2020年沈阳理工大学机械设计基础（同等学力加试）考研复试终极预测五套题

考研专业课精品资料第1页，共46页 目录 工贸企业有限空间作业目录特种设备作业人员作业种类与目录特种设备作业人员目录1类医疗器械目录高值医用耗材参考目录 2020年沈阳理工大学机械设计基础（同等学力加试）考研复试终极预测五套题（一）............22020年沈阳理工大学机械设计基础（同等学力加试）考研复试终极预测五套题（二）..........102020年沈阳理工大学机械设计基础（同等学力加试）考研复试终极预测五套题（三）..........222020年沈阳理工大学机械设计基础（同等学力加试）考研复试终极预测五套题（四）..........302020年沈阳理工大学机械设计基础（同等学力加试）考研复试终极预测五套题（五）..........39考研专业课精品资料第2页，共46页2020年沈阳理工大学机械设计基础（同等学力加试）考研复试终极预测五套题（一）说明：根据复试考试要求编写，共五套终极预测 试题 中考模拟试题doc幼小衔接 数学试题 下载云南高中历年会考数学试题下载N4真题下载党史题库下载 均含有详细答案解析，考研复试首选。一、简答题1．何谓螺纹连接的预紧，预紧的目的是什么，如何控制预紧力的最大值？【答案】螺纹连接的预紧是指在装配时拧紧，是连接在承受工作载荷之前预先受到预紧力的作用；预紧的目的是增加螺纹连接的刚度，保证连接的紧密性和可靠性（防松能力）；拧紧后，预紧力的大小不得超过材料屈服极限的80%。2．在多级传动中为什么带传动一般安排在高速级而不是低速级？【答案】在多级传动中带传动一般安装在髙速级而不是低速级，这是因为在高速级带传动所需传递的圆周力小，所需带的型号较小，根数较少，而且带传动具有传动平稳、噪声小的特点，适宜于高速传动。3．同滚动轴承相比，液体摩擦滑动轴承有哪些特点？【答案】同滚动轴承相比，液体摩擦滑动轴承有以下特点:（1）在高速重载下能正常工作，寿命长。（2）旋转精度高。（3）滑动轴承可以做成剖分式的，能满足特殊结构需要，如曲轴上的轴承。（4）液体摩擦轴承具有很好的缓冲和阻尼作用，可以吸收振动，缓和冲击。（5）滑动轴承的径向尺寸比滚动轴承的小。（6）起动摩擦阻力较大。4．在螺旋弹簧的强度计算中为什么要引入曲度系数K？其值如何计算？【答案】在螺旋弹簧的强度计算中引入曲度系数的目的就是要考虑弹簧升角、曲率及切向力引起的切应力对弹簧丝中扭剪应力的影响。，式中c为旋绕比。5．在两级圆柱齿轮传动中，如其中有一级用斜齿圆柱齿轮传动，它一般被用在高速级还是低速级？为什么？【答案】斜齿圆柱齿轮传动应用在高速级。因为斜齿轮传动轮齿是逐渐进入啮合和脱离啮合，传动比较平稳，适合于高速传动，同时，高速级传递扭矩较小，斜齿轮产生的轴向力也较小，有利于轴承部件其他零件的设计。6．已知及两连架杆的两对对应角位移，如下图所示。试用图解法设计四杆机构，即确定。图1考研专业课精品资料第3页，共46页【答案】反转法如图2所示：（1）连接，绕点反转（即为），得；连接，绕点反转，得（这是以为“机架”，为“连杆”的反转）。（2）作的中垂线，其交点即为。（3）连接，并与固连，连接，构成四杆机构。在图中量得相应长度即为所求。图2半角转动法如图3所示：（1）以为顶点、为始边作一，以为顶点、为始边作一，两直线交于一点即为相对转极，相对半角为半角的始边，为终边（筒他画法中是以为“机架”，另一连架杆为3连杆”的）。（2）以为顶点、为始边作一，以为顶点、为始边作一，两直线交于一点即为相对转极;为半角的始边，为终边。图（3）绕转动半角，让终边通过点;绕转动半角，让终边通过点，半角的始边与半角的始边交于一点，即为动铰链。⑷连接、，并与固连，连接，构成四杆机构。在图中量得相应长度即为所求。二、 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 计算题考研专业课精品资料第4页，共46页7．如图所示摆动导杆机构中，已知，，，加于导杆的力矩M3=60N•m。求图示位置各运动副中的反力和应加于曲柄1上的平衡力矩。图摆动导杆机构【答案】首先以2，3杆组成的Ⅱ级杆组为研究对象，其上作用的力如图（b）所示，对C点取矩可得以滑块B为研究对象，其上作用的力如图（c）所示，对于平面共点力系可得到以曲柄1为研究对象，其上作用的力如图（d）所示。8．设已知一対斜齿轮传动，，，并初取，试求该传动的中心距（值应圆整为个位数为0或5，并相应重算螺旋角）、几何尺寸、当量齿数和重合度。