2020年东北石油大学机械设计基础考研复试核心题库之简答题精编

考研专业课精品资料第1页，共23页2020年东北石油大学机械设计基础考研复试核心库之简答题精编主编：掌心博阅电子书考研专业课精品资料第2页，共23页特别说明本书根据最新复试要求并结合历年复试经验对该题型进行了整理编写，涵盖了这一复试科目该题型常考及重点复试试题并给出了参考，针对性强，由于复试复习时间短，时间紧张建议直接背诵记忆，考研复试首选资料。版权声明青岛掌心博阅电子书依法对本书享有专有著作权，同时我们尊重知识产权，对本电子书部分内容参考和引用的市面上已出版或发行图书及来自互联网等资料的文字、图片、表格数据等资料，均要求注明作者和来源。但由于各种原因，如资料引用时未能联系上作者或者无法确认内容来源等，因而有部分未注明作者或来源，在此对原作者或权利人表示感谢。若使用过程中对本书有任何异议请直接联系我们，我们会在第一时间与您沟通处理。因编撰此电子书属于首次，加之作者水平和时间所限，书中错漏之处在所难免，恳切希望广大考生读者批评指正。考研专业课精品资料第3页，共23页一、简答题1．胀套串联使用时，为何要引入额定载荷系数m？为什么ZJ1型胀套和ZJ2型胀套的额定载荷系数有明显的差别？【答案】胀套串联使用时，由于各胀套的胀紧程度不同，导致各胀套的承载能力不同，因此计算时引入额定载荷系数如图所示，ZJ1型胀套串联使用时，右边胀套夹紧力受左边胀套摩擦力的影响，使得左右两边胀套的胀紧程度有明显的差别，ZJ1型胀套的额定载荷系数m较小；ZJ2型胀套串联使用时，右边胀套和左边胀套分别自行胀紧，使得右两边胀套的胀紧程度只有较小的差别，因此ZJ2型胀套的额定载荷系数m较大。（a）（b）图（a）ZJ1型胀套串联使用；（b）ZJ2型胀套串联使用2．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、、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。3．试说明接触最小安全系数可以使用小于1数值的道理。【答案】齿轮许用接触应力计算式为：。而齿轮材料极限接触应力是在一定试验条件下获得的,其中条件之一就是假设齿轮的失效概率为1%。所以，当所设计的齿轮允许失效概率大于1%时，可以通过将取值小于1的方法来提髙材料的许用接触应力，更加充分地发挥齿轮材料的性能。考研专业课精品资料第4页，共23页4．下图1所示的蜗杆传动中，试分别在左右两图上标出蜗杆1的旋向和转向。图1【答案】如图2所示，应用左右手法则，左图中蜗杆1的旋向为右旋，右图中蜗轮的旋向为左旋，因此，蜗杆的旋向也为左旋（把蜗杆传动看作是交错轴斜齿轮传动。当轴交角时，两轮的旋向必然相同）。应用左右手法则，右图中蜗杆的转向为逆时针，如图2所示。图25．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：图考研专业课精品资料第5页，共23页6．如下图所示，当滚动轴承所受径向载荷一定，内圈转动，外圈不动时，试分析内、外圈上的点a和b的接触应力随时间的变化情况。【答案】内圈（转动圈）上的点a类似滚动体。在承载区，所受载荷由零逐渐增加到最大值，然后再逐渐降低到零，其应力是周期性地不稳定变化，如下1所示。图1外圈（固定圈）上b点（处于承载区），b点受到最大的接触载荷，每当一个滚动体滚过时，便受一次载荷，其大小不变，也就是受稳定的脉动循环载荷，如图2所示。图27．某钢制零件材料性能为，受单向稳定循环变应力作用，危险剖面的综合影响系数。