扬州大学2022年机械设计考研真题及答案解析

扬州大学2022年机械设计考研真题及答案解析
一、单选选择题
1．滚动轴承内圈与轴颈、外圈与座孔的配合（）。

A．均为基轴制
B．前者基轴制，后者基孔制
C．均为基孔制
D．前者基孔制，后者基轴制
答案：D
解析：滚动轴承的配合是指内圈与轴颈及外圈与外壳孔的配合。

滚动轴承是标准件，为使轴承便于互换和大量生产，轴承内孔与轴的配合采用基孔制，即以轴承内孔的尺寸为基准；轴承外径与外壳孔的配合采用基轴制，即以轴承的外径尺寸为基准。

2．轮齿弯曲强度计算中的齿形系数Y Fa与（）无关。

A．齿数z1
B．变位系数x
C．模数m
D．斜齿轮的螺旋角β
答案：C
解析：齿形系数Y Fa与齿制、变位系数和齿数有关，与模数无关。

3．当两个被连接件之一太厚不宜制成通孔，且需要经常拆装时，往往采用（）。

A．螺栓连接
B．螺钉连接
C．双头螺柱连接
D．定螺钉连接
答案：C
解析：双头螺柱连接，这种连接适用于结构上不能采用螺栓连接的场合，例如被连接件之一太厚不宜制成通孔，材料又比较软（例如用铝镁合金制造的壳体），且需要经常拆装时，往往采用双头螺柱连接。

4．轴的键槽通常是由（）加工而得的。

A．插削
B．拉削
C．钻及铰
D．铣削
答案：D
解析：轴上的键槽俗称轴槽，轴槽多用铣削的方法加工。

5．计算紧螺栓连接的强度时，考虑到拉伸与扭转的复合作用，将拉伸载荷增加到原来的（）倍。

A．1.1
B．1.3
C．1.25
D．1.2
答案：B
解析：对于紧螺栓连接，螺栓危险截面的应力状态为拉扭组合，但在计算时可以只按拉伸强度计算，
并将拉伸载荷增大30％来考虑扭转的影响。

6．螺栓的性能等级为6.8级，则螺栓材料的最小屈服极限近似为（）。

A．480MPa
B．6MPa
C．8MPa
D．0.8MPa
答案：A
解析：性能等级6.8的含义是：①螺栓材质公称抗拉强度达600MPa；②螺栓材质的屈强比值为0.8；
③螺栓材质的公称屈服强度达600×0.8＝480MPa。

7．V带传动中，带截面楔角为40°，带轮的轮槽角应（）40°。

A．大于
B．等于
C．小于
D．大于等于
答案：C
解析：V带绕在带轮上以后发生弯曲变形，使V带工作面的夹角发生变化。

为了使V带的工作面与带轮的轮槽工作面紧密贴合，所以将V带轮轮槽的工作面的夹角做成小于40°。

8．采用三油楔或多油楔滑动轴承的目的在于（）。

A．提高承载能力
B．增加润滑油油量
C．提高轴承的稳定性
D．减少摩擦发热
答案：C
解析：单油楔轴承在轻载、高速条件下运转时，容易出现失稳现象。

为了提高轴承的工作稳定性和旋转精度，常把轴承做成多油楔形状。

9．下列材料中，（）是轴承合金（巴氏合金）。

A．20CrMnTi
B．38CrMnMo
C．ZSnSb11Cu6
D．ZCuSn10P1
答案：C
解析：轴承合金（通称巴氏合金或白合金）是锡、铅、锑、铜的合金，它以锡或铅作基体，其内含有锑锡（Sb-Sn）或铜锡（Cu-Sn）的硬晶粒。

10．设计键连接时，键的截面尺寸b×h通常根据（）由标准中选择。

A．传递转矩的大小
B．传递功率的大小
C．轴的直径
D．轴的长度
答案：C
解析：键的截面尺寸一般以键宽b×键高h表示，由键的标准中选定。

键的长度L一般可按轮毂的长度而定。

一般轮毂的长度可取为L′≈（1.5～2）d，这里d为轴的直径。

11．（）通常应成对使用。

A．深沟球轴承
B．圆锥滚子轴承
C．推力球轴承
D．圆柱滚子轴承
答案：B
解析：圆锥滚子轴承在承受径向负荷时有轴向力产生，为抵消这种额外的附加负荷必须由相对的另一套轴承承受，相互抵消轴向分力的影响。

12．（）不是滚动轴承预紧的目的。

A．增大支承刚度
B．提高旋转精度
C．减小振动噪声
D．降低摩擦阻力
答案：D
解析：滚动轴承的预紧：为了提高轴承的旋转精度，增加轴承装置的刚性，减小机器工作时轴的振动，常采用预紧的滚动轴承。

