圆柱蜗杆传动，已知蜗杆头数z1=1，分度圆直径d1=50mm，蜗轮齿数z2=41，模数m=5mm，当量摩擦因数，试求:（1）传动比及传动中心距a。若计算出的中心距a值没有圆整，则应如何圆整？（2）判断该传动是否自锁。（3）蜗杆、蜗轮分别为主动件时的效率为及，并分析影响效率的主要因素。【答案】（1）传动比传动中心距对传动中心距a进行圆整的方法如下:①若允许传动比有微量改变，则可改变z2，如取。②采用变位传动，如取，则。（2）螺杆分度圆柱上的导程角当量摩擦角因为，所以该传动不自锁。（3）蜗杆为主动件时考研专业课精品资料第7页，共51页蜗轮为主动件时由和的计算公式可以看出，影响效率的主要因素是导程角和当量摩擦角，而取决于模数m、蜗杆头数z1和分度圆直径d1；取决于螺杆副的材料、齿面硬度及相对滑动速度。28．某试验台的输出轴端装一卷筒，该处轴的直径d=14mm，选用A型平键联扼其中b=4mm，h=4mm，L=18mm，键及轮毂材料均为45钢，载荷平稳，=l30MPa，=120MPa，试求此键联接所能传递的转矩（取）。【答案】由挤压强度，有由剪切强度，有T1<T2，此键联接所能传递转矩不大于25.48N•m。29．如图所示一对圆锥滚子轴承30209“面对面”安装，两轴承的径向支反力分别为R1=6000N，R2=3000N，轴上两齿轮的轴向力分别为，，=1000N，轴的转速n=1000r/min，冲击载荷系数，力矩载荷系数或1.5轴承工作温度低于120℃，试求轴承的寿命。注:（1）30209轴承的参数为C=64200N,Y=1.5（2）派生轴向力S=R/2Y；（3）轴向力影响判定系数e=0.4（4）当时:X=1,Y=0；当时:X=0.4，Y=1.5图【答案】图方向向左考研专业课精品资料第8页，共51页方向向右方向向左1轴承被““压紧”，2轴承“放松”。n五、结构设计与改错题30．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9页，共51页改正后的图31．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10页，共51页2021年天津大学精密仪器与光电子工程学院803机械原理与机械设计之机械设计考研仿真模拟五套题（二）说明：严格按照本科目最新专业课真题题型和难度出题，共五套全仿真模拟试题含答案解析。一、选择题1．平键联接的主要失效形式有：工作面__________（静联接），工作面__________（动联接）。A.挤压压溃B.磨损C.点蚀D.塑性变形【答案】A、B2．牙嵌离合器一般用于__________。A.转矩小，低速接合处B.转矩大，低速接合处C.转矩小，高速接合处D.转矩大，髙速接合处【答案】A3．采用普通螺栓连接的凸缘联轴器，在传递转矩时__________。A.螺栓的横截面受剪切B.螺栓与螺栓孔配合面受挤压C.螺栓同时受剪切与挤压D.螺栓受拉伸与扭转作用【答案】D4．用于单向传动的螺纹的轴向剖面形状，宜采用__________。A.梯形B.矩形C.锯齿形D.三角形【答案】C5．提高齿轮的抗点蚀能力，不能采用__________的方法。A.采用闭式传动B.加大传动的中心距C.提高齿面的硬度D.减小齿轮的齿数，增大齿轮的模数【答案】D6．在螺栓联接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是__________。A.提高强度B.减小每圈螺纹牙上的受力C.防松考研专业课精品资料第11页，共51页【答案】C7．如果齿轮的模数、转速和传递的功率不变，增加齿轮的直径，则齿轮的__________。A.接触强度减小B.弯曲强度增加C.接触强度增大D.都不是【答案】C8．紧螺栓联接受轴向外载荷。假定螺栓的刚度Cb与被联接件的刚度Cm相等，联接的预紧力为F0，要求受载后结合面不分离，当外载荷F等于预紧力F0时，则__________。A.被联接件分离，联接失效B.被联接件即将分离，联接不可靠C.联接可靠，但不能继续再加载D.联接可靠，只要螺栓强度足够，还可以继续加大外载荷F【答案】D9．计算采用普通（三角形）螺纹的紧螺栓连接的拉伸强度时，考虑拉伸与扭转的复合作用，应将拉伸载荷增加到原来的__________倍。A.1.1B.1.3C.1.25D.0.3【答案】B10．提高蜗杆传动效率的最有效方法是__________。A.增加蜗杆头数B.增大直径系数qC.增大模数mD.减小直径系数q【答案】A二、填空题11．设计螺旋圆柱形拉、压弹簧时，若增大弹簧指数C（设弹簧丝直径d不变），则弹簧的刚度变__________；若增加弹簧的有效圈数n，则弹簧的刚度变__________。【答案】软、软12．滚子链是由滚子、套筒、销轴、内外链板所组成，其__________与__________之间，__________与__________之间分別用过盈配合连接；而__________与__________之间、__________与__________之间分别为间隙配合。【答案】销轴、外链板、套筒、内链板、滚子、套筒、套筒、销轴13．零件表面的强化处理方法有__________、__________、__________等。【答案】表面淬火；表面化学热处理；表面硬化加工14．阿基米德圆柱蜗杆传动的中间平面是指__________的平面。【答案】通过蜗杆轴线且垂直于蜗轮轴线考研专业课精品资料第12页，共51页15．在轴承部件中，以承受径向载荷为主，同时能够承受单向轴向载荷的滚动轴承是__________和__________轴承。【答案】角接触球轴承圆锥滚子16．