中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）機(jī)械與電子信息學(xué)院《875機(jī)械設(shè)計(jì)》歷年考研真題及詳解

目錄

2015年中國地質(zhì)大學(xué)877機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)考研真題及詳解

2016年中國地質(zhì)大學(xué)877機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)考研真題及詳解

2016年中國地質(zhì)大學(xué)875機(jī)械設(shè)計(jì)考研真題及詳解

2015年中國地質(zhì)大學(xué)877機(jī)械設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)考研真題及詳解

一、選擇題

1（）是構(gòu)成機(jī)械的最小單元，也是制造機(jī)械時(shí)的最小單

元。

A．機(jī)器

B．零件

C．構(gòu)件

D．機(jī)構(gòu)

【答案】B

【解析】機(jī)械是機(jī)構(gòu)和機(jī)器的總稱。機(jī)器是執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置，

用來完成有用的機(jī)械功或轉(zhuǎn)換機(jī)械能。機(jī)構(gòu)是能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的

各構(gòu)件的基本組合體。構(gòu)件是由各類零件裝配而成的各個(gè)運(yùn)動(dòng)單元。零

件是由各種材料做成的制造單元。

2圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)是（）。

A．曲柄搖桿機(jī)構(gòu)

B．雙搖桿機(jī)構(gòu)

C．雙曲柄機(jī)構(gòu)

【答案】C

【解析】由45＋80＝125＜135且最短桿為機(jī)架可知，該鉸鏈四桿機(jī)

構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)。

3對(duì)于外凸的凸輪輪廓曲線，從動(dòng)桿滾子半徑必須（）理論

輪廓曲線的最小曲率半徑。

A．大于

B．小于

C．等于

D．都可以

【答案】B

【解析】為防止凸輪機(jī)構(gòu)的實(shí)際輪廓曲線出現(xiàn)變尖或交叉現(xiàn)象，傳

動(dòng)件的滾子半徑應(yīng)小于理論輪廓曲線最小曲率半徑。

4在帶傳動(dòng)中（減速傳動(dòng)），帶的應(yīng)力最大值發(fā)生在帶

（）。

A．進(jìn)入大帶輪處；

B．離開大帶輪處；

C．進(jìn)入小帶輪處；

D．離開小帶輪處。

【答案】C

【解析】減速帶傳動(dòng)中，帶的應(yīng)力最大值發(fā)生在帶的緊邊開始繞上

小帶輪處。

5國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒輪的分度圓壓力角α＝（）。

A．35°

B．30°

C．25°

D．20°

【答案】D

6螺紋副在摩擦系數(shù)一定時(shí)，螺紋的牙型角越大，則（）。

A．當(dāng)量摩擦系數(shù)越小，自鎖性能越好

B．當(dāng)量摩擦系數(shù)越小，自鎖性能越差

C．當(dāng)量摩擦系數(shù)越大，自鎖性能越好

D．當(dāng)量摩擦系數(shù)越大，自鎖性能越差

【答案】C

【解析】當(dāng)量摩擦系數(shù)fv＝f/cosβ，當(dāng)量摩擦系數(shù)越大，自鎖性能越

好，反之越差。

7鍵的截面尺寸b×h主要是根據(jù)（）來選擇。

A．傳遞轉(zhuǎn)矩的大小

B．傳遞功率的大小

C．輪轂的長度

D．軸的直徑

【答案】D

8普通圓柱蝸桿和蝸輪傳動(dòng)的正確嚙合條件是（）。

A．mt1＝ma2，αt1＝αa2，λ＝β

B．ma1＝mt2，αa1＝αt2，λ＝β

C．mt1＝ma2，αt1＝αa2，λ＝－β

D．ma1＝ma2，αa1＝αt2，λ＝－β

【答案】B

【解析】正確嚙合條件：蝸桿的軸面模數(shù)、軸面壓力角必須與蝸輪

的端面模數(shù)、端面壓力角相等，螺旋角大小相等，方向相同。

9下列聯(lián)軸器中，能補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移并可緩沖、吸振的是

（）。

A．凸緣聯(lián)軸器

B．齒式聯(lián)軸器

C．萬向聯(lián)軸器

D．彈性柱銷聯(lián)軸器

【答案】D

10滑動(dòng)軸承計(jì)算中限制pv值是考慮限制軸承的（）。

A．磨損

B．發(fā)熱

C．膠合

D．塑性變形

【答案】B

【解析】滑動(dòng)軸承計(jì)算中限制pv值是考慮限制軸承的發(fā)熱，限制p值

是防止軸承的過度磨損。

二、判斷題

11鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，傳動(dòng)角γ越大，機(jī)構(gòu)傳力性能越高。

（）

【答案】對(duì)

12.V帶型號(hào)中，截面尺寸最小的是Z型。（）

【答案】錯(cuò)

【解析】V帶型號(hào)中，截面尺寸最小的是Y型。按V帶的截面尺寸規(guī)

定了普通V帶有YZABCDE七種型號(hào)。

13設(shè)計(jì)蝸桿傳動(dòng)時(shí)，為了提高傳動(dòng)效率，可以增加蝸桿的頭數(shù)。

【答案】對(duì)

【解析】增加蝸桿頭數(shù)可以提高傳動(dòng)效率。

14向心推力軸承既能承受徑向載荷，又能承受軸向載荷。

（）

【答案】對(duì)

15設(shè)計(jì)鍵連接時(shí)，鍵的截面尺寸通常根據(jù)傳遞轉(zhuǎn)矩的大小來選

擇。（）

【答案】錯(cuò)

