机械考研试题集锦与答案Word下载.docx
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3-43．常用螺纹联接的类型有哪几种？
应用场合是什么？
3-44．什么是螺纹联接的紧联接和松联接？
3-45．螺纹联接的防松方法常用的有几种？
工作原理是什么？
举例说明。
3-46．在紧螺栓联接的强度计算中，为什么将轴向拉力加大30%？
3-47．普通螺栓和铰制孔螺栓靠什么传递横向载荷？
3-48．受预紧力QP和轴向工作载荷F的紧螺栓联接，螺栓受的总拉力Q=QP+F吗？
3-49．螺栓的机械性能等级为4.8的含义是什么？
3-50．提高螺栓联接强度的措施有哪些？
五、结构分析题
3-54．分析题3-55图所示的螺纹联接结构，找出其中的错误，简单说明原因，并画图改正。
abc
题3-55图
3．简答题（仅供参考）
3-41．答：
1）改变材料，提高螺栓、螺母的强度级别。
2）改用铰制孔螺栓联接。
3）在被联接件之间加入减载零件，如减载销，减灾套等。
3-42．答：
细牙螺纹螺距小、螺纹升角小、自琐性好，强度高，但不耐磨损、易滑脱。
用于粗牙对强度影响较大的零件（如轴和管状件）、受冲击振动和变载荷的联接、薄壁零件的联接、微调机构等等。
3-43．答：
常用的螺纹联接有4种类型：
（1）螺栓联接：
用于被联接件不太厚有足够的装配空间的场合。
（2）双头螺栓联接：
用于被联接件之一很厚，又经常拆装的场合。
（3）螺钉联接：
用于被联接件之一很厚，又不经常拆装的场合。
（4）紧钉螺钉联接：
用于固定两被联接件的相对位置，并且传动力和力矩不大的场合。
3-44．答：
装配时拧紧的螺纹联接为紧联接，反之为松联接。
3-45．答：
有3种。
（1）摩擦防松：
靠维持螺纹牙间不变的正压力来保证足够的摩擦力，如双螺母。
（2）机械防松：
用机械固定的方法使螺纹副之间无相对运动。
如止动垫圈。
（3）破坏螺纹副：
使螺纹副破坏，如冲点法。
3-46．答：
因为在拧紧螺栓时，螺栓是受拉伸和扭转复合作用，要考虑扭转力的作用，还要考虑补充拧紧，所以要轴向拉力加大30%。
3-47．答：
普通螺栓靠被联接件接合面的摩擦力传递载荷，铰制孔螺栓靠螺栓杆部被挤压和剪切来传递载荷。
3-48．答：
考虑联接件和被联接件的弹性变形，在螺杆受各种拉力
拉伸时，被联接件被放松，则结合面的预紧力QP变小，成为剩余预紧力
，所以工作总拉力
。
3-49．答：
强度极限
MPa。
屈服极限
MPa
3-50．答：
5种：
（1）改善载荷在螺纹牙间的分配，如：
环槽螺母，目的是使载荷上移悬置螺母，使螺杆螺母都受拉。
（2）减小螺栓的应力幅，如采用柔性螺栓，目的是减小联接件的刚度。
（3）减小应力集中，如采用较大的过渡圆角或卸荷结构。
（4）避免附加弯曲应力，如采用凸台和沉头座。
（5）采用合理的制造工艺，如：
滚压、表面硬化处理等。
5．结构分析题
3-65主要结构错误分析如下：
a．铰制孔螺栓联接
（1）螺纹的大径应小于铰制孔配合直径
（2）弹簧垫圈的切口倾斜方向错误
（3）螺纹部分长度不够
（4）螺栓无法由下向上装入
b．双头螺柱联接
（1）螺纹孔的的深度应大于螺杆拧入深度
（2）螺纹孔内没有光孔，深度应大于螺纹孔，否则螺纹不能加工
（3）上端螺柱的螺纹部分长度不够
（4）下端螺柱无螺纹部分不可能拧入被联接件2的螺纹孔