例如机床的主轴轴承，常用预紧来提高其旋转精度与轴向刚度。

13．工作时只承受弯矩，不传递转矩的轴，称为（）。

A．心轴
B．转轴
C．传动轴
D．曲轴
答案：A
解析：转轴既承受弯矩又承受扭矩；心轴只承受弯矩；传动轴只承受扭矩（不承受弯矩或弯矩很小）。

14．齿面硬度为56～62HRC的合金钢齿轮，合理的加工工艺过程为（）。

A．齿坯加工→淬火→磨齿→滚齿
B．齿坯加工→淬火→滚齿→磨齿
C．齿坯加工→滚齿→渗碳淬火→磨齿
D．齿坯加工→滚齿→磨齿→淬火
答案：C
解析：齿面硬度达56～62HRC，齿面接触强度高，耐磨性好，齿芯韧性高。

常用于受冲击载荷的重要传动。

通常渗碳淬火后要磨齿。

15．用（）计算蜗杆传动比是错误的。

A．i＝ω1/ω2
B．i＝z2/z1
C．i＝n1/n2
D．i＝d2/d1
答案：D
解析：当蜗杆主动时，传动比i与齿数比u相等。

但是蜗杆传动的传动比不等于蜗轮与蜗杆分度圆直径的反比，即i＝ω1/ω2＝n1/n2＝z2/z1≠d2/d1。

二、填空题
1．对齿轮材料的基本要求是：齿面______，齿芯______。

答案：要硬；要韧
解析：对齿轮材料性能的基本要求为：齿面要硬，齿芯要韧。

2．在蜗杆传动中，已知作用在蜗杆上的轴向力F a1＝1800N，圆周力F t1＝880N，若不考虑摩擦影响，则作用在蜗轮上的轴向力F a2＝______，圆周力F t2＝______。

答案：880N；1800N
解析：关于蜗轮上各力的方向，可由图1（c）所示的关系定出。

图1 蜗杆传动的受力分析
3．在螺栓连接中，当螺栓轴线与被连接件支承面不垂直时，螺栓中将产生附加______应力。

答案：弯曲
解析：在设计、制造和装配上应力求避免螺纹连接产生附加弯曲应力，以免严重降低螺栓的强度。

为了减小附加弯曲应力，要从结构、制造和装配等方面采取措施。

例如规定螺母、螺栓头部和被连接件的支承面的加工要求，以及螺纹的精度等级、装配精度等；或者采用球面垫圈、带有腰环或细长的螺栓等来保证螺栓连接的装配精度。

4．在螺纹连接中采用悬置螺母或环槽螺母的目的是______。

答案：改善螺纹牙上的载荷分布不均程度
解析：为了改善螺纹牙上的载荷分布不均程度，常采用悬置螺母、减小螺栓旋合段本来受力较大的几圈螺纹牙的受力面或采用钢丝螺套。

5．在设计V带传动时，V带的型号是根据______和______选取的。

答案：计算功率P ca；小带轮转速n1
解析：V带的带型选取根据计算功率P ca和小带轮转速n1，从普通V带选型图中选取普通V带的带型。

6．若不计链传动中的动载荷，则链的紧边拉力由______、______和______三部分组成。

答案：有效圆周力；离心力引起的拉力；悬垂拉力
解析：链传动在工作时，存在紧边拉力和松边拉力。

如果不计传动中的动载荷，则紧边拉力和松边拉力分别为：F1＝F e＋F c＋F f；F2＝F c＋F f。

式中，F e为有效圆周力，N；F c为离心力引起的拉力，N；F f为悬垂拉力，N。

7．单向回转的转轴，考虑启动、停车及载荷不平稳的影响，其扭转剪应力按______处理。

答案：脉动循环
解析：对于固定心轴，考虑启动、停车等的影响，弯矩在轴截面上所引起的应力可视为脉动循环变应力。

8．其他条件不变，所用球轴承的基本额定动载荷增加一倍，则轴承寿命是原来的______。

答案：8倍
解析：基本额定寿命：L10＝（C/P）ε。

式中，P为轴承的载荷（当量动载荷）；C为轴承的基本额定动载荷。

对于球轴承，ε＝3。

若其他条件不变，所用球轴承的基本额定动载荷增加一倍，则轴承寿命是原来的8倍。

9．常用的轴承配置方式中，双支点各单向固定结构主要用于温度______的轴。

答案：变化较小
解析：双支点各单向固定的支承方式用于工作温度变化较小且支承跨度不大的短轴。

10．按额定动载荷计算选用的滚动轴承，在预定使用期限内，其失效概率最大为______。

答案：10％
解析：滚动轴承样本中所列的基本额定动载荷是在不破坏的概率（即可靠度R）为90％时的数据。

可靠度R＝（100－n）％（破坏概率为n％）。

故其失效概率最大为10％。

三、分析简答题
1．链传动的中心距为什么不宜太小，也不能过大？
答：链传动设计时，中心距过小，链速不变时，单位时间内链条绕转次数和循环次数增多，加剧了链的磨损和疲劳。

同时小链轮包角变小，包角范围内，每个轮齿所承受的载荷增大，易出现跳齿和脱链现象；中心距过大时会引起松边垂度过大，链条易与链轮卡死。

2．不完全液体润滑滑动轴承需进行哪些计算？各有何含义？
答：（1）限制轴承的平均压力p，以免工作面间润滑剂被挤出；
（2）限制平均压力与滑动速度之积pv，避免轴承摩擦发热润滑条件恶化；
（3）限制滑动速度v，避免磨损过快。