【解析】鍵的截面尺寸通常根據(jù)軸的直徑來選擇。

三、填空題

16機(jī)構(gòu)處于壓力角α＝90°時(shí)的位置，稱機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置。曲柄搖

桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)曲柄為原動(dòng)件時(shí)，機(jī)構(gòu)______死點(diǎn)位置，而當(dāng)搖桿為原動(dòng)件

時(shí)，機(jī)構(gòu)______死點(diǎn)位置。

【答案】無；有

17對(duì)于具有兩個(gè)整轉(zhuǎn)的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，若取機(jī)構(gòu)的最短桿為機(jī)

架，則可獲得______。

【答案】雙曲柄

18滾動(dòng)軸承內(nèi)圈與軸頸的配合采用______制，外圈與軸承孔的配

合采用______制。

【答案】基孔；基軸

19對(duì)非液體摩擦滑動(dòng)軸承，為防止軸承過度磨損，應(yīng)校核

______，為防止軸承溫升過高產(chǎn)生膠合，應(yīng)校核______。

【答案】p≤[p]；pv≤[pv]

20三角形螺紋的牙型角α＝______，適用于______，而梯形螺紋

的牙型角α＝______，適用于______。

【答案】60°；連接；30°；傳動(dòng)

21花鍵連接按其齒形不同，可分為______、______連接。

【答案】漸開線花鍵；矩形花鍵

四、簡(jiǎn)答題

22連接螺紋防松的目的是什么？舉出兩種防松裝置。

答：（1）連接螺紋防松的目的是防止螺紋副間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。

（2）兩種防松裝置：對(duì)頂螺母、彈性墊圈。

23齒輪傳動(dòng)中對(duì)的載荷系數(shù)K為四個(gè)系數(shù)的乘積，K＝

KAKVKβKα，分別說明KV和Kβ的名稱及引入該系數(shù)是為了考慮哪些方面

的影響。

答：（1）動(dòng)載系數(shù)KV考慮由于齒輪制造及裝配誤差、輪齒受載后

產(chǎn)生彈性變形等因素引起的附加動(dòng)載荷影響系數(shù)。

（2）齒向載荷分布系數(shù)Kβ考慮沿齒寬方向載荷分布不均勻?qū)嘄X應(yīng)

力的影響系數(shù)。

24帶傳動(dòng)中彈性滑動(dòng)和打滑二者有何本質(zhì)上的區(qū)別？為什么說彈

性滑動(dòng)不可避免？

答：彈性滑動(dòng)是由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪間的微量滑

動(dòng)，因?yàn)閹鲃?dòng)總有緊邊和松邊，所以彈性滑動(dòng)也總是存在的，是無法

避免的。而打滑是帶與帶輪間發(fā)生顯著的相對(duì)滑動(dòng)，也即整體打滑，打

滑是由于過載造成的，是一種失效形式，是可以避免的。

五、計(jì)算題

25圖示螺栓連接中，采用兩個(gè)M20的普通螺栓，其許用拉應(yīng)力[σ]

2

＝160N/mm，連接件結(jié)合面間摩擦系數(shù)f＝0.20，防滑系數(shù)ks＝1.2，計(jì)

算該連接件允許傳遞的靜載荷F＝？（M20的螺栓d1＝17.294mm）

解：螺栓預(yù)緊后，接合面所產(chǎn)生的最大摩擦力必須大于或等于橫向

載荷，假設(shè)各螺栓所需預(yù)緊力均為F0，則由平衡條件fF0zi≥ksF，可得

F0≥（ksF）/（fzi）

2

螺栓危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度條件為（4×1.3F0）/（πd1）≤[σ]

于是得

26如圖所示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，已知各構(gòu)件的長度LAB＝50mm，LBC

＝110mm，LCD＝80mm，LAD＝100mm。

（1）該機(jī)構(gòu)是否有曲柄？如有，請(qǐng)指出是哪個(gè)構(gòu)件（必須根據(jù)計(jì)算

結(jié)果說明理由）；

（2）當(dāng)分別取構(gòu)件AB、BC、CD為機(jī)架時(shí)，各將得到什么機(jī)構(gòu)？

解：由題意可知：0＋110＜100＋80，故有曲柄，AB為曲柄。

當(dāng)AB為機(jī)架，即最短桿為機(jī)架，將得到雙曲柄機(jī)構(gòu)；

當(dāng)BC為機(jī)架，即最短桿的鄰邊為機(jī)架，將得到曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；

當(dāng)CD為機(jī)架，即最短桿對(duì)邊為機(jī)架，將得到雙搖桿機(jī)構(gòu)。

27在圖示傳動(dòng)裝置中，已知各輪齒齒數(shù)為：z1＝20，z2＝40，z3

＝20，z4＝30，z5＝80，運(yùn)動(dòng)從Ⅰ軸輸入，Ⅱ軸輸出，n1＝1000r/min，

轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖所示。試求輸出軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速nⅡ及轉(zhuǎn)動(dòng)方向。

