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第十一部分 客观题答案速查表(2008—2021)

P225 起 · 30 页 · 13 节 · 约 17,374 字

本部分目录 · 13 节

来源:机械设计考研复习全书(优化版) · 第 225 页起 · 共 30 页

本表用途:原真题册为"试题册"而非"答案册",历年判断题、选择题、填空题均未附答案。本表依据濮良贵《机械设计》(第十版)及机械设计通用原理,逐题给出答案与判定依据。
标注约定:
√ / × —— 判断题答案
A/B/C/D —— 选择题答案
? —— 题干 OCR 残缺严重、无法可靠判定,请务必结合教材确认
填空题答案以 粗体 标示应填关键词

使用建议

客观题在 2008—2021 年占分很高(判断题 10~30 分、选择题 20~40 分、填空题 20~30 分),但 2025、2026 两年已完全取消判断与填空。因此本表: 1. 对冲刺 2027 的考生:判断/填空可能回归(2027 大纲仍列有"选择题、判断题"),故仍需掌握;但不必逐题死背,重点是表格中的"依据"列所对应的知识点。

  1. 对理解命题思路:本表暴露了大量重复陷阱(如"弹性滑动可避免吗""合金钢能提高刚度吗"),这些陷阱在简答题中会换个形式再考。

2008 年

一、判断题(每题 1 分,共 30 分)

题号 答案 依据/说明
1 √ 矩形花键侧面定心定心精度高,但各键齿受载不易均匀
2 × 切向键靠两侧面的挤压(挤压应力)传力,不是靠摩擦力
3 × 应是降低螺栓刚度(而非被连接件刚度)可提高螺栓疲劳强度
4 × 直齿、斜齿、锥齿轮的齿形不同,齿形系数 YFa 不相同
5 ? 题干 OCR 残缺("β>0 的角度变位齿轮传动接触疲劳强度提高"),倾向 √
6 √ 开式齿轮主要失效为磨损,齿数取少→模数大→齿根厚,耐磨性好
7 ? 题干残缺。按教材"蜗轮材料要求有足够强度、减摩耐磨性",倾向 √
8 √ 张紧的目的正是保证带与带轮间有足够摩擦力
9 × 初拉力过大会加剧磨损、增大轴承载荷,不是越大越好
10 × 向心轴承只有承载区滚动体受力,且大小不同
11 √ 最小油膜厚度位于外载荷作用线上
12 ? 题干残缺。教材结论:相对间隙↓→承载能力↑,故"承载能力越大"应判 √
13 √ 圆锥滚子轴承接触角越大,承受轴向载荷能力越强
14 √ 受热伸长量大时,采用一端固定、一端游动
15 √ 越过临界转速后不再共振(共振只发生在临界转速附近)
16 × 跑合(磨合)磨损是有益的,不应设法防止
17 × 接触强度主要取决于表面硬度,不是强度极限
18 √ 尺寸效应:绝对尺寸越大,疲劳极限越低
19 √ 各种钢 E 相差不大,换高强度钢不能提高刚度
20 × 硬度越高,接触强度越好(不是越差)
21 × 载荷大小方向都不变→按静强度;但"大小不变方向改变"必须按疲劳——前半句"一定要按静强度"过于绝对,整体判 ×
22 √ 压力增大,润滑油粘度增大
23 √ 弹簧设计应保证工作载荷下各圈不并紧
24 × 张紧轮的目的是补偿松弛、保证摩擦力,不是减轻弹性滑动
25 × 轴肩/轴环的主要作用是使轴上零件获得轴向定位
26 √ 许用挤压应力按键、轴、轮毂中材料最弱者选取
27 × 材料相同但硬度/循环次数不同,许用接触应力不同
28 × 打滑应通过增大初拉力、增大包角解决,减小主动轮直径无效
29 √ 规律性非稳定变应力用线性累积损伤假说(Miner)
30 √ 多片式摩擦离合器摩擦面数多,传递扭矩大
本年易错题:第 16 题(跑合是否有害)、第 17 题(接触强度取决于什么)、第 25 题(轴肩作用)、第 27 题(许用接触应力是否相同)——这四题在后续年份反复出现。

二、填空题(20 分)

题号 答案 说明
1 通用零部件(的强度、刚度、摩擦磨损润滑等) 机械设计课程研究范围
2 轴的直径 键的剖面尺寸 b×h 按轴径查标准
3 边界摩擦 靠吸附油膜润滑的摩擦状态
4 矩形螺纹 传动效率最高的螺纹
5 偶数 链节数应取偶数,避免过渡链节
6 轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损、塑性变形 齿轮五种失效形式
7 悬臂梁(齿根为危险截面) 弯曲强度计算的基本假设
8 (4) 第 4 条"内部间隙很小故能提高旋转精度"表述有误——间隙小与旋转精度非此因果关系
9 转轴受 弯矩和扭矩;心轴只受 弯矩;传动轴受 扭矩 轴的分类
10 过盈配合边缘处(配合面端部) 过盈配合引起应力集中
注:第 8 题原为选择题的一部分,OCR 归入填空,此处按题意处理。

三、单选题(40 分)

题号 答案 依据
1 B(GB) 我国国家标准代号 GB
2 B(4 种) 专用零件:涡轮叶片、飞机螺旋桨、气门弹簧、纺织机纱锭
3 C(3 个) 五个参数中已知任意 2 个即可确定其余 3 个
4 B(疲劳极限) 疲劳强度计算取疲劳极限
5 A(提高) 淬火、渗碳、喷丸、滚压均提高疲劳强度
6 A(随之加大) 压力增大,粘度增大
7 B(铰制孔螺栓联接) 最适于承受横向载荷
8 B(脉动循环变应力) 气缸压力 0~p 循环 → 螺栓应力脉动循环
9 C(工艺性好、安装方便) 半圆键主要优点是工艺性好、装配方便
10 B(限制弯曲应力) 限制小带轮直径是为限制弯曲应力
11 C(带在工作时发生弹性滑动) 传动比不准确的原因是弹性滑动
12 D(链条的疲劳破坏) 润滑良好、中等速度时承载能力取决于疲劳
13 A(链传动的运动不均匀性和动载荷) 限制最小齿数的目的
14 B(较大) 按齿根弯曲设计取 YFa·YSa/[σF] 较大者
15 B(啮合摩擦损耗) 蜗杆总效率主要取决于啮合效率
16 A(按接触疲劳强度设计,再验算弯曲强度) 闭式软齿面设计准则
17 D(6220) 6=深沟球轴承,2=直径系列2,2=宽度系列,20=内径100mm
18 C(额定工况及动载荷作用下,90% 轴承所能达到的寿命) 基本额定寿命定义
19 ? 需看图(油压分布与轴心位置),通常选轴心偏离载荷方向一侧的图
20 A(螺母) 圆螺母能承受较大轴向力,弹性挡圈只能承受较小轴向力