减少齿轮动载荷的主要措施有__________和__________。【答案】提高制造精度、减小齿轮直径以降低圆周速度17．斜齿圆柱齿轮的动载荷系数和相同尺寸精度的直齿圆柱齿轮相比较是的__________。【答案】较小18．机械零件的表面强度主要是指__________、__________及__________。【答案】表面接触强度、表面挤压强度、表面磨损强度三、简答题19．什么叫齿廓修形？正确的齿廓修形对载荷系数中的哪个系数有影响？【答案】齿廓修形是根据相互啮合两齿轮的加工及实际啮合情况，利用机械加工方法,改变齿顶渐开线形状，使轮齿实际进入啮合点与理论啮合点尽可能接近，消除由于轮齿提前进入啮合所引起的啮入冲击。这种对轮齿齿廓的修正方法称为齿廓修形。齿廓修形主要影响动载系数KV。20．提髙零件疲劳强度的措施有哪些？【答案】降低应力集中；选用疲劳强度高的材料；改善热处理法及工艺；提高表面加工质量；采用表面強化措施；在腐蚀性介质中工作的零件应有表面保护措施（如镀层、化学处理等）。21．带传动中，当外载荷大小改变时，其紧边拉力、松边拉力、有效圆周力是如何随之改变的？【答案】因为显然与有关，而，显然（外载荷），在不变的情况下，当外载荷增大时，增大，增大，减小；当外载荷减小时，减小，减小，增大。22．什么是滚动轴承的预紧？为什么滚动轴承需要预紧？【答案】所谓预紧，就是在安装时用某种方法在轴承中产生并保持一轴向力，以消除轴承中的轴向游隙，并在滚动体和内、外圈接触处产生初变形。通过预紧可以提髙轴承的旋转精度，增加轴承装置的刚性，减小机器工作时轴的振动。23．简述销联接的应用和销联接的特点。【答案】销主要用来固定零件之间的相对位置，起定位作用，也可用于轴与轮毂的联接，传递不大的载荷，还可作为安全装置中的过载剪断元件。24．写出实现轴上零件轴向固定的任意四种方法，并画出相应的结构图。【答案】结构图如下：考研专业课精品资料第13页，共51页图四、分析计算题25．如图1所示为一手动提升机构，已知卷筒直径D=200mm，齿轮的齿数z1=20，z2=60，蜗杆传动的z3=1，z4=60，q=12.5，蜗轮直径d4=240mm，，重物G=20kg，传动系统总效率，蜗杆传动齿面之间当量摩擦系数；。试求:（1）匀速提升重物时，加在手柄上的推力F（切向力）至少需要多大？手柄应向哪个方向转动？（2）判断蜗杆传动是否能自锁？（3）蜗杆若能自锁，分析重物停在空中时（手柄上没有推力），蜗轮在节点处的分力方向。图1【答案】（1）手柄转向箭头应朝下，即从右端看为逆时针方向。（2）该蜗杆传动能自锁。（3）蜗轮在节点处的分力方向如图2所示。考研专业课精品资料第14页，共51页解图226．某一径向滑动轴承，轴承宽径比，轴颈和轴瓦的公称直径，轴承相对间隙，轴颈和轴瓦表面微观不平度的十点平均高度分别为，，在径向工作载荷、轴颈速度的工作条件下，偏心率，能形成液体动压润滑。若其他条件不变，试求：（1）当轴颈速度提高到时，轴承的最小油膜厚度为多少?（2）当轴颈速度降低为时，该轴承能否达到液体动压润滑状态？（注:①承载量系数的计算公式为；②承载量系数见表（））表：【答案】（1）计算在径向工作载荷、轴颈速度的工作条件下，偏心率时的最小油膜厚度：由，得。（2）由，查上表得。（3）计算许用油膜厚度，取，于是（4）计算时，轴承的最小油膜厚度：由公式，根据其他参数不变时，与成反比的关系，当时，得查上表得，于是（5）计算时，轴承的最小油膜厚度：由公式，根据其他参数不变时，与成反比关系，当时，得查上表得，于是因为，故该轴承不能达到液体动压润滑状态。考研专业课精品资料第15页，共51页27．试计算单级斜齿圆柱齿轮传动的主要参数。已知:输入功率P1=5.5kW，转速，，初选参数z1=28，，齿宽系数，按齿面接触疲劳强度计算得小齿轮分度圆直径。试求法面模数、中心距a、螺旋角、小齿轮齿宽和大齿轮齿宽。【答案】（1）法面模数圆整为标准值，取。为第二系列的标准模数，尽量少选。（2）中心距a因为齿数比，故，取，则圆整为a=150mm。（3）螺旋角（4）齿轮宽度因，故取b2=80mm，b1=b2+5mm=85mm28．如图所示，机座用4个螺栓固定在混凝壁面上。已知拉力F=4kN作用在宽度为140mm的中间平面上，，混凝土的许用挤压应力。接合面间摩擦因数。试设计此联接。图【答案】（1）单个螺栓所受轴向载荷FE为（2）螺栓受到的总拉力Fa为（3）将上式代入螺栓的强度条件，有考研专业课精品资料第16页，共51页以上不等式，可得。综上，该联接能承受的最大轴向工作总载荷。29．如图所示，用8个M24（d1=20.752mm）的普通螺栓连接的钢制液压油缸，螺栓材料的许用应力，液压油缸的直径D=200mm，为满足紧密性要求，剩余预紧力，试求油缸内许用的最大压强户Pmax。图液压油缸【答案】（1）根据强度条件求出单个螺栓的最大许用拉力F0。（2）再求许用工作载荷F。根据解得依题意由2.6F=20814N，解得F=8005N。汽缸许用载荷根据解得五、结构设计与改错题30．指出如图1所示中轴系的结构错误（用笔圈出错误之处，并简要说明错误原因，不要求改正）。考研专业课精品资料第17页，共51页图1【答案】①挡板与轴端应有间隙；②平键顶部与轮槽间应有间隙；③联轴器与端盖不应接触，轴应有定位台肩；④此处应加工成阶梯轴；⑤缺调整垫片；⑥轴的台肩应在轴套内；⑦轮毂挖槽太宽（此处轮毂不太宽，不必挖槽）；⑧箱体台肩应去掉；⑨轴台肩太高，不便于装拆；⑩一个轴上的两个键槽应在同一轴线上。解图231．下图所示为锥齿轮、轴、轴承组合结构，试指出其中的错误，说明错误原因，并画出正确结构。（齿轮用油润滑，轴承用脂润滑）图【答案】（1）对题中图的错误结构说明如下。