解：這是一個(gè)復(fù)合輪系：齒輪3、4、5和系桿H組成一個(gè)行星輪

系；齒輪1、2組成一個(gè)定軸輪系。

對(duì)于3、4、5、H組成的行星輪系，有

將n5＝0代入上式得：

即

n3/nH＝1＋4＝5①

對(duì)于1、2齒輪組成的定軸輪系，有

i12＝n1/n2＝－z2/z1＝－40/20＝－2

即

n1/n2＝－2②

聯(lián)立解①②式，并考慮到n1＝nI，n2＝nH，n3＝nⅡ

nⅡ/nⅠ＝－5/2

將n1＝1000r/min代入，得nⅡ＝－2500r/min

負(fù)號(hào)表示nⅡ轉(zhuǎn)向與n1轉(zhuǎn)向相反。

28如圖所示某電梯傳動(dòng)裝置中采用蝸桿傳動(dòng)，電機(jī)功率P＝

10kW，轉(zhuǎn)速n1＝970r/min，蝸桿傳動(dòng)參數(shù)z1＝2,；z2＝60；直徑系數(shù)q＝

8；總效率η＝0.8，m＝8，右旋蝸桿，試計(jì)算：

（1）電梯上升時(shí)，標(biāo)出電機(jī)轉(zhuǎn)向；

（2）標(biāo)出蝸桿所受力的方向；

（3）計(jì)算蝸輪所受各力大小。

解：（1）電機(jī)轉(zhuǎn)向箭頭向上，如下圖所示

（2）蝸桿所受力的方向如上圖所示

（3）蝸輪所受各力的計(jì)算如下：

T1＝9550000（P/n1）＝9550000×（10/970）＝98454N·mm

Fa2＝Ft1＝（2T1）/（mq）＝（2×98454）/（8×8）＝3077N

Ft2＝（2T1iη）/（mz2）＝（2×98454×30×0.8）/（8×60）＝9845N

Fr2＝Ft2×tanα＝9845×tan20°＝3583N

29某軸系部件采用一對(duì)7208AC滾動(dòng)軸承支承，如圖所示。已知

作用于軸承上的徑向載荷Fr1＝1000N，F(xiàn)r2＝2060N，作用于軸上的軸向

載荷FA＝880N，軸承內(nèi)部軸向力Fd＝0.68Fr，試求軸承軸向載荷Fa1和

Fa2。

答：本題沒有整理答案，非常抱歉！

30如圖傳動(dòng)系統(tǒng)，要求軸Ⅱ、Ⅲ上的軸向力抵消一部分，試確

定：

（1）蝸輪6的轉(zhuǎn)向

（2）斜齒輪3、4和蝸桿5、蝸輪6的旋向；

（3）分別畫出蝸桿5、蝸輪6嚙合點(diǎn)的受力方向。

解：（1）蝸輪6的轉(zhuǎn)向?yàn)槟鏁r(shí)針方向；

（2）齒輪3左旋，齒輪4右旋，蝸桿5右旋，蝸輪6右旋；

（3）齒輪5嚙合點(diǎn)受力方向如圖（a）；蝸輪6嚙合點(diǎn)受力方向如圖

（b）。

（a）

（b）

2016年中國地質(zhì)大學(xué)877機(jī)械設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)考研真題及詳解

一、填空題

1斜齒圓柱齒輪的重合度______直齒圓柱齒輪的重合度，所以斜

齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)，承載能力大。

【答案】大于

2軸的作用是支承軸上的旋轉(zhuǎn)零件，傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，按軸的承

載情況不同，可以分為______、______、______。

【答案】心軸；傳動(dòng)軸；轉(zhuǎn)軸

3螺紋連接防松的目的是防止螺紋副的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，按工作原理的

不同有三種防松方式：______防松、______防松、______防松

【答案】摩擦；機(jī)械；破壞螺旋副運(yùn)動(dòng)關(guān)系

4滑動(dòng)軸承中所選用的潤滑油，其粘度越大，則承載能力越

______。

【答案】大

5普通平鍵的剖面尺寸（b×h），一般應(yīng)根據(jù)______按標(biāo)準(zhǔn)選擇。

【答案】軸徑d

6平面連桿機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)是指______位置

【答案】曲柄與連桿共線

7帶工作時(shí)截面上產(chǎn)生的應(yīng)力有______、______和______。

【答案】拉應(yīng)力；離心拉應(yīng)力；彎曲應(yīng)力

8齒輪輪齒的失效形式有______、______、______、______和

______。

【答案】輪齒折斷；齒面磨損；齒面點(diǎn)蝕；齒面膠合；塑性變形

9普通三角形螺紋的牙型角為______度。

【答案】60

10自行車車輪的后軸屬于______軸。

【答案】心

二、判斷題

11在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，空回行程比工作行程的速度要慢。

（）

【答案】錯(cuò)

【解析】在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，空回行程比工作行程的速度要快。

12選擇帶輪直徑時(shí)，直徑越小越好。（）

【答案】錯(cuò)

【解析】為了避免彎曲應(yīng)力過大，帶輪的直徑不宜過小。

13凸輪輪廓的形狀取決于從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。（）

【答案】錯(cuò)

【解析】運(yùn)動(dòng)（工作）時(shí)，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律取決于凸輪的輪廓；

設(shè)計(jì)時(shí)，凸輪的輪廓取決于從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

14楔鍵的頂?shù)酌媸枪ぷ髅妗＃ǎ?/p>

【答案】對(duì)

15用離合器時(shí)無需拆卸就能使兩軸分離。（）

【答案】對(duì)

【解析】離合器在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)中可將傳動(dòng)系統(tǒng)隨時(shí)分離或接合。

16蝸桿傳動(dòng)中心距a＝m（z1＋z2）/2。（）

【答案】錯(cuò)

【解析】蝸桿傳動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)中心距為：a＝（d1＋d2）/2＝[（q＋

z2）/2]m

17只要以最短桿為機(jī)架，一定得到雙曲柄機(jī)構(gòu)。（）

【答案】錯(cuò)