（5）上边的被联接件应该有通孔，其孔径应大于螺杆直径
c．螺钉联接
（1）螺钉头的周围空间尺寸太小，更没有扳手空间，圆柱螺钉头也不能拧紧
（2）上面的被联接件必须为光孔，不能是螺纹孔
（3）下面的被联接件应有螺纹，
（4）光孔的直径应与螺纹小径近似相同，而不是等于螺纹大经
（5）缺少防松措施
abc
题3-55解图
第四章键和花键联接
4-21．普通平键的公称长度L与工作长度l之间有什么关系？
4-22．普通平键有那些失效形式？
主要失效形式是什么？
怎样进行强度校核？
如经校核判断强度不足时，可采取哪些措施？
4-23．平键和楔键联接在工作原理上有什么不同？
4-24．切向键是如何工作的？
主要用在什么场合？
4-25．平键联接、半圆键联接、楔键联接和切向键联接各自的失效形式是什么？
静联接和动联接校核计算有何不同？
4-26．花键有哪几种？
那种花键应用最广？
如何定心？
3．简答题
4-21．
圆头平键工作长度l=L-b；
方头平键的工作长度l=L；
单圆头平键l=L-b/2。
4-22．
普通平键的失效形式有工作面被压溃，个别情况会出现键被剪断。
主要失效形式是压溃。
进行强度校核时应校核挤压强度和剪切强度。
如经校核判断强度不足时，可在同一联接处错开180°
布置两个平键，强度按1.5个计算。
4-23．
平键是通过两个侧面受挤压和剪切来传递转矩，而楔键是靠上下面受挤压来传递转矩。
4-24．
切向键有两个斜度为1:
100的楔键组成，上下面为工作面。
靠工作面的挤压力和轴毂间的摩擦力传递转矩。
用于轴径大于100mm，对中性要求不高，而载荷很大的重型机械上。
4-25．
平键用于静联接时失效形式为压溃和剪断，用于动联接时为磨损。
半圆键的失效形式为压溃和剪断。
楔键和切向键的失效形式为压溃。
静联接校核计算挤压强度
，动联接校核计算压强p≤[p]。
4-26．
有矩形花键、渐开线花键。
其中渐开线花键适用于载荷大、定心精度要求高、尺寸较大的场合，压力角为45°
的渐开线花键用于载荷不大的薄壁零件联接。
矩形花键应用较广。
矩形花键联接采用小径定心，渐开线花键采用齿廓定心。
第五章带传动
1．失效形式和设计准则
失效形式：
打滑、疲劳破坏。
设计准则：
保证带传动不打滑，使带具有足够的疲劳寿命。
2．确定小带轮直径考虑哪些因素
（1）最小带轮直径，满足d1≥ddmin，使弯曲应力不至于过大；
（2）带速，满足5≤v≤25m/s；
（3）传动比误差，带轮直径取标准值，使实际传动比与要求的传动比误差不超过3~5%；
（4）使小带轮包角≥
；
（5）传动所占空间大小。
3．V带传动在由多种传动组成的传动系中的布置位置
带传动不适合低速传动。
在由带传动、齿轮传动、链传动等组成的传动系统中，应将带传动布置在高速级。
若放在低速级，因为传递的圆周力大，会使带的根数很多，结构大，轴的长度增加，刚度不好，各根带受力不均等。
另外，V带传动应尽量水平布置，并将紧边布置在下边，将松边布置在上边。
这样，松边的下垂对带轮包角有利，不降低承载能力。
4．带传动的张紧的目的，采用张紧轮张紧时张紧轮的布置要求
张紧的目的：
调整初拉力。
采用张紧轮张紧时，张紧轮布置在松边，靠近大轮，从里向外张。
因为放在松边张紧力小；
靠近大轮对小轮包角影响较小；
从里向外是避免双向弯曲，不改变带中应力的循环特性。
5-41．简述带传动产生弹性滑动的原因和不良后果
5-42．为什么说弹性滑动是带传动固有的物理现象？