①轴上螺纹太长，且未留退刀槽；②螺母未压住锥齿轮，不能起轴向定位作用；③左轴承处未加挡油环，易使锥齿轮上飞溅出的油过多进入轴承；④两轴承外圈无定位；⑤左轴承装不进去；⑥右轴承内圈无螺母定位与调整轴承间隙；⑦锥齿轮孔与键顶面配合无间隙；⑧套杯与机座间无垫片，无法调整锥齿轮的轴向位置；⑨轴承透盖未设计密封件，且与轴直接接触，无间隙；⑩两轴承间的轴径太大，轴承装拆困难；⑪弹性卡圈不能可靠地对轴承定位，更不能调整轴.承间隙；⑫轴输出端无凸肩，传动零件不能轴向定位。（2）正确结构如下图所示。考研专业课精品资料第18页，共51页考研专业课精品资料第19页，共51页2021年天津大学精密仪器与光电子工程学院803机械原理与机械设计之机械设计考研仿真模拟五套题（三）说明：严格按照本科目最新专业课真题题型和难度出题，共五套全仿真模拟试题含答案解析。一、选择题1．一般二级齿轮减速器的中间轴是__________。A.传动轴B.心轴C.转轴【答案】C2．带传动打滑总是__________。A.在小带轮上先开始B.在大带轮上先开始C.在两轮上同时开始【答案】A3．滚动轴承都有不同的直径系列。当两向心轴承代号仅直径系列不同时，这两个轴承的区别在于__________。A.内、外径相同，滚动体数目不同B.内径相同，外径和宽度不同C,内、外径相同，滚动体大小不同D.外径相同，内径和宽度不同【答案】B4．链条由于静强度不足而被拉断的现象，多发生于__________情况下。A.低速重载B.低速轻载C.高速重载D.高速轻载【答案】A5．下列普通带传动中以__________带的截面尺寸最小。A.Y型B.A型C.E型D.Z型【答案】D6．采用优质碳素钢经调质处理制造的轴，验算时发现刚度不足，正确的改进方法是__________。A.加大直径B.改用合金钢C.改变热处理方法D.降低表面粗糙度值考研专业课精品资料第20页，共51页【答案】A7．蜗杆常用材料的牌号是__________。A.HT150B.ZCuSn10Pb1C.45钢D.GCr15【答案】C8．发动机连杆横截面上的应力变化规律如图所示，则该变应力的循环特性为__________。A.0.24B.-4.17C.-0.24D.4J7图【答案】C9．下列四种轴承中__________必须成对使用。A.深沟球轴承B.圆锥滚子轴承C.推力球轴承D.圆柱滚子轴承【答案】B10．对于受对称循环弯曲应力及剪应力的转轴，计算弯矩（或称当量弯矩）22TMMca，应取__________。A.≈0.3B.≈0.6C.=1D.≈1.3【答案】C二、填空题11．齿轮传动的总效率主要由__________、__________和__________组成。【答案】轴承效率；搅油效率；啮合效率12．在设计图纸上注明某链条的标记为“16A-1×50”，其中“16A代表”__________，“50”代表__________。【答案】链号；链节数考研专业课精品资料第21页，共51页13．带截面形状做成梯形是为了__________。普通带的基准带长指的是带截面__________处的圆周长。【答案】在带的工作面上产生较大的正压力和摩擦力、节宽14．钢制齿轮，由于渗碳淬火后热处理变形大，一般须经过__________加工，否则不能保证齿轮精度。【答案】磨齿15．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16．中心距一定的带传动，小带轮上的包角大小主要由__________决定。【答案】传动比17．在齿轮传动中，轮齿折断一般发生在__________部位，因为该处__________，为防止轮齿折断，应进行__________强度计算。【答案】齿根；所受弯矩较大、且有应力集中；抗弯曲18．与多数零件不同，对弹簧的主要要求是__________好，能多次重复随外载荷的大小作相应的__________变形，卸载后又能__________原状。【答案】弹性好，能多次重复随、弹性变形、立即恢复原状三、简答题19．滚动轴承内圈孔与轴、外圈与座孔间的配合有何特点？选择配合应考虑哪些因素？【答案】因为滚动轴承是标准件，所以轴承内圈孔与轴的配合采用基孔制（由于轴承内圈的偏差采用负偏差，故轴承内圈与轴的配合较一般圆柱公差中同类配合要紧得多），轴承外圈与座孔的配合采用基轴制。正确选择的轴承配合应保证轴承正常运转，防止内圈与轴、外圈与座孔在工作时发生相对转动。选择配合应考虑的以下几个主要因素。载荷的类型:承受回转载荷的套圈（一般为内圈）应选用较紧的配合；承受固定载荷的套圈（一般为外圈）可选用较松的配合；承受摆动载荷的套圈可采用比回转载荷稍松的配合。载荷的大小:载荷愈重，配合过盈应越大。轴承的尺寸:随着轴承尺寸的增大，选择的过盈配合过盈越大，间隙配合间隙越大。工作温度：因为轴承内圈可能因为热膨胀而与轴松动，外圈可能因热膨胀而影响轴承的轴向游动，所以应考虑温升及热传导方向对配合的影响。轴承的旋转精度:当对轴承的旋转精度和运转的平稳性要求较高时，尽量避免采用间隙配合。安装与拆卸的方便:为了方便安装与拆卸，需采用间隙配合。游动端轴承的位移:外圈与座孔应采用间隙配合，但不能过松而旋转。20．按当量弯矩计算轴的强度时，公式中的含义是什么？如何取值？【答案】由于转轴的弯矩M引起的弯曲应力为对称循环，而扭矩T引起的扭转剪应力的循环特征经常与不同，考虑与的循环特征的不同带来的影响而引入折合系数。对于不变的转矩，；当转矩脉动变化时，；对于频繁正反转的轴，可看成对称循环应力，。若转矩的变化规律不清楚，一般可按脉动循环处理。、考研专业课精品资料第22页，共51页、分别为对称循环、脉动循环及静应力状态下的许用弯曲应力。21．链传动速度不均勻性的主要参数是什么？