【答案】（1）计算中心距初取，则取，则（2）几何尺寸及当量齿数如下表所示考研专业课精品资料第5页，共46页表（3）计算重合度9．如下图所示的机床变速箱中，移动三联齿轮a使齿轮和啮合，又移动双联齿轮b使齿轮和啮合。已知各轮的齿数为=42，=58，=38，=42，=50，=48，电动机转速为1450r/min。求带轮转速的大小和方向。图【答案】由电动机所带动的齿轮1经过三对外啮合的定轴齿轮传动到达与齿轮同轴的带轮，因此总传动比的符号应为“-”。带轮的转向与电动机相反。考研专业课精品资料第6页，共46页10．一传动轴如下图所示，转速n=208r/min,主动轮B的输入功率PB=6kW，两个从动轮A、C的输出功率分别为PA=4kW，PC=2kW，已知轴的许用剪应力=30MPa，许用扭转角，剪切弹性模量G=8x104MPa，试按强度条件和刚度条件设计轴的直径d。提示：。图【答案】①按强度条件：其中转矩T按AB段转矩算。②按轴的扭转刚度条件选轴径d=35mm。11．某车床进给箱中有一对齿轮，其有关参数为：，，，，，。试求这对齿轮的中心跟，并验算小齿轮的齿顶厚度。【答案】（1）分度圆半径及标准中心距（2）啮合角则（3）实际中心距（4）小齿轮齿顶厚度考研专业课精品资料第7页，共46页通常许可的齿顶厚度为，因此这个齿轮的齿顶强度较弱。但由于它是用于车床的进给箱中，传动功率很小，因此强度不是主要问题，这个齿轮仍可使用。三、结构设计与改错题12．指出下列图1中各轴系结构设计的错误。（a）（b）图1【答案】图2a中轮毂两边都被轴环住是错误的，这样齿轮装不进去；轮毂与轴之间应有键联接，与轮毂配合段轴头长度应小于轮毂的宽度。答图2b中联轴器应为通孔，与轴头间应有键联接；轴应有台阶靠住联轴器端面，便联轴器轴向定位。考研专业课精品资料第8页，共46页答图213．图1所示为小锥齿轮轴系部件结构图（小锥齿轮与轴一体，为齿轮轴）。试改正图中不合理或错误的结构，并简述原因。图1【答案】（见答图2）①右轴承内圈右端面是固定面，可用圆螺母加止动垫片，螺纹外径略小于轴承内径；②轴上所加螺纹段右边一段轴段穿过透盖，该段轴径应小于螺纹内径；③透盖与轴之间应有间隙，且应有密封毡圈；④两轴承内圈之间的轴径应小于轴承内径；⑤两轴承外圈之间的套筒内径应小于轴承外径；形成轴承外圈定位凸肩；⑥左轴承内圈左侧轴肩过高，应减至内圈高的2/3左右；⑦套杯凸缘不应在左边，应在右边；⑧箱体孔的中部直径应加大，以减少精加工面；⑨透盖与套杯配合段过长，透盖与右轴承外圈之间应有较大的间隙；⑩套杯凸缘与箱体间应有调整垫片、套杯凸缘与透盖间应有调整垫片；⑪轴的右端及透盖外圆外侧应有倒角。考研专业课精品资料第9页，共46页答图2考研专业课精品资料第10页，共46页2020年沈阳理工大学机械设计基础（同等学力加试）考研复试终极预测五套题（二）说明：根据复试考试要求编写，共五套终极预测试题均含有详细答案解析，考研复试首选。一、简答题1．下图所示机构中只有一个主动件。试问：（1）取哪个构件为主动件，该机构可成为Ⅱ级机构？（2）取哪个构件为主动件，该机构可成为Ⅲ级机构？试通过对机构进行结构分析来说明。【答案】（1）取构件1为主动件时，该机构成为Ⅱ级机构。拆分过程如下图1所示。图1（2）取构件9为主动件时，该机构成为Ⅲ级机抅。拆分过程如下图2所示。取构件5为主动件时，该机构也可成为Ⅲ级机构。拆分过程略。图2考研专业课精品资料第11页，共46页2．在设计滑动轴承时，相对间隙的选取与速度和载荷的大小有何关系？【答案】相对间隙主要根据载荷和速度选取。速度越高，值越大；载荷越大，值应越小。此外，直径大、宽径比小，调心性能好，加工精度高时，值取小值，反之取大值。3．链传动有哪些特点？【答案】（1）与齿轮传动相比，链传动的制造和安装精度比较低；链轮齿受力情况比较好；承载能力比较大，有一定的缓冲和减振性能，中心距可较大而结构轻便。（2）与带传动比，链传动的平均传动比准确；效率高；链条对轴的压力小；在同样使用条件下，结构更紧凑；磨损伸长比较慢，张紧调节工作量比较小；能在温度高，湿度大，多尘土等恶劣环境下工作。（3）链传动的主要缺点是：瞬时连度不均匀，不如带平稳，有噪声，不宜在载荷变化很大场合。4．图1所示摆动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮的实际廓线上有两段圆弧GH和IJ，其圆心均位于凸轮的回转中心0点。在图上标出凸轮的基圆，推程运动角，远休止角，回程运动角，近休止角和从动摆杆的最大角行程。在图上标出图示位置的压力角，从动件的角位移和对应的凸轮转角。