（1）若工作应力按常数的规律变化，问该零件首先发生疲劳破坏，还是塑性变形？（2）若工作应力按循环特性常数的规律变化，问在什么范围内零件首先发生疲劳破坏？（图解法、解析法均可）【答案】（1），，作该零件的极限应力线图（答图）。常数时，应力作用点在线上，与极限应力图交于线上，所以该零件首先发生塑性变形。（2）常数时，发生疲劳破坏的工作应力点在范围内，点，所以，时首先发生疲劳破坏。考研专业课精品资料第6页，共23页答图8．外啮合齿轮传动中，齿面塑性流动的结果分别使哪个齿轮出现凹槽和凸脊？【答案】由于在主动轮齿面的节线两侧，齿顶和齿根的摩擦力方向相背，因此在节线附近形成凹槽；从动轮则相反，由于摩擦力方向相对，因此在节线附近形成凸脊。9．机器中一对深沟球轴承的寿命为8000h，当载荷及转速分别提高1倍时，轴承的寿命各为多少？【答案】由轴承的寿命计算式可知，如果转速提高一倍，则寿命变为原来的二分之一，即4000h；对于深沟球轴承，，当载荷提高一倍时，寿命将变为原来的八分之一，即1000h。10．在下图所示铰链四杆机构中，已知各杆长度，，。要求：（1）试确定该机构为何种机构；（2）若以构件为原动件，试用作图法求出摇杆的最大摆角，此机构的极位夹角，并确定行程速比系数;（3）若以构件为原动件，试用作图法求出该机构的最小传动角；（4）试分析此机构有无死点位置。图【答案】（1）由已知条件知最短杆为连架杆，最长杆为杆，因故杆为曲柄，此机构为曲柄摇杆机构。（2）当原动件曲柄与连杆两次共线时，摇杆处于两极限位置。适当选取长度比例尺，作出摇杆分别处于两极限位置时的机构位置图和，由图中量得’，，可求得考研专业课精品资料第7页，共23页（3）当原动件曲柄与机架两次共线时，是最小传动角可能出现的位置。用作图法作出机构的这两个位置与，由图量得_，，故（4）若以曲柄为原动件，机构不存在连杆与从动件摇杆共线的两个位置，即不存在的位置，故机构无死点位置。若以摇杆为原动件，故存在连杆与从动件曲柄共线的两位置，即存在的位置。故机构存在两个死点位置。11．试述链传动的主要参数及其选择。【答案】链传动的主要参数有链的节距p，排数，链轮齿数z1、z2，中心距a及链节数LP等。（1）链的节距p已标准化，可根据传递的功率及小链轮转速n1由功率曲线图查取，是链传动的最基本参数，它的大小反映了链条及链轮各部分尺寸的大小，也决定了链传动承载能力的大小。链的节距p越大，链传动的承载能力越大，但是节距p越大，多边形效应越大，传动不平稳性、动载荷和噪声越严重，传动尺寸也越大。因此，在满足承载能力的条件下，应尽量选用小的节距；当中心距大，传动比小，低速重载时可选大的节距。（2）在满足承载能力的条件下，应尽量选用单排链，而当传递载荷大，链速高，且要求传动平稳时，则应尽量选用小链节距的多排链，具体排数由传递载荷的大小而定。（3）小链轮齿数z1对传动的平稳性和工作寿命影响很大。在相同节距下，若齿数z1少，可减小传动的外部尺寸，但将增加运动的不均匀性和动载荷，并增大链条绕入和退出链轮时链节间的相对转角，加剧铰链的磨损；若齿数z1太多，则大链轮齿数z2将更多，会导致传动的外部尺寸和系统质量增大，而且会因磨损后节距增大易发生跳齿和掉链现象，缩短链的使用寿命。因此，小链轮的齿数z1不宜太少，也不宜太多，大链轮的齿数z2也不宜太多。z1可根据链速的大小来选择，链速越低，z1越小，一般取z1min=17；而z2=iz1，一般i<7，z2max=120。同时，为使链条与链轮的磨损均匀，通常链节数取偶数，故两链轮齿数z1、z2最好为与链节数互质的奇数。（4）中心距a也是对链传动有重要影响的参数。