为什么一般情况下链传动的瞬时传动比不是恒定的？在什么条件下是恒定的?【答案】影响链传动速度不均匀性的主要参数是小链轮齿数、节距及紧边链长。通常瞬时传动比，而随时间而变化，其最大值为，是一个节距在主、从动轮上所对的圆心角，与齿数有关。即使主动轮角速度是常数，也随而变化，所以也随时间而变化，故瞬时传动比不是恒定的。只有当，并且紧边链长为链节距的整数倍的特殊情况下，才能保证瞬时传动比为常数。22．试画出并比较普通平键、切向键和楔键的剖面示意图，指出各自的工作面。【答案】图23．滑动螺旋传动和滚动螺旋传动的特点各是什么？【答案】滑动螺旋结构简单，便于制造，易于自锁，但其主要缺点是摩擦阻力大，传动效率低（一般为30%〜40%），磨损快，传动精度低等。相反，滚动螺旋和静压螺旋的摩擦阻力小，传动效率高（一般为90%以上），但结构复杂，特别是静压螺旋还需要供油系统，因此只有在高精度、高效率的重要传动中才宜采用，如数控、精密机床，测试装置或自动控制系统中的螺旋传动等。24．说明下列弹簧的功用（如图）:（1）滚柱式安全离合器从动盘中装置的弹簧（图a）。（2）离心式离合器中与闸瓦相连接的弹簧（图b）。（3）定力矩扳手中的弹簧（图c）。（4）汽车车轮轴上方的钢板弹簧（图d）。（5）枪栓弹簧。（a）考研专业课精品资料第23页，共51页（c）（d）图【答案】（1）滚柱式安全离合器从动盘中装置的弹簧是控制机构的运动。（2）离心式离合器中，与闸瓦相连接的弹簧是控制机构的运动（3）定力矩扳手中的弹簧是控制拧紧螺纹件时的拧紧力矩。（4）汽车车轮轴上方的钢板弹簧是缓和冲击和吸收振动。（5）枪栓弹簧用于储存能量。四、分析计算题25．圆锥-圆柱齿轮减速器如下图所示。已知直齿锥齿轮的齿数z1=27、z2=82，大端模数m=3mm，齿宽b=35mm，小锥齿轮转速n1=960r/min，传递功率P1=5.1kW；斜齿圆柱齿轮的齿数，法面模数，法面压力角，中心距a=405mm。试求：图（1）锥齿轮传动的锥顶距只，分度锥顶角、，小齿轮齿宽中点分度圆直径。（2）斜齿圆柱齿轮的螺旋角，两齿轮的分度圆直径。（3）确定小锥齿轮转向，使中间轴上两齿轮的轴向力方向相反。（4）计算齿轮2、齿轮3所受的力，并按（3）中确定的转向，在图中画出各个分力的方向。【答案】（1）锥顶距沢分度锥顶角考研专业课精品资料第24页，共51页小齿轮齿宽中点分度圆直径（2）求斜齿圆柱齿轮的螺旋角斜齿圆柱齿轮分度圆直径（3）小锥齿轮的转动方向如下图所示，可使中间轴上两齿轮的轴向分力方向相反。（4）计算齿轮2、3所受的力即，，，它们的方向见下图。所以它们的方向见下图。图考研专业课精品资料第25页，共51页26．下图所示的螺栓联接中，采用两个M20的普通螺栓，其许用拉应力，联接件接合面间摩擦系数，防滑系数Ks=1.2，试计算该联接允许传递的静载荷F=？（M20的螺栓d1=17.294mm）图【答案】由得：由得：因而有：27．某油缸缸内最大油压p=200N/cm2，油缸内圆截面面积为400cm2，钢盖用8个均匀的M20普通螺栓联接在缸体上，已知螺栓联接的相对刚度C1/（C1+C2）=0.2，若螺栓材料的许用应力，M20的普通螺栓的小径截面积A=235mm2，根据紧密性要求，残余预紧力，F为工作载荷。求：（1）单个螺栓所受载荷F0为多少？（2）螺栓是否满足强度要求？（3）螺栓预紧力为多大？【答案】（1）（2）M20螺栓满足强度要求。（3）28．有一变位蜗杆传动，已知模数m=6mm，传动比，直径系数q=9，蜗杆头数z1=2，中心距（变位后）^试求其变位系数及该传动的几何尺寸，并分析哪些尺寸不同于未变位蜗杆传动。【答案】（1）求变位系数。（2）求变位后的几何尺寸。变位后蜗杆的几何尺寸保持不变。但在啮合中，蜗杆节圆不再与分度圆重合。该变位蜗杆传动的蜗杆节圆直径为考研专业课精品资料第26页，共51页变位后，蜗轮顶圆直径么da2，齿根圆直径df2如分别为变位后，蜗轮分度圆直径d2、节圆直径及宽度b2仍保持不变。29．图示一锥齿轮轴采用一对7208AC角接触球轴承支承。已知作用于两轴承上的径向载荷分别为，；外加轴向力；轴转速n=5000r/min试求:⑪两轴承受到的轴向力、及当量动载荷P1、P2；⑫两轴承的寿命、（取冲击载荷系数）。（注：，；附加轴向力，e=0.68。当时，X=1，Y=0；当时,X=0.41,Y=0.87。）图【答案】（1）（方向向左）图（方向向右）所以（2）五、结构设计与改错题考研专业课精品资料第27页，共51页30．如图1所示轴系结构图中存在多处错误，请指出错误点并说明出错原因加以改正。图1【答案】①无调整垫片；②无间隙、无密封；③键太长；④无定位轴肩；⑤无非定位轴肩；⑥套筒高于轴承内圈高度；⑦轴和轮毂一样长，起不到定位作用；⑧无轴向定位；⑨无调整垫片；⑩采用反装错误且与右侧轴承型号不一致。解图231．图中所示为带传动的张紧，试析其不合理处，并改正。图【答案】张紧轮应置示边内侧，且靠近大带轮处。现置于紧边内侧并靠近小带轮，使小带轮包角减少较大，并易引起振动。式中滚子直径。考研专业课精品资料第28页，共51页2021年天津大学精密仪器与光电子工程学院803机械原理与机械设计之机械设计考研仿真模拟五套题（四）说明：严格按照本科目最新专业课真题题型和难度出题，共五套全仿真模拟试题含答案解析。一、选择题1．两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__________。A.干摩擦B.边界摩擦C.混合摩擦D.液体摩擦【答案】B2．在铰制孔用螺栓联接中，螺栓杆与孔的配合为__________。A.间隙配合B.过渡配合C.过盈配合【答案】B3．如下图所示的多片式摩擦离合器的摩擦工作表面有__________。