图1【答案】（1）画理论轮廓线，并在理论轮廓线上画基圆:0、H、三点共线，0、I、三点共线，0、J、三点共线，0、G、三点共线。在理论廓线上，分别对应升程开始、升程结束、回程开始、回程结束，如图2所示。考研专业课精品资料第12页，共46页图2（2）作，得和。在反转过程中，滚子中心沿理论廓线从到、再到、再到、直至回到。相应地，A点从到、再到、再到、直至回到。则，，，，如图3所示。图3（3）从动摆杆的最大角行程：，如图4所示。考研专业课精品资料第13页，共46页图4（4）从动件的角位移和对应的凸轮转角：，，如题图4所示。（5）压力角：，力F的方向线为滚子与实际廓线接触点的公法线，压力角为F与的夹角，如图4所示。5．设计一四杆机构可以实现连架杆两个对应位置，当主动件顺时针转过角到位置时，从动件则由顺时针转过角到位置，如下图1所示（、长度已知，、位置已知，在上，但具体位置未知）。分别用反转法和半角转动法求解四杆机构。图1【答案】反转法步骤如下（见图2）：选择连架杆为机架。（1）连接、，使其绕反转得（刚化，绕反转）。考研专业课精品资料第14页，共46页图2（2）连接、，作的中垂线与的交点为。（3）连接，就是所求四杆机构的第一个位置，显然，此问题有唯一解，若仅给出两连杆的两组对应位置时，则四秆机构有无穷解。如果、长度已知，而长度未知则要怎么反转呢？半角转动法步骤如下（见图2）（1）用简化求法求相对转极，以机架为始边分别作一角和一角，两个角（和）的终边的交点就是相对转极，同时求得相对半角。通过的边是相对半角的终边，通过的边是相対半角的始边（因为这种方法是以作为转化机构的“机架”的）。（2）转动半角，让终边通过，始边与的交處就是，则即所设计机抅的第一个位置。6．蜗杆传动的失效形式与齿轮传动相比有何异同？【答案】因为钢制蜗杆的强度比用有色金属制造的蜗轮强度髙，所以轮齿失效多发生在蜗轮的牙齿上，其失效形式和齿轮泰样也有点蚀、胶合、磨损、弯曲等，由于蜗杆蜗轮相对滑动速度大，效率低，最容易发生胶合与磨损。但至今尚皖完善的胶合与磨损的计算方法，因此对闭式蜗杆传动要用接触强度进行条件计算，再按弯曲强度校核，同时，为防止温度升高产生胶合，还要考研专业课精品资料第15页，共46页进行热平衡计算。对开式蜗杆按弯曲强度设计计算，对跨距较大的蜗杆，还要进行刚度计算。二、分析计算题7．某牛头刨床工作台的横向进给丝杠，其导程为，与丝杠轴联动的棘轮齿数，棘爪与棘轮之间的摩檫系数，棘轮模数。求:（1）棘轮的最小转动角度。（2）该刨床的最小横向进给量。（3）棘轮齿面倾斜角。（4）棘轮的几何尺寸、、。【答案】（1）棘轮最小转动角（2）最小横向进给量（3）求棘轮齿面倾斜角:为使棘爪能够顺利滑入齿槽，并自动压紧齿面，齿面倾斜角必须大于摩擦角。摩擦角故，可取。（4）求棘轮的几何尺寸、、:棘轮顶圆直径齿跟棘爪长度8．下图所示为一行星轮系，其传动比，行星轮数K=3，试求各轮的齿数。图【答案】（1）总的配齿公式为将、K=3代入上式，得考研专业课精品资料第16页，共46页若取=20（5的倍数），代入上式，则得（有微量根切，影响不大）（2）检查邻接条件。由邻接条件公式因为所以31.176＞18（满足邻接条件）最后确定所设计的轮系的齿数为9．有一圆柱螺旋扭转弹簧，当所受转矩由T1=1500N•mm增加到T2=3500N•mm时，该弹簧两端相对转角。试求:（1）此弹簧的扭转刚度KT。（2）弹簧转矩由零增加到T1时弹簧的扭转角是多少？（3）画出该弹簧的特性线。【答案】（1）（2）（3）该弹簧的特性线如图所示。图圆柱螺旋扭转弹簧特性线10．如下图所示轮系中，已知各轮齿数：z1=30，z2=75，，z3=80；z1、的转动惯量均为，z2、z3的转动惯量均为8J1，在轮1上作用着驱动力矩，轮3上作用着阻力矩。轮1的初始角速度。试求：（1）分别以轴Ⅰ、Ⅲ为等效构件时的等效转动惯量及；（2）以轴Ⅰ为等效构件时的等效阻力矩；（3）齿轮1的角加速度；（4）过2秒后构件1的角速度。考研专业课精品资料第17页，共46页图【答案】（1）根据等效前后系统总动能不变的原则，推出本题中都是回转件，因此没有第二项。转化到构件1上的等效转动惯量为转化到构件3上的等效转动惯量为（2）求解某一外力的等效力，就是要保证力及其等效力的瞬时功率是一致的。力的功率是，力矩的功率为。因此，有由上式得出轴Ⅰ为等效构件时的等效阻力矩为（3）因为力矩Mֹ与角速度之间存在的关系，因此求解齿轮1的角加速度，关键是要求出J和M。这两项在前面已经求得。因此：（4）根据物理学知识即可得考研专业课精品资料第18页，共46页11．