若中心距a过小，则使链条在小链轮的包角减小，轮齿受力增大，同时在链速一定的条件下，单位时间内链条绕过链轮的次数增多，从而加剧链条的磨损和疲劳，降低链的寿命。若中心距a过大，则使传动的结构不紧凑，链条松边的下垂量增大，从而使链条松边上下易颤动，造成运动不平稳。因此，一般初选中心距a0=（30～50）p，a0max=80p。（5）链节数LP可根据初定中心距a0ma、节距p和链轮齿数z1、z2等参数，按公式12．某一变位蜗杆传动在变位前后，传动中心距不变。试问:变位后蜗杆的节圆与分度圆是否重合？蜗轮的节圆与分度圆是否重合？为什么？变位前后蜗轮的分度圆直径是否相等？为什么？【答案】某一变位蜗杆传动在变位前后，传动中心距不变，即，而变位后蜗轮齿数发生变化了，即。此时，蜗杆的节圆与分度圆不再重合，但蜗轮的节圆与分度圆是重合的，因为这种微量改变蜗杆传动的传动比的变位方法，当时，相当于正变位，而当时，则相当于负变位，故仍然保持蜗杆传动的变位特点。由于变位前后蜗轮的齿数发生了变化，由分度圆计算公式可知，，，由于，故，即变位前后蜗轮的分度圆直径是不相等的。考研专业课精品资料第8页，共23页13．如图所示铰链四杆机构，作用于手柄1上的水平主动力拉动机构以提升悬吊在杆5上的重物。各杆的质量及转动惯量均不计。各转动副中的摩擦圆如图所示。求在力作用下能吊起的重物重量，并计算其效率。图【答案】取包括构件2和3及相应转动副fi、C、£）的II级杆组为力分析单元。如果不计摩擦，主动力将作用于转动副中心A;考虑摩檫时，主动力由构件1水平作用于构件2上，且切于转动副A处的摩擦圆。由于应阻碍构件2相对构件1的转动，即对转动副A中心的力矩方向应与相对角速度的方向相反。由图可以看出，当水平主动力拉动机构时由于角将增大，所以构件2相对构件1的相对角速度必为顺时针方向，应切于A点摩擦圆的上方，使其对A形成逆时针方向的力矩。构件2是三力构件，除受到主动力作用外;还受到两处的运动副反力。先讨论不计摩檫时的情况，此时运动副中的反力与必分别通过铰链的中心。为使构件2平衡,、及三个力必相交于点。做出构件2的力矢量图，如图所示，可求得和的大小和方向。构件3是二力构件，故等于。构件4是三力构件，与相交于，则必通过点。故由构件3的力矢量图可求得和。.如果考虑摩擦，对摩擦圆中心的力矩方向应与相反。由图可知，由于此时角将减小，故构件2相对于构件3作顺时针方向转动，应切于点摩擦圆而形成逆时针力矩。应当考研专业课精品资料第9页，共23页注意，此时尚不能最后确定的作用线。但考虑构件3,由于其为二力杆，故与应大小相等、方向相反且共线。而，，故与亦应大小相等、方向相反且共线。由于角将增大，因此构件4相対于构件3的相对角速度方向是逆时针的，应切于D点摩擦圆而形成顺时针方向的力矩，如图所示，和所共之线应为C、D处两摩擦圆的外公切线。上述外公切线与作用线相交于点，该点即为构件2所受三个力、和的汇交点，故作用力应通过点。由于为顺时针方向，应偏移而形成逆时针的力矩，故其切于摩擦圆的情况如图所示。由构件2的力平衡方程式，即可做出其力多边形如图所示。从动杆4也是三力构件，作用力是、、，其中t的大小与作用线方向已确定。重力载荷通过吊杆5和转动副作用在构件4上。当机构运动时，转动副中形成的摩擦力矩促使载荷由位置偏移到。因为角减小，故是逆时针方向，对点应形成顺时针力矩，所以其应向右偏移且切于处摩擦圆，如图所示。由于和相交于点，因此反力也应通过点（三力汇交点）。现在构件4对机架的相对角速度为逆时针方向，故应切于点摩擦圆而形成顺时针力矩，如图所示，从而可确定出的作用线。这时，构件4上的三个力处于平衡，故由此，构件4的力多边形如图所示。