5-43．在相同条件下，V带传动与平带传动的传动能力有何不同？
为什么？
用什么措施提高带的传动能力。
5-44．为什么带传动一般放在传动链的高速级，而不放在低速级？
5-45．在V带传动设计时，为什么要求dd1≥dmin、
≥120°
、5≤v≤25m/s？
5-46．在V带传动设计时，为什么要限制带的根数？
5-47．带传动的主要失效形式是什么？
设计准则是什么？
5-48．普通V带传动中，影响带疲劳破坏的主要应力是哪些？
5-49．在V带传动设计中，为什么要限制带的根数？
限制条件如何？
5-50．带传动工作中，带上所受应力有哪几种？
如何分布？
最大应力在何处？
5-51．当传递相同功率时，为什么V带传动作用在轴上的压力比平带传动小？
5-52．为什么带传动的传动比i一般不超过7？
5-53．在多根V带传动中，当一根带失效时，为什么全部带都要更换？
5-54．为什么普通车床的第一级传动采用带传动，而主轴与丝杠之间的传动链中不能采用带传动？
5-55．为什么带传动的中心距都设计成可调的？
四、分析计算题
5-56．已知：
V带传动所传递的功率P=7.5kW，带速v=10m/s，现测得初拉力F0=1125N，试求紧边拉力F1和松边拉力F2
5-57．已知：
V带传递的实际功率P=7kW，带速v=10m/s，紧边拉力是松边拉力的两倍，试求有效圆周力Fe和紧边拉力F1。
5-58．已知带传动所能传递的最大功率P=6kW，已知主动轮直径
=100mm，转速n1=1460r/min，包角
，带与带轮间的当量摩擦系数
，试求最大有效圆周力
、紧边拉力
、松边拉力F2和初拉力F0。
题5-59图
5-59．如图所示为一两级变速装置，如果原动机的转速和工作机的输出功率不变，应按哪一种速度来设计带传动？
5-41~5-52：
参考答案从略，可参考本章内容。
新V带和旧V带长度不等，当新旧V带一起使用时，会出现受力不均现象。
旧V带因长度大而受力较小或不受力，新V带因长度较小受力大，也会很快失效。
5-54．带传动适用于中心距较大传动，且具有缓冲、吸振及过载打滑的特点，能保护其他传动件，适合普通机床的第一级传动要求；
又带传动存在弹性滑动，传动比不准，不适合传动比要求严格的传动，而机床的主轴与丝杠间要求有很高的精度，不能采用带传动。
5-55．因为带在工作过程中受变化的拉力，其长度会逐渐增加，使初拉力减小。
因此需要经常调整中心距，以调整带的初拉力。
因此便将中心距设计成可调的。
第六章链传动
重要基本概念
在上述的重点、难点教学内容分析中所涉及的大多是本章的重要概念。
除此之外，还有一些基本概念需要掌握，分述如下。
1．链传动的主要工作特点
（1）平均传动比准确，没有弹性滑动；
（2）可以在环境恶劣的条件下工作（突出优点）；
（3）中心距大，传递动力远，结构较小，没有初拉力压轴力小；
（4）瞬时传动比不准，工作中有冲击和噪声；
（5）只限于平行轴之间的传动，不宜正反转工作。
2．链轮的齿形
对链轮齿形的要求：
保证链条顺利啮入和啮出；
受力均匀；
不易脱链；
便于加工。
目前的国家标准齿形：
“三圆弧一直线”齿形。
3．确定小链轮齿数z1时应考虑的因素
（1）考虑动载荷的大小，小链轮齿数越少，链传动的多边形效应和动载荷越大；
（2）考虑大链轮齿数z2，为防止大链轮过早脱链应使：
z2≤150；
（3）考虑链速，当链速高时，小链轮齿数z1应尽量取的多些；