A.四面B.五面C.六面D.七面图【答案】C4．为了提高圆柱螺旋压缩弹簧的稹定性，在其上安装一导杆，已知导杆直径为25mm，弹簧丝直径为4mm，则弹簧的弹簧指数C的最小值为__________。A.8B.7C.6D.5【答案】A5．齿轮传动中，动载系数主要是考虑__________因素对齿轮传动的影响。A.齿轮自身制造精度引起的误差B.载荷沿齿宽分布不均考研专业课精品资料第29页，共51页C.双齿啮合时的载荷分配不均D.齿轮以外的其他【答案】A6．若两轴间径向位移较大、转速较低、载荷平稳无冲击时，宜选用__________联轴器。A.凸缘B.齿式C.尼龙柱销D.十字滑块【答案】D7．带传动工作中产生弹性滑动的原因是__________。A.带的预紧力不够B.带的松边和紧边拉力不等C.带绕过带轮时有离心力D.带和带轮间磨擦力不够【答案】B8．带传动中紧边拉力为，松边拉力为，则其传递的有效圆周力为__________。A.B.C.D.【答案】D9．蜗杆直径系数q=__________。A.B.C.D.【答案】A10．轮齿的弯曲强度，当__________，齿根弯曲强度就会增大。A.模数不变，增多齿数时B.模数不变，增大中心距时C.模数不变，增大直径时D.齿数不变，增大模数时【答案】B二、填空题11．对于径向位移较大、转速较低、无冲击的两轴间宜选用__________联轴器；对于要求有综合位移、递转矩较大、转速较低的重型机械中常用__________联轴器。【答案】十字滑块；齿式12．静应力只能__________产生。【答案】由静载荷作用考研专业课精品资料第30页，共51页13．在齿轮传动中，主动轮所受的圆周力与其回转方向__________，而从动轮所受的圆周力与其回转方向__________。【答案】相反；相同14．用四个铰制孔螺栓联接两个半凸缘联轴器，螺栓均布在直径为200mm的圆周上，轴上转矩为，每个螺栓受的横向力为__________N。【答案】50015．在选择联轴器或对其关键零件进行验算时，应用计算转矩TC，这是为了考虑__________。【答案】原动机或工作机产生的动载荷16．螺纹联接常用的防松方法有__________、__________、__________。其对应的防松装置有__________、__________、__________。【答案】摩擦防松、机械防松、铆，冲防松、双螺母、开口销、铆死，冲点17．有两对闭式直齿圆柱齿轮传动，它们的参数分别为：（1）（2）两对齿轮的材料、热处理硬度、载荷、工况和制造精度葙同，其中第__________对齿轮齿面接触应力大。第__________对齿轮轮齿接触强度高。【答案】2；118．牙嵌式离合器的牙型有__________、__________和__________，而在传递较大转矩时，常用__________牙型，这是因为__________。【答案】三角形；梯形；锯齿形；梯形；梯形牙的强度高，且齿面磨损后能自动补偿间隙三、简答题19．在设计中可采用哪些措施来保证减速器机体上轴承座的支承刚度？【答案】（1）保证轴承座有足够的厚度，一般为机体壁厚的2～2.5倍。（2）为轴承座加支承筋。（3）提高剖分式轴承座的螺栓连接刚度，使两个轴承旁螺栓距离尽量靠近。20．机械零件的结构工艺性包括哪些内容？试举例说明之。【答案】机械零件的结构工艺性主要包括以下内容：（1）零件的结构应与生彥条件、批量大小及尺寸大小相适应在大量生产及有大型生产设备的条件下，宜采用模锻毛坯；对形状复杂、尺寸大的零件，宜采用铸造毛坯。而单件或小批量生产的零件，宜用焊接毛坯或自由锻毛坯。以齿轮为例，见解图1。考研专业课精品资料第31页，共51页解图1（2）零件造型应简单化尽量采用最简单的表面（如平面、i柱面、共轭曲面等）及其组合，隱时力求减少被加工表面的数量和被加工的面积，如解图2所示。（3）零件的结构应适合进行热处理在零件结构设计时一定要考虑零件的热处理工艺性，避免在热处理时产生裂纹及严重变形。通常应注意以下几点:①避免尖角、棱角。如解图3所示，将尖角、棱角处理成倒圆或倒角，可减少应力集中，避免泮火时开裂。②避免厚薄悬殊。如解图4所示，加工工艺孔以减轻剖面厚薄不均匀的程度，使淬火变形减小。解图2、解图3、解图4③零件形状力求简单、封闭和对称。④形状特别复杂或者不同部位有不同性能要求时，可用组合结构，如机床铸铁床身上镶钢导轨。⑤提高零件的结构刚性。⑥零件的结构应保证加工的可能性、方便性和精确性（4）设计出的零件结构不仅应保证能够进行加工，而且还应保证能够很方便地加工出满足精度要求的零件。如解图5a所示，只需一次走刀即可同时加工几个零件，生产效率高。解图5b所示，只需一次装卡即易保证孔的同轴度。.考研专业课精品资料第32页，共51页解图5（5）零件的结构应保证装拆的可能性和方便性设计出的零件结构应保证能够方便地进行装配与拆卸。如解图6所示，图a避免了两圆柱面同时接触，既可降低非配合面的加正精度，又便于装拆。图b保证了必要的安装、拆卸紧固件的空间，便于装拆。解图6（6）零件的结构应便于修理与维护考研专业课精品资料第33页，共51页21．如图所示链传动的布置形式，小链轮为主动轮。在图（a）、（b）、（c）、（d）、（e）、（f）、（g）与（h）所示的布置方式中，指出哪些是合理的，哪些是不合理的，为什么？（注：最小轮为张紧轮）考研专业课精品资料第34页，共51页图【答案】在图示的八种链传动的布置方式中，（b）、（d）、（e）是合理的、（a）、（c）、（f）、（g）、（h）是不合理的。这是因为链传动的紧边宜布置在传动的上面，这样可避免咬链或紧边与松边相碰撞。