如图所示机构中，已知z1=17，z2=20，z3=85，z4=18，z5=24，z6=21，z7=63。试求：（1）当n1=10001r/min，n4=10000r/min时，np等于多少？（2）当n1=n4时，np等于多少？（3）当n1=10000r/min，n4=10001r/min时，np等于多少？图【答案】（1）轮系分解此轮系由两部分组成:齿轮1、齿轮2、齿轮3组成定轴轮系；齿轮4、齿轮5、齿轮6、齿轮7和由齿轮3引出的导杆H构成周转轮系。如下图所示，转化轮系的传动比方向确定由其上的虚线箭头确定。解图（2）分列传动比方程及关系式对于齿轮1、齿轮2、齿轮3构成的定轴轮系，有①对于齿轮4、齿轮5、齿轮6、齿轮7和由齿轮3引出的导杆H构成周转轮系，有②联立上述公式解得①当n1=10001r/min，n4=10000r/min时，可得P的转向和齿轮1的转向相同；②当化n1=n4时，np=0；考研专业课精品资料第19页，共46页③当n1=10000r/min，n4=10001r/min时，可得P的转向和齿轮1的转向相反。三、结构设计与改错题12．请指出图1中轴系结构的错误，并提出改正意见。图1 要点 综治信访维稳工作要点综治信访维稳工作要点2018综治平安建设工作要点新学期教学工作要点医院纪检监察工作要点 分析:轴的结构设计。【答案】（图2）①两个轴承端盖与箱体接触面间应有调整垫片；②箱体上与端盖的接触面应铸有凸台，以减小加工面；③轴端太长，可与轴承左端面平齐或略长；④没有必要设置套筒，可改为外径不超过内圈厚2/3的台阶，靠轴肩给轴承定位；.⑤齿轮与轴之间应有键联接；⑥与齿轮配合的轴头长度应比齿轮宽度短1〜2mm；⑦套筒、轴肩髙度应低于轴承内圈高度，否则轴承无法拆卸；⑧轴承内外圈剖面线方向应相同；⑨应有轴承安装台阶；⑩透盖与轴之间应有间隙，且应有密封毡圈；⑪右轴承端盖外端面中部应内凹，以减少加工面，且轴承盖应有退刀槽；⑫联轴器与透盖不能接触，联轴器应右移，以保证旋转件与固定件留有适当距离；⑬联轴器与轴间应有轴肩定位，与其配合段轴径应减小；⑭联轴器与轴间应有键联接，且应与⑤处键在一条线上；⑮轴右端面不应超出联轴器端面，应缩进1〜2mm；⑯某些类型联轴器应画联轴孔的中心线；⑰剖分式箱体的结合面不需打剖面线。考研专业课精品资料第20页，共46页答图213．指出图示轴系的结构错误或不合理之处，并简要说明理由（齿轮采用油润滑，轴承采用脂润滑）。图【答案】见下图。考研专业课精品资料第21页，共46页图考研专业课精品资料第22页，共46页2020年沈阳理工大学机械设计基础（同等学力加试）考研复试终极预测五套题（三）说明：根据复试考试要求编写，共五套终极预测试题均含有详细答案解析，考研复试首选。一、简答题1．如图中均为蜗杆1主动。标出图中未注明的蜗杆或蜗轮的螺旋线方向及蜗杆或蜗轮或齿轮的转动方向，并在节点处标出作用力的方向（各用3个分力表示）。（a）（b）（c）考研专业课精品资料第23页，共46页图【答案】图（a）中蜗轮左旋；蜗杆转向向下；Fa1向左；Ft2向右；Fr1向下；Fr2向上；Ft1垂直纸面向里；Fa2垂直纸面向外。图（b）中蜗杆1及蜗轮3右旋；蜗杆1转向向左；蜗轮2转向逆时针；Fa1向下；Ft2及Ft3向上；Fr2向左；Fr3向右；Fa2垂直纸面向里；Fa3垂直纸面向外；蜗杆1与蜗轮2啮合时，Fr1向右；Ft1垂直纸面向外；蜗杆1与蜗轮3啮合时，Fr1向左；Ft1垂直纸面向里。图（c）中蜗杆1及蜗轮2均为左旋；轮2和轮3转向向下；Fr2及Fa4向上；Fr1及Fr3向下；Ft1及Fa3向左；Fa2及Fr4向右；Fa1及Ft4垂直纸面向外；Ft2及Ft3垂直纸面向里。图（d）中蜗轮2及蜗轮4为左旋；蜗杆1转向顺时针；蜗轮2及蜗杆3转向向上；Fr1及Fr4向上；Fr2及Fr3向下；Ft1及Fa3向右；Fa2心Ft4向左；Fa1及Ft3垂直纸面向外；Ft2及Fa4垂直纸面向里。2．边界摩擦、混合摩擦及液体摩擦各有什么特点？实现液体摩擦有几种方法？【答案】边界摩擦的特点决定于有润滑剂和固体在摩擦接触表面形成的边界膜，即材料的物理化学性质影响边界膜的性质和摩擦行为。通常形成的物理吸附膜强度不高，载荷、温度增高时易破坏,化学反应膜高温下性能较好。液体摩擦下，固体不直接接触，因此可避免固体的磨损。此时摩擦是发生在润滑剂流体间的内摩擦，该摩擦阻力大小取决于黏度。混合摩擦是干摩擦、边界摩擦和液体摩擦同时存在的现象，不能避免磨损。实现液体摩擦的方法有依据自身工作条件形成的流体动压润滑、弹性流体动压润滑和借助外供液压源提供压力的流体静压润滑。3．滑动轴承宽径比对轴承的工作性能有何影响？