2020年上海大学机电综合考研复试核心题库之机械设计简答题精编

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答案，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。

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。

一、简答题

1．轴上零件的轴向固定有哪些方法？各有何特点？轴上零件的周向固定有哪些方法？各有何特点？

【答案】（1）零件的轴向定位:

①轴肩和轴环——最常用，轴向传为大。

②套筒——轴上相邻零件定位，套筒不宜过长，由于套筒与轴配合较松；

③轴用圆螺母——传动力大，简单，但有应力集中（细牙），要防松；

④轴端挡圈——轴端零件的定位，应用较广；

⑤轴承端盖——对轴承外圈轴向定位，从而使轴有确定的轴向工作位置；

⑥弹性挡圈——结构简单，定位方便，但有应力集中，适于轻载；

⑦锁紧挡圈、紧定螺钉或销——结构简单，但承载能力低，可同时兼作周向定位；

⑧圆锥面（+挡圈、螺母）——适于轴端零件定位，兼作周向定位（靠摩擦）。

（2）零件的周向定位:

键——常用；

花键——承载大，定位精度高，适于动连接；

紧定螺钉、销——同时实现轴向定位，传动力不大处；

过盈配合。

2．图示为普通螺栓组连接，载荷.接合面间的摩擦系数=0.3。

试确定预紧力。

图

【答案】螺栓组受横向工作载荷R和扭转力矩T联合作用，T=RL。横向载荷下，接合面间需要的摩擦力为F n≥R；扭转力矩下，需要的摩擦力为，故需要的总摩擦力为

而F f=zQ p，故Q p≥306575N。

3．从齿轮轮齿失效情况得出了哪些承载能力计算依据？其理论基础（即原始公式）是什么？各自针对哪种失效形式？

【答案】针对齿面疲劳点蚀的失效形式，进行了齿面的接触疲劳强度计算，以Hertz接触应力计算公式为原始公式，得出轮齿不发生齿面疲劳点蚀失效的齿面接触疲劳强度计算公式。

针对轮齿折断的失效形式，进行了齿根抗弯疲劳强度计算，根据悬臂梁理论，得到轮齿不发生疲劳折断的齿根抗弯疲劳强度计算公式。

4．销连接有哪些用途？

【答案】销连接的用途主要有：固定零件间的相互位置（定位销），实现被连接件间的连接并传递较小的载荷（连接销），作安全装置中的过载被剪断元件（安全销）。

5．联轴器所连两轴轴线的位移形式有哪些？试说明哪种联轴器具有补偿综合位移能力？

【答案】联轴器所连两轴轴线可能出现的相对位移有轴向偏移、径向偏移、角向偏移，以及三种偏移同时出现的组合偏移。

挠性联轴器具有补偿综合位移的能力，例如齿轮联轴器。齿轮联轴器主要由两个具有外齿的半联轴器和两个具有内齿的外壳组成。两外壳用螺栓连成一体，两半联轴器分别装在主动轴和从动轴上，外壳与半联轴器通过内、外齿的相互啮合而相连。工作时，靠啮合的齿轮传递转矩，轮齿间留有较大的齿侧间隙，外齿轮的齿顶做成球面，球面中心位于齿轮的轴线上，故能补偿两轴的综合位移。

6．试分析说明套筒滚子链传动时瞬时传动比不稳定的原因，在什么特殊条件下可使瞬时传动比恒定不变？

【答案】套筒滚子链传动时，链呈多边形绕在链轮上，使得链的线速度方向与链轮的线速度方向不一致，主动链轮匀速转动，链的速度为主动链轮在链的运动方向上的投影，从而使链速小于主动链轮速度并呈周期性规律变化；而在从动链轮上，链速大于从动链轮速度并呈周期性规律变化。因此，套筒滚子链传动时瞬时传动比是不稳定的。

当z1= z2，且链传动的中心距=链条节距的整数倍时，可使链传动的瞬时传动比恒定不变。

7．如图中两种传动方案，你认为哪种方案较好？试分析、说明原因。

【答案】B方案较好，因为:

（1）B方案中，带传动在高速级，其有效拉力八较小，要求带的型号、带轮尺寸、预紧力均较小。而A方案上述情况相反。

（2）B方案中，齿轮传动第一级小齿轮远离带轮，第二级大齿轮远离输出联轴器，使这两根轴的受扭段长，单位长度上的扭转变形小、扭转刚度大，载荷沿齿向分布均匀。而A方案上述情况相反。

（3）B方案中带传动的紧边在下，松边在上，有利于增大包角；而A方案中，带传动的紧边在上，松边在下，对包角不利。

（4）B方案中，带传动直接与电动机联接，因带传动有缓冲、吸振功能，可将齿轮传动的不平稳性减缓，有利于电动机的工作；而A方案中齿轮箱与电动机直接联接，齿轮传动的不平稳性将直接影响到电动机。

A方案

B方案

图

8．联轴器所联两轴的偏移形式有哪些？如果联轴器不能补偿偏移会发生什么情况？

【答案】偏移形式有径向偏移、轴向偏移、角偏移和综合偏移。

如果被连接两轴之间的相对偏移得不到补偿，将会在轴、轴承及其他传动零件间引起附加载荷，使工作情况恶化。

9．如下图所示，一起重装置由电动机和齿轮减速器驱动，已知电动机功率为，转速为，最大

起重量为，起升速度为。电动机及齿轮减速器的承载能力刚好满足要求。试问：

（1）若不变，而起重量提高到时，电动机是否要换？齿轮是否能用？

（2）若将最大速度提高到，最大起重量降为，电动机是否要换？齿轮是否能用？

（3）若仅将传动比下降为，电动机和齿轮是否能用？

图

【答案】（1）若起升速度不变，则，当不变而提髙到时，功率P随之也要提高2P。此时电动机功率不够，需要更换电动机。

由可知，当P提高到2P后，转矩T也增至2T，齿轮强度不够，也不能用。

（2）若齿轮传动比不变，当最大起升速度提高到时，电动机转速也随之提高，需要更换电动机，但齿轮仍可使用。

（3）若将传动比下降1倍为，电动机的转速不变，工作机转速将提高，所需功率增大，电动机将不能使用。而且齿轮由i下降1倍，速度变了，传动比也变了，使其主动轮所受转矩增大也不能使用。

10．牙嵌离合器的主要失效形式是什么？设计时如何保证其承载能力？对其材料有何要求？常用材料及热处理方式是什么？

【答案】牙嵌离合器的主要失效形式是牙齿的弯断和齿面的磨损。为保证牙齿不发生弯断，应对牙齿进行弯曲强度计算，使；为控制磨损，应限制齿面压强，使p≤[p]。

对牙嵌离合器的材料要求齿面材料硬度高，以提高齿面耐磨能力；而齿芯材料要有韧性，以