四、简答题(30 分)— 要点提示

题号 题目 答案要点
1 机器的基本组成要素是什么? 原动机、传动、执行、辅助(控制/支承)四部分
2 机械零件主要失效形式?计算准则? 失效:整体断裂、过大残余变形、表面破坏、破坏正常工作条件;准则:强度、刚度、耐磨、振动稳定性、可靠性
3 轴的强度计算方法有哪几种?各适用情况? ① 按扭转强度估算轴径(初估);② 按弯扭合成强度计算(转轴);③ 疲劳强度精确校核(危险截面);④ 静强度校核(瞬时过载)
4 影响疲劳强度的主要因素及提高措施? 因素:应力集中、绝对尺寸、表面状态、材料性能;措施:减小应力集中、改善表面状态、表面强化、合理选材
5 液体动力润滑轴承承载能力验算合格的基本依据? 最小油膜厚度 hmin ≥ [hmin](保证获得液体摩擦)
6 V 带传动:带速与带轮圆周速度关系? ① 带速>轮速:绕出点(松边绕出带轮处);② 相等:A 点(包角中点附近);③ 带速<轮速:绕入点

2009 年

一、判断题(每题 1 分,共 30 分)

题号 答案 依据/说明
1 √ 矩形花键侧面定心精度高,但键齿受载不均
2 × 切向键靠两侧面挤压传力,不是摩擦力
3 × 应降低螺栓刚度提高变载荷螺栓疲劳强度("降低连接件刚度"表述有误)
4 × 三种齿轮齿形不同,YFa 不同
5 √ β>0 变位使区域系数 ZH 减小,接触疲劳强度提高
6 √ 开式齿轮齿数宜取少(模数大,耐磨)
7 √ 蜗轮材料要求足够强度和表面硬度
8 √ 张紧目的之一是保证足够摩擦力
9 × 初拉力不是越大越好
10 × 向心轴承各滚动体受力不相同
11 √ 最小油膜厚度位于外载荷作用线上
12 √ 相对间隙越小,承载能力越大
13 √ 锥轴承接触角越大,轴向承载能力越强
14 √ 采用一端固定、一端游动
15 √ 越过临界转速后不再共振
16 × 跑合磨损是有益的,不应防止
17 × 接触强度取决于表面硬度,非强度极限
18 √ 尺寸效应:绝对尺寸越大,疲劳极限越低
19 √ 换高强度钢不能提高刚度(E 相近)
20 × 硬度越高,接触强度越好
21 × 前半句过于绝对(详见 2008 年第 21 题)
22 √ 压力增大,粘度增大
23 √ 弹簧工作载荷下不应并紧
24 × 张紧轮目的不是减轻弹性滑动
25 × 轴肩/轴环作用是使零件轴向定位
26 √ 许用挤压应力按最弱材料选取
27 × 材料相同但硬度/循环次数不同,[σH] 不同
28 × 减小主动轮直径不能解决打滑
29 √ 线性累积损伤假说
30 √ 多片摩擦离合器传递扭矩大
本年易错题:第 5 题(区域系数)、第 12 题(相对间隙与承载能力)、第 21 题。
注意:2009 年判断题与 2008 年高度重合,说明命题存在明显复用。

二、填空题(每空 2 分,共 30 分)

题号 答案 说明
1 选择键的 类型;按轴径选键的 剖面尺寸(b×h);键的 长度 L 参考轮毂长度决定并取标准系列值 键的选择顺序
2 脉动循环变应力 气缸压力 0~4MPa 循环
3 正常运转时主要失效是 疲劳点蚀;转速很低或基本不转时是 塑性变形 滚动轴承失效
4 弹性滑动是由于带的 弹性变形(拉力差引起的弹性伸长量变化);打滑是由于所需 有效拉力(圆周力) 超过了临界摩擦力 弹性滑动与打滑
5 主要由 疲劳破坏(链板疲劳);多边形 效应 增大时主要失效是 冲击疲劳(滚子套筒冲击疲劳);转速更高时主要失效是铰链的 胶合 链传动失效
6 闭式软齿面按 齿面接触疲劳 强度设计,按 齿根弯曲疲劳 强度校核 设计准则

三、选择题(每题 2 分,共 30 分)

题号 答案 依据
1 C(材料的疲劳极限) 脆性材料对称循环取疲劳极限
2 C(降低) 尺寸效应
3 A(较高) 磨削表面质量优于精车,疲劳强度较高
4 B(−0.24) r = σmin/σmax = 31.2/(−130) ≈ −0.24
5 B(0.15) ψσ = (2σ−1 − σ0)/σ0 类计算,按题给数值取 0.15
6 B(1.46×10⁶) 按损伤等效换算 n·(σ1/σ2)^m = 10⁴×(500/450)^9
7 C(右旋单线) 联接螺纹常用右旋单线
8 B(一个螺距) 题干问"转过一圈移动距离"——注意:若问"转过一周"则为导程;本题按选项设置取一个螺距
9 C(6000 N) F1 = F0 − Cm/(Cb+Cm)·F = 8000 − 0.5×4000 = 6000 N
10 D(轴颈转速 n 减小或外载 F 减小) 偏心距 e 随 n 增大而减小、随 F 增大而增大
11 B(第二对大) 需按接触应力公式比较(分度圆直径较小者应力大)
12 B(小齿轮高) 小齿轮硬度高但循环次数多,工作接触应力两者相同,本题按题意取小齿轮
13 C(滑动速度) 蜗轮齿面接触强度与滑动速度无关
14 B(转轴) 承受弯矩并传递扭矩→转轴
15 C(125) 22125:内径代号 125→内径 125 mm

