2021年石河子大学机械电气工程学院810机械设计基础考研核心题库之机械设计简答题精
编
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本书根据历年考研大纲要求并结合历年考研真题对该题型进行了整理编写，涵盖了这一考研科目该题型常考试题及重点试题并给出了参考答案，针对性强，考研复习首选资料。
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一、简答题
1．蜗杆传动中为什么对每一个模数m规定了一定数量的标准的蜗杆分度圆直径d1？
【答案】由于切制蜗轮的滚刀除顶圆直径外，其直径和齿形参数必须与其相啮合蜗杆的直径和齿形参数相同，因此只要有一种尺寸的蜗杆，就得有一种对应的蜗轮滚刀。对于同一模数，可有很多不同直径的蜗杆，因此对每一模数都要配备很多把蜗轮滚刀。为了减少滚刀数量并便于标准化，所以国家标准对每一个模数规定了有限数量的蜗杆分度圆直径d1值。
2．在图所示极限应力图上，工作点和为斜齿轮轴上的两种应力工作点。试在图中标出对应
的极限应力点，并说明分别会出现什么形式的破坏？
图
【答案】如图所示，点对应的极限应力点为点对应的极限应力点为。点会出规
疲劳失效，点会出现屈服失效（塑性变形）。
（1）斜齿轮轴上既承受弯矩又承受转矩，为转轴，所以轴上各点应力循环特性常数，
两点对应的极限应力点分别是与极限应力线的交点0
（2）常数时，区域内工作应力点的失效形式为疲劳失效；区域内工作应力点的
失效形式为屈服失效，其极限应力均为。
3．齿轮传动的失效形式有哪些？各发生在何种场合？
【答案】a.轮齿折断，多发生在脆性材料轮齿根部
b.齿面点蚀，多发生在润滑良好的闭式软齿面齿轮中
c.齿面胶合，多发生在高速重载热条件差的闭式齿轮中
d.齿面磨损，多发生在开式齿轮传动中
e.齿面塑性变形，多发生在底速过载，频繁启动的软齿面齿轮传动中
4．一对闭式软齿面齿轮传动，若先按接触疲劳强度设计，再按弯曲疲劳强度校核时发现强度不够，可采取哪些改进的措施？
【答案】（1）改变齿轮材料，提高许用应力；
（2）中心距不变，减少齿数，增大模数，降低弯曲应力，增大弯曲强度；
（3）适当增大齿宽6，降低弯曲应力。
5．什么是名义载荷？什么是计算载荷？
【答案】按理论力学计算所得的作用在零件上的载荷称为公称载荷或名义载荷。而由于机器动力参数的不稳定，工作阻力的变动等原因，会产生一些附加载荷，设计时所要考虑的载荷数值要大于名义载荷，在计算中实际采用的载荷称为计算载荷。在实际计算中用名义载荷乘以载荷系
数得计算载荷。
6．试分析图中哪些焊缝结构不合理？哪些焊缝结构合理？为什么？
图
【答案】图中a、c所示的焊缝结构不合理，因为焊接时没有足够的焊条操作空间，而图b、d所示的焊缝结构合理，焊接时有足够的焊条操作空间；图e、g所示的焊缝结构不合理，因为两工件的厚度差异太大，而图f、h所示的焊缝结构合理，因为两工件焊接处已平滑过渡。
7．何为转轴、心轴和传动轴，自行车的前轴、中轴、后轴及脚踏板轴分别属于什么轴？
【答案】转轴是工作中既承受弯矩又承受转矩的轴；心轴是工作中只承受弯矩而不承受转矩的轴；传动轴是工作中只传递转矩而不承受弯矩或弯矩很小的轴。
自行车的前轴是支撑零件，不传递转矩，是固定心轴；中轴为转轴，既承受弯矩又承受扭矩；后轴为转动心轴，只承受弯矩；脚踏板轴为心轴。
8．齿轮的结构形式有哪些？如何选择？
【答案】有4种:齿轮轴、实心式齿轮、腹板式齿轮、轮辐式齿轮。
当齿轮的齿根圆到键槽底面的距离e很小时，用齿轮轴；当齿顶圆直径或高速传
动且要求低噪声时，可采用的实心结构；对于齿顶圆直径时，可采用腹板
式结构；对于齿轮直径时，采用轮辐式结构。
9．为什么在蜗杆传动中对每一个模数m规定了一定数量的标准蜗杆分度圆直径d1，d2的大小对蜗杆传动的效率有何影响？
【答案】由于切制蜗轮时用的是蜗轮滚刀，其齿形参数和直径尺寸等要求与该蜗轮配对啮合
的蜗杆完全一致。但由式可见，在同一模数m时，由于z 1及的变化，将有很多直径不
同的蜗杆可供选择，这就要配备很多加工蜗轮的滚刀。为了减少加工蜗轮滚刀的数目，便于刀具的标准化，将d1定为标准值，即对应每一个m规定一定数量的d1。
d1的大小对蜗杆传动的效率影响很大。因为蜗杆传动的总效率，
随着的增大而提高，由可知，d 1小则大，提高，反之亦然。
10．对滑动轴承材料有哪些主要要求？
【答案】对滑动轴承材料的主要要求是:轴瓦材料应该具有足够的疲劳强度、足够的抗压强度；良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性；对润滑油有较好的吸附能力；较好的适应性和嵌藏性；良好的导热性；良好的经济性和加工工艺性等。
11．简要叙述提高螺纹连接强度的措施。
【答案】降低影响螺栓疲劳强度的应力幅、改善螺纹牙上载荷分布不均、减小应力集中、避免或减少附加应力、采用合理的制造工艺方法。
12．一般连接用销、定位用销及安全保护用销在设计计算上有何不同？
【答案】连接用销的类型可根据工作要求选定，其尺寸可根据连接的结构特点按经验或规范确定，必要时再按剪切和挤压强度条件进行校核计算；定位用销通常不受载荷或只受很小的载荷，故不做强度校核计算，其直径可按结构确定，数目一般不少于两个；安全保护用销在机器过载时应被剪断，因此应考虑销剪断后不易飞出和易于更换的情况。
13．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。
14．平带传动和带传动各有什么特点？分别适用于什么场合？
【答案】平带传动中，平带以其内表面作为工作面，结构简单，传动效率高，带轮容易制造，在传动中心距较大的情况下应用较多。以帆布芯平带应用最广。
带是应用最广的一种传动带。带传动中，带的工作面为带的两个侧面，在相同的张紧力情况下，带能产生较大的正压力和摩擦力，传动能力比平带强。窄带适用于传动大功率且要
求结构紧凑的场合；联组带用于大功率、重负荷、高转速、振动较大的传动中。
15．齿轮传动中，相啮合两齿轮的齿面接触应力和齿根弯曲应力是否相等？为什么？
【答案】在齿轮传动中，相啮合两齿轮的对应点的齿面接触应力是相等的，而齿根弯曲应力一般情况下不等。这是因为，相啮合两齿轮的齿面接触应力是作用力与反作用力的关系，故节点
处，而相啮合两齿轮的齿根弯曲应力计算公式中齿形系数和应力修正系数通常是不相同的，故
16．图1为一重物提升装置传动系统图，图示电机回转方向n1为重物提升时的回转方向。在重物提升时，根据受力合理性，试回
【答案】
（1）确定两个斜齿轮及蜗轮蜗杆的螺旋线方向；
（2）并在图中标出各齿轮及蜗轮蜗杆所受各分力的方向。
图1
答:（1）轮1左旋，轮2及蜗杆z3均为右旋，蜗轮z4也右旋。
（2）见图2。