【解析】對(duì)于鉸鏈四桿機(jī)構(gòu),當(dāng)滿足桿長之和的條件時(shí),若取最短桿為

機(jī)架,將得到雙曲柄機(jī)構(gòu)。

18齒輪傳動(dòng)在保證接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度的條件下，應(yīng)采用較小的

模數(shù)和較多齒數(shù)，以便改善傳動(dòng)質(zhì)量，節(jié)省制造費(fèi)用。（）

【答案】對(duì)

19滾動(dòng)軸承中，滾子軸承承載能力比球軸承高而極限轉(zhuǎn)速低。

（）

【答案】對(duì)

20曲柄的極位夾角θ越大，機(jī)構(gòu)的急回特性也越顯著。（）

【答案】對(duì)

三、選擇題

21螺紋連接中最常用的螺紋牙型是（）。

A．鋸齒型

B．矩形

C．三角形

D．梯形

【答案】C

22代號(hào)為7310的單列角接觸球軸承的內(nèi)徑為（）。

A．10mm

B．100mm

C．50mm

D．310mm

【答案】C

【解析】對(duì)內(nèi)徑代號(hào)為04—99，其對(duì)應(yīng)內(nèi)徑尺寸為代號(hào)的5倍，d＝

10×5＝50mm。

23一般中速中載條件下，蝸輪齒圈常用（）材料。

A．碳鋼

B．合金鋼

C．青銅

D．鑄鐵

【答案】C

24為提高蝸桿傳動(dòng)效率，在潤滑保證下，最有效的措施是

（）。

A．單頭蝸桿

B．多頭蝸桿

C．大直徑系數(shù)蝸桿

D．提高蝸桿轉(zhuǎn)速

【答案】B

【解析】蝸桿傳動(dòng)，蝸桿頭數(shù)越多，效率越高。

25帶傳動(dòng)中，若小帶輪為主動(dòng)輪，則帶的最大應(yīng)力發(fā)生在帶

（）處。

A．進(jìn)入主動(dòng)輪處

B．進(jìn)入從動(dòng)輪處

C．退出主動(dòng)輪處

D．退出從動(dòng)輪處

【答案】A

【解析】小帶輪為主動(dòng)輪時(shí)，帶的最大應(yīng)力發(fā)生在緊邊開始繞上小

帶輪（主動(dòng)輪）處。

26機(jī)械傳動(dòng)中，理論上能保證瞬時(shí)傳動(dòng)比為常數(shù)的是（）。

A．帶傳動(dòng)

B．鏈傳動(dòng)

C．齒輪傳動(dòng)

D．摩擦傳動(dòng)

【答案】C

27在蝸桿傳動(dòng)中通常（）為主動(dòng)件。

A．蝸桿

B．蝸輪

C．蝸桿或蝸輪都可以

【答案】A

【解析】在蝸桿傳動(dòng)中通常蝸桿為主動(dòng)件，蝸輪為從動(dòng)件。

28在軸上安裝的零件要承受軸向力時(shí)，采用（）來進(jìn)行軸向

固定，所能承受的軸向力較大。

A．螺母

B．緊定螺釘

C．彈性擋圈

【答案】A

【解析】螺母進(jìn)行軸向固定可承受大的軸向力；緊定螺釘、彈性擋

圈及鎖緊擋圈等進(jìn)行軸向定位，只適用于零件上的軸向力不大之處。

29若轉(zhuǎn)軸在載荷作用下，彎曲較大或軸承孔不能保證良好的同軸

度時(shí)，則宜選用（）軸承。

A．調(diào)心球軸承

B．圓柱滾子軸承

C．深溝球軸承

D．角接觸球軸承

【答案】A

【解析】調(diào)心球軸承因外圈滾道表面是以軸承中點(diǎn)為中心的球面，

故能自動(dòng)調(diào)心。

30在進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，其極限應(yīng)力應(yīng)為材料的（）。

A．屈服點(diǎn)