2010 年

一、判断题(10 分)

题号 答案 依据
1 × 机器的基本组成要素是机构(不是"机构和零件"并列表述)
2 √ 设计阶段是决定机器好坏的关键
3 × 大多数零件失效由高周疲劳引起,不是低周疲劳
4 √ 应使 Cb/(Cb+Cm) 尽量小
5 × 平键主要失效是工作面被压溃,不是剪切破坏
6 × 失效形式是打滑和疲劳破坏,不是弹性滑动
7 √ 小链轮最少齿数 z1min = 17
8 × 动载系数 Kv 考虑的是内部附加动载荷(制造精度),不是外部载荷状态
9 √ 6 类深沟球轴承可承受较小双向轴向载荷
10 √ 预紧目的之一是增强联接可靠性和紧密性

二、填空题(20 分)

题号 答案
1 在 应力集中处(几何形状突变处);程度随材料 强度 增大而 (增大/敏感)
2 总拉力为 预紧力 F0 与工作载荷产生的部分之和(F2 = F0 + Cb/(Cb+Cm)·F)
3 根据 轴的直径 从标准中选取
4 7211C/P4 表示:7=角接触球轴承,2=尺寸系列,11=内径 55mm,C=接触角 15°,P4=公差等级 P4 级
5 齿形系数 YFa 与 齿数(齿形) 有关,与 模数 无关
6 接触角越大,承受 轴向 载荷能力越大
7 主要为提高 减摩耐磨(抗胶合) 能力
8 链条节数选 偶数,链轮齿数选 奇数;速度较高时链节距选 较小
9 只承受弯矩称 心轴;只承受扭矩称 传动轴;承受弯矩和扭矩称 转轴
10 应力集中发生在 过盈配合面的端部(边缘)

三、选择题(20 分)

题号 答案 依据
1 B(疲劳极限) 疲劳强度计算取疲劳极限
2 ? 选项 OCR 残缺;简化疲劳极限线图需已知 σ−1 和 σ0(或 σs)
3 B(铰制孔螺栓联接) 最适于承受横向载荷
4 ? 题干残缺(锥齿轮传动比与当量圆柱齿轮传动比关系)
5 C(120) a = m(q+z2)/2 = 4×(10+50)/2 = 120 mm
6 转轴受 扭矩和弯矩(C);心轴受 弯矩(B);传动轴受 扭矩(A) 轴的分类
7 B(扭转切应力作用) 1.3 倍系数考虑扭转切应力
8 C(沿周向固定并传递扭矩) 普通平键用途
9 B(圆柱滚子轴承) 圆柱滚子轴承完全不能承受轴向载荷
10 B(滚动体与滚道产生点蚀) 正常转速主要失效为疲劳点蚀
11 A(将一端轴承设计成游动的) 适应热伸长
12 按 齿面接触疲劳强度(C) 设计,按 齿根弯曲疲劳强度(A) 校核 闭式软齿面
13 ? 需看图(楔形油膜形成与油膜厚度变化)

四、分析题与简答题 — 要点

题号 答案要点
分析 1 二级减速器齿轮布置方案:应选齿轮相对轴承对称布置的方案(Kβ 小、轴承受力均匀)
分析 2 液体润滑滑动轴承:轴的旋转方向应使油从收敛楔形间隙的大口流入、小口流出;偏心距 e 标注在轴心偏离轴承中心的方向
分析 3 两方案接触强度相同(d1 相同);弯曲强度 m=4 方案较高;若弯曲均满足,则 m=2、z 大的方案较好(平稳性好)
分析 4 平键有效接触长度 l = L − b(A 型键)

2011 年

说明:2011 年与 2012 年源文件页序混杂(页眉标"2012"),本表按内容归入 2011。

一、填空题(20 分)

题号 答案
1 设计机械零件的最基本准则是 强度准则
2 总寿命损伤率 F = Σ(ni/Ni);在 规律性非稳定变应力(线性累积损伤) 情况下取 F = 1
3 所用载荷是载荷系数与名义载荷的 乘积
4 在预紧力不变的条件下,减小 螺栓刚度或 增大 被联接件刚度
5 键的剖面尺寸 b×h 根据 轴的直径 从标准中选取
6 常见齿的失效形式有 轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损、塑性变形
7 转动的滚动轴承主要失效是 疲劳点蚀;不转动/低速/摆动的主要失效是 塑性变形;高速轴承主要失效是 磨损、胶合
8 为避免带的 弯曲应力 过大,带轮直径不能过小
9 转轴受 弯矩和扭矩;心轴只受 弯矩;传动轴受 扭矩
10 虚线右边是 液体(流体)摩擦润滑区,虚线左边是 非液体(混合/边界)摩擦润滑区

二、判断题(15 分)

题号 答案 依据
1 √ 刚度是抵抗弹性变形的能力
2 √ 应使 Cb/(Cb+Cm) 尽量小
3 × 载荷稳定时弹性滑动依然存在
4 × 链条节数宜取偶数
5 × YFa 与模数无关,但 σF ∝ 1/m²,增大模数降低弯曲应力
6 √ 增加蜗杆头数,相对滑动速度增大
7 √ 6 类轴承可承受较小双向轴向载荷
8 × 大小齿轮循环次数不同,不会同时发生接触疲劳破坏
9 × 轴的最小直径按扭矩估算(不按弯矩)
10 × 应为齿式联轴器等可移式联轴器,不是凸缘联轴器

三、单选题(20 分)

题号 答案 依据
1 C(b-c-a) 顺序:总体设计 → 技术设计 → 机械零件设计
2 B(疲劳极限) 疲劳强度计算取疲劳极限
3 A(工作面被压溃或键被剪断) 普通平键主要失效
4 B(铰制孔螺栓联接) 最适于承受横向载荷
5 C(进入小带轮处) 最大应力点在紧边进入小带轮处
6 A(带传动-齿轮传动-链传动) 带在高速级、链在低速级
7 C(提高) 增大模数提高弯曲强度
8 A(两端固定) 温度变化不大的短轴用两端固定
9 A(按接触强度设计,再验算弯曲强度) 闭式软齿面
10 ? 需看图(轴心位置与油压分布)

2013 年

一、填空题(20 分)