按比例做出力多边形后就可求出在力作用下可吊起的重物重量。图示位置该机构的效率，即14．闭式齿轮传动的主要失效形式及设计准则是什么？开式齿轮传动的主要失效形式及设计准则又是什么？【答案】（1）软齿面闭式齿轮传动，其主要失效形式为齿面点蚀，故先按齿面接触疲劳强度进行设计，然后再按齿根弯曲疲劳强度校核。硬齿面闭式齿轮传动，其主要失效形式为轮齿疲劳折断，故先按齿根弯曲疲劳强度计算，然后再按齿面接触疲劳强度校核。（2）在开式齿轮传动中，其主要失效形式是齿面磨损，故通常只按齿根弯曲疲劳强度进行设计，并考虑到磨损的影响将模数值加大。15．试指出普通螺栓连接、双头螺柱连接和螺钉连接的结构特点，以及各用在什么场合。【答案】结构特点:普通螺栓连接在被连接件上制出通孔，螺栓一端配有螺母；双头螺柱连接在被连接件之一制出通孔，另一件（较厚件）上制出螺纹孔（盲孔），螺柱一端配有螺母；螺钉连接适用于被连接件可以开通孔，另一件（较厚件）上制出螺纹孔（盲孔），不需螺母。应用场合:普通螺栓连接适用于被连接件可以开通孔的场合；双头螺柱连接和螺钉连接适用于被连接件之一较厚，不宜制作通孔的场合；双头螺柱连接与螺钉连接相比，前者适用于经常拆卸的场合，而后者适用于不需要经常拆卸的场合。16．螺纹联接的主要类型有哪几种？各用于何种场合？【答案】①螺栓联接是利用螺栓穿过被联接件的孔，拧上螺母，将被联接件联成一体。其被考研专业课精品资料第10页，共23页联接件的孔内不切制螺纹，使用方便。通常用被联接件不太厚，能从被联接件两边进行装配的场合。②双头螺柱联接是将螺栓一端旋紧在一被联接件的螺纹孔内，另一端穿过另一被联接件的孔，旋上螺母，从而将被联接件联成一体。用于被联接件之一太厚不便穿孔，且需经常装拆或结构上受限制不能采用螺栓联接的场合。③螺钉联接不用螺母，而是直接将螺钉拧入被联接件之一的螺纹孔内，从而实现联接。用于被联接件之一较厚的场合，不经常装拆联接的场合。④紧定螺钉联接，是利用紧定螺钉旋入一零件，并以其末端顶紧另一零件（或该零件的的凹坑内）来固定两零件之间的相互位置，可用于传递不大的力及转矩，多用于轴和轴上零件的联接。17．图示减速器端盖用4个螺钉固定在铸铁箱体上，端盖与箱体间采用金属垫片。端盖受轴向载荷，试确定预紧力及螺钉直径。图【答案】金属垫片，取一般连接，载荷不变，可取=0.4F，则则螺栓总拉力Q=2100N。取8.8级螺栓，不控制预紧力，取许用安全系数S=4，则所以，d1≥4.66mm。18．如何从轴上装拆6210、30310轴承？【答案】对于6210这种深沟球轴承以及30310圆锥滚子轴承来说，往轴上安装时，可以采用热油预热轴承来增大内孔直径，以便安装，但是温度不得高于80°C，以免轴承回火；也可以用压力机通过套管压装内圈。拆卸时，应使用拆卸工具。但6210轴承本身是一体的，必须整体装拆，注意装拆时装拆力不应通过滚动体。19．如下图所示一为偏心夹具，已知其摩擦圆半径为，楔紧角为，偏心歲的外径为，偏心距为，分析保证其自锁的条件。图【答案】和力后，偏心盘有沿逆时针方向转动放松的趋势，由此可知被压物体对夹具的作用力如图所示。分别过偏心盘的圆心和其回转中心作的平行线。则基自锁条件为与摩擦考研专业课精品资料第11页，共23页圆相切或相交，即由以上三角形的尺寸关系可得由以上三式可得，即为自锁条件。20．下图中棘轮齿面倾角，若要满足棘爪能顺利地进入齿底，则棘爪回转中心O2的位置应如何考虑？【答案】为了棘爪能顺利地进入齿底，如下图是棘爪正进入齿内的受力图。爪上A受有来自棘轮的法向反作用力N，N力方向垂直于轮齿工作面O1A。