中南机械设计考研试题.docx

中南大学2005年硕士研究生入学考试试题
一．选择题：（30分）
1.选择相同公称尺寸的三角形细牙螺纹和粗牙螺纹相比，细牙螺纹 。 （ ）
A.自锁性好，强度低 B.自锁性好，强度高
C.自锁性差，强度高 D.自锁性差，强度低
2.由试验知，有效应力集中，绝对尺寸，表面质量和表面强化只对零件的 有影响。 （ ）
A.应力幅 B.平均应力 C.应力幅和平均应力
3.零件的工作安全系数为 。 （ ）
A.零件的极限应力比许用应力
B.零件的工作应力比许用应力
C.零件的极限应力比零件的工作应力
D.零件的工作应力比零件的极限应力
4.对于紧螺栓联接，当螺栓的总拉力F2和残余预紧力F1不变，若将螺栓由实心变成空心，则螺栓的应力幅σa与预紧力F0会发生变化： 。 （ ）
A. σa增大，F0应适当减小 B. σa增大，F0应适当增大
C. σa减小，F0应适当减小 D. σa减小，F0应适当增大
5.设计键连接的主要程序是 。a.按轮毂长度选择键的长度；b.按轴的直径选择键的剖面尺寸；c.按使用要求选择键的类型；d.进行必要的强度校核。 （ ）
A.a b c d B.b a c d
C.c b a d D.a c b d
6.影响过盈配合联接承载能力最为敏感的因素是配合面的 。 （ ）
A.直径尺寸 B.摩擦系数 C.过盈量 D.表面粗糙度
7.工作条件与型号一定的V形带，其弯曲应力随小带轮直径的增大而 。 （ ）
A.降低 B.增大 C.无影响
8.链传动张紧的目的是 。 （ ）
A.使链条产生初拉力，以使链传动能传递运动和功率
B.使链条与链轮之间产生摩擦力，以使链传动能传递运动和功率
C.避免链条垂度过大时产生啮合不良
D.避免打滑
9.圆柱齿轮传动，当齿轮直径不变，而减小模数时，可以 。 （ ）
A.提高轮齿的弯曲强度 B. 提高轮齿的接触强度
C. 提高轮齿的静强度 D.改善传递的平稳性
10.按有限寿命设计一对齿轮，如大、小齿轮的材料相同，热处理后表面硬度也相同，则接触疲劳强度破坏将发生在 。 （ ）
A.大轮 B.小轮 C.同时 D.不一定
11.蜗杆传动的传动比i为 。 （ ）
A.i=n1/n2=d2/d1=z2/z1 B.i=n1/n2=d2/d1 C.i=n1/n2=z2/z1
12．对于一般传递动力的闭式蜗杆传动，其选择蜗轮材料的主要依据是 。 （ ）
A.齿面滑动速度 B.蜗杆传动效率
C.配对蜗杆的齿面硬度 D.蜗杆传动的载荷大小
13.一滑动轴承公称直径d=80mm，相对间隙ψ=0.002，已知该轴承在液体摩擦状态下工作，偏心率x=0.48，则最小有膜厚度hmin≈ 。 ( )
A.84mm B.42mm C.76mm D.38mm
14.在进行滚动轴承组合设计时，对支承跨距很长、工作温度变化很大的轴，为适应轴有较大的伸缩变形，应考虑 。 （ ）
A.将一端的轴承设计成游动的
B.采用内部间隙可调整的轴承
C.轴颈与轴承内圈采用很松的配合
D.将两端轴承设计成各单向固定的
15.齿式联轴器属于 。 （ ）
A.刚性联轴器 B.无弹性元件挠性联轴器 C.有弹性元件挠性联轴器
二．填空题：（20分）
1.一个零件的磨损大致可分为 磨损， 磨损和 磨损三个阶段。
2.润滑剂中加入添加剂的作用是 。
3.联接承受横向载荷，当采用普通螺栓联接，靠 平衡横向载荷；当采用铰制孔螺栓连接，靠 来平衡横向载荷。
4.在螺纹联接中采用悬置螺母或环槽螺母的目的是 。
5.平键联接的主要失效形式有：工作面 （静联接）；工作面 （动联接）。个别情况下会出现键被剪断。
6.在设计V带传动时，V带的型号是根据 和 选取的。
7.链轮的转速 ，节距 ，齿数 ，则链传动的载荷就越大。
8.在斜齿圆柱齿轮设计中，应取 模数为标准值；而在直齿圆锥齿轮设计中，应取 模数为标准值。
9.在两轴交错角为90°的蜗杆传动中，正确的啮合条件是 、 和 。
三．判断题：（20分，每题两分，对的打√，错的打×）
1.润滑油的粘度与温度有关，且随温度升高而增大。 （ ）
2.在有气密性要求的螺栓连接结构中，结合面之间不用垫片进行密封而采用密封环结构，这主要是为了增大被联接件刚度，从而提高螺栓的疲劳强度。 （ ）
3.当带传动的传动效率过大引起打滑时，松边拉力为零。 （ ）
4.旧自行车的后链轮（小链轮）比前链轮（大链轮）容易脱链。 （ ）
5.一对圆柱齿轮，若保持中心距与宽度不变，减小模数，增加齿数，则可降低齿面接触应力，却增加了齿根弯曲应力。 （ ）
6.减速器蜗杆传动一定不会发生自锁。 （ ）
7.液体动力润滑径向滑动轴承中最小的油膜厚度，位于载荷作用线上。 （ ）
8.滚动轴承的基本额定寿命是指一批相同的轴承的寿命的平均值。 （ ）
9.离合器都是集两轴既能联接又能分离的部件。 （ ）
10.用安全系数设计轴时，为使轴安全工作，必须使轴的安全系数小于许用安全系数。（ ）
四．简答题：（每题5分，共20分）
1. 如图所示为切向键连接，A、B、C和D分别表示贴合面，用力传递过程说明该切向键传递运动和动力的方向（扭矩T的方向）。反向是否可行？否则如何处理？

