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上海大学《机械设计》考研真题试卷及答案

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每小题2分，共10分。下列每小题均有四个选项，请选出其中一项最符合题目要求的）

1.在机械设计中，通常将零件的失效形式分为疲劳失效、断裂失效、磨损失效、腐蚀失效等。其中，对于承受循环应力的零件，最主要、最常见的失效形式是（）。

A.静强度破坏

B.局部塑性变形

C.疲劳断裂

D.蠕变

2.一对标准直齿圆柱齿轮传动，其小齿轮材料为45钢调质，大齿轮材料为40Cr调质，传动比i=3。根据强度设计原则，通常（）。

A.小齿轮比大齿轮更易发生齿面点蚀

B.小齿轮比大齿轮更易发生齿根折断

C.两者发生点蚀和折断的危险性相同

D.大齿轮比小齿轮更易发生齿面点蚀

3.对于重要的螺栓连接，为提高连接的可靠性，常采用的防松措施是（）。

A.采用较小的预紧力

B.采用普通螺栓连接

C.使用双螺母锁紧

D.仅靠螺纹的自锁性

4.在轴的结构设计中，为了使轴上零件（如齿轮、轴承）能够方便地安装和拆卸，轴端通常加工成（）。

A.锥形

B.圆柱形

C.圆角

D.阶梯形

5.一对平带传动，若主动轮直径为D1，从动轮直径为D2，主动轮转速为n1，从动轮转速为n2。则传动比i的表达式为（）。

A.i=D1/n1

B.i=D2/n2

C.i=n1/n2

D.i=n2D1/n1D2

二、填空题（每小题2分，共10分。请将答案填写在横线上）

6.一根材料为Q235钢的轴，经调质处理后，其许用弯曲应力[σ]约为其材料的许用拉应力[σt]的______倍。

7.选择滚动轴承类型时，主要应考虑的因素有载荷的大小和方向、转速高低、安装条件、经济性等。对于高速、轻载、要求低噪音的场合，通常优先考虑选用______轴承。

8.键连接主要依靠键的______面传递扭矩。平键连接中，键的长度L通常根据轮毂长度选择，并取标准值，且L通常比轮毂长度______（长或短）。

9.在进行轴的刚度计算时，通常需要校核轴的______刚度和______刚度。

10.对于受横向载荷的螺栓连接，螺栓主要承受______应力；对于受轴向拉伸载荷的螺栓连接，螺栓主要承受______应力。

三、判断题（每小题2分，共10分。请判断下列说法的正误，正确的划“√”，错误的划“×”）

11.()对于一定材料的齿轮，齿面接触疲劳极限σHlim与齿根弯曲疲劳极限σFlim之间通常存在σHlimσFlim的关系。

12.()在螺栓连接中，增大螺栓的预紧力可以提高连接的强度，但也会增大螺栓的疲劳寿命。

13.()锥齿轮传动的传动比是恒定的，且传动平稳性优于平齿轮传动。

14.()滚动轴承的基本额定寿命是指一批轴承在相同条件下运转时，有90%的轴承发生疲劳破坏前所能运转的总转数。

15.()轴的结构设计主要考虑轴的强度、刚度，以及轴上零件的定位、固定和装拆方便性。

四、简答题（每小题5分，共20分）

16.简述机械零件常见的失效形式及其产生的原因。

17.与平键连接相比，楔键连接的主要特点是什么？适用于什么场合？

18.简述选择滚动轴承类型时应考虑的主要因素。

19.什么是螺栓连接的预紧？预紧螺栓连接为什么需要考虑控制预紧力？

五、计算题（每小题10分，共30分）

20.一钢制传动轴传递功率P=7.5kW，转速n=300r/min。若轴材料的许用剪应力[τ]=60MPa，试按强度条件初步估算该轴的直径（假设为实心圆轴）。

21.一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知模数m=3mm，齿数z1=20，z2=60，材料为20CrMnTi渗碳淬火，小齿轮许用弯曲应力[σF1]=350MPa，大齿轮许用弯曲应力[σF2]=280MPa。试计算该对齿轮的许用弯曲载荷[FL]（不考虑动载系数）。

22.一螺栓连接承受轴向工作载荷F=5000N。螺栓材料为45钢，许用拉伸应力[σ]=180MPa。若采用M10普通螺栓（d1=8.5mm），试计算螺栓的所需预紧力F0（假设螺栓刚度与被连接件刚度之比为1:2）。

六、分析题（每小题10分，共20分）

23.分析影响滚动轴承寿命的主要因素有哪些？如何提高滚动轴承的寿命？

24.设计一轴系部件，需要支承一个斜齿轮。说明选择滚动轴承类型时应考虑哪些因素？为什么？若选用圆锥滚子轴承，说明其安装时应注意什么问题？

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