（4）考虑链长为偶数，为了磨损均匀，链轮齿数应取奇数，并与链长互为质数；
（5）传动所占空间大小，尽量使结构紧凑。
4．滚子链条的主要参数尺寸
主要尺寸参数：
节距、链长、排数。
节距是最重要的参数。
链条的链号表示其节距的大小，是英制单位，换算为标准计量单位为：
mm
5．链传动的润滑方式选择
如果链传动的润滑条件不能满足，其传动能力降低70~80%。
链传动有推荐的润滑方式，根据链速和链号进行选择。
包括：
人工定期润滑、滴油润滑、油浴或飞溅润滑、压力喷油润滑。
润滑油应加在链条的松边，使之顺利进入需要润滑的工作表面。
6-31．套筒滚子链已标准化，链号为20A的链条节距p等于多少？
有一滚子链标记为：
10A-2×
100GB1243.1-83，试说明它表示什么含义？
6-32．影响链传动速度不均匀性的主要因素是什么？
为什么在一般情况下链传动的瞬时传动比不是恒定的？
在什么条件下瞬时传动比才恒定？
6-33．链传动在工作时引起动载荷的主要原因是什么？
能否避免？
如何减小动载荷？
6-34．链传动的许用功率曲线是在什么试验条件下得出来的？
若设计的链传动与试验的条件不同要进行哪些修正？
6-35．链传动计算时，在什么条件下按许用功率曲线选择传动链？
在什么工作条件下应进行链的静强度较核？
6-36．为什么链传动的平均运动速度是个常数，而瞬时运动速度在作周期性变化。
这种变化给传动带来什么影响？
如何减轻这种影响？
6-37．为什么链轮的节距越大、齿数越少链速的变化就越大？
6-38．链传动设计中，确定小链轮齿数时考虑哪些因素？
6-39．链传动产生动载荷的原因是什么？
为减小动载荷应如何选取小链轮的齿数和链条节距？
6-40．链传动张紧的主要目的是什么？
链传动怎样布置时必须张紧？
第七章齿轮传动
7-51．开式和闭式齿轮传动的失效形式有什么不同？
设计准则各是什么？
其设计准则针对的失效形式各是什？
7-52．齿轮的齿根弯曲疲劳裂纹发生在危险截面轮齿的那一边？
为提高轮齿抗弯曲疲劳折断的能力，可采取哪些措施？
7-53．齿面点蚀首先发生在什么部位？
防止点蚀可采取哪些措施？
7-54．齿轮传动设计中，为什么引入动载系数Kv？
减小动载荷的措施有哪些？
7-55．一对齿轮传动，如何判断大、小齿轮中哪个齿面不易出现疲劳点蚀？
哪个轮齿不易出现弯曲疲劳折断？
理由如何？
7-56．在选择齿轮传动比时，为什么锥齿轮的传动比常比圆柱齿轮选得小些？
为什么斜齿圆柱齿轮的传动比又可比直齿圆柱齿轮选得大些？
7-57．一对直齿圆柱齿轮传动中，大、小齿轮弯曲疲劳强度相等的条件是什么？
接触疲劳强度相等的条件又是什么？
7-58．要设计一个由直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮组成的多级传动，它们之间的先后顺序应如何布置才合理？
7-59．设计圆柱齿轮传动时，常取小齿轮的齿宽b1大于大齿轮的齿宽b2，为什么？
在强度计算公式中，齿宽b应代入b1还是b2？
7-60．齿轮传动设计过程中，在确定小齿轮的齿数z1和模数m时，要考虑哪些因素？
第九章轴
重点难点内容
1．轴的结构设计
轴的结构设计就是要合理地确定轴各部分的几何形状和尺寸。
包括各轴段的直径、长度、各个轴肩、圆角和倒角的大小、键槽的位置等等。
轴的结构没有标准形式，应根据具体的情况而定。
