2021年浙江大学人文学院832机械设计基础考研核心题库之简答题精编

特别说明

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．在图中，图（a）所示为减速带传动，图（b）所示为增速带传动。这两传动装置中，带轮的基准直径，且传动中各带轮材料相同，传动的中心距，带的材料、尺寸及张紧力均相同，两传动装置分别以带轮1和带轮3为主动轮，其转速均为。试问：哪个装置传递的功率大？为什么？

图

【答案】带传动能传递的功率。依题意，，传动中心距相等，因而两传动装置的最小包角相等。已知带轮材料，带的材料、尺寸及张紧力均相同，故这两传动装置的当量摩擦系数及初拉力均相同，因此它们所能传递的最大有效拉力相同。又因两传动装置的主动轮的转速相等，而图（b）中主动带轮的基准直径大于图（a）中主动带轮基准直径，

即图（b）的带速大于图（a）的带速，所以图（b）的传动装置所

传递的功率大。

2．如下图所示为铰链四杆机构，已知杆长。试求此机构为双摇杆机构时，摇杆的长度变化范围。

图

【答案】此机构为双摇杆机构，根据平面四杆机构有曲柄的条件有两种可能。

（1）满足杆长条件连杆为最短杆，显然此条件不满足。

（2）不满足杆长条件

CD为最短杆，此时，得

CD为最长杆，此时，得，且

CD为中间长，此时，得

综上所述，摇杆的变化范围为

或

3．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：

（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。4．3一闭式齿轮传动中，一对配对齿轮材料均为45号钢，小齿轮调质处理，大齿轮正火处理，

其强度计算准则是什么？并说明理由？

【答案】其强度计算准则为：按齿面接触疲劳强度设计，按轮齿弯曲疲劳强度校核。

因为调质和正火处理后齿面硬度为软尺面齿轮，而软齿面闭式齿轮传动时损伤形式主要为齿

面点蚀，也可能发生轮齿折断及其它失效形式，故采用以上计算准则。

5．图1所考凸轮的廓线由三段圆弧（圆心分别在点）及一段直线组成，推杆为圆心在B点的一段圆弧构成的曲底摆动推杆。试求该凸轮机构的推程运动角，回程运动角，推杆的最大摆角，推杆在图示位置的角位移及压力角，以及凸轮在图示位置再转过70°后，推杆的角位移及压力角。

图1

【答案】题中的曲底推杆等效于一滚子推杆，滚子半径为，滚子中心在B点。因此在解题

时应先求出凸轮的理论廓线（如图中的细线轮廓所示）。再根据反转法的原理，以凸轮的回转中

心O为圆心，以为半径作圆，即为摆动推杆的摆动中心在反转运动中的轨迹圆。

的延长线与理论廓线的交点为推程廓线的起始点，的延长线与理论廓线的交点

为理论廓线的最高点；分别以和为圆心，以为半径画圆弧与轨迹圆交于和点，即

为推程起始点和终止点推杆摆动中心的位置，故，即为推程运动角。

过O点作凸轮廓线直线部分的垂线，与理论廓线的交点即为回程的终止点，以为圆心，

为半径画圆弧与轨迹圆的交点为，即回程终止时推杆摆动中心的位置。故，即为回程运动角。

以为圆心，以为半径画圆弧与基圆交于点，，即为推杆的最大摆角。

以A为圆心，以为半径画圆弧与基圆交于点，为推杆在图示位置的角位移。

连线为凸轮廓线在B点的法线，过B点所作的AB的垂线即为推杆在B点的速度方向线，两

者之间的夹角即为凸轮机构在图示位置时的压力角。

由于凸轮沿逆时针方向回转，故从0A开始沿顺时针方向取凸轮转角70°，得机架在反转运

动中所占有的位置。以为圆心，以为半径画圆弧，分别交基圆与理论廓线于和点，

即为推杆在指定位置的角位移，过点作凸轮理论廓线的垂线和推杆的垂线，两垂线间的夹角即为此位置时凸轮机构的压力角。

6．计算下列机构的自由度？

图

【答案】

7．计算如下图所示机构的自由度，△EFG=△HDG，且FCDG为平行四边形（若存在局部自由度、复合铰链、虚约束，请指出）。

图

【答案】G为复合铰链；CD为虚约束；滚子B带来一个局部自由度，应除去滚子引入的局部自由度，即将其与构件2固连。

计算机构的自由度为：

8．图1为二级蜗杆传动。已知两蜗杆螺旋线方向均为右旋。轴Ⅰ为输入轴，轴Ⅲ为输出轴，其转向如图1所示。试在图中画出:

（1）各蜗杆和蜗轮齿的螺旋线方向；

（2）轴Ⅰ、轴Ⅱ的转向；

（3）蜗轮2、蜗杆3的受力方向（画在啮合点处）；

（4）分析Ⅱ轴上两轮所受轴向力的方向是相同还是相反，这与两轮的螺旋线方向有什么关系？