第一篇 机械设计总论 第一章机械设计总论 考题类型
选择题，填空题，问答题
重点、常考点
1 机械零件设计准则 2 应力分类 3 机械零部件中的磨损 4 机械零部件中的润滑
考题、真题回顾
一、机械设计的基本要求是什么？ 机械设计的基本要求是什么？ 1 实现预定的功能，工作可靠 2 经济性好：设计和制造周期短、成本低，产品生产效率高、能耗低、维护管理费用少 3 操作方便，运行安全 4 标准化、系列化程度高：以便简化设计工作，提高产品质量 5 其他要求：环保、噪音、外观等 二、机械零件的主要失效形式有哪些？ 机械零件的主要失效形式有哪些？ 件的主要失效形式有哪些 断裂：1 过载断裂：工作应力超过材料的强度极限σB 引起 2 疲劳断裂：工作应力超过零件的疲劳极限σr 引起 变形：1 塑性变形：工作应力超过材料的屈服极限σS 引起
2 过大弹性变形：零件的刚度不够引起 表面失效：1 压溃、过度磨损：零件接触表面上的压应力 p 过大 2 表面疲劳损坏：零件表面接触应力σH 过大引起 3 胶合：零件工作温升△t 过高引起 （0701）通常典型的应力变化规律有哪几种？绝大多数转轴中的应力状态属于哪一种？ 三、 （ ）通常典型的应力变化规律有哪几种？绝大多数转轴中的应力状态属于哪一种？ 1.应力比不变 2.平均应力不变 3.应力最小应力不变转轴中的应力属于应力比等于常数这一类 型 ①r=-1 的对称循环应力②r=0 的脉动循环应力③0<r<1 绝大多数转轴中的应力状态属于 r=-1 的对称循环应力 四、按摩擦的状态不同，摩擦可以分为哪几种？ 按摩擦的状态不同，摩擦可以分为哪几种？ 1 干摩擦：表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属接触时的摩擦，摩擦系数一般大于 0.1 2 边界摩擦：表面间被极薄的润滑膜所隔开，且摩擦性质与润滑剂的粘度无关而取决于两表 面的特性和润滑油油性的摩擦，摩擦系数约在 0.01～0.1 3 流体摩擦：表面间的润滑膜把摩擦副完全隔开，摩擦力的大小取决于流体分子内部摩擦力 的摩擦，摩擦系数可达 0.001～0.008 4 混合摩擦：摩擦副处于干摩擦、边界摩擦和流体摩擦混合状态时的摩擦 磨损按机理分有哪几种类型？ 五、0601 磨损按机理分有哪几种类型？ 1 粘着磨损：摩擦表面的微凸体在相互作用的各点发生粘着作用，使材料由一表面转移到另 一表面的磨损 2 磨粒磨损： 摩擦表面间的游离硬颗粒或硬的微凸体峰间在较软的材料表面上犁刨出很多沟 纹的微切削过程 3 表面疲劳磨损：摩擦表面受循环接触应力作用到达一定程度时，就会在零件工作表面形成 疲劳裂纹，随着裂纹的扩展与相互连接，会造成许多微粒从零件表面上脱落下来，致使表 面上出现许多浅坑，这种磨损过程即为疲劳磨损； 4 腐蚀磨损（机械化学磨损） ：在摩擦过程中金属与周围介质发生化学反应而引起的磨损 5 流体磨粒磨损和流体侵蚀磨损（冲蚀磨损） 6 微动磨损（微动损伤） 六 0603、机械零件的设计准则有哪些？ 、机械零件的设计准则有哪些？ 1．强度准则性：针对零件断裂、塑性变形或表面疲劳损坏失效。 强度的计算准则为： σ≤[σ] MPa 或τ≤[τ]针对断裂或塑性变形σH≤[σH ]针对表面 疲劳损坏 2．刚度准则：针对过大弹性变形 刚度的计算准则为:y ≤[y ]，θ≤[θ]，φ≤[φ ]式中，y，θ和φ挠度、偏转角和扭转 角； 3．耐磨性准则：针对过度磨损、胶合破坏 其验算式为： p ≤ [p]防止过度磨损；pv ≤ [pv]防止胶合破坏