一般要考虑以下几个方面的问题：
1）轴上零件的布置；
2）轴上零件的定位和固定；
3）轴上零件的装拆工艺性；
4）轴的疲劳强度和刚度要求；
5）轴的加工工艺性等。
轴的结构设计应满足以下要求：
1）轴上零件的布置除了达到工作要求外，要使轴受力最小；
2）轴上的零件要定位准确、固定可靠；
3）轴上的零件能方便地装配和拆卸；
4）轴的加工工艺性要好；
5）要应力集中小、疲劳强度要高。
1．直轴按承受载荷的性质分为三类
传动轴：
在工作中主要承受转矩，不承受弯矩或承受弯矩很小。
心轴：
在工作中只承受弯矩，不承受转矩。
心轴又分为固定心轴和转动心轴。
转轴：
在工作中既承受弯矩，又承受转矩。
2．轴的失效形式和设计准则
因轴在弯矩和转矩作用下承受变应力，轴肩处有应力集中，因此轴的主要失效形式是疲劳断裂。
一般进行疲劳强度校核计算。
对瞬时过载很大的轴，还应进行静强度校核。
对于有刚度要求的轴，要进行刚度计算。
对转速高或载荷周期性变化的轴，要进行振动稳定性计算。
3．轴设计的主要内容和轴的设计步骤
轴的设计包括两个主要内容：
轴的结构设计和轴的强度计算。
轴的设计步骤：
1）选择轴的材料；
2）估算轴的最小直径；
3）轴的结构设计；
4）轴的强度校核；
5）必要时进行轴的刚度计算和振动稳定性计算。
4．提高轴的疲劳强度的措施
减小应力集中；
降低表面粗糙度；
强化轴的表面，如碾压、喷丸、表面淬火、渗碳、渗氮、碳氮共渗等。
5．轴的刚度条件指标和提高刚度的措施
轴的刚度条件为：
挠度：
y≤[y]
偏转角：
θ≤[θ]
扭转角：
≤[
]
提高轴刚度的措施：
增大轴的直径。
注意，用合金钢代替碳素钢不能提高轴的刚度。
9-26．进行轴的结构设计时，主要考虑哪些方面的问题？
9-27．为提高轴的刚度，欲把轴的材料由45钢改为合金钢40Cr是否合适？
9-28．用合金钢代替碳素钢一定能提高轴的疲劳强度吗？
那么设计轴时，若采用合金钢应注意什么问题？
9-29．影响轴疲劳强度的因素有哪些？
在设计轴的过程中，如疲劳强度不够时应采取哪些措施？
9-30．在多级齿轮传动中，为什么低速轴的直径要比高速轴的直径粗得多。
9-31．分析图a）所示传动装置中各轴所受的载荷（轴的自重不计），并说明各轴的类型。
若将卷筒结构改为图b）、c）所示，分析其卷筒轴的类型。
题9-31图
9-32．图示带式输送机有两种传动方案，若工作情况相同，传递功率一样，试分析比较：
1．按方案a）设计的单级齿轮减速器，如果改用方案b），减速器的哪根轴的强度要重新验算？
2．若方案a）中的V带传动和方案b）中的开式齿轮传动的传动比相等，两方案中电动机轴所受的载荷是否相同？
为什么。
a）b）
题9-32图
9-34指出图中轴系的结构错误，并改正。
题9-34图1
4．分析计算题
9-31答题要点：
Ⅰ轴：
只受转矩，为传动轴；
Ⅱ轴：
除受转矩外，因齿轮上有径向力、圆周力等，还受弯矩，是转轴；
Ⅲ轴：
不受转矩，只受弯矩，是转动心轴；
Ⅳ轴：
转矩由卷筒承受，轴不受转矩，只受弯矩，是转动心轴；
卷筒结构改为图b，Ⅴ轴仍不受转矩，只受弯矩，轴不转动，是固定心轴；
卷筒结构改为图c，Ⅵ轴除了受弯矩外，在齿轮和卷筒之间轴受转矩，是转轴；
9-32答题要点：
1．方案b）减速器中大齿轮轴需要重新验算。
因为与方案a）相比，虽然减速器布置在高速级，此轴所受的转矩减小了。
但轴的外伸端不再是联轴器，而是一个悬臂布置的齿轮，齿轮上一定作用有圆周力和径向力。
