机械设计硕士入学考试试题解答

8-1　是非题

1.×；2.×；3.×；4.×；5.×；6.√；7.√；8.√；9.√；10.×；11.×；12.√；13.√；14.×；15.×。

8-2　单项选择题

1.C；2.A；3.B；4.D；5.A；6.D；7.A；8.A；9.C；10.A；11.C；12.C；13.C；14.C；15.C。

8-3　简答题

1.答：由于蜗杆传动效率较低，所以工作时发热量大。在闭式传动中，如果产生的热量不能及时散逸，将因油温不断升高而使润滑油稀释，从而增大摩擦损失，甚至发生胶合。所以必须根据单位时间内的发热量小于等于同时间内的散热量的条件进行热平衡计算，以保证油温稳定地处于规定的范围内。

提高散热能力的措施有：①加散热片以增大散热面积；②在蜗杆轴端加装风扇以加速空气的流通；③在传动箱内装循环冷却管路等。

2.答：零件在轴上进行轴上固定时，可采用轴肩、轴环、套筒、锁紧挡圈、弹性挡圈、轴端挡圈、圆螺母和锥形轴端等方法。

3.答：选择b1＞b2，主要是为了在装配时容易保证轮齿沿全齿宽啮合，从而保证工作强度，而且还可以节省材料和加工齿轮的工时，降低成本。

φd=中的齿宽b应代入大齿轮的齿宽b2。

4.答：不完全液体润滑滑动轴承的计算准则是：p≤[]p，pυ≤[p]υ和υ≤[]υ。

如果在设计时出现p或pυ值过大不满足要求时，可如下调整设计参数：

（1）增大宽径比B/d的值，目的是增加轴承宽度以减小p和pυ值，从而满足p≤[]p，pυ≤[p]υ的要求；

（2）重选[]p和[p]υ较大的轴瓦材料。

5.答：不能用。因为将蜗轮减速器放到第二级，转速降低，传递转矩增大，则强度不能满足要求而导致传动效率降低，发热与磨损现象严重。而齿轮减速器虽然强度可以满足要求，但由低速级移到高速级，转速提高，精度可能不能满足要求。

8-4　计算分析题

1.解：（1）A′点坐标为（0，σ-1），即（0，370）；D′点坐标为，即（312.5，312.5）；C点坐标为（σs，0），即（880，0）。材料试件简化的极限应力线图如图2-8-1所示。

（2）设材料的工作应力点为M，则有

按r=C的变化规律，M点对应的极限应力曲线上的点为M′，由图上量得：σ′m=140MPa，σ′a=340MPa，因而

σr=σ′m+σ′a=140+340=480（MPa）

2.解：（1）轮1的螺旋线方向应为左旋，轮2的螺旋线方向应为右旋，轮4的转动方向应为顺时针方向，如图2-8-2所示。

图2-8-1

图2-8-2

（2）由两级传动中心距相等可得

斜齿轮的螺旋角为

蜗杆的导程角为

作用在各轴上的转矩分别为

（3）作用在斜齿轮2上的三个分力分别为

作用在蜗杆3的三个分力分别为

各分力的方向如图2-8-2所示。

3.解：（1）小带轮的包角为

当量摩擦系数为

小带轮的圆周速度为

由P=可得有效力为

预紧力、紧边拉力和松边拉力为

带截面面积为(www.xing528.com)

A=h（b-htan20°）=11×（17-11×tan20°）=143（mm2）

作用在带上的各类应力为

图2-8-3

各应力沿带长方向的分布如图2-8-3所示。

（2）带中作用的最大应力为

σmax=σ1+σb1+σc=5.472+12.2+0.222=17.894（MPa）

各类应力所占的百分比为

4.解：由图2-8-4可列得力平衡方程：350F1+150F2-200Fr1=0，解得Fr1=5000N。

图2-8-4

由Fr2+Fr1-（F1+F2）=0可得：Fr2=-1000N。

两轴承的派生轴向力分别为

Fd1=0.68Fr1=0.68×5000=3400（N），Fd2=0.68Fr2=0.68×1000=680（N）

由于Fd1+FA=3400+2000=5400（N）＞Fd2，故轴承2被“压紧”，轴承1被“放松”。即两轴承所受的轴向力分别为

Fa2=Fd1+FA=5400（N），Fa1=Fd1=3400（N）

=0.68=e，故X1=1，Y1=0；=5.4＞e，所以X2=0.41，Y2=0.87。则两轴承的当量动载荷为

P1=fp（X1Fr1+Y1Fa1）=1.1×（1×5000+0）=5500（N）

P2=fp（X2Fr2+Y2Fa2）=1.1×（0.41×1000+0.87×5400）=5618.8（N）

因为P2＞P1，故轴承2为危险轴承。危险轴承的寿命为

5.解：由图2-8-5可见，将力P移至螺栓组形心，则整个螺栓组所受的力为P和T=PL，而P使每个螺栓受力为Fp，T使每个螺栓受力为FT。

由图2-8-5中每一螺栓的力矢量图可得，螺栓1、2的受力最大。

F1=F2==3716.5（N）

图2-8-5

所需预紧力为

螺栓危险截面的直径为

查本题附表，可选择公称直径d=10mm的螺栓。

8-5　结构分析题

解：图1-8-5中标有序号的错误或结构不合理的原因主要是：

①箱体与轴承盖缺螺钉连接；

②左轴承安装反了，两轴承安装应构成正安装；

③轴太长，已碰到左轴承端盖，动静接触；

④安装轴承无需键，故此处键槽多余；

⑤轴肩过高，左轴承无法拆卸；

⑥三面贴合，齿轮固定不可靠（轮毅的长度应比相应的轴段长2～3mm）；

⑦键太长，右边套筒无法安装；

⑧套筒外径太大，右轴承无法拆卸；

⑨精加工面过长，应设计成阶梯轴；

⑩右轴承透盖与轴间应有间隙，并加上密封装置；

⑪联轴器无轴向固定（此处应设计有一轴肩）；

⑫轴上两个键槽不在同一母线上，轴的结构工艺性差；

⑬联轴器无键槽，键根本无法安装。