另外，采用张紧轮张紧时，张紧轮应装在靠近主动链轮的松边上，这样可增大包角。22．一高速旋转、传递较大功率且支承跨距较大的蜗杆轴，采用一对正装的圆锥滚子轴承，是否合适，为什么？【答案】不合适。由于蜗杆传动效率低，若传递功率大，转速高，则温升大。蜗杆采用正装结构时，蜗杆轴热伸长会使轴承卡死。如果采用反装结构，轴伸长不会使轴承卡死，但会使受载滚动体数减少。因此，对这种蜗杆传动应采用一端双向固定，一端游动的支承方案。23．为什么锡青铜蜗轮的许用接触应力与应力循环次数N有关，而与无关？为什么无锡青铜或铸铁蜗轮的许用接触应力与齿面相对滑动速度有关？而且滑动速度越大，许用接触应力越小？【答案】（1）锡青铜抗胶合能力强，蜗轮齿面的失效形式主要是疲劳点蚀，而疲劳点蚀是在接触应力多次作用下产生的，所以，锡青铜蜗轮的许用接触应力与应力循环次数N有关，而与考研专业课精品资料第35页，共51页无关。（2）无锡青铜或铸铁抗胶合能力差，蜗轮齿面的失效形式主要是胶合，进行齿面接触疲劳强度计算是条件性计算，是通过限制齿面接触应力的大小来防止发生齿面胶合，因此要根据抗胶合条件来选取许用接触应力。而齿面相对滑动速度是影响胶合的重要因素，并且越大，越容易产生胶合，因此，无锡青铜或铸铁蜗轮的许用接触应力与齿面相对滑动速度有关，且越大，越小。24．在材料和载荷性质相同的情况下，动连接的许用挤压应力比静连接的许用挤压应力小，试说明原因。【答案】因为动连接的失效形式为过度磨损，而磨损的速度快慢主要与压力有关。压力的大小首先应该满足静强度条件，即小于许用挤压应力，然后为了使动连接具有一定的使用寿命，特意将许用压力值定的比较低。如果动连接的相对滑动表面经过淬火处理，其耐磨性得到很大的提高，可相应的提高其许用压力值。四、分析计算题25．有一升降装置如图所示，螺纹副采用梯形螺纹，大径d=50mm，中径d2=46mm，螺距P=8mm，线数n=4，支承面采用推力球轴承。升降台的上下移动处采用导滚轮，它们的摩擦阻力忽略不计。设承受载荷Fa=50000N，试求:（1）升降台稳定上升时的效率，已知螺纹副间摩擦系数；（2）稳定上升时施加于螺杆上的力矩T；（3）若升降台以640mrn/min上升，则螺杆所需的转速n和功率P；（4）欲使升降台在载荷Fa作用下等速下降，是否需要制动装置？若需要，则加于螺杆上的制动力矩是多少？图【答案】（1）计算升降台稳定上升时的效率该螺纹的螺纹升角为而螺纹副的当量摩擦角为故（2）计算稳定上升时施加于螺杆上的力矩T考研专业课精品资料第36页，共51页（3）计算螺杆所需转速n和功率P由题可知，螺杆转一周，升降台上升一个导程S=nP=4×8=32mm，故若升降台以640mm/min的速度上升，则螺杆所需转速为n=（640÷32）=20r/min。计算螺杆所需功率P，有如下三种方法。①第一种计算方法:按螺杆线速度及圆周力Ft确定螺杆所需功率P，取及可得②第二种计算方法:按同一轴上功率P与转矩转速T、转速n之间的关系式，可得③第三种计算方法:按升降台以速度上升时所需功率来确定螺杆所需功率P，即而则（4）判断是否需要制动装置，并计算制动力矩已知，可知螺纹副不自锁，故欲使升降台在载荷Fa作用下等速下降，则必须有制动装置。故施加于螺杆上的制动力矩为26．有一对直齿圆柱齿轮传动，传递功率P1=22kW，小齿轮材料为40Cr钢（调质），；大齿轮材料为45钢（正火），。，。试问此传动在不改变工作条件及其他设计参数的情况下，它的计算转矩能提高百分之几？【提示】接触强度校核公式为:【答案】（1）将公式转换成（2）为该齿轮的计算转矩，在工作条件及其他设计参数不变的情况下，从式中可以看出，该传动的仅与许用接触应力有关。且应将或中较小的数值代入。考研专业课精品资料第37页，共51页结论:计算转矩可以提高104%。27．下图所示为一流水线运输链的传动系统。已知运输链的有效工作拉力F=3600N，链轮节圆直径D=250mm,链轮转速n=40r/min，工作机效率。斜齿圆柱齿轮传动的啮合效率，普通V带传动效率，轴承效率，联轴器效率，电机转速n1=720r/min，带传动的传动比，齿轮传动的传动比。试计算：（1）电机所需的功率；（2）轴Ⅱ及轴Ⅲ传递的功率；（3）轴Ⅱ和轴Ⅲ的转速。图【答案】（1）电机功率（2）轴Ⅱ传递的功率：轴Ⅲ传递的功率：（3），,28．已知一对齿数相等、、模数m=5mm的渐开线直齿圆柱齿轮。为了提高其重合度而又不希望增加齿数，故增加主、从动轮的顶圆，使其刚好通过彼此的极限啮合点。若要求重合度，试求：（1）两轮齿数。（2）齿廓曲线在分度圆上的曲率半径。（3）两轮的齿顶圆直径及齿厚，并检查齿顶齿厚是否变尖（）。（4）中心距为时，其径向间隙c是多少？（齿轮用标准正常齿刀具切削）【答案】（1）求两轮齿数作齿轮啮合图，由下图可得实际啮合线考研专业课精品资料第38页，共51页图（2）求分度圆上的曲率半径（3）求齿顶圆直径及齿厚，齿顶变尖了。（4）求中心距及径向间隙29．一块钢板用4个普通螺栓固定在支架上，螺栓布置有（a）、（b）两种方案，如图所示。已知:螺栓材料为Q235，=95MPa，接合面间摩擦系数，可靠性系数，载荷，尺寸，。（1）试用数值计算结果分析（a）、（b）两种方案哪种螺栓布置方案更合理？（2）按照上述螺栓合理的布置方案，确定螺栓直径。考研专业课精品资料第39页，共51页图（a）图（b）【答案】（1）Qpa＜Qpb选用（a）方案更合理。（2）选M40螺栓。五、结构设计与改错题30．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。考研专业课精品资料第40页，共51页（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：改正后的图31．