因此，此轴所受的弯曲应力增大了。
2．若不计摩擦，电机轴所受的扭矩应为相同，因为传递功率和转速都相同。
但是在方案b）中不再受弯矩了，因为带传动有压轴力，而联轴器没有。
9-34存在问题：
1）轴右端的带轮不能通过套筒用端盖轴向定位，转动零件与固定零件不能接触。
2）轴与右端盖之间不能接触，应有间隙，并有密封措施。
3）齿轮两侧都是轴环，无法安装到位。
4）齿轮上的键槽没打通，且深度不够。
这样的结构，键槽无法加工，也无法装配。
5）右轴承的右侧轴上应有工艺轴肩，轴承装拆路线长（精加工面长），装拆困难。
6）因轴肩过高，两个轴承拆卸困难。
7）轴上有两个键，两个键槽不在同一母线上。
题9-34图2
第十章滑动轴承
1．动压油膜形成过程
随着轴颈转速的提高，轴颈中心的位置和油膜厚度的变化如图10-3所示。
图10-3
从n=0，到n→∞，轴颈中心的运动轨迹为一半圆。
利用此原理可以测量轴承的偏心距e，从而计算出最小油膜厚度hmin。
2．动压油膜形成条件
（1）相对运动的两表面必须构成收敛的楔形间隙；
（2）两表面必须有一定的相对速度，其运动方向应使润滑油从大口流入、从小口流出；
（3）润滑油必须具有一定的粘度，且供油要充分。
3．非液体摩擦滑动轴承的失效形式、设计准则和验算内容，液体动压润滑轴承设计时也要进行这些计算
磨损、胶合
维护边界油膜不被破坏，尽量减少轴承材料的磨损。
验算内容：
为防止过度磨损，验算：
p=
≤[p]MPa
为防止温升过高而胶合，验算：
Pv=
≤[pv]MPa·
m/s
为防止局部过度磨损，验算：
V=
≤[v]m/s
因为在液体动压润滑滑动轴承的启动和停车过程中，也是处于非液体摩擦状态，也会发生磨损，也需要进行上述三个条件的验算。
4．对滑动轴承材料性能的要求
除强度（抗压、抗冲击）外，还应有良好的减摩性（摩擦系数小）、耐磨性（抗磨损、抗胶合）、跑合性、导热性、润滑性、顺应性、嵌藏性等。
5．液体动压润滑轴承的工作能力准则
（1）保证油膜厚度条件：
hmin≥[h]；
（2）保障温升条件：
]=10~30
10-41．滑动轴承主要适用于那些场合？
10-42．非液体摩擦滑动轴承的失效形式和设计准则各是什么？
10-43．非液体摩擦滑动轴承需要进行哪些计算？
其目的各是什么？
10-44．根据滑动轴承可能发生的失效形式，分析对轴瓦材料有哪些性能要求。
10-45．在设计液体动压滑动轴承时，是否需要进行非液体摩擦轴承的计算，为什么？
10-46．试画出动压轴承的油膜形成过程。
10-47．液体动压润滑轴承的工作能力准则有哪些？
10-48．提高液体动压润滑轴承承载能力的措施有哪些？
10-49．当液体动压润滑轴承的温升过高，降低其温升的措施有哪些？
10-50．何谓摩擦、磨损和润滑？
10-41~10-46：
10-47．1）保证油膜厚度条件：
hmin＞[h]；
2）保障温升条件：
t≤[
t]
10-48．增大宽径比；
减小相对间隙；
增大润滑油粘度；
提高转速；
降低轴颈和轴瓦的表面粗糙度
10-49．减小宽径比；
增大相对间隙；
降低润滑油粘度；
采用压力供油；
轴承座增加散热和降温措施；
10-50．摩擦是指两物体在发生相对运动（或有相对运动趋势）时，在接触表面上产
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