B．疲勞極限

C．強(qiáng)度極限

D．彈性極限

【答案】B

31采用張緊輪的帶傳動(dòng)，如果張緊的目的是為了保持一定的初張

力F0，則張緊輪一般應(yīng)放在松邊（）位置上。如果張緊的目的主要

是為了增加小帶輪的包角α1，則張緊輪應(yīng)放在松邊（）的位置上。

A．內(nèi)側(cè)靠近小帶輪

B．外側(cè)靠近小帶輪

C．外側(cè)靠近大帶輪

D．內(nèi)側(cè)靠近大帶輪

【答案】D；B

32為了保證V帶與帶輪的槽面很好的接觸，則V帶帶輪的輪槽角

（）。

A．≤40°

B．≥40°

C．＜40°

D．＞40°

【答案】C

33在雙曲柄機(jī)構(gòu)中，已知三桿長度為a＝80mm，b＝150mm，c＝

120mm，則d桿長度為（）。

A．＜110mm

B．110mm≤d≤190mm

C．≥190mm

【答案】B

【解析】由題意可知：當(dāng)d桿不是最長桿時(shí)，80＋150≤120＋d即

d≥110mm；當(dāng)d桿是最長桿時(shí)，80＋d≤150＋120，即d≤190mm。綜上，

選B。

34凸輪機(jī)構(gòu)中的壓力角是指（）間的夾角。

A．凸輪上接觸點(diǎn)的法線與從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方向

B．凸輪上接觸點(diǎn)的法線與該點(diǎn)線速度

C．輪上接觸點(diǎn)的切線與從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方向

【答案】A

35設(shè)計(jì)鍵連接的幾項(xiàng)主要內(nèi)容是：a按輪轂長度選擇鍵的長度；b

按要求選擇鍵類型；c按內(nèi)徑選擇鍵的剖面尺寸；d進(jìn)行必要強(qiáng)度校核。

具體設(shè)計(jì)時(shí)一般順序?yàn)椋ǎ?/p>

A．b-a-c-d

B．b-c-a-d

C．a(chǎn)-c-b-d

D．c-d-b-a

【答案】B

四、問答題

36對(duì)軸瓦材料的主要要求有哪些？

答：對(duì)軸瓦材料的主要要求有：

（1）良好的減摩性、耐磨性和抗咬粘性；

（2）良好的摩擦順應(yīng)性、嵌入性和磨合性；

（3）足夠的強(qiáng)度和抗腐蝕能力；

（4）良好的導(dǎo)熱性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性等。

37什么是滾動(dòng)軸承的基本額定壽命和基本額定動(dòng)載荷？

答：（1）滾動(dòng)軸承的基本額定壽命，是指一組相同軸承在同一條

件下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，10%的軸承發(fā)生點(diǎn)蝕破壞，而90%（可靠性90%）不

發(fā)生點(diǎn)蝕破壞前的運(yùn)轉(zhuǎn)總轉(zhuǎn)數(shù)（以106轉(zhuǎn)為單位）或工作小時(shí)數(shù)。

（2）滾動(dòng)軸承的基本額定動(dòng)載荷，是指使軸承的基本額定壽命恰好

為100萬轉(zhuǎn)時(shí)，軸承所能承受的載荷。

38鏈傳動(dòng)的中心距為什么不宜過大也不宜過?。?/p>

答：鏈傳動(dòng)的中心距不宜過大也不宜過小的原因如下：

（1）鏈的中心距過小會(huì)導(dǎo)致小鏈輪上的包角也小，同時(shí)嚙合的鏈輪

齒數(shù)也減小，導(dǎo)致每個(gè)輪齒所受的載荷增大，且容易出現(xiàn)跳齒和脫鏈現(xiàn)

象；同時(shí)，由于中心距過小，單位時(shí)間內(nèi)鏈條的繞轉(zhuǎn)次數(shù)增多，鏈條曲

伸次數(shù)和應(yīng)力循環(huán)次數(shù)增多，加劇了鏈的磨損和疲勞。

（2）中心距過大，松邊垂度過大，傳動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重抖動(dòng)。

39現(xiàn)有兩對(duì)齒輪傳動(dòng)，A組齒輪的模數(shù)mA＝2mm，齒數(shù)zA1＝

34，zA2＝102；B組齒輪的模數(shù)mB＝4mm，齒數(shù)zB1＝17，zB2＝51。兩

組齒輪選擇的材料及熱處理對(duì)應(yīng)相等并且按無限壽命考慮，齒寬也相

等，傳遞功率及小齒輪轉(zhuǎn)速也相等。試分析哪一對(duì)齒輪的彎曲強(qiáng)度低？

哪一對(duì)齒輪的接觸強(qiáng)度低？為什么？

答：A組彎曲強(qiáng)度低，因?yàn)閺澢鷱?qiáng)度只跟模數(shù)有關(guān)，模數(shù)越大，彎

曲強(qiáng)度越高；A、B兩組的接觸強(qiáng)度相等，因?yàn)閮山M齒輪直徑一樣。

五、計(jì)算題

40計(jì)算下圖機(jī)構(gòu)自由度，若含有復(fù)合鉸鏈，局部自由度和虛約束

請(qǐng)明確指出。

解：如下圖所示，A、B兩處為局部自由度，C處為復(fù)合鉸鏈。

該機(jī)構(gòu)中，活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n＝9，高副數(shù)ph＝0，低副數(shù)pl＝12，故其自

由度為

F＝3n－2pl－ph＝3×9－2×12－0＝3

41如圖所示為一千分表的示意圖，已知各輪齒數(shù)如圖，模數(shù)m＝

0.11mm（為非標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)）。若要測(cè)量桿1每移動(dòng)0.001mm時(shí)，指針尖端

剛好移動(dòng)一個(gè)刻度（s＝1.5mm）。問指針的長度R等于多少？（圖中齒

輪5和游絲的作用是使各工作齒輪始終保持單接觸，以消除齒間隙對(duì)測(cè)

量精度的影響。）

解：由圖可知，輪2（2′）、3、（3′）、4、5組成定軸輪系且n2＝

n2，n3＝n3

桿1和齒輪2是一對(duì)齒條與齒輪的外嚙合，設(shè)桿1每移動(dòng)0.001時(shí)間為t

由圖知，指針擺一個(gè)刻度的s=1.5mm

則擺角θ有關(guān)系式：θ＝s/R，即θ＝n4t＝s/R，則

42圖中所示軸承中，采用一對(duì)角接觸球軸承（軸承的附加軸向力

的計(jì)算式為S=0.7R，Cr＝64200N），軸承的徑向載荷分別為R1＝

15000N，R2＝7000N，作用在軸上的軸向外加載荷Fa＝5600N，46312型

軸承的e＝0.68，當(dāng)軸承的軸向載荷與徑向載荷之比A/R＞e時(shí)，X＝

0.41，Y＝0.87，fp＝1，試計(jì)算：

（1）兩個(gè)軸承的軸向載荷A1、A2；

（2）兩個(gè)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷P1、P2。

解：（1）由題意可知，兩軸承的附加軸向力為：

S1＝0.7R1＝0.7×15000＝10500N

S2＝0.7R2＝0.7×7000＝4900N

因?yàn)镾2＋Fa＝S1＝10500N，則軸承兩端無緊松端。

兩軸承的軸向載荷分別為：A1＝10500N，A2＝10500N。

（2）由

A1/R1＝10500/15000＝0.7＞e

A2/R2＝10500/7000＝1.5＞e

可得X1＝0.41，Y1＝0.87；X2＝0.41，Y2＝0.87。

因此兩軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷分別為

P1＝fp（X1R1＋Y1A1）＝0.41×15000＋0.87×10500＝15285N

P2＝fp（X2R2＋Y2A2）＝0.41×7000＋0.87×10500＝12005N

43已知在某二級(jí)直齒錐齒輪—斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)中，1為驅(qū)動(dòng)齒