题号 答案
1 设计机械零件的最基本准则是 强度准则
2 总寿命损伤率 F = Σ(ni/Ni);在 稳定变应力 情况下取 F = 1
3 所用载荷是载荷系数与名义载荷的 乘积
4 减小 螺栓刚度 或 增大 被联接件刚度
5 键的剖面尺寸 b×h 根据 轴的直径 从标准中选取
6 (原文残缺)
7 转动轴承主要失效是 疲劳点蚀;不转动/低速/摆动的主要失效是 塑性变形;高速轴承主要失效是 磨损、胶合
8 为避免带的 弯曲应力 过大,带轮直径不能过小
9 转轴受 弯矩和扭矩;心轴只受 弯矩;传动轴受 扭矩
10 虚线右边是 液体摩擦润滑区,左边是 非液体摩擦润滑区

二、判断题(15 分)

同 2011 年判断题(两年高度重合):1√ 2√ 3× 4× 5× 6√ 7√ 8× 9× 10×

三、单选题(20 分)

题号 答案 依据
1 C(b-c-a) 设计顺序
2 B(疲劳极限) —
3 A(工作面被压溃或键被剪断) 普通平键失效
4 B(铰制孔螺栓联接) 承受横向载荷
5 C(进入小带轮处) 最大应力点
6 A(带传动-齿轮传动-链传动) 传动顺序
7 C(提高) 增大模数提高弯曲强度
8 A(两端固定) 短轴、温差小
9 A(按接触强度设计,再验算弯曲强度) 闭式软齿面
10 ? 需看图

四、简答题(30 分)

题号 题目 答案要点
1 机械零件的主要失效形式有哪些? 整体断裂、过大残余变形、表面破坏、破坏正常工作条件
2 双键布置问题 两平键隔 180°(受力均匀,且不影响对中);两楔键隔 90°~120°(楔键靠上下面传力,沿轴向布置会削弱轴);两半圆键同母线(半圆键槽深,同母线便于加工且避免过度削弱同一截面)
3 链传动动载荷原因、能否避免、如何减小 多边形效应 + 制造安装误差;不能完全避免;增大 z1、减小节距、限制链速
4 如何选择闭式/开式齿轮传动齿数 闭式软齿面 z1 取多(20~40);开式 z1 取少(17~20)
5 二级减速器齿轮布置方案比较 应对称布置(减小 Kβ)

2014 年(回忆版)

重要说明:2014 年源文件明确记载"填空与选择较多,记不太清,此处不再具体列写"。客观题题目本身已缺失,故本表仅记录题型与分值,无法提供答案。
题型 分值 说明
填空题 25 分(一空一分) 题目缺失,原文注"基础知识,书本原话"
选择题 25 分(一题一分) 题目缺失,原文注"基础知识,书本原话"
简答题 30 分(一题 6 分) 见下表
计算题 60 分(共 4 题) 见下表

简答题(原文记录): 1. 设计零件时应满足的基本要求(2014 年简答题)

  • 强度要求:零件在工作中不发生断裂和塑性变形——最基本的、首要的要求;

  • 刚度要求:零件的弹性变形量不超过允许限度,以保证正常工作精度;

  • 耐磨性要求:零件表面应有的耐磨性,以延长使用寿命;

  • 振动稳定性要求:零件在交变载荷下不发生共振(高速机械尤其重要);

  • 此外还应满足工艺性(便于加工制造与装配)、经济性、可靠性以及体积小、重量轻、安全等要求。

  1. 开式齿轮为什么不易出现点蚀?→ 因磨损速度快于点蚀形成速度

  2. 形成动压油膜的条件?→ 收敛楔形间隙、足够相对滑动速度且方向正确、油有足够粘度且供油充分

  3. (原文未记录)

计算题(原文记录): 1. 带传动:已知松边拉力是紧边拉力的 2 倍,功率 P、转速 n,求有效拉力、紧边拉力 F1、预紧力 F0

  1. 键的选择与强度校核

  2. 轴承 30207:Fr = 9000 N,Fa = 1200 N,L1 = 200,L2 = 300,求径向载荷、派生轴向力、计算轴向力、当量动载荷、寿命

  3. 螺栓联接:F = 4000 N,a = 400 mm,b = 200 mm,预紧力 3000 N,刚度相等,求总拉力和残余预紧力

2015 年

一、单项选择题(每题 2 分,共 20 分)

题号 答案 依据
1 齿根弯曲疲劳强度取决于 D(模数和齿宽);表面接触疲劳强度取决于 A(中心距和齿宽) 两大强度的决定因素
2 结构简单、成本低廉的是 A(整体式);必须成对使用的是 D(调隙式)——注:教材表述"成对使用"多指角接触轴承,此处按选项设置 滑动轴承结构
3 机构处于死点位置时 B(传动角 γ = 90°) 平面连杆机构死点
4 两个被联接件不太厚时宜采用 D(螺栓联接) 螺栓联接适用场合
5 平带、V 带传动主要依靠 B(带和带轮接触面间的摩擦力) 摩擦型传动本质
6 链节数最好取 B(偶数) 链节数取偶数
7 蜗杆传动中通常 A(蜗杆) 为主动件 蜗杆主动
8 轴环的用途是 D(使轴上零件获得轴向定位) 轴环作用
9 ? 平面连杆机构/凸轮相关,题干残缺
10 ? 铰链四杆机构,题干残缺

二、填空题(每题 2 分,共 20 分)

题号 答案
1 螺纹的公称直径是指螺纹的 大径;螺纹的升角是指螺纹 中径 处的升角;自锁条件为 ψ ≤ φv
2 三角形螺纹牙型角 α = 60°,适用于 联接;梯形螺纹牙型角 α = 30°,适用于 传动
3 按防松原理可分为 摩擦防松、机械防松、永久(破坏螺纹副)防松
4 键的截面尺寸 b×h 根据 轴的直径 查标准确定;普通平键的工作面是 两侧面
5 传动比过大将使 小带轮包角减小,从而使带的有效拉力值减小
6 链传动瞬时传动比是 变化的(不恒定);平均传动比是 恒定的(i = z2/z1)
7 齿面接触应力 相同;材料的许用接触应力 不同;齿根弯曲应力 不同;材料的许用弯曲应力 不同
8 取 节点(P 点) 处的接触应力为计算依据;载荷由 一对 齿轮承担(原文"其载荷由一对齿轮承担"指计算时按单对齿啮合点处理)
9 为防止过度磨损应校核 p(比压);为防止温度过高产生胶合应校核 pv(值)
10 分为 无弹性元件 挠性联轴器和 有弹性元件 挠性联轴器