爪沿O1A滑入齿底的过程中，又受有来自棘轮齿面的摩擦阻力F,F的方向是。所以棘爪在向轮齿底部滑移过程中受有合力R的作用，R与N两力夹角为摩擦角p。若R力延伸线与连心线0102之间相交，说明爪在R力作用下转动的趋势是顺利地滑向齿底，若R力延伸线与连心线0102之外相交，说明爪在R力作用下转动的趋势是脱开啮合。所以棘爪回转中心02的位置只要使R力延伸线与连心线0102之间相交即可。图21．计算下图所示机构的自由度并确定其机构级别。凸轮-连杆机构图【答案】（1）由题图可知，滚子绕B点的转动是局部自由度；同时，F处是个复合铰链，故该机构n=7，PL=9，PH=2，自由度为即此机构只需一个原动件，现以构件1作为原动件。（2）为了确定机构的级别，必须进行髙副低代，代换后的运动简图如下图1所示，此时，n=9,PL=13，PH=1（其中F点处为复合铰链）。故机构的自由度为考研专业课精品资料第12页，共23页图1（3）按代换后的机构拆杆组。根据拆杆组的原则，总是从远离起始构件开始，现以Ⅱ级杆组进行试拆；同时还应满足拆下的是杆组，余下的仍是机构的条件。为此，先拆下构件8、9组成的杆组，如下图2所示：图2接着再对余下的机构进行拆杆组，如下图三所示：图三依次类推。最后得出下图4。图4（4）最后以机构中最高级别的基本杆组作为机构级别。所以，由上图4可知，此机构属于Ⅲ考研专业课精品资料第13页，共23页级机构。22．何谓摩擦圆？如何确定转动副中总反力的作用线位置？【答案】在转动副中，以回转中心为圆心，以为半径所作的圆称为摩擦圆。当机构处于运动状态时，转动副中总反力的作用线总是与摩擦圆相切。首先在机构中的二力构件上分析总反力的方向：该构件上两个转动副中的总反力大小相等、方向相反、作用线共线且分别与两个摩擦圆相切;根据构件之间相对运动的趋势，即可确定总反力方向。然后根据构件之间作用与反作用的关系及静力平衡条件，确定其他构件上转动副中的总反力的作用线位置。23．齿式联轴器为什么能补偿综合位移?【答案】齿式联轴器由两个具有外齿的半联轴器和两个具有内齿的外壳通过螺栓连接固连起来，由于外齿轮的齿顶制成球面（球面中心位于轴线上），齿侧又制成鼓形，而且齿侧间隙较大，所以齿式联轴器能补偿两轴间的综合位移，即径向位移、轴向位移和角位移。24．如何编制滚动轴承代号？【答案】滚动轴承代号由字母和数字组成，并由前置代号、基本代号和后置代号组成。基本代号是轴承代号的主体，表示轴承的基本类型、结构和尺寸。前置号和后置代号是轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要求等方面有改变时，在基本代号左右增加的补充代号。25．什么是内部轴向力？如何计算轴承的轴向力？【答案】对角接触轴承，由于滚动体和外圈滚道间存在有接触角α，在径向力作用下各个滚动体上承受轴向分力的作用，这些轴向分力的合力即为轴承的内部轴向力。计算轴承的轴向力时，把轴和两轴承内圈视为一体作为分离体，轴承的轴向力可以根据分离体的轴向力平衡条件确定，阻止分离体做轴向移动的轴承的轴向力为轴向外载荷与另一个轴承的内部轴向力的合力，而另一个轴承的轴向力为其自身的内部轴向力。26．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：考研专业课精品资料第14页，共23页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：图27．引起内部动载荷的原因是什么？有哪些措施可以使其减小？【答案】引起内部动载荷的主要因素是基节和齿形误差产生的传动误差、节线速度和轮齿哨合刚度等。