輪，3輪的螺旋線方向如圖所示，為了使Ⅱ軸軸承上所受的軸向力抵消

一部分，試：

（1）確定1輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向；

（2）確定各輪軸向力Fa1、Fa2、Fa3、Fa4的方向、4輪的螺旋線方

向；

（3）假設(shè)為閉式硬齒面，齒輪主要失效是什么？按什么強(qiáng)度理論設(shè)

計(jì)，設(shè)計(jì)主要的一個(gè)參數(shù)是什么？

解：（1）1輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向如下圖所示。

（2）各輪軸向力的方向、4輪的螺旋線方向如下圖所示。

（3）閉式硬齒面齒輪主要失效是輪齒折斷；以齒根彎曲疲勞強(qiáng)度為

基準(zhǔn)設(shè)計(jì)，再校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度；設(shè)計(jì)的主要一個(gè)參數(shù)是模數(shù)。

44一壓力容器蓋螺栓組連接如圖所示，已知容器內(nèi)徑D＝

250mm，內(nèi)裝具有一定壓強(qiáng)的液體，沿凸圓圓周均勻分布12個(gè)M16（d1

＝13.835mm）的普通螺栓，螺栓材料的許用拉應(yīng)力[σ]＝180MPa，螺栓

的相對(duì)剛度Cb/（Cb＋Cm）＝0.5，按緊密性要求，剩余預(yù)緊力F1＝

1.83F，F(xiàn)為螺栓的軸向工作載荷。試計(jì)算：該螺栓組連接允許容器內(nèi)的

液體壓強(qiáng)最大壓強(qiáng)pmax及每個(gè)螺栓連接所需的預(yù)緊力F0。

解：計(jì)算每個(gè)螺栓允許的最大總拉力

2

F2＝（[σ]πd1）/（4×1.3）＝20815N

計(jì)算容器內(nèi)液體最大壓強(qiáng)

F2＝F1＋F＝2.8F

F＝20815/2.8＝7434N

2

F＝[（πD/4）/12]·Pmax

Pmax＝1.82MPa

每個(gè)螺栓連接所需要的預(yù)緊力

F0＝F2－[Cb/（Cb＋Cm）]F＝（20815－0.5×7434）＝17098N

六、改錯(cuò)題

45指出下面結(jié)構(gòu)圖上的至少10處錯(cuò)誤。

解：圖中存在的結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤之處有：

①軸肩過高，軸承不易裝拆；

②裝齒輪的軸段長度應(yīng)小于齒輪輪轂長度；

③缺少墊片；

④密封圈畫法有誤；

⑤軸與軸承蓋間應(yīng)留有間隙；

⑥鍵的上表面和輪轂的鍵槽底面間應(yīng)留有間隙，且應(yīng)與其他鍵槽在

同一母線上；

⑦聯(lián)軸器的軸端無軸向固定；

⑧此處不能有鍵槽；

⑨缺少鍵進(jìn)行周向定位；

⑩聯(lián)軸器不能與端蓋直接接觸。

注：上面的①～⑩對(duì)應(yīng)下圖中的①～⑩。

2016年中國地質(zhì)大學(xué)875機(jī)械設(shè)計(jì)

考研真題及詳解

一、填空題

1單向規(guī)律性不穩(wěn)定變應(yīng)力的疲勞強(qiáng)度計(jì)算是根據(jù)______進(jìn)行計(jì)

算的。

【答案】疲勞損傷累積假說

2按照螺紋連接防松方法的工作原理可將其分為三類，分別是

______、______和______。

【答案】摩擦防松；機(jī)械防松；破壞螺旋副運(yùn)動(dòng)關(guān)系法防松

3普通平鍵連接，當(dāng)采用雙鍵時(shí)，兩鍵應(yīng)在周向相隔______度。

【答案】180

4設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)，鏈節(jié)數(shù)最好取______。

【答案】偶數(shù)

5標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒輪上的齒形系數(shù)與______有關(guān)。

【答案】齒數(shù)