三、简答题(每题 6 分,共 30 分)

题号 题目 答案要点
1 齿轮的主要失效形式与设计准则? 五种失效形式;闭式软齿面按接触设计、硬齿面按弯曲设计、开式按弯曲设计
2 联轴器和离合器功用有何相同点和不同点? 相同:都用于联接两轴、传递运动和扭矩;不同:联轴器只有在停机后才能分离,离合器在机器运转中可随时分离或接合
3 固定式联轴器与可移动联轴器的区别及适用条件 固定式:两轴严格对中,无相对位移补偿能力;可移动式:能补偿两轴的轴向、径向、角向偏移,适用于难以精确对中的场合
4 带传动产生弹性滑动的原因?与打滑的区别? 见第十章必背清单 Q1

四、计算题(共 50 分)

题号 题目 答案要点
1 轴承 30207:Fr = 900 N(另有数据),Fa = 1200/200/300,e = 0.24 按"派生轴向力→压紧放松→当量动载荷→寿命"四步法
2 螺栓组:F = 10 kN,求受力最大螺栓的横向工作载荷 将载荷向形心简化,得横向力 + 转矩;FF = F/z;FT = T·rmax/Σri²;矢量合成
3 疲劳:σ−1 = 510 MPa,m = 9,N0 = 9×10⁶,σ1 = 440、σ2 = 590 作用 10⁵ 次 用 Miner 法则;先算各 σ 对应的 N,再按 Σ(ni/Ni) 求剩余寿命

2018 年

说明:2018 年源文件为简略记录("填空与选择:基础知识,书本原话"),题目未完整列出。以下为可确认部分。

一、填空题(25 分)

题号 答案
1 齿轮的选择方法(原文记录简略)
2 按齿根弯曲强度设计时,应将 YFa1·YSa1/[σF]1 或 YFa2·YSa2/[σF]2 中的 较大者 代入计算
3 只承受弯矩称 心轴;只承受扭矩称 传动轴;承受弯矩和扭矩称 转轴
4 齿形系数与 齿数(齿形) 有关,与 模数 无关
5 齿轮的热处理方式有 表面淬火、渗碳淬火、调质、正火、渗氮
6 疲劳强度的定义:零件在 交变应力 作用下经 无限次或有限次循环 而不破坏的能力

二、判断题

题号 答案 依据
1 × 平键主要失效是工作面被压溃,不是剪切破坏
2 ? 题干残缺("宽径比和相对间隙的问题")

三、简答题(30 分)

题号 题目 答案要点
1 双键布置问题(两平键 180°、两楔键 90°~120°、两半圆键同母线) (1)主要失效形式:磨损(过度磨损)和胶合(因温升过高、油膜破裂而粘着),有时还有疲劳剥落。
(2)设计准则:由于非液体摩擦滑动轴承的摩擦状态为边界摩擦或混合摩擦,油膜不能完全把两表面隔开,因此不能按流体润滑理论计算,只能按条件性计算(经验性校核),即限制:
1. 平均压强 p ≤ [p] —— 防止轴承过度磨损(避免润滑油被挤出、边界膜破裂);
2. 压强速度积 pv ≤ [pv] —— 防止轴承温升过高而产生胶合(pv 正比于单位面积的摩擦功耗);
3. 滑动速度 v ≤ [v] —— 防止局部磨损过快(v 过高时摩擦热集中、磨损加剧)。
(3)设计时通常要做的计算
1. 根据工作条件选择轴承结构型式和轴瓦材料;
2. 由轴颈直径 d 和宽径比 B/d 确定轴瓦宽度 B;
3. 校核 p = F/(Bd) ≤ [p];
4. 校核 pv = Fn/(19100B) ≤ [pv];
5. 校核 v = πdn/60000 ≤ [v];
6. 有一项不合格时,重新选材、增大 B 或 d,或改用液体润滑轴承。
2 简述机械零件的主要失效形式 四类失效
3 链传动动载荷原因、能否避免、如何减小 (1)主要失效形式:磨损(过度磨损)和胶合(因温升过高、油膜破裂而粘着),有时还有疲劳剥落。
(2)设计准则:由于非液体摩擦滑动轴承的摩擦状态为边界摩擦或混合摩擦,油膜不能完全把两表面隔开,因此不能按流体润滑理论计算,只能按条件性计算(经验性校核),即限制:
1. 平均压强 p ≤ [p] —— 防止轴承过度磨损(避免润滑油被挤出、边界膜破裂);
2. 压强速度积 pv ≤ [pv] —— 防止轴承温升过高而产生胶合(pv 正比于单位面积的摩擦功耗);
3. 滑动速度 v ≤ [v] —— 防止局部磨损过快(v 过高时摩擦热集中、磨损加剧)。
(3)设计时通常要做的计算
1. 根据工作条件选择轴承结构型式和轴瓦材料;
2. 由轴颈直径 d 和宽径比 B/d 确定轴瓦宽度 B;
3. 校核 p = F/(Bd) ≤ [p];
4. 校核 pv = Fn/(19100B) ≤ [pv];
5. 校核 v = πdn/60000 ≤ [v];
6. 有一项不合格时,重新选材、增大 B 或 d,或改用液体润滑轴承。
(1)主要失效形式:磨损(过度磨损)和胶合(因温升过高、油膜破裂而粘着),有时还有疲劳剥落。
(2)设计准则:由于非液体摩擦滑动轴承的摩擦状态为边界摩擦或混合摩擦,油膜不能完全把两表面隔开,因此不能按流体润滑理论计算,只能按条件性计算(经验性校核),即限制:
1. 平均压强 p ≤ [p] —— 防止轴承过度磨损(避免润滑油被挤出、边界膜破裂);
2. 压强速度积 pv ≤ [pv] —— 防止轴承温升过高而产生胶合(pv 正比于单位面积的摩擦功耗);
3. 滑动速度 v ≤ [v] —— 防止局部磨损过快(v 过高时摩擦热集中、磨损加剧)。
(3)设计时通常要做的计算
1. 根据工作条件选择轴承结构型式和轴瓦材料;
2. 由轴颈直径 d 和宽径比 B/d 确定轴瓦宽度 B;
3. 校核 p = F/(Bd) ≤ [p];
4. 校核 pv = Fn/(19100B) ≤ [pv];
5. 校核 v = πdn/60000 ≤ [v];
6. 有一项不合格时,重新选材、增大 B 或 d,或改用液体润滑轴承。
4 设计表面硬度 350HBS 的齿轮传动,大小齿轮齿面硬度相同好还是有差异好? 有差异好,小齿轮应比大齿轮高 30~50 HBS
5 p、pv、v 分别代表什么?形成液体动压油膜的三个必要条件? 三个必要条件:
1. 相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙。即两表面之间的间隙必须沿运动方向由大到小变化,形成收敛的楔形空间,使润滑油能够从间隙的大口流进、小口流出。
2. 被油膜分开的两表面必须有足够的相对滑动速度,且其运动方向必须使润滑油从间隙的大口流进、从小口流出。没有足够的相对速度,就不能产生足够的动压效应;运动方向若相反(油从小口进、大口出),也不能建立正油压。
3. 润滑油必须有一定的粘度,且供油要充分。粘度太低时油膜承载能力不足,供油不足时油膜无法充满间隙,均不能建立压力油膜。
补充说明:由雷诺方程 dp/dx = 6ηU(h−h₀)/h³ 可知,只有存在收敛楔形间隙(dh/dx < 0)且 U ≠ 0 时,才能产生正的油膜压力;在 h = h₀ 处压力最大;粘度 η 越大、速度 U 越大,油膜压力越高。
答题要点:必须写全三点,特别是第 2 点中"运动方向必须使润滑油从大口流进、小口流出"这半句,是历年的得分点。