设计时应如何合理选取？【答案】越小，端泄越显著，这样会降低轴承承载能力或最小油膜厚度，但是有利于散热，使温升不致过高；越大，轴承温升增大，油的粘度随之下降，且对轴的变形和制造安装误差敏感性大。对的选择要恰当，不能过大，也不能过小，一般取，载荷越小，取值也越小，目前取值有减小趋势。4．选用联轴器类型时应考虑哪些因素？如何选择联轴器的型号？【答案】选用联轴器类型时，通常应考虑以下因素：①被连接轴所传递转矩的大小及载荷性质（冲击、振动情况，是否频繁启动，是否正反转等）；②转速的高低；③两被连接轴可能产生的相对位移程度；④对空间尺寸大小的要求；⑤各类联轴器的特点，如对中性的要求，补偿两被连接轴间相对位移的能力，吸振缓冲能力，结构尺寸的大小，适用转速范围等。所选的联轴器的型号必须满足机器的工作要求，要根据轴径d、计算转矩Tc=KT≤[T]和转速n≤[n]来选择联轴器型号。考研专业课精品资料第24页，共46页5．欲设计一台自动钻床用来同时加工如下图所示工件上的三个孔，工件装夹于钻床工作台上，请分析完成工件钻削加工时该钻床钻头、工作台可能存在的工艺动作。图【答案】可能存在的工艺动作为：（1）钻头旋转运动，工作台上下进给运动。（2）钻头旋转并进给运动，工作台固定不动。（3）工作台旋转并上下进给运动，钻头不动。（4）工作台旋转运动，钻头作进给运动。6．计算下图所示机构的自由度，并作出它们仅含低副的替代机构。【答案】自由度：（a）F=3×4-2×5-l=l（b）F=3×3-2×3-2=1（a）、（b）图高副低代机构分别如下图1、2所示：图1考研专业课精品资料第25页，共46页图2二、分析计算题7．试以解析法设计铰链四杆机构，已知条件同上题。【答案】由解析法计算公式（4.28）、（4.29）可得式中关系如下：将的数值代人上式得8．如图所示为两级斜齿圆柱齿轮减速器，已知：齿轮1的螺旋线方向和轴的转向，齿轮2的参数，，；齿轮3的参数mn=5mm，。试求：（1）为使轴所受的轴向力最小，齿轮3应选取的螺旋线方向，并在图（b）上标出齿轮2和齿轮3的螺旋线方向；（2）在图（b）上标出齿轮2和齿轮3所受各分力的方向；（3）如果使轴的轴承不受轴向力，则齿轮3的螺旋角应取多大值（忽略摩擦损失）？提示:轴用深沟球轴承。图【答案】（1）根据轴转向，可在下图（a）上标出和的转向。而齿轮2应为右旋，考研专业课精品资料第26页，共46页已标于下图（b）上。（2）根据主动轮左、右手定则判断出；根据齿轮2是从动轮，齿轮3是主动轮判断出；根据径向力指向各自轴心的原则，判断径向力的方向。已在啮合点画出（图（b））。（3）若使轴轴承不受轴向力，则而所以略去摩擦损失，由转矩平衡条件得图所以得即为使轴的轴承不受轴向力，则齿轮3的螺旋角应取为。9．用齿条刀具加工齿轮，刀具的参数如下:m=2mm，，，，刀具移动的速度，齿轮毛坯的角速度，毛坯中心到刀具中线的距离L=40mm。试求:（1）被加工齿轮的齿数z（2）变位系数；（3）齿根圆半径；（4）基圆半径。【答案】用齿条刀具范成齿轮时的运动条件为:，它直接关系到被加工齿轮的齿数。用齿条刀具范成齿轮时的位置条件为:，它直接关系到被加工齿轮的变位系数。（1）齿数z:（2）变位系数:（3）齿根圆半径:（4）基圆半径:考研专业课精品资料第27页，共46页10．某转轴承受规律性非稳定对称循环变应力作用，各级最大应力及相应的作用时间比率如图所示。转轴的工作时间，转速，材料为45钢调质满硬度为，许用安全系数。试求:⑪不稳定变应力的计算应力。（2）校验该轴疲劳强度是否满足要求。图【答案】（1）（2）该轴疲劳强度不满足要求。11．已知深沟球轴承6207的转速，当量动载荷尸=2413N，载荷平稳，工作温度，要求使用寿命，径向基本额定动载荷=25500N，试较核轴承寿命。【答案】因载荷平稳，故因，故对于球轴承，寿命指数，轴承寿命故满足要求。三、结构设计与改错题考研专业课精品资料第28页，共46页12．指出图中轴系结构的8处错误，并简要说明不合理的原因（注:不考虑轴承的润滑方式，倒角和圆角忽略不计）（在答题纸上用序号表出错误之处，并说明理由）。图【答案】①缺少调整垫片；②轴肩太高，不好折轴承；③齿轮定位不可靠，套筒同时顶轴肩；④键结构错误，如为B型键，则键糟不够长；⑤套筒多余；⑥轴承端盖与轴之间缺少间隙；⑦带轮在侧面无轴向定位，并顶在轴承盖上，磨双方端面；⑧应做成就阶梯轴，便于装配；⑨螺钉结构错误；⑩滚动轴承内外圈剖面线方向应一致；⑪轴承盖应顶住轴承外圈，不然轴系轴向没固定住；⑫弹簧卡圈多余。图解考研专业课精品资料第29页，共46页13．