【解析】YFa為齒形系數(shù)，與齒制、變位系數(shù)和齒數(shù)有關(guān)，與模數(shù)無

關(guān)。

6當(dāng)蝸桿頭數(shù)增加時(shí)，傳動(dòng)效率______。

【答案】增大

【解析】單頭蝸桿傳動(dòng)比可以比較大，但效率低，如果要提高效

率，應(yīng)增加蝸桿頭數(shù)。

7當(dāng)非液體潤滑滑動(dòng)軸承中，限制p值的主要目的是______。

【答案】防止過度磨損

8角接觸球軸承和圓錐滾子軸承的軸向承載能力隨接觸角α的增大

而______。

【答案】增大

二、單項(xiàng)選擇題

9下列零件的失效中，（）不屬于強(qiáng)度問題。

A．螺栓斷裂

B．齒輪的齒面上發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕

C．蝸桿軸產(chǎn)生過大的彎曲變形

D．滾動(dòng)軸承套圈的滾道上被壓出深的凹坑

【答案】C

【解析】蝸桿軸產(chǎn)生過大的彎曲變形屬于剛度問題。

10鍵的長度主要根據(jù)（）來選擇。

A．傳遞轉(zhuǎn)矩的大小

B．輪轂的長度

C．軸的直徑

【答案】B

【解析】鍵的長度L一般可按輪轂的長度而定，即鍵長等于或略短于

輪轂的長度。

11螺栓預(yù)緊的目的之一是（）。

A．增加被連接件的剛性

B．增加連接的可靠性和緊密性

C．減小螺栓的剛性

D．增加螺紋連接的剛度

【答案】B

12在一定轉(zhuǎn)速下，要減輕鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻和動(dòng)載荷，應(yīng)

（）

A．增大鏈節(jié)距和鏈輪齒數(shù)

B．減小鏈節(jié)距和鏈輪齒數(shù)

C．增大鏈節(jié)距，減小鏈輪齒數(shù)

D．減小鏈條節(jié)距，增大鏈輪齒數(shù)

【答案】D

【解析】減小鏈條節(jié)距，增大鏈輪齒數(shù)都可以減輕鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不

均勻和動(dòng)載荷。

13齒輪傳動(dòng)中，為改善偏載現(xiàn)象，以使載荷沿齒向分布均勻，可

以要?。ǎ?。

A．變齒輪的材料

B．增大齒輪寬度

C．增大模數(shù)

D．齒側(cè)修形

【答案】D

【解析】降低載荷分布不均的措施：

①增大軸、軸承及支座的剛度，對(duì)稱地配置軸承，適當(dāng)?shù)叵拗戚嘄X

的寬度等；

②盡可能避免齒輪作懸臂布置。尤其對(duì)高速、重載的齒輪傳動(dòng)應(yīng)更

加重視；

③可把一個(gè)齒輪的輪齒做成鼓形用來減輕載荷偏輪齒一端；

④輪齒的螺旋角修形。

14錐齒輪的當(dāng)量齒數(shù)（）實(shí)際齒數(shù)。

A．小于

B．大于

C．等于

D．可能大于或小于

【答案】B

15與齒輪傳動(dòng)相比，（）不是蝸桿傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。

A．傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小

B．傳動(dòng)比可以很大

C．可以自鎖

D．傳動(dòng)效率高

【答案】D

【解析】蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)：

①單頭蝸桿能實(shí)現(xiàn)大的傳動(dòng)比。傳動(dòng)比大，零件數(shù)目少，結(jié)構(gòu)緊

湊；

②沖擊載荷小，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低；

③當(dāng)蝸桿的螺旋線升角小于嚙合面的當(dāng)量摩擦角時(shí)，蝸桿傳動(dòng)便具

有自鎖性；

④滑動(dòng)速度很大，工作條件不夠良好時(shí)，摩擦損失較大，效率低。

16在軸的初步計(jì)算中，軸的直徑是按（）初步確定的。

A．抗彎強(qiáng)度

B．抗扭強(qiáng)度

C．彎扭合成強(qiáng)度

D．軸段上零件的孔徑

【答案】B

17設(shè)計(jì)動(dòng)壓向心滑動(dòng)軸承時(shí)，若發(fā)現(xiàn)最小油膜厚度hmin不夠大，

在下列改進(jìn)措施中，最有效的是（）。

A．增大相對(duì)間隙ψ

B．增大供油量

C．減小軸承的寬徑比B/d

D．換用粘度較低的潤滑油

【答案】C

18設(shè)計(jì)滾動(dòng)軸承組合結(jié)構(gòu)時(shí)，對(duì)軸承跨距很長、工作溫度變化很

大的軸，為適應(yīng)軸有較大的伸縮變形，應(yīng)考慮（）。

A．將一端軸承設(shè)計(jì)成游動(dòng)的

B．采用內(nèi)部間隙可調(diào)整的軸承

C．采用內(nèi)部間隙不可調(diào)整的軸承，而將一端軸承外圈的外側(cè)留有

適當(dāng)大小的軸向間隙

D．軸頸與軸承內(nèi)圈采用很松的配合

【答案】A

【解析】對(duì)于跨距較大且工作溫度較高的軸，其熱伸長量大，應(yīng)采

用一支點(diǎn)雙向固定，另一支點(diǎn)游動(dòng)的支承結(jié)構(gòu)。

三、判斷題

19硬齒面齒輪只可能產(chǎn)生齒輪折斷，不會(huì)產(chǎn)生齒面點(diǎn)蝕。

（）

【答案】錯(cuò)

20凡零件只要承受靜載荷，則都產(chǎn)生靜應(yīng)力。（）

【答案】錯(cuò)

21機(jī)械零件在工作中發(fā)生失效，即意味該零件一定發(fā)生了破壞。

（）

【答案】錯(cuò)

22滾子鏈傳動(dòng)的節(jié)距p愈大，鏈的承載能力愈高。因此高速重載

傳動(dòng)宜選用大節(jié)距鏈。（）

【答案】錯(cuò)

【解析】高速重載應(yīng)該選用多排小節(jié)距鏈。

23當(dāng)零件的尺寸由剛度條件決定時(shí)，為了提高零件的剛度，可選

用高強(qiáng)度合金鋼制造。（）

【答案】錯(cuò)