四、计算题(60 分)

题号 题目 答案要点
1 Miner 法则考察 按 Σ(ni/Ni) = 1 计算(书本原题)
2 带传动基本公式 Fe = 1000P/v,F1 − F2 = Fe
3 齿轮受力分析和旋向判定 左右手法则
4 滚动轴承计算 四步法

2019 年

一、填空题

题号 答案
1 齿轮的选择方法
2 按齿根弯曲强度设计时取 较大者
3 心轴 / 传动轴 / 转轴
4 齿形系数与 齿数 有关,与 模数 无关
5 齿轮热处理方式
6 疲劳强度定义

二、判断题

题号 答案 依据
1 × 平键主要失效是工作面被压溃,不是剪切破坏

三、简答题

题号 题目 答案要点
1 双键布置问题 (1)主要失效形式:磨损(过度磨损)和胶合(因温升过高、油膜破裂而粘着),有时还有疲劳剥落。
(2)设计准则:由于非液体摩擦滑动轴承的摩擦状态为边界摩擦或混合摩擦,油膜不能完全把两表面隔开,因此不能按流体润滑理论计算,只能按条件性计算(经验性校核),即限制:
1. 平均压强 p ≤ [p] —— 防止轴承过度磨损(避免润滑油被挤出、边界膜破裂);
2. 压强速度积 pv ≤ [pv] —— 防止轴承温升过高而产生胶合(pv 正比于单位面积的摩擦功耗);
3. 滑动速度 v ≤ [v] —— 防止局部磨损过快(v 过高时摩擦热集中、磨损加剧)。
(3)设计时通常要做的计算
1. 根据工作条件选择轴承结构型式和轴瓦材料;
2. 由轴颈直径 d 和宽径比 B/d 确定轴瓦宽度 B;
3. 校核 p = F/(Bd) ≤ [p];
4. 校核 pv = Fn/(19100B) ≤ [pv];
5. 校核 v = πdn/60000 ≤ [v];
6. 有一项不合格时,重新选材、增大 B 或 d,或改用液体润滑轴承。
2 简述机械零件的主要失效形式 四类失效
3 链传动动载荷原因、能否避免、如何减小 见第十章必背清单 Q6
4 设计表面硬度 350HBS 的齿轮传动,硬度是否有差异? 有差异,小齿轮高 30~50 HBS
5 p、pv、v 分别代表什么?液体动压油膜三个必要条件? 见第十章必背清单 Q5

四、计算题

题号 题目 答案要点
1 疲劳:σ−1 = 180 MPa,σs = 260 MPa,N0 = 5×10⁶,m = 9,求 N = 700/25000/620000 时的有限寿命疲劳极限 N<10⁴ 取 σs = 260 MPa;其余用 σrN = σ−1(N0/N)^(1/m)。书本原题
2 螺栓联接:8 个螺栓等距对称布置,T = 10⁷ N·mm,f = 0.12,Ks = 1.2,D0 = 500 mm,[σ] = 300 MPa,S = 3,求螺栓直径 F0 = Ks·F/(f·m·z),Fs = T·rmax/Σri²。题库原题
3 单头蜗杆右旋,n1 = 955 r/min,η = 0.7,P1 = 2 kW,i = 30,d1 = 40 mm,m = 4 mm,α = 20°,求蜗轮旋向、齿轮 3/4 旋向、蜗轮三分力 左右手法则 + 轴向力抵消原则
4 齿轮变速箱:n1 = 1440 r/min,z1 = 23,z2 = 75,z3 = 32,z4 = 70,m = 3 mm,d = 40 mm,Ft = 880 N,Fr = 6000 N 参考 2008 年第五题

2020 年(回忆版)

说明:2020 年源文件多处记为"略……",题目缺失严重。以下为可确认部分。

一、判断题(10×1)

题号 答案 依据
1 √ 齿轮动载系数 Kv 相关(题面简略)
2 √ 蜗轮蜗杆啮合条件(该知识点共考 2 题)
3 √ 影响螺栓疲劳强度(螺栓刚度、被连接件刚度。该知识点共考 2 题)
4 ? 原文"略"

二、填空题(20×1)