适当提高齿轮的加工精度，对高速传动或硬齿面齿轮进行齿廓修形，可减小动载荷。28．如图所示，已知四杆机构各杆长度分别为、、，，试问该机构是否存在曲柄？图【答案】，，该机构以最短杆的邻边作为机架，且最长杆与最短杆长度之和小于另外两杆长度之和，故构成曲柄摇杆机构，其中杆为曲柄。考研专业课精品资料第15页，共23页29．如下图所示，己知圆锥滚子轴承安装在零件1的轴承座孔内。由于结构限制，设计时不能改变零件1的尺寸。试问：采用何种方法以便于轴承外圈拆卸？并在右侧图上画出零件1的结构。图【答案】可在零件1圆周方向上等分圆周位置加2至3个螺纹孔，用螺钉顶轴承外圈拆卸。如下图所示：图30．如图所示机构中，已知各构件的尺寸及机构的位置，各转动副处的摩擦圆如图中的虚线圆所示，移动副及凸轮高副处的摩擦角为，凸轮顺时针转动，作用在构件4上的工作阻力为G。试求图示位置:（1）各运动副的反力（各构件的重力及惯性力均忽略不计）;（2）需加于凸轮1上的驱动力矩M1。.图【答案】（1）确定各运动副中总反力的方向。根据机构的运动情况和力的平衡条件，先确定凸轮高副处的总反力FR12的方向，该力的方向与接触点B处的相对速度方向成角。考研专业课精品资料第16页，共23页再由FR51应切于运动副A处的摩擦圆，且对A之矩的方向与方向相反，同时与FR21组成一力偶与M1平衡，定出FR51的方向；由于连杆3为二力构件并受拉，其在D、E两转动副处所受两力FR23及FR43应切于该两处的摩擦圆，且大小相等方向相反并共线，由此可确定出FR23、FR43及FR32、FR34的方向；总反力FR52应切于运动副C处的摩擦圆，且对C之矩的方向应与方向相反，同时构件2受有FR12、FR52及FR32三个力，且应汇交于一点，由此可定出FR52的方向；滑块4所受总反力FR54应与的方向成角，同时又受有FR34、FR54及G三个力且应汇交于一点，于是可定出FR54的方向。（2）确定各运动副中总反力的大小。取构件2、构件4为研究对象，可列出下列力的平衡方程，即根据上述力的平衡方程作力的多边形，如图（b）所示即可得各运动副的总反力。（3）求需加于凸轮1上的驱动力矩M1。由凸轮1的平衡方程可得式中，为FR21与FR51两方向线的垂直距离。31．链传动有哪些特点？【答案】（1）与齿轮传动相比，链传动的制造和安装精度比较低；链轮齿受力情况比较好；承载能力比较大，有一定的缓冲和减振性能，中心距可较大而结构轻便。（2）与带传动比，链传动的平均传动比准确；效率高；链条对轴的压力小；在同样使用条件下，结构更紧凑；磨损伸长比较慢，张紧调节工作量比较小；能在温度高，湿度大，多尘土等恶劣环境下工作。（3）链传动的主要缺点是：瞬时连度不均匀，不如带平稳，有噪声，不宜在载荷变化很大场合。32．使用系数KA和动载荷系数KV都是考虑动载荷影响的系数，两者有何区别？【答案】使用系数是考虑齿轮啮合外部因素引起附加动载荷影响的系数，影响它的主要因素是原动机和工作机的工作特性；而动载系数是考虑齿轮制造误差、运转速度等轮齿内部因素引起的附加动载荷影响的系数。33．如图1所示为蜗杆传动和圆锥齿轮传动的组合。已知输出轴上的锥齿轮z4的转向n。（1）欲使中间轴上的轴向力能部分抵消，试确定蜗杆传动的螺旋线方向和蜗杆的转向；（2）在图中标出各轮轴向力的方向。图1【答案】（1）蜗杆传动为右旋考研专业课精品资料第17页，共23页（2）见图2。解图234．胀套串联使用时，为何要引入额定载荷系数m?为什么ZJ1型胀套和ZJ2型胀套的额定载荷系数有明显的差别？