2021年江南大学机械工程学院819机械设计考研核心题库之简答题精编

特别说明

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．简述有骨架唇形密封圈密封的工作原理。

【答案】有骨架唇形密封圈的密封工作原理:有骨架密封圈与轴承盖为紧配合，并因其唇部孔径比轴径小，靠弹性紧套在轴上，从而起到密封作用。安装时密封唇朝壳体内，可防漏油；朝壳体外，可防尘。

2．与键连接相比，花键连接的特点是什么？适用于什么场合？

【答案】与键连接相比，花键连接的特点如下：

①多齿传递转矩，承载能力大。

②齿浅，应力集中小，对轴及轮殼的强度削弱小。

③对中性好，导向性好。但需专门的加工设备，成本较高。

花键连接主要适用于对定心精度要求高、承受载荷大或常滑移的轴毂连接。

3．滚动轴承的当量动载荷F、基本额定动载荷C、转速n及工作条件完全相同的深沟球轴承和圆柱滚子轴承的基本额定寿命是否相同？为什么？

【答案】深沟球轴承和圆柱滚子轴承的基本额定寿命不相同，圆柱滚子轴承的基本额定寿命

大于深沟球轴承的基本额定寿命，因为计算滚动轴承的基本额定寿命时，深沟球轴承的寿命指数ε=3,而圆柱滚子轴承的寿命指数。但是特殊情况时，深沟球轴承和圆柱滚子轴承的基本额定寿命相同。

4．什么是角接触向心轴承的压力中心？其位置如何度量？简化计算时如何处理？

【答案】角接触向心轴承的支反力作用点即为轴承的压力中心。用轴承外圈宽边端面到压力中心的距离来度量，可由轴承样本查得。简化计算时，通常取轴承宽度中点为支反力作用点。

5．试说明在齿轮接触应力计算式和弯曲应力计算式中是如何考虑变位系数对齿轮强度影响的？

【答案】在齿轮接触应力计算中是通过节点区域系数来考虑变位系数对齿面接触强度的影

响的；而在齿轮弯曲应力计算式中是通过齿形系数和应力修正系数来考虑变位系数对齿轮弯曲强度的影响的。

6．刚性联轴器和挠性联轴器的区别是什么？

【答案】刚性联轴器适用于两轴能严格对中，并在工作中不发生相对位移的场合；挠性联轴器适用于两轴有偏斜（可分为同轴线、平行轴线和相交轴线）或在工作中有相对位移（可分为轴向位移、径向位移、角位移和综合位移）的场合。

7．圆柱蜗杆传动正确啮合的条件是什么？

【答案】圆柱蜗杆传动正确啮合的条件是:

在中间平面上，即蜗杆的轴向模数等于蜗轮的端面模数；蜗杆的轴面压力角等于蜗

轮的端面压力角，并且模数和压力角均为标准值；蜗杆导程角等于蜗轮的螺旋角，且螺旋线

的方向相同；即，，。

8．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。

9．如图1所示为蜗杆传动和圆锥齿轮传动的组合。已知输出轴上的锥齿轮z4的转向n。

（1）欲使中间轴上的轴向力能部分抵消，试确定蜗杆传动的螺旋线方向和蜗杆的转向；

（2）在图中标出各轮轴向力的方向。

图1

【答案】（1）蜗杆传动为右旋

（2）见图2。

解图2

10．画出两种减少图中轴与轮毂过盈配合处应力集中的结构方案。

图

【答案】见下图。

11．什么是滚动轴承的预紧？为什么滚动轴承需要预紧？

【答案】所谓预紧，就是在安装时用某种方法在轴承中产生并保持一轴向力，以消除轴承中的轴向游隙，并在滚动体和内、外圈接触处产生初变形。通过预紧可以提髙轴承的旋转精度，增加轴承装置的刚性，减小机器工作时轴的振动。

12．试述轴的直径大小是否仅仅决定于它的计算准则？轴上零件（轴承、联轴器等）对轴径的影响怎样考虑？

【答案】轴上各段直径的确定，一般是先按类比法或根据传递的功率大小初步估算出轴的最小直径，再根据轴上零件的安装、定位、固定及装拆特点要求，确定其他各段轴的直径。

13．紧螺栓连接所受轴向变载荷在间变化，当预紧力一定时，改变螺栓或被连接件的刚度，对螺栓连接的疲劳强度和连接的紧密性有何影响？

【答案】降低螺栓的刚度或增大被连接件的刚度，将会提高螺栓连接的疲劳强度，降低连接的紧密性；反之，则降低螺栓连接的疲劳强度，提高连接的紧密性。

14．说明液体摩擦径向滑动轴承的成膜过程，轴承设计时的设定参数和性能参数（设计要素）。

【答案】径向滑动轴承的成膜过程如下图所示。图（a）为静止状态；图（b）为启动中；图（c）为形成液体摩擦后的平衡状态。油膜压力将轴推向滚动的相反方向。它具备形成液体摩擦的必要条件，油楔形状为余弦曲线状。

滑动轴承通常有多个未知参数，一般根据工作要求和经验先设定一些参数，然后验算性能参数。这些设定参数有：

（1）转数。通常是已知的。

（2）几何参数。轴径（已知）；瓦长，按长径比来选，大时，易成膜，承载大，

但温升大，通常取；轴承承载包角，常用、、；半径间隙，

或直径间隙，相对间隙，小时，易成膜，承载大，但温升大，通常取

。

（3）压强。径向力通常是已知的。

（4）黏度。当大、小、小时，可选较大的，否则选小的。轴承的性能参数或称为轴承的设计要素，它反映了轴承的工作性能，具体有：

（1）最小泄膜厚度。

（2）摩擦因数

（3）温升。

（4）耗油量。

轴承设计的任务就是使这些性能参数满足许用条件。

15．为了提高螺栓的疲劳强度，在螺栓的最大应力一定时，可采取哪些措施来降低应力幅？并举出三个结构例子。

【答案】可采取减小螺栓刚度或增大被连接件刚度的方法来降低应力幅。

（1）适当增加螺栓的长度；

（2）采用减小螺栓杆直径的腰状杆螺栓或空心螺栓；