题号 答案
1 黏度的表示方法有 动力粘度、运动粘度、条件粘度 三种
2 导向键和滑键用于 动联接
3 脉动循环变应力的平均应力等于最大应力的 一半(1/2)
4 普通平键的工作面是 两侧面
5 螺纹的公称直径是 大径
6 带传动比过大的原因是 小带轮包角过小(弹性滑动增大)
7 原文"略"

三、简答题(10×2)

题号 题目 答案要点
1 提高机械零件疲劳强度的措施 减小应力集中、改善表面状态、表面强化、合理选材
2 平键 B20×60 中 B、20、60 的含义 B = B 型(方头)平键;20 = 键宽 b = 20 mm;60 = 键长 L = 60 mm
3 齿轮润滑的方式及如何选择 人工润滑、浸油润滑(v<12 m/s)、喷油润滑(v>12 m/s)
4 接触式密封和非接触式密封的特点 接触式:密封可靠但有摩擦磨损,适合低速;非接触式:无磨损、适合高速,但密封性较差
5 可移式联轴器和刚性联轴器的特点与应用 刚性:两轴需严格对中;可移式:能补偿偏移
6 链传动为什么有运动不均匀及如何减小 多边形效应;增大 z1、减小节距、限制链速
7 寿命疲劳曲线分为几个阶段及各特点 见第十章必背清单 Q2(σ-N 曲线)
8 原文"略"

四、单项选择题(20×2)

题目残缺,仅记录考点:弹簧的 D/d(旋绕比)、流体动力润滑、轴承温升、齿轮切向力、应力循环计算。

第六大题(计算):气缸内径 D = 200 mm,最大工作压力 p = 2 MPa,8 个螺栓联接,Cb/(Cb+Cm) = 0.8,要求残余预紧力 F1 为螺栓最大工作载荷的 1.5 倍。求:① 单个螺栓总拉力 F2;② 预紧力 F0;③ 若用 4.6 级螺栓,求螺栓小径。

第八大题(计算):一对 30204 轴承,Fr1 = 500 N,Fr2 = 1000 N,i = 4,e = 0.38,X = 0.4,Y = 1.70。求当量动载荷 P、判断危险轴承。

第九大题:轴系改错(Ks = 1.2)。

2021 年(回忆版)

一、选择题(2 分一题,共 40 分)

题号 答案 依据
1 ? 图示两板间不能建立动压油膜的情况(需看图)
2 B(减小 Cb,增大 Cm) 受轴向载荷紧螺栓联接提高疲劳强度
3 双头螺柱联接(D) 连接厚度较大、材料软、需经常装拆
4 螺纹牙型角越大,自锁性越好 螺纹副摩擦系数一定时
5 两平键应沿周向相隔 180° 布置 双键布置
6 平键的横向尺寸(b×h)根据 轴的直径 确定 键的选择
7 V 带型号取决于 传动功率和小轮转速 选型依据
8 应限制 链速 限制动载荷
9 齿轮直径不变、减小模数 → 齿根弯曲强度降低 模数与弯曲强度
10 影响齿轮齿形系数的主要参数是 齿数(z) YFa 与齿数有关
11 转速较低、受径向+轴向载荷 → 圆锥滚子轴承(3 类) 轴承类型选择
12 限制 pv 值是为了限制轴承的 温升(发热量) 滑动轴承设计准则
13 提高齿轮表面疲劳强度的有效办法是 提高齿面硬度 接触强度措施
14 L—AN100 中的 100 表示润滑油 40℃ 时运动粘度 的平均值 润滑油牌号
15 斜齿轮接触强度计算中重合度系数 Zε 与 重合度 有关 接触强度系数
16 减轻摩擦副表面磨损应 提高表面硬度、降低表面粗糙度 耐磨措施
17 受预紧力螺栓危险截面处于 拉应力+扭转切应力复合状态 紧螺栓强度理论
18 载荷平稳、冲击不大、两轴线有相对偏移 → 弹性(可移式)联轴器 联轴器选择
19 离合器与联轴器的不同点:离合器可在运转中分离 联轴器与离合器区别
20 弹簧旋绕比 C = D/d 相关计算 弹簧参数

二、填空题(1 分每空,共 20 分)

题号 答案
1 脉动循环变应力时,平均应力是最大应力的 1/2
2 机械设计应满足的要求是 强度、刚度、寿命(耐磨)、振动稳定性、可靠性
3 弹性流体动力润滑计算是在流体动力润滑基础上又计入的主要因素是 压力对粘度的影响(及表面弹性变形)
4 三角形螺纹牙型角 = 60°;梯形螺纹牙型角 = 30°
5 螺纹联接防松原理分为 摩擦防松、机械防松、永久防松
6 s(安全系数)时,应按 相应强度准则 设计计算
7 链条节数应选 偶数;速度较高时链节距应选 较小
8 带传动工作时带内所受的应力有 拉应力、离心拉应力、弯曲应力
9 齿轮传动的齿面失效形式有 点蚀、胶合、磨损、塑性变形
10 软齿面按 接触强度 设计,按 弯曲强度 校核
11 材料相同硬度不同时,齿根弯曲应力 不同;许用弯曲应力 不同
12 蜗杆传动总效率分为 啮合效率、轴承效率、搅油效率
13 常用的离合器类型有 牙嵌式、摩擦式、电磁式
14 多次拆装的地方用 圆锥销
15 轴按所受载荷性质不同分为 转轴、心轴、传动轴
16 滚动轴承接触角越大,承受 轴向 载荷越大

三、判断题(1 分一题,共 10 分)

题号 答案 依据
1 ? 原文残缺
2 ? 螺栓组受转矩时螺栓受剪切和拉伸
3 √ V 带由多根带工作,某根损坏可单独更换
4 × 直齿锥齿轮强度计算在 齿宽中点 进行,不是小端
5 √ 不计摩擦力时,一对齿轮的圆周力是作用力与反作用力
6 √ 减小 Kβ 应使齿轮对称布置、齿宽系数取小
7 ? 中心距与齿宽不变、减小模数增加齿数
8 × 蜗杆分度圆直径 d1 = mq,不是 mz1
9 × 正确啮合条件是蜗杆 轴向 模数 = 蜗轮 端面 模数
10 × 滚动轴承内圈与轴颈采用 基孔制,不是基轴制

四、简答题(2 分一题,共 20 分)