图示为带传动的张紧方案，试指出其不合理之处，并改正。（a）平带传动、（b）V带传动图【答案】应逆时针转动较好，使松边在上。图a方案中应使张紧轮放在松边外侧，靠近小轮，以增大小轮包角；图b方案中应使张紧轮放在松边内侧，避免带双向弯曲，并靠近大轮。考研专业课精品资料第30页，共46页2020年沈阳理工大学机械设计基础（同等学力加试）考研复试终极预测五套题（四）说明：根据复试考试要求编写，共五套终极预测试题均含有详细答案解析，考研复试首选。一、简答题1．如图1所示的运动规律线图中，各段运动规律未表示完全，请根据给定部分补足其余部分（用示意图表示），并指出哪些位置有冲击以及冲击的性质。图1【答案】段为等速运动规律；段为远休止；段为等加速等减速回程运动规律；段为近休止。补足线图如图2所示。图22．机械零件的主要失效形式有哪些？机械零件的设计准则有哪些？【答案】机械零件的主要失效形式有整体断裂（如齿轮的轮齿）、塑性变形（如齿轮的齿体和齿面）、过量的弹性变形（如机床主轴）、零件的表面破坏（如疲劳点蚀）、破坏正常工作条件引起的失效（如带传动的打滑）以及过度发热、振动噪声、丧失精度等。设计机械零件时，首先应根据零件的失效形式确定其设计准则以及相应的设计计算方法。一般来讲，有以下几种准则：考研专业课精品资料第31页，共46页（1）强度准则。确保零件不发生断裂破坏或过大的塑性变形，是最基本的设计准则。（2）刚度准则。确保零件不发生过大的弹性变形。（3）寿命准则。保证零件在规定的使用期限内不发生疲劳失效、磨损和腐蚀是寿命准则的基本要求。（4）振动稳定性准则。对易丧失稳定性的高速机械应进行振动分析和计算，以确保零件及系统的振动稳定性。（5）可靠性准则。可靠性表示系统、机器或零、部件等在规定时间内能正常1作的能力。3．动压轴承的承载量系数的意义是什么？【答案】动压轴承的承载量系数是轴承的总载荷与相对偏心距、包角和长径比的函数。该系数是表示这些因素综合影响的参数，它是一个无量纲数。4．闭式和开式齿轮传动在设计上有何不同特点？【答案】闭式和开式齿轮传动在设计上有以下不同特点:对于软齿面闭式齿轮传动，常因齿面点蚀而失效，故通常先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。对于硬齿面闭式齿轮传动，其齿面接触承载能力较高，故通常先按照齿根弯曲疲劳强度进行设计，然后校核齿面接触疲劳强度。对于开式齿轮传动，其主要失效形式是齿面磨损，而且在轮齿磨薄后往往会发生轮齿折断，故目前多是按照齿根弯曲疲劳强度进行设计，并考虑磨损的影响将模数适当增大。5．写出液体动压轴承工作能力准则的表达式，并解释其中各符号的含义。【答案】（1）最小油膜厚度准则，液体动压润滑下，滑动轴承工作时最小油膜厚度应大于许用油膜厚度。（2）温度准则滑动轴承工作时的温升应小于许用温升。6．何为转轴、心轴和传动轴，自行车的前轴、中轴、后轴及脚踏板轴分别属于什么轴？【答案】转轴是工作中既承受弯矩又承受转矩的轴；心轴是工作中只承受弯矩而不承受转矩的轴；传动轴是工作中只传递转矩而不承受弯矩或弯矩很小的轴。自行车的前轴是支撑零件，不传递转矩，是固定心轴；中轴为转轴，既承受弯矩又承受扭矩；后轴为转动心轴，只承受弯矩；脚踏板轴为心轴。二、分析计算题7．已知某钢制试件受到最大工作应力为，最小工作应力为的变应力作用，若与工作应力循环特性相同时的疲劳极限应力，循环基数，疲劳曲线指数。试计算：（1）应力幅、平均应力和应力循环特性各为多少；（2）有限寿命疲劳极限为时该试件的寿命。提示:常数。【答案】由于常数，故有：得：考研专业课精品资料第32页，共46页8．如下图所示为某机械转化到主轴上的等效阻力矩的曲线，设等效驱动力矩为常数，主轴转速n=300r/min，若为0.1，试求安装在主轴上飞轮的转动惯量。图【答案】（1）求。因在一个运动循环中，驱动力矩所作的功等于阻力矩所作的功，则（2）求各区间的盈亏功，即（3）用能量指示图表示其动能变化，如下图所示：能量指示图得（4）飞轮转动惯量为9．如下图1所示为一偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构。已知凸轮为偏心圆盘，圆盘半径R=60mm，几何中心为A，回转中心为0，从动件偏距OD=e=20mm，OA=20mm。凸轮以等角速度逆时针方向转动。当凸轮在图示位置，即时，试求：（1）凸轮的基圆半径；（2）图示位置凸轮机构的压力角；（3）图示位置的凸轮转角。