试指出下图轴的结构设计不正确之处，并在轴线下方绘图改正之。图【答案】该轴的结构设计不正确之处（下图是正确的），主要有:图考研专业课精品资料第41页，共51页（1）轴伸处无轴肩，使轴上零件无法定位，而且少键。（2）轴承透盖上的孔径过大、加工面过大。（3）此处与轴承配合的轴径应大于轴承内径孔通过处的轴径，以便于拆装。（4）套筒太厚不好拆轴承。（5）此处与齿轮孔相配合的轴径应大于前段的轴径，而且该段轴的长度要比齿轮轮毂宽短2〜3mm，以保证齿轮的固定。（6）与齿轮轮毂配合轴段上少键。（7）此处少轴环，齿轮在轴上无定位。（8）齿轮在机体内的布置不对称。（9）有端轴伸出轴承太长。（10）少调整垫片。考研专业课精品资料第42页，共51页2021年天津大学精密仪器与光电子工程学院803机械原理与机械设计之机械设计考研仿真模拟五套题（五）说明：严格按照本科目最新专业课真题题型和难度出题，共五套全仿真模拟试题含答案解析。一、选择题1．在闭式齿轮传动中，高速重载齿轮传动的主要失效形式是__________。A.轮齿疲劳折断B.齿面疲劳点蚀C.齿面胶合D.齿面磨粒磨损E.齿面塑性变形【答案】C2．滚动轴承6102的内径为__________。A.102mmB.10mmC.2mmD.15mm【答案】D3．在齿轮传动中，提高其抗点蚀能力的措施之一是__________。A.提高齿面硬度B.降低润滑油粘度C.减小分度圆直径D.减少齿数【答案】A4．中心距一定的带传动，小带轮上包角的大小主要由__________决定。A.小带轮直径B.大带轮直径C.两带轮直径之和D.两带轮直径之差【答案】D5．在滚动轴承游隙组代号中，__________游隙是最大，__________游隙最小，__________可省略不标，通常推荐选择__________。A./ClB./C2C./COD./C3E./C4F./C5【答案】F、A、C、C6．带传动设计时，主要应防止__________，而下列所述__________一般不会发生。A.带的弹性滑动考研专业课精品资料第43页，共51页B.带的受载拉断C.带的打滑D.带的磨损E.带的发热【答案】C、B7．__________不能用作弹簧材料。A.65B.65MnC.ZSnSb11Cu6D.60Si2MnA【答案】C8．平键标记:键中，是表示__________。A.键宽X轴径B.键宽X键长C.键高X键长D.键高X键宽【答案】B9．设计带传动时，为防止__________，应限制小带轮的最小直径。A.小带轮上的包角过小B.带内的弯曲应力过大C.带的离心力过大【答案】B10．圆柱螺旋压缩弹簧可按曲梁受__________进行强度计算。A.拉伸B.压缩C.弯曲D.扭转【答案】D二、填空题11．普通紧螺栓连接受横向载荷作用，则螺栓中受__________应力和__________应力作用。【答案】拉伸、扭剪12．滚动轴承预紧的目的是为了提高轴承的__________和__________。【答案】刚度；旋转精度13．受弯矩作用的轴，力作用于轴的中点，当其跨度减少到原来跨度的1/2时，如果其他条件不变，其挠度为原来挠度的__________。【答案】14．影晌润滑油粘度的主要因素有__________和__________。【答案】温度、压力考研专业课精品资料第44页，共51页15．蜗杆头数z1愈少，传动效率愈__________，自锁性愈__________。一般取z1=__________～__________。【答案】低、好、1〜416．在静强度条件下，塑性材料的极限应力是__________，而脆性材料的极限应力是__________。在变应力作用下，塑性材料的极限应力为__________。【答案】屈服极限、强度极限、疲劳极限17．采用嫘纹联接时。若被联接件总厚度较大，且材料较软，强度较低，需要经常装拆的情况下一般宜采用__________联接：若不需要经常装拆的情况下，宜采用__________联接。【答案】双头螺柱、螺钉18．在载荷具有冲击、振动，且轴的转速较高、刚度较小时，一般选用__________联轴器。【答案】有弹性元件挠性。三、简答题19．齿根弯曲疲劳强度计算的计算点是何处？其计算的力学模型是什么？它是针对何种失效形式？齿根弯曲疲劳危险截面在何处？试作图示之。【答案】齿根弯曲疲劳强度计算点是在齿根危险截面上受拉处；其力学模型是截面与齿根危险截面相同的等截面悬臂梁弹性弯曲；齿根弯曲疲劳强度计算主要针对轮齿疲劳折断失效的；轮齿齿根危险截面按30°切线法求出，如下图所示。20．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要求。【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45页，共51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。21．什么是受拉螺栓连接和受剪栓连接?试从结构特点、受力分析、失效形式和应用场合进行比较。【答案】当螺栓穿过被连接件的通孔与孔留有间隙的称为普通螺栓连接（即受拉螺栓连接）。螺栓杆与孔壁采用基孔制过渡配合的连接称为铰制孔用螺栓连接（即受剪螺栓连接）。受拉螺栓工作时，螺栓主要承受轴向拉力（包括预紧力），在静载荷作用下其主要失效形式为螺纹部分的塑性变形和断裂。在变载荷下多为螺栓的疲劳断裂。在螺纹精度低或连接经常拆卸时也会因过度磨损而滑扣失效。故受拉螺栓设计准则是保证螺栓的静力或疲劳抗拉强度。受剪螺栓工作时，螺栓一般只承受横向力，所受预紧力很小。主要失效形式为螺栓杆和孔壁的贴合面发生压溃或螺栓杆被剪断。