2021年西南石油大学机电工程学院914机械设计考研核心题库之简答题精编
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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．滚动轴承共分几大类型，写出它们的类型代号及名称，并说明各类轴承能承受何种载荷（径向或轴向）。
【答案】滚动轴承共分为向心轴承和推力轴承两大类型。
调心球轴承，代号1，主要承受径向载荷，同时也能承受少量的双向轴向载荷；调心滚子轴承，代号2,主要承受径向载荷，同时也能承受少量的双向轴向载荷；圆锥滚子轴承，代号3,主要承受以径向载荷为主的径、轴向联合载荷；推力球轴承，代号5,只能承受轴向载荷；深沟球轴承，代号6,主要承受径向载荷，词时也能承受少量的双向轴向载荷；角接触球轴承，代号7,同时也能承受径向和单向轴向载荷，不宜受纯轴向载荷；圆柱滚子轴承，代号N，仅能承受径向载荷，内、外圈的带挡边的单列轴承可承受较小的轴向载荷；滚针轴承，代号NA，只能承受径向载荷。
2．为什么对闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算？可以采用哪些措施来改善散热条件？
【答案】由于蜗杆传动效率低，工作发热量大，对于闭式蜗杆传动，如果产生的热量不能及时散发，将使油温上升，导致润滑油粘度降低，从而增大摩擦损失，甚至发生胶合。因此需要对闭式蜗杆传动进行热平衡计算。
改善散热条件的措施:（1）在箱体上加散热片，增加散热面积；（2）在蜗杆轴端加装风扇，增强通风，提高传热系数；（3）在润滑油池中设置循环冷却水管；（4）采用外冷却喷油润滑。
3．什么是弹性滑动？什么是打滑？其原因和结果是什么？是否能避免？为什么？
【答案】由于带是弹性体，受力不同时其伸长量也不同。带传动在工作时紧边拉力要大于松边的拉力，因此紧边的伸长量也一定会大于松边的伸长量。而带由紧边绕过主动轮进入松边的进程中，带所受的拉力将由F，逐渐减小到松边的拉力Fz，其带所产生的变形量也逐渐减小，因此，带随着带轮向前运动的同时将向后微微收缩，使得带的速度也会逐渐落后于主动轮的圆周速度，即，由于弹性变形而引起的带与带轮间的相对滑动。同理，这种现象也会发生在带绕过从动轮过程中，由于绕过从动轮时其拉力将逐渐变大，其带的拉伸变形也逐渐变大，因此，带随着带轮向前运动的同时，还将微微向前伸长，从而使带的速度将逐渐领先于从动轮的圆周速度，即带和带轮之间发生了相对滑动。这种由于带的变形而引起的带和带轮之间的相对滑动，称为带的弹性滑动。
弹性滑动的结果是：
（1）带的传动比不稳定；
（2）降低了传动效率；
（3）引起带的磨损和带的温升，降低带的寿命。
带的弹性滑动是由于带的拉力差和带的弹性变形引起的，而弹性变形与带的弹性模量有#，选用弹性模量大的带材料，可以降低弹性滑动，但因为摩擦型带传动中，正是通过弹性带的拉力差传递载荷的，因而弹性滑动是带传动正常工作时固有的特性，不能完全消除。
4．有两个圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧，甲弹簧的工作圈数是乙弹簧工作圈数的2/3，其他参数相同。
（1）若甲弹簧在载荷F作用下弹簧丝内最大切应力为，则乙弹簧在同样载荷作用下弹簧丝内最大切应力是多少？
（2）若甲弹簧的极限载荷是，则乙弹簧的极限载荷是多少？
（3）若甲弹簧在载荷F作用下的变形量为，则乙弹簧在同样载荷作用下的变形量是多少？
（4）若甲弹簧的刚度为K F，则乙弹簧的刚度K F1是多少？
【答案】（1）因为，根据题给条件，甲、乙两弹簧只有工作圈数n不同，其他参数均相同，而与n无关，所以。
（2）因为，根据题给条件，甲、乙两弹簧只有工作圈数n不同，其他参数均相
考研专业课精品资料同，而与n无关，所以。
（3）因为，根据题给条件，甲、乙两弹簧只有工作圈数n不同，其他参数均相同，
故有，而，所以。
