2020年同济大学机械设计基础考研复试核心
题库之简答题精编
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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。
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一、简答题
1．计算如图所示的机构的自由度，将机构高副低代，并拆分杆组确定机构的级别。
图
F=?-?-=
【答案】（1）3921221
（2）高副低代如图（a）所示
（3）分拆杆组如图（b）所示
（a）
（b）
图
2．试述设计圆柱齿轮传动时必须给出的主要参数及其如何选择？
【答案】设计圆柱齿轮传动时，必须给出以下主要参数，才能确定齿轮的几何尺寸和传动尺寸。这些参数如下：
（1）模数m（或m n）。按强度计算来确定模数，对软齿面闭式齿轮传动，按齿面接触疲劳强度计算出d1或a后，可按经验公式m（或m n）=（0.01?0.02）a估算并确定m；或先选取z1=18?30,由d1或a计算出模数m（或m n）。对硬齿面闭式齿轮传动，则按齿根弯曲疲劳强度可直接计算出m（或m n）值。必须明确齿轮传动的模数已经标准化了。圆柱齿轮的模数按GB/T1357—2008选择。另外，对于动力传动，模数m（或m n）≥1.5mm。
（2）齿数z1。①z min≥17以避免根切；②相互啮合齿轮的齿数尽可能为质数或无公因数，以提髙轮齿受载和磨损的均匀性；③对软齿面闭式传动，在满足弯曲强度的情况下，齿数z1尽可能多些，以利于提高传动的平稳性，降低传动的振动和噪声；对硬齿面闭式传动和开式传动，在满足接触疲劳强度的情况下，为避免传动尺寸过大，或为了在分度圆直径d不变时，可通过增大模数来提高齿轮的抗弯曲疲劳强度，则齿数A不宜过多，一般可取z1≥17即可。
（3）齿宽系数与。由齿轮传动强度计算公式可以看出：当其他条件不变时，增大齿宽b，则均减小，承载能力得到提高；若保持一定，增大齿宽b，则d 1、d2均减小，使得中心距a减小，即齿轮传动的结构尺寸变小。但是，如果齿宽过大，将使载荷沿齿向分布更趋于不均匀，反而使增大。因此，齿宽系数既不能太大，也不能太小，应合理选择。如使用，可根据齿轮相对于轴承的位置、齿面硬度软硬从有关表格中查取；如使用，一般取。闭式传动取，通用减速器取，开式传动取。
（4）分度圆压力角（或）、齿顶高系数和顶隙系数。这些参数在国家标准中都有规定值，必须按标准确定。一般用途齿轮的标准压力角（或）=20°；对正常齿，=1.0，=0.250 （5）分度圆螺旋角。若选得太小，则斜齿轮传动平稳及承载能力得到提高的优点得不到充分体现；若选得过大，从公式可以看出，轴向力随着螺旋角的增大而增大，导
致齿轮传递给轴承的轴向力加大，这会影响轴承部件的结构。因此，分度圆螺旋角选得既不能太大，也不能过小，一般取，最大可取。对于人字齿轮（可以假想为两个轮齿旋向相反的斜齿轮对在一起），因其轴向力可以抵消，可取。
（6）齿数比u选择齿数比时要综合考虑传动系统整体结构尺寸大小的问题，即各级传动要合理地分配传动比，以使各级传动保持合理的尺寸比例，原则是使整个传动系统的结构尺寸和质量最小。一般取单级齿轮传动的齿数比u≤7。
3．试计算下图所示各机构的自由度，若有局部自由度、复合铰链和虚约束，请指出。
图
【答案】（a）F=3n-2p L-p H=3×3-2×4=1 （EF杆及其转动副E、F引入了虚约束）。
（b）F=3n-2p L-p H=3×8-2×11-1=1（D、F处为复合铰链，B处有局部自由度，杆GI及其转动副G、I引入虚约束）。
（c）F=3n-2p L-p H=3×4-2×5-1=1 （B和C处有局部自由度，B或C处、D或E处各有一个虚约束）。
（d）F=3n-2p L-p H=3×8-2×11-1=1 （C处为复合铰链，H处有局部自由度，F或G处有一个虚约束）。
（e）F=3n-2p L-p H=3×5-2×7=1（C处为复合铰链，EFG为重复结构引入了虚约束）。
（f）F=3n-2p L-p H=3×9-2×12-2=1 （M处为复合铰链，F和C处有局部自由度，三角形LKM 为一个构件）。
4．机械零件的结构工艺性包括哪些内容？试举例说明之。
【答案】机械零件的结构工艺性主要包括以下内容：
（1）零件的结构应与生彥条件、批量大小及尺寸大小相适应
在大量生产及有大型生产设备的条件下，宜采用模锻毛坯；对形状复杂、尺寸大的零件，宜采用铸造毛坯。而单件或小批量生产的零件，宜用焊接毛坯或自由锻毛坯。
以齿轮为例，见解图1。