考研专业课精品资料第33页，共46页图1【答案】（1）作出基圆，如图2所示，得（2）压力角如图2所示，故（3）凸轮转角如图2所示，故图2考研专业课精品资料第34页，共46页10．设计一平面连杆机构，给定条件为:主动曲柄绕轴心做等速回转，从动件滑块做往复移动，其行程，行程速比系数，其他参数如下图所示。图（1）拟定平面连杆机构的运动简图。（2）确定该机构的几何尺寸。【答案】（1）拟定平面连杆机构的运动简图。①计算机位夹角②过点作地基面垂线交于点，以点为顶点，以为角平分线。③计算导杆长度④过点作垂直于交于点，在摆杆处装一滑块，再连接，得一导杆机构，上图所示便是所求的平面连杆机构的运动简图。（2）确定机构的几何尺寸考研专业课精品资料第35页，共46页11．如图1所示，已知一托架边板用三个螺栓与相邻机架联结，螺栓布置方位及受力情况如图所示，假设螺栓靠摩擦传力，不计托架板自重，摩擦系数为0.15。求每个螺栓的预紧力应至少多大。图1【答案】答图25三、结构设计与改错题考研专业课精品资料第36页，共46页12．分析图示齿轮轴系的错误结构，并改正之，轴承采用脂润滑。图【答案】轴系错误之处。（1）两轴承盖与箱体接合面缺调整垫片。（2）两轴承盖缺砂轮越程槽。（3）两轴承内圈定位台肩过髙，无法拆卸轴承。（4）两轴承内侧缺挡油环。（5）箱体内壁在轴承座孔处缺投影线。（6）两轴承类型不同，应该为相同类型。（7）齿轮处键过长。（8）齿轮处轴段长度应小于轮毂宽度，否则齿轮右侧轴向定位不可靠。（9）齿轮处轴的直径过大，应略大于轴承内径。（10）齿轮右边套筒外表面为圆锥形，工艺性不好，应改为圆柱形或两段圆柱形。（11）右边轴承右侧缺工艺台阶，使得装拆轴承时，压配距离过长。（12）透盖不应与轴接触，应使透盖孔径应大于轴径。（13）透盖处缺密封装置。（14）联轴器左侧缺轴向定位。（15）联轴器处缺键。（16）箱体端面加工面与非加工面没有区分开。改正后的轴系结构图：考研专业课精品资料第37页，共46页改正后的图13．试指出下图轴的结构设计不正确之处，并在轴线下方绘图改正之。图【答案】该轴的结构设计不正确之处（下图是正确的），主要有:图（1）轴伸处无轴肩，使轴上零件无法定位，而且少键。（2）轴承透盖上的孔径过大、加工面过大。（3）此处与轴承配合的轴径应大于轴承内径孔通过处的轴径，以便于拆装。（4）套筒太厚不好拆轴承。（5）此处与齿轮孔相配合的轴径应大于前段的轴径，而且该段轴的长度要比齿轮轮毂宽短2〜3mm，以保证齿轮的固定。（6）与齿轮轮毂配合轴段上少键。考研专业课精品资料第38页，共46页（7）此处少轴环，齿轮在轴上无定位。（8）齿轮在机体内的布置不对称。（9）有端轴伸出轴承太长。（10）少调整垫片。考研专业课精品资料第39页，共46页2020年沈阳理工大学机械设计基础（同等学力加试）考研复试终极预测五套题（五）说明：根据复试考试要求编写，共五套终极预测试题均含有详细答案解析，考研复试首选。一、简答题1．如下图1所示，已知铰链四杆机构中固定铰链的位置，主动件长度，且已知主动件的3个位置及对应连秆的3个位置，试用图解法确定连扞、从动连架杆和机架的长度。图1【答案】反转法如下：（1）作三角形，得。（2）作三角形，得。（3）连接、并作其垂直平分线。（4）连接、并作其垂直平分线，与交于点。即为该机构的第一个位置，如图2所示。图22．在图中，已知小带轮为主动轮，试证明带传动中紧边带速大于松边带速。【答案】证明:。在图中，点为参考点，是带与小带轮紧边的切点（即带绕进小带轮的点）。在时间内，小带轮上的点转到点，小带轮的圆周速度。考研专业课精品资料第40页，共46页图带传动工作时，带受到拉力后要产生弹性变形，由于紧边和松边的拉力不同，因此相应的弹性变形也不同，带在带轮上产生弹性滑动，故带在同一以时间内只由a点转到点，而带的圆周速度带进入小带轮一边为紧边带离开小带轮一边为松边所以3．角接触型轴承的派生轴向力是怎样产生的，它的大小和方向与哪些因素有关？【答案】因为角接触型轴承的接触角，无论轴承是否承受轴向外载荷，只要承受径向载荷，在承载区内每个滚动体所受的反力都可分解为径向分力和轴向分力。所有径向分力与径向载荷平衡，所有轴向分力的合力即为派生轴向力；它的大小与径向载荷和接触角有关，径向载荷与接触角越大，派生的轴向力越大；它的方向与轴承外圈有关，由外圈的宽边指向外圈的窄边。4．使用齿面接触疲劳强度设计公式和齿根抗弯疲劳强度设计公式计算得到的主要参数是什么？说明什么问题？各应用在什么场合？【答案】齿面接触疲劳强度设计公式得到的主要参数是小齿轮分度圆直径，说明齿轮传动的接触疲劳强度取决于中心距或齿轮分度圆直径，应用于闭式软齿面齿轮传动设计计算中。