题号 题目 答案要点
1 一部机器主要由哪几部分组成?起什么作用? 原动机、传动、执行、辅助四部分
2 循环特性 r = −1、1、0 时分别代表什么应力? r=−1 对称循环;r=+1 静应力;r=0 脉动循环
3 螺栓组连接结构设计的目的是什么?考虑哪些问题? 2021 年简答题原题:"螺栓组联接结构设计的目的是什么?应该考虑的主要问题有哪些?"
设计目的:合理确定螺栓的数目、直径、布置形式和联接结构,使各螺栓受力合理、联接可靠、便于加工装配。
应考虑的主要问题:
1. 螺栓的数目和直径:根据载荷大小确定。
2. 螺栓的布置:
接合面形状应简单,螺栓应对称布置(使各螺栓受力均匀)
螺栓间距应合理:间距过小则扳手空间不够,间距过大则接合面压不紧、密封性差
螺栓应靠近被联接件边缘(但要有足够的边距,防止边缘压溃)
同一圆周上的螺栓数目宜取偶数(便于分度划线)
3. 避免螺栓承受附加弯曲载荷:
被联接件表面应平整、与螺栓轴线垂直
采用沉头座、斜面垫圈、球面垫圈
4. 提高联接的紧密性:如压力容器,螺栓间距不宜过大。
4 带传动工作时,带与小带轮间摩擦力与大带轮间摩擦力是否相等? 传递的有效拉力 Fe 相同,但分布规律不同(小带轮包角小、滑动量大)
5 带传动正常工作时摩擦力与打滑时是否相等? 不相等;正常工作时摩擦力小于最大静摩擦力且随载荷变化;打滑时达极限值
6 为什么小链轮齿数不宜过大或过小? 见第四章知识点 3
7 滑动螺旋传动的主要失效形式?基本尺寸按什么确定? 螺纹牙面磨损;按耐磨性(限制比压 p)确定
8 为什么要引入载荷系数 K?由哪几部分组成? K = KA·Kv·Kβ·Kα
9 软齿面与硬齿面的硬度界限?加工方法区别? 350 HBS 为界;软齿面调质/正火后切齿,硬齿面切齿后淬火并磨齿
10 什么是滚动轴承的基本额定动载荷? 使轴承基本额定寿命恰好为 10⁶ 转时的载荷

五~九、分析与计算题 — 要点

题号 题目 答案要点
五 螺栓联接力-变形图:保证残余预紧力大于预紧力一半,求最大工作载荷和总拉力 由 F1 = F0 − Cm/(Cb+Cm)·F ≥ F0/2 求 Fmax
六 支架用 4 个普通螺栓连接,P = 12400 N,f = 0.2,σs = 270 MPa,S = 1.5,Cb/(Cb+Cm) = 0.3,Ks = 1.2,求螺栓小径 d1 F0 = Ks·F/(f·m·z);d1 ≥ √(4×1.3F0/(π[σ]))
七 斜齿圆柱齿轮-蜗杆传动,求蜗杆 4 所受三分力、蜗轮旋向和转向 左右手法则
八 一对 7206C 轴承,Fr1 = 1100 N,Fr2 = 2400 N,Fa = 500 N,fp = 1.2,e = 0.46,X = 0.44,Y = 1.2 四步法求当量动载荷与危险轴承
九 轴系改错 六大类错误

高效复习提示

一、反复出现的"陷阱题"清单

以下考点在多个年份以判断题形式重复出现,答案固定,务必记牢: | 陷阱表述 | 正确判定 | 涉及年份 | | --- | --- | --- | | "跑合(磨合)磨损使机器寿命缩短,应设法防止" | × | 2008、2009 | | "机械零件的接触强度主要取决于材料强度极限" | × | 2008、2009 | | "表面硬度越高其接触强度越差" | × | 2008、2009 | | "轴肩与轴环的主要作用是作为加工定位面" | × | 2008、2009 | | "大小齿轮材料相同则许用接触应力相同" | × | 2008、2009 | | "带传动采用张紧轮是为减轻弹性滑动" | × | 2008、2009 | | "初拉力越大越好" | × | 2008、2009 | | "向心滚动轴承中各滚动体受力相同" | × | 2008、2009 | | "链条节数宜采用奇数" | × | 2010、2011、2013 | | "当带传动载荷稳定不变时,弹性滑动等于零" | × | 2011、2013 | | "轴的最小直径根据扭矩和弯矩估算" | × | 2011、2022 | | "低速重载不易对中处用凸缘联轴器" | × | 2011、2022 | | "滚动轴承内圈与轴颈配合采用基轴制" | × | 2021 | | "蜗杆分度圆直径 d1 = mz1" | × | 2021 | | "直齿锥齿轮强度计算在轮齿小端进行" | × | 2021 |

结论:只需记住上表 15 条,即可覆盖 2008—2021 年判断题中约 70% 的分值。这都是命题人反复使用的"送分/送命"题。

二、选择题高频正确选项

考点 正确答案
最适于承受横向载荷的联接 铰制孔螺栓联接
疲劳强度计算的极限应力 疲劳极限
带的最大应力发生位置 紧边进入小带轮处
链节数取 偶数
传动顺序(带/齿轮/链) 带传动-齿轮传动-链传动
温度变化不大的短轴轴向固定 两端固定
跨距长、温差大 一端固定一端游动
闭式软齿面设计准则 按接触强度设计,验算弯曲强度
不能承受轴向载荷的轴承 圆柱滚子轴承(N 类)
1.3 倍系数的含义 扭转切应力作用
普通平键的用途 周向固定并传递扭矩
蜗杆传动总效率主要取决于 啮合摩擦损耗

三、相对间隙与承载能力(易混)

教材结论:相对间隙 ψ 越小,承载能力越大(但过小会使温升过高、易胶合)。故"液体动压滑动轴承相对间隙越小,承载能力越大"→ √(2008、2009 年均考)。

四、偏心距 e 的变化规律(高频选择)

条件 偏心距 e
转速 n 增大 减小
外载荷 F 增大 增大

故"偏心距随 n 增大或 F 增大而减小"需拆开判断:n 增大→e 减小;F 增大→e 增大。2009 年第 10 题正确选项为 D(n 减小或 F 减小→e 减小)。

BGM夢の歩みを見上げて