【答案】胀套串联使用时，由于各胀套的胀紧程度不同，导致各胀套的承载能力不同，因此计算时引入额定载荷系数m如下图所示，ZJ1型胀套串联使用时，右边胀套夹紧力受左边胀套摩擦力的影响，使得左右两边胀套的胀紧程度有明显的差别，ZJ1型胀套的额定载荷系数m较小；ZJ2型胀套串联使用时，右边胀套和左边胀套分别自行胀紧，使得右两边胀套的胀紧程度只有较小的差别，因此ZJ2型胀套的额定载荷系数m较大。图（a）ZJ1型胀套串联使用；（b）ZJ2型胀套串联使用考研专业课精品资料第18页，共23页35．由图所示，已知铰链四杆机构中主动连架杆的长度，机架的长度，当从图示位置顺时针转动过程中，连杆平面上的点经过三点，，，。试采用图解法设计该机构，求出和的长度，并简要说明作图步骤。图【答案】图（1）连杆上的为定长，由此求得点的位置，则为连杆的三个位置；（2）选定负石为设计位置，刚化和，并将其搬至与重合、与重合，得点的新位置和；（3）连接，作的中垂线，作的中垂线，两中垂线相交于点，即为所设计机构的第一个位置；（4）量得，，。36．为什么螺母的螺纹圈数不宜大于10圈，即为什么使用过厚的螺母不能提高螺纹连接强度？【答案】因为螺栓和螺母的受力变形使螺母的各圈螺纹所承担的载荷不等，第1圈螺纹受载最大，约为总载荷的1/3，逐圈递减，第8圈螺纹几乎不受载，第10圈没有发挥作用，所以使用过厚的螺母并不能提高螺纹连接强度。考研专业课精品资料第19页，共23页37．如下图所示为一铰链四杆机构，其连杆上一点的三个位置、、位于给定直线上。现在指定、、和固定铰链的位置如图所示，并指定长度，，简要说明机构设计的方法和步骤。图【答案】（相对运动法）（1）首先，选取长度比例尺作出点的三个位置、、和固定铰链、的位置。（2）以为圆心，以为半径作圆弧。（3）以、、为圆心，以为半径分别作圆弧与弧交于、、点。（4）连接、、，并作、，再将及“刚化”后移动到使、和相重合的位置，这时便得到、移动后的新位置、及。（5）连接，作中垂线，连接，作中垂线，两中垂线相交于点，得便是所求机构的第位置。38．画出两种减少图中轴与轮毂过盈配合处应力集中的结构。图【答案】见下图。考研专业课精品资料第20页，共23页39．如下图1所示为一由两个四杆机构串联而成的六杆机构，前一级四杆机构为曲柄摇杆机构，后一级为摇杆滑块机构。已知，，、为滑块的两个极限位置，，滑块行程，摇杆摆角，行程速比系数。试设计此六杆机构，并求出滑块的最小传动角。.图1【答案】（1）计算极位夹角为（2）选取长度比例尺，做出摇杆的两个极限位置、，如下图2解所示。（3）作，，与交于点，过、、三点作圆。（4）以点为圆心，以为半径画弧与圆交于点，点即为曲柄的回转中心。图2（5）曲柄长为连杆长为（6）根据尺寸及滑块行程做出滑块的两极限位置。（7）用反转法求铰链在摇杆上的位置，为此将摇杆相对固定起来。可令不动，将转至与―重合，为求此时点反转后的位置，以点为圆心，为半径画弧，再以为圆心，为半径画弧，两弧的交点即为点，作的垂直平分线，其与线的交点，即为铰链的位置。（8）摇杆长，连杆长。（9）滑块的最小传动角出现在时，由图中可得。考研专业课精品资料第21页，共23页40．滑动轴承的主要失效形式有哪些?针对其主要失效形式轴承材料的性能应着重满足哪些要求？【答案】滑动轴承的主要失效形式是磨粒磨损和胶合等。针对其主要失效形式，轴承材料要具有良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性，良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性，足够的强度和耐腐蚀能力，良好的导热性、工艺性、经济性等。