其设计的准则是保证连接的挤压强度和螺栓的抗剪强度。受拉螺栓结构简单，装配方便，成本低。但承受横向外载荷的强度比受剪螺栓低，螺栓尺寸大，应用于一般连接中。受剪螺栓承载能力高，尺寸小，但加工复杂，成本高，用于承受较大横向力或连接须精确固定相对位置的重要场合。22．在标准条件下，选用单列链，额定功率情况下，功率曲线上对应得两个转速和，若润滑良好，输出功率恒定，试分析下面3种转速情况下，使用该链条将有什结果:①；②；考研专业课精品资料第46页，共51页③【答案】标准条件下的额定功率曲线图如下，从图上功率曲线内区域中的和组合的点在润滑良好条件下，均能在规定寿命期限内正常工作。由此可见，在范围内能正常工作，而和均不能在规定寿命内正常工作，前著会提前出现链板的疲劳拉断，后者会出现铰链的胶合破坏。23．推导液体动压润滑基本方程（一维雷诺方程）时做了哪些基本假设？运用了哪些条件？【答案】推导液体动压润滑基本方程时做了如下基本假设：①两板间液体做层流运动。②两板间液体是牛顿流体，其粘度只随温度的变化而变化，忽略压力对粘度的影响，而且液体是不可压缩的。③与两板相接触的流体层与板间无滑动出现。④液体的重力和流动过程中产生的惯性力可以略去。⑤由于间隙很小，压力沿方向（油层厚度方向）大小不变。⑥平板沿方向（垂直于层流运动方向）无限长，所以液体沿方向无流动。为了获得液体动压润滑基本方程，在推导过程中运用了力的平衡条件、牛顿粘性定律和流量连续条件等。24．螺纹连接拧紧后有可能在工作中发生松退，为什么？有哪些常用的防松方法？【答案】（1）虽然连接用螺纹都满足自锁条件，似乎可以保证拧紧后不会自动松退。但赖以自锁的是螺纹副间保持有足够阻止相对运动的摩擦力，这个摩擦力只有在静载荷作用及常温时才会保持不变。而当存在振动、冲击、变载荷或环境温度变化大时会导致螺纹副间的正压力发生变化，有可能在某一瞬间消失，使摩擦力为零，产生相对滑动。尤其在振动、冲击频繁的情况下，这种相对滑动现象多次重复，连接就会因松退而失效。（2）常用的防松方法有:①摩擦防松:如采用双螺母、弹簧垫圈等。②机械防松:如采用止动垫圈防松、串联钢丝防松等。③永久性防松:如采用拧紧螺母后破坏螺纹或加焊点等。四、分析计算题25．有一对直齿圆锥齿轮传动，已知：z1=28，z2=48，m=4mm，b=30mm，P=3Kw,n1=960r/min，α=20°。试计算啮合点各力的大小。（忽略摩擦损失）【答案】考研专业课精品资料第47页，共51页^，!26．某机床换向机构中的多盘摩擦离合器在油中工作。已知其外摩擦盘数目为9，内摩擦盘数目为8,摩擦盘结合面的外径D2=98mm，内径D1=72mm，传递功率P=4kW，转速n=1440r/min，摩擦盘材料为淬火钢，每小时结合次数约120次。试验算此离合器，并求其所需的轴向压紧力。【答案】该摩擦离合器能满足要求，其所需的轴向压紧力为。27．某轴系部件采用一对7208AC滚动轴承支承，如下图所示。已知:作用于轴承上的径向载荷，，作用于轴上的轴间载荷，轴承内部轴向力与径向载荷的关系为，试求轴承轴向载荷和。图【答案】轴承的内部轴向力方向如下图所示，向左。方向如图下所示，向右。考研专业课精品资料第48页，共51页图因为所以轴承1为压紧端，轴承2为放松端，故28．某钢材的对称循环弯曲疲劳极限，屈服极限，取循环基数N0=107，寿命指数m=9，试求循环次数N分别为105、5×l06、108次时相应的寿命系数KN和疲劳极限。【答案】由于，所以取因，故应取29．如图1所示，已知一托架边板用三个螺栓与相邻机架联结，螺栓布置方位及受力情况如图所示，假设螺栓靠摩擦传力，不计托架板自重，摩擦系数为0.15。求每个螺栓的预紧力应至少多大。图1考研专业课精品资料第49页，共51页【答案】答图25五、结构设计与改错题30．指出下图中轴承部件组合设计的错误并改正之。图【答案】题中图的轴承部件组合设计的错误之处如下：（1）①、②处缺键连接结构。（2）③处与齿轮配合的轴段长了。（3）④处安装半联轴器，轴上少定位轴肩。（4）⑤处轴承端盖与轴颈间无间隙，无密封件。（5）⑥处机体上加工表面与非加工表面没区分开。（6）⑦处轴承端盖上无退刀槽，机体上轴承座孔上无倒角。（7）⑧处少为减少加工面设计的凹坑。（8）⑨处轴颈太长。（9）⑩处轴上无轴肩。（10）⑪处少挡油板。（11）⑫处少调整垫片。（12）⑬处转动的半联轴器与固定不动的轴承端盖接触了。（13）⑭处套筒太厚了，不能满足轴承的安装尺寸要求。（14）⑮处轴承端盖内壁无起模斜度。（15）⑯处齿轮两端面相对于机体内壁的距离不相等。考研专业课精品资料第50页，共51页正确结构如下图所示。图31．请指出图1中轴系结构的错误，并提出改正意见。图1要点分析:轴的结构设计。【答案】（图2）①两个轴承端盖与箱体接触面间应有调整垫片；②箱体上与端盖的接触面应铸有凸台，以减小加工面；③轴端太长，可与轴承左端面平齐或略长；④没有必要设置套筒，可改为外径不超过内圈厚2/3的台阶，靠轴肩给轴承定位；.⑤齿轮与轴之间应有键联接；⑥与齿轮配合的轴头长度应比齿轮宽度短1〜2mm；⑦套筒、轴肩髙度应低于轴承内圈高度，否则轴承无法拆卸；⑧轴承内外圈剖面线方向应相同；⑨应有轴承安装台阶；⑩透盖与轴之间应有间隙，且应有密封毡圈；⑪右轴承端盖外端面中部应内凹，以减少加工面，且轴承盖应有退刀槽；⑫联轴器与透盖不能接触，联轴器应右移，以保证旋转件与固定件留有适当距离；⑬联轴器与轴间应有轴肩定位，与其配合段轴径应减小；⑭联轴器与轴间应有键联接，且应与⑤处键在一条线上；⑮轴右端面不应超出联轴器端面，应缩进1〜2mm；⑯某些类型联轴器应画联轴孔的中心线；⑰剖分式箱体的结合面不需打剖面线。考研专业课精品资料第51页，共51页答图2