2021年兰州交通大学机电工程学院809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．有一圆柱螺旋压缩弹簧，试问:

（1）若载荷F、中径D及弹簧材料不变，把弹簧丝直径d增大2倍，工作圈数n增大4倍，则其变形量和弹簧丝内最大切应力将分别如何变化？

（2）若载荷F、中径D、变形量和弹簧材料均不变，把弹簧的直径d增大2倍，则弹簧的工作圈数n应为原来的几倍？

（3）若中径D和弹簧材料不变，把弹簧的直径d和工作圈数n都增加2倍，则极限工作载荷如何变化？

【答案】（1）弹簧的变形量

在载荷F、中径D及弹簧材料不变时，则，即与工作圈数n成正比，与弹簧丝直径的4次方成反比。设，，故有，，即

弹簧参数改变后的变形量是原来变形量的1/4。

弹簧丝内最大切应力

在载荷F、中径D不变时，忽略K值的变化，则，与工作圈数n无关，仅与弹簧丝直径d有关。设，故有，，即弹簧参数改后的弹簧丝内

最大切应力是原来最大切应力的1/8。

弹簧的工作圈数n

在载荷F、中径D、变形量和弹簧材料均不变时，则，即n与弹簧的直径d的4次方成正比。

设，故有，，即弹簧的工作圈数是原来的16倍。

（3）极限工作载荷由

得

当中径D和弹簧材料及弹簧的类别不变时，忽略K值的变化，则，即极限工作载荷

与弹簧丝直径d的3次方成正比，而与工作圈数n无关。设，故有

，，即弹簧的参数改变后的极限工作载荷是原来的8倍。

2．试分析链传动的节距和中心距过大或过小时对传动有何影响？

【答案】在一定条件下，链的节距越大，承载能力越高；但多边形效应增加，传动不平稳，动载荷和噪声越严重，传动尺寸也大。

当，链轮中心距又过小时，链在小链轮上的包角小，与小链轮同时啮合的链节数亦少，

啮合链节受力就大。同时因总链节数减少，当链速一定时，在单位时间内同一链节受到的应力变化次数和屈伸次数增加，使链的寿命降低。但中心距过大，除结构不紧凑外，还会使链的松边上下颤动，使运行不平稳。

3．一对按接触疲劳强度设计的软齿面钢制圆柱齿轮，经弯曲强度校核计算，发现其比小很多。试问：设计是否合理？为什么？在材料、热处理硬度不变的条件下，可采取什么措施以提高其传动性能？

【答案】（1）因闭式软齿面齿轮的主要失效形式为齿面疲劳点蚀，其设计准则为，必须首先满足接触强度的要求，因此，此设计是合理的。

（2）若材料、热处理硬度不变，在满足弯曲强度条件（）下，可选用较多齿数。，

则重合度，使传动平稳，可降低齿轮的振动与噪声；，则重合度系数而使，可

提高齿轮的接触强度；，则，可减轻齿轮的质量和减少金属的切削量，以节省工时和费用。

4．简述普通平键的类型、特点和应用。

【答案】按构造分有圆头（A型）、平头（B型）及单圆头（C型）三种。圆头平键安放在轴上用指状铣刀铣出的键槽中，键在键槽轴上固定良好，缺点是键的头部侧面与轮毂上的键槽并不接触，因而键的圆头部分不能充分利用，而且轴上键槽端部的应力集中较大；平头平键是放在用盘铣刀铣出的键槽中，因而避免了上述缺点，但对于尺寸大的键，宜用紧定螺钉固定在轴上的键槽中，防止松动；单圆头平键则常用于轴端与毂类零件的连接。

5．刚性可移式联轴器和弹性可移式联轴器的区别是什么？各适用于什么场合？

【答案】两类联轴器补偿相对位移的方法不同。刚性可移式联轴器利用组成零件之间的动连接来补偿相对位移。弹性可移式联轴器利用弹性零件的变形来补偿位移。

由于刚性可移式联轴器没有弹性零件，不能缓和冲击和振动，一般用于载荷较大，工作较平稳的场合。而弹性可移式联轴器不仅能补偿综合位移，还能缓冲、吸振，适用于频繁启动、变载荷、高速度、经常正反转工作的场合。

6．在图1所示传动系统中，件1、5为蜗杆，件2、6为蜗轮，件3、4为斜齿圆柱齿轮，件7、8为直齿锥齿轮。已知蜗杆1为主动，要求输出齿轮8的回转方向如图所示。试确定: （1）各轴的回转方向（画在图上）。

（2）考虑Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴上所受轴向力能抵消一部分，定出各轮的螺旋线方向（画在图上）。

（3）画出各轮的轴向分力的方向。

图1

【答案】见答图2。

答图2

．在标准条件下，选用单列链，额定功率情况下，功率曲线上对应得两个转速

和，若润滑良好，输出功率恒定，试分析下面3种转速情况下，使用

该链条将有什结果:

①；

②；

③

【答案】标准条件下的额定功率曲线图如下，从图上功率曲线内区域中的和组合的点在

润滑良好条件下，均能在规定寿命期限内正常工作。由此可见，在范围内能

正常

工作，而和均不能在规定寿命内正常工作，前著会提前出现链板的疲劳拉断，后者会出现铰链的胶合破坏。

8．机架零件的常见形状有哪些？

【答案】机架零件的常见形状有：

（1）机座类，如各种机床的床身。

（2）底座类，如由电动机、减速器和卷筒组成的电动绞车的机架。

（3）箱体类，如减速器的机体。

9．使用系数KA和动载荷系数KV都是考虑动载荷影响的系数，两者有何区别？

【答案】使用系数是考虑齿轮啮合外部因素引起附加动载荷影响的系数，影响它的主要因素是原动机和工作机的工作特性；而动载系数是考虑齿轮制造误差、运转速度等轮齿内部因素引起的附加动载荷影响的系数。

10．蜗杆传动有哪些失效形式？它对材料选择有何影响？蜗杆、蜗轮的材料如何进行选择？

【答案】与齿轮传动一样，蜗杆传动的失效形式有齿面点蚀、磨损、胶合和轮齿折断等，但由于蜗杆传动工作齿面间相对滑动速度较大，当润滑不良时，温升过高，胶合和磨损更容易发生。

对材料的选择，要求有一定的强度且具有良好的减摩性、耐磨性及抗胶合性，且易跑合。蜗