齿根抗弯疲劳强度设计公式得到的主要参数是齿模数m，说明齿轮传动的齿根抗弯应力的大小主要取决于模数，应用于1闭式硬齿面和开式齿轮传动设计计算中。5．如图1所示蜗杆传动均以蜗杆为主动件。试在图上标出蜗杆（或蜗轮）的转向，蜗轮齿的螺旋线方向，蜗杆、蜗轮所受各分力的方向。图1【答案】蜗杆（或蜗轮）的转向、蜗轮齿的螺旋线方向，蜗杆、蜗轮所受各力的方向均标于解图2中。考研专业课精品资料第41页，共46页（a）（b）解图26．热平衡计算的目的是什么？如果温升过高怎么解决？【答案】由于蜗杆传动效率低，发热量大，若不及时散热，会引起箱体内油温升高、润滑失效，导致轮齿磨损加剧，甚至出现胶合。因此对连续工作的闭式蜗杆传动要进行热平衡计算。如果超过温差允许值，可采用下述冷却措施:（1）增加散热面积，合理设计箱体结构并铸出或焊上散热片；（2）提高表面散热系数，在蜗杆轴上装置风扇或在箱体油池内装设蛇形冷却水管，利用循环水冷却。二、分析计算题7．设单根带所能传递的最大功率，已知主动轮基准直径，转速，包角，带与带轮之间的当量摩擦因数，此传动装置处在打滑前的临界状态。试求紧边拉力和最大有效圆周拉力。【答案】带传递的最大功率，又则最大有效圆周拉力为带的最大有效圆周力，则紧边拉力为考研专业课精品资料第42页，共46页8．在下图所示的轮系中，已知各轮齿数，，，，求传动比。图【答案】（1）轮系的组成如下:2（2＇）-H-1-3组成行星轮系；2（2＇）-H-4-3组成行星轮系。（2）列方程，即（3）解方程组，得9．如下图所示的夹紧机构中，构件的尺寸如图所示，各转动副的轴颈直径均为，楔块斜角，滑动摩擦系数，若不计各构件的重量。试求：（1）所需夹紧力为时，所需作用力的大小；（2）该夹紧机构在夹紧时的机械效率；（3）该夹紧机构能正常工作的条件。图【答案】（1）先确定各运动副处总反力的作用线。由已知条件可求得各摩擦圆的半径，各摩擦角为。作出摩擦圆如图中的虚线小圆。分析各构件在驱动力作用下的运动情况，可作出各运动副处总反力，，，考研专业课精品资料第43页，共46页，的作用线如所示。然后，分别取楔块1、2、4为分离体，列出各构件的力平衡条件为楔块1楔块2杠杆4根据上述方程式可作出力多边形如图所示。由正弦定理得及因，所以可得:又构件3为二力件，故，由此得①将，，代入上式得（2）在理想状态下，，，，故理想驱动力为机械效率（3）要使机构正常工作，应使机构在驱动力作用下（正行程）不发生自锁，而在反行程，即夹紧力为驱动力时自锁。正行程的效率由，得-在反行程时，为驱力，为生产阻力，由①式可得②令，则机构反行程时自锁，于是得。综合正行程不自锁条件，和反行程自锁条件，可得机构正常工作的条件为10．在下图中所示的柱塞唧筒六杆机构中，已知，，，，。试用图解法求机构在图示位置时:（1）B，C，E及S2各点的速度及加速度；（2）杆2、杆3的角速度及角加速度。【答案】选取比例尺作机构运动简图，如下图（a）所示。（1）求B，C，E及S2各点的速度及加速度。①速度分析:选取作速度多边形如下图（b）所示，再用速度影像法求得及点，然后根据下式考研专业课精品资料第44页，共46页图作图，于是由图（b）可求得②加速度分析:式中选取作加速度多边形如图（c）所示，再用加速度影像法求得和。又根据式中:其方向为将沿的方向（顺时针方向）转过90°的方向，作图如图（c）所示。由图可求得（2）求杆2、杆3的角速度及角加速度。由图（b）及图（c）可求得考研专业课精品资料第45页，共46页11．已知一对渐开线外啮合直齿圆柱标准齿轮，，，，，，。现装在中心距的减速箱中。试求：（1）节圆半径；（2）啮合角；（3）径向间隙；（4）与正确安装相比，此时重合度是加大还是减小，为什么？【答案】（1）由节圆半径为（2）由啮合角为（3）径向间隙为（4）重合度减小，由可知，没有改变，当时，减小，从而使减小。三、结构设计与改错题12．指出如图所示轴系结构中的错误和不合理之处（不要求改正）。图【答案】①缺键；②缺定位轴肩；③旋转件与端盖接触；④缺密封，端盖与旋转轴接触；⑤缺挡油环；⑥套筒顶不住齿轮；⑦轴应加工成阶梯轴；考研专业课精品资料第46页，共46页⑧缺键，齿轮无周向固定；⑨精加工轴及外伸太长；⑩缺调整垫片；⑪箱体加工面与非加工面没有分开；⑫端盖加工面与非加工面没有分开；⑬套筒高于轴承内圈的高度，轴承拆卸困难。13．V带轮轮槽与带的安装情况如图所示，其中哪种情况是正确的？为什么?图【答案】图（a）正确。首先带的两侧面为工作面，底面不为工作面，应留有间隙，故图（b）错误；另外，为保证带有足够的工作面面积，带应装在轮槽内，故图（c）错。