2.链轮齿数最小值和最大值的确定应考虑什么问题？
3.螺旋传动的螺母、滑动轴承的轴瓦、蜗杆传动的蜗轮为什么均采用青铜材料制造？请简要说明理由。
4.简述在液体动压向心滑动轴承中，外载荷Fr，动压力P，转速n和偏心距e之间的关系。
五．分析计算题：（共60分）
1.图为轴向载荷的普通螺栓连接的受力变形图，试在图中标明工作载荷F，预紧力F0，残余预紧力F1和螺栓所受的总拉力F2。若tanθb=Cb，tanθm=θm，试推导出F0=f(F1,F)和F2=f(F0,F)的函数关系式，并说明为提高螺栓的疲劳强度应采取的措施。

2.带传动功率P=5kw，已知n1=4000r/min，d2=450mm，=650mm，中心距a=1500mm，fυ=0.2，求带速υ，包角α（并校验之）和有效拉力F及所需的预紧力Fn。（10分）
3.图示为一蜗杆与斜齿轮组合轮系，已知斜齿轮4的旋向与转向如图，试求：（1）为使中间轴的轴向力相反，试确定蜗轮旋向及蜗杆转向；（2）标出a点的各受力方向。（15分）

4.某传动机构由两个单列圆锥滚子轴承支承（如图所示），右轴承受径向载荷Fr1=4000N，左轴承受径向载荷Fr2=4250N，外加轴向力Fa=350N，方向自左至右。试计算两轴承的轴向力。（S=0.7 Fr）（10分）

5.指出下图结构中的错误5处，并提出改正措施（在图上修改线条，用文字说明）。（15分）

答案与评分标准
一．1.A；2.A；3.C；4.D；5.C；6.C；7.A；8.C；9.D；10.B；11.C；12.A；13.B；14.A；15.B。
二．1.磨合，稳定 剧烈。
2.提高润滑剂的品质和使用性能。
3.接合面间的摩擦力；螺杆的挤压与剪切。
4.使螺纹牙均载。
5.压溃；磨损。
6.计算功率 小带轮转速
7.高，大，少。
8.法面；大端。
9.mx1=mt2=m、αx1=αt2=α γ1=β2
三．1.×2.√3.×4.√5.×6.×7.×8.×9.√10.×
四．1.轴主动时，传递顺时针方向的运动和转矩；当轴为从动件时，传递逆时针的运动和转矩。
反方向不可行。
2.小链轮的齿数少，可减小传动的外廓尺寸；但过少会引起：①传动的不均匀性和动载荷加大；②链条在进入和退出啮合时，链节间相对转角大，使铰链的磨损加剧；③传递的圆周力加大，加速了链条和链轮的损坏。
小链轮的齿数过大，将使传动外廓尺寸和质量过大，还易发生跳齿和脱链现象。
一般根据链速选定小链轮最少齿数，同时限制大链轮最多齿数不超过120.
3．这三种情况的相对滑动速度大，主要失效形式是磨损和胶合，青铜材料耐磨性好，摩擦顺应性和磨合性好，适用于这三种情况。
4.当其他参数不变时，外载荷越大，所需动压力、转速也大，形成的偏距也大。
五．3.如图

5.如图