（4）因为，根据题给条件，甲、乙两弹簧只有工作圈数n不同，其他参数均相同，故有，而，所以，所以。
5．三角带传动中，为什么要验算下列几项:①带速；②小轮包角：；
（D小带轮直径：。
【答案】①带速过小，将使有效拉力过大，即所需带的根数过多或截面要增大；带速过
大，将使离心应力过大。
②包角过小，带和带轮间的总摩擦力就小，传动能力低。
③小带轮直径过小，将使带的弯曲应力过大；小带轮直径过大，将使机构尺寸过大。
6．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。
7．试述闭式齿轮传动和开式齿轮传动的设计准则，并说明原因。
【答案】闭式齿轮传动的主要失效形式是齿面点蚀和轮齿折断，因此要进行齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度计算。因为齿面点蚀是软齿面闭式齿轮传动最主要的失效形式，故通常按齿面接触疲劳强度进行设计，然后校核齿根弯曲疲劳强度；而硬齿面闭式齿轮传动抗点蚀能力强，轮齿折断是其最主要的失效形式，故通常按齿根弯曲疲劳强度进行设计，然后校核齿面接触疲劳强度。
开式齿轮传动的主要失效形式是磨损和因磨损严重使齿厚太薄导致的轮齿折断，因此要按齿根弯曲疲劳强度进行设计，并考虑磨损的影响适当增大模数。因为开式齿轮传动通常无齿面点蚀，故不需校核齿面接触疲劳强度。
8．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，对轴及轮毂的强度削弱小。
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。
9．什么是静应力、变应力和稳定循环变应力？试举出3个零件，它们在工作中分别产生脉动循环变应力、对称循环变应力和非对称循环变应力。
【答案】大小和方向不随时间变化或变化缓慢的应力称为静应力；大小和方向随时间变化的应力称为变应力。周期、应力幅和平均应力均不随时间变化的应力称为稳定循环变应力，仅受径向载荷作用的，减速器转轴的表面受对称循环变应力；滚动轴承不动圈滚道表面承受脉动循环变应力；既受径向载荷作用又受轴向载荷作用的减速器转轴的剖面上承受非对称循环变应力。
10．按当量弯矩计算轴的强度时，公式中的含义是什么？如何取值？
【答案】由于转轴的弯矩M引起的弯曲应力为对称循环，而扭矩T引起的扭转剪应力的
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循环特征经常与不同，考虑与的循环特征的不同带来的影响而引入折合系数。
对于不变的转矩，；当转矩脉动变化时，；对于频繁正反转的轴，可看成对称循环应力，。若转矩的变化规律不清楚，一般可按脉动循环处理。、
、分别为对称循环、脉动循环及静应力状态下的许用弯曲应力。
11．横向载荷作用下的普通螺栓连接与铰制孔用螺栓连接两者承受横向载荷的机理有何不同？当横向载荷相同时，两种螺栓连接的预紧力和结构尺寸哪一个大？
【答案】前者靠预紧力作用，在接合面间产生的摩擦力来承受横向力；后者靠螺栓和被连接件的剪切和挤压来承载。前者由于靠摩擦传力，所需的预紧力很大，为横向载荷的很多倍，因此螺栓直径也较大。
12．液体摩擦径向滑动轴承的最小油膜厚度是怎样求出的，它与承载量有何关系？
【答案】径向滑动轴承中最小油膜厚度是由方程导出的。极坐标下的方程
为
式中偏心率，；
极角；其他参数同前。
将上式积分，可得油膜任一点处的压力。然后，将的垂直分置在至间积分，可得油膜力的垂直分量
上式数值积分后，可写为
或写为
和都是无量纲数，称为承载暈系数，代表承载量的大小（称索氏数），是和
的函数，通常将值制成图表待查。在和给定后，（或）是随而变化的，即随
而变，即承载量随而变。越小，越大。从数值计算结果（即从图表上）
可以看出，最小油膜厚度近似地与成正比。
13．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。