【解析】剛度是材料抵抗受力后發(fā)生彈性變形的能力，強(qiáng)度是材料

抵抗受力后發(fā)生破壞的能力。剛度取決于材料的彈性模量，強(qiáng)度取決于

材料的屈服極限。高強(qiáng)度合金鋼的彈性模量與普通碳鋼相同

（206GPa），所以采用高強(qiáng)度合金鋼并不能提高零件的剛度。

24在變應(yīng)力中，當(dāng)r＝C（常數(shù)）時(shí)，σm/σa是隨時(shí)間變化的。

（）

【答案】當(dāng)r＝C（常數(shù)）時(shí)，σm/σa不隨時(shí)間變化的。

25普通螺紋用于連接時(shí)，一般多用于粗牙螺紋。（）

【答案】對(duì)

26齒面塑性流動(dòng)在從動(dòng)輪節(jié)線附近形成凸脊。（）

【答案】對(duì)

27承受雙向軸向載荷的推力滑動(dòng)軸承可采用多環(huán)軸頸結(jié)構(gòu)。

（）

【答案】對(duì)

28在V帶傳動(dòng)中，帶輪的最小直徑取決于帶的型號(hào)。（）

【答案】對(duì)

四、簡(jiǎn)答題

29帶傳動(dòng)打滑一般發(fā)生在大輪上還是小輪上？為什么？剛開始打

滑前，緊邊拉力與松邊拉力之間的關(guān)系是什么？

答：（1）帶傳動(dòng)打滑一般發(fā)生在小輪上。因?yàn)樾≥喌陌且却?/p>

輪小，接觸面積比大輪少，所以較易發(fā)生打滑。

（2）剛開始打滑前，緊邊拉力與松邊拉力之間的關(guān)系為：F1＝

fα

F2e，F(xiàn)1為帶的緊邊拉力，F(xiàn)2為帶的松邊拉力，α為帶在帶輪上的包

角。

30閉式蝸桿傳動(dòng)必須進(jìn)行熱平衡計(jì)算，為什么？如不滿足熱平衡

條件，可采用哪些措施以降低其溫升？

答：（1）閉式蝸桿傳動(dòng)必須進(jìn)行熱平衡計(jì)算的原因：

蝸桿傳動(dòng)效率低，發(fā)熱量大。在閉式傳動(dòng)中，如果產(chǎn)生的熱量不能

及時(shí)散逸，將因油溫不斷升高而使?jié)櫥拖♂?，從而增大摩擦損失，甚

至發(fā)生膠合。

（2）提高散熱能力的措施：

①加散熱片以增大散熱面積；

②在蝸桿軸端加裝風(fēng)扇以加速空氣的流通；

③在傳動(dòng)箱內(nèi)裝循環(huán)冷卻管路。

31簡(jiǎn)述形成動(dòng)壓油膜的必要條件。

答：形成動(dòng)壓油膜的必要條件：

（1）相對(duì)滑動(dòng)的兩表面間必須形成收斂的楔形間隙；

（2）被油膜分開的兩表面必須有足夠的相對(duì)滑動(dòng)速度，其運(yùn)動(dòng)方向

必須使?jié)櫥陀纱罂诹鬟M(jìn)，從小口流出；

（3）潤滑油必須有一定的粘度，供油要充分。

32在進(jìn)行齒輪強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，為什么要引入載荷系數(shù)K？載荷K由

哪幾部分組成？

答：（1）在實(shí)際傳動(dòng)中，由于受多種因素影響，會(huì)使齒輪上的名

義法向載荷增大，為了修正名義載荷，引入了載荷系數(shù)。

（2）載荷系數(shù)K等于使用系數(shù)KA、動(dòng)載系數(shù)KV、齒間載荷分配系

數(shù)Kα、齒向載荷分布系數(shù)Kβ的連乘積。

33將一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)成高度變位齒輪傳動(dòng)，這對(duì)輪齒的彎

曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度有什么影響？為什么？

答：高度變位齒輪傳動(dòng)，可增加小齒輪的齒根厚度，提高其彎曲強(qiáng)

度，因大、小齒輪相比，小齒輪的YFaYSa乘積較大、齒根彎曲應(yīng)力大，

所以高度變位（小齒輪正變位、大齒輪負(fù)變位）可實(shí)現(xiàn)等彎曲強(qiáng)度，從

而提高傳動(dòng)的彎曲強(qiáng)度。高度變位對(duì)接觸強(qiáng)度無影響。

34為什么在重要的受拉螺栓連接中不宜采用直徑小于M12～M16

的螺栓？

答：對(duì)于重要的受拉螺栓連接不宜采用直徑小于M12～M16的螺

栓。因?yàn)樵跀Q緊螺母時(shí)，對(duì)于較小直徑的螺栓容易產(chǎn)生過大的預(yù)緊拉應(yīng)

力。同時(shí)由于螺紋副和螺母與支承面之間的摩擦系數(shù)不穩(wěn)定以及加在扳

手上的力矩有時(shí)很難準(zhǔn)確控制，容易擰得過緊產(chǎn)生過載應(yīng)力，甚至擰

斷。

五、分析計(jì)算題

35圖示方形蓋板用四個(gè)螺釘與箱體連接，蓋板中心O點(diǎn)的吊環(huán)受

拉力FQ＝10kN，[σ]＝80MPa，取剩余預(yù)緊力為工作拉力的0.6倍，試

求：

（1）螺栓所受的總拉力F0，求螺栓直徑。

（2）如因制造誤差，吊環(huán)由O點(diǎn)移到O′點(diǎn)，且OO′＝5