41．简述焊接及胶接的特点？【答案】焊接的特点：焊接是借助加热或加压使两金属元件在连接处形成原子或分子间的结合而构成的不可拆卸连接，它工艺简单，施工方便，有较高的强度和刚度。但对被焊接的材料有要求，低碳钢有良好的焊接性能。胶接的特点:胶接是利用胶粘剂将被连接件连接起来的一种不可拆卸的连接方法，它工艺简单，设备要求不高，成本低廉，而且连接面外形美观，胶接接头处应力分布均匀，密封性好，故应用广泛。但胶接也存在一些问题，如有些胶粘剂中含有毒性物质，使用时要有可靠的安全保护措施；某些胶粘剂耐环境老化、耐溶剂的性能较差，使用寿命低等。42．在设计齿轮传动选择齿数时，应考虑哪些因素？【答案】（1），以避免产生根切；（2）在m不变的情况下，z太多，结构太大；（3）为考虑提高接触疲劳强度，增加传动平稳性，z可取多些；（4）当a不变时，z增加，可以减小模数，降低齿高，还能减小滑动速度，减少发生磨损和胶合的可能性；（5）对开式齿轮传动，可选用较小齿数较大模数m，使轮齿增厚，齿轮耐磨。43．试计算下图所示机构的自由度（若有复合铰链、局部自由度或虚约束，必须明确指出），并判断该机构的运动是否确定（标有箭头的构件为原动件）。若其运动是确定的，请进行杆组分析，并显示出拆组过程，指出各级杆组的级别、数目以及机构的级别。图【答案】上图计算如下：n=9，p4=13，p5=0F=3×9-2×13=1因为原动件数目=F，所以机构具有确定的运动。G处为复合铰链，机构的级别为Ⅱ级。如下图所示：考研专业课精品资料第22页，共23页图44．什么是角接触向心轴承的压力中心？其位置如何度量？简化计算时如何处理？【答案】角接触向心轴承的支反力作用点即为轴承的压力中心。用轴承外圈宽边端面到压力中心的距离来度量，可由轴承样本查得。简化计算时，通常取轴承宽度中点为支反力作用点。45．一零件由45钢制成，材料的机械性能为，，。已知零件的最大工作应力为，最小工作应力为，应力变化规律,弯曲疲劳极限的综合影响系数，试绘制零件极限应力线图，并计算其计算安全系数。【答案】由得：A点的坐标为，即（0,166.67）；D点的坐标为，即（250,138.89）;C点的坐标为，即（360,0）。作零件极限应力线图如下图所示：图设零件的工作应力点为M，则，由于M点位于OGC区域内，故仅需计算其静强度。其计算安全系数为：46．如下图所示导杆机构中，已知，偏矩，试问:（1）欲使其为曲柄摆动导杆机构，的最小值为多少？（2）若不变，而，欲使其为曲柄转动导杆机构，的最大值为多少？（3）若为原动件，试比较在和两种情况下，曲柄摆动导杆机构的传动角，哪个是常数，哪个是变数，郷种情况传力效果好？图考研专业课精品资料第23页，共23页【答案】（1），即的最小值为。（2）当时，该机构成为曲柄转动导杆机构，必有，即的最大值可为。（3）对于的摆动导杆机构，传动角、压力角均为一常数，对于的摆动导杆机构，其导杆上任何点的速度方向不垂直于导杆，且随着曲柄的转动而变化，而导杆作用于导杆的力总是垂直于导杆，故压力角不为零而传动角，且是变化的。从传力效果看，的方案好。47．如图所示的双滑块机构中，滑块1在驱动力作用下等速运动。设已知各转动副中轴颈半径，当量摩擦系数，移动副中的滑动摩擦系数，。各构件的重量忽略不计。当时，试求所能克服的生产阻力以及该机构在此瞬时位置的效率。图【答案】；本题可分别以滑块1、3为分离体进行受力分析，判定出运动副总反力的作用线方向，列出构件的力平衡方程式，求出待求生产阻力；再求出在不考虑摩擦的情况下所能克服的生产阻力；利用力形式的效率公式求瞬时机械效率。