4．振动和噪声准则：针对高速机械的振动失稳 防止共振的条件为：f p≤0.87 f 或 f p≥1.18 f（f p 为激振频率，f 为固有频率） 5．可靠性准则 6．热平衡准则。 其中影响寿命的主要因素为腐蚀，磨损和疲劳 润滑剂的主要作用是什么？常用的润滑剂有哪几种？ 七、0602 润滑剂的主要作用是什么？常用的润滑剂有哪几种？ 在摩擦面见加入润滑剂可以降低摩擦， 减少或防止磨损保护零件不遭受锈蚀， 而且采用 润滑时还能起到散热降温的作用，由于液体的不可压缩性，润滑油膜还具有缓冲、吸振的能 力， 使用膏状的润滑脂既可以防止内部的润滑剂外泄有可以阻止外部杂质侵如， 避免加剧零 件的磨损起到密封作用。 润滑剂可以分为气体、液体、半固体、固体四种基本类型。气体：任何气体。液体：矿物油， 动植物油，合成油和各种乳剂半固体：润滑脂等，固体：石墨，二硫化钼，聚四氟乙烯等 评价润滑油的指标有哪些？1 粘度 2 润滑性（油性）3 极压性 4 闪点 5 凝点 6 氧化稳定性 形成动压润滑（动压润滑）油膜的必要条件是什么？ 八、0604、0203 形成动压润滑（动压润滑）油膜的必要条件是什么？ 、 1、两工作表面间必须构成楔形间隙； 2、两工作表面间应充满具有一定粘度的润滑油或其它流体； 3、两工作表面间存在一定相对滑动，且运动方向总是带动润滑油从大截面流进，小截 面流出。 试说明径向滑动轴承动压油膜的形成过程？ 九、0605、0303 试说明径向滑动轴承动压油膜的形成过程？ 、 径向滑动轴承的轴颈与轴承孔间必须留有间隙，此时，两表面间自然形成一收敛的楔形空间。当轴颈开始转动时，速 度较低， 带入轴承间隙中的油量较少， 这时轴瓦对轴颈摩擦力的方向与轴颈表面圆周速度方 向相反，迫使轴颈在摩擦力作用下沿孔壁向右爬升。随着转速增大，轴颈表面的圆周速度增 大，带入楔形空间的油量也逐渐加多。这时，右侧楔形油膜产生了一定的动压力，将轴颈便 稳定在一定的偏心位置上。这时，轴承处于流体动力润滑状态，油膜产生的压力与外载荷向 平衡。
第二篇 连接件设计 第二章 轴毂联接设计
考题类型
选择题，填空题，问答题，改错题
重点、常考点
键、花键的类型及其特点、应用。
考题、真题回顾
一、0501 试述平键连接的类型和应用场合 平键类型 1 普通平键 2 薄型平键 3 导向平键 4 滑键。普通平键按构造分圆头（A 型平头（B 型）及单圆头（C 型）1 普通平键用于轴上零件与轴无相对移动的场合。 2 薄型平键常用于薄壁结构，空心轴及一些径向尺寸受限制的场合 3 导向平键用于被联接的毂类零件在工作过程中必须在轴上作轴向移动， 且位移量不大的场 合 4 滑键用于零件需滑移的距离较大的场合 二、键是怎么选择的？ 键是怎么选择的？ 键的类型可根据联接的结构特点、 使用要求和工作条件来选定。 键的尺寸 （键宽 b 和键高 h） 按轴的直径 d 由标准中选定； 键的长度可以根据轮毂长度确定， 键长等于或略小于轮毂长度， 导向键按轮毂长度及滑动距离而定。键的长度还须符合标准规定的长度系列。 三、花键联接的优缺点，及应用场合 花键联接的优缺点， 花键联接由于齿槽较浅，而具有对轴与轮毂的强度削弱较少，应力集中小，对中性好和导向 性能好等优点。但需专用的加工设备、刀具和量具，成本较高。适用于承受重载荷或变载荷 及定心精度高的静、动联接。 矩形花键联接轻系列常用与轻载或静联接， 中系列多用于重载或动联接； 渐开线花键连接的 齿根较厚，强度高、寿命长。它常用于载荷较大，定心精度要求高及尺寸较大的联接。 四、平键联接的失效形式是什么？ 平键联接的失效形式是什么？ 工作面过度磨损（动联接） 、工作面被压溃（静联接）和键的剪断等。对于实际采用的材料 组合和标准尺寸来说，压溃和磨损是主要的失效形式。如果校核计算不满足强度条件，则要 采用双键联接，两个普通平键布置形式是沿圆周按 180 对称布置。 五、平键、半圆键、楔键、切向键联接的特点个是什么？ 平键、半圆键、楔键、切向键联接的特点个是什么？ 1 平键的两侧面是工作面，键的顶面与轮毂上键槽的地面则留有间隙，工作时当轴颈静止时， 轴颈处于轴承孔的最底 位置，并与轴瓦接触此时，两表面间自然形成一收敛的楔形空间。当轴颈开始转动时，速 度较低， 带入轴承间隙中的油量较少， 这时轴瓦对轴颈摩擦力的方向与轴颈表面圆周速度方 向相反，迫使轴颈在摩擦力作用下沿孔壁向右爬升。随着转速增大，轴颈表面的圆周速度增 大，带入楔形空间的油量也逐渐加多。这时，右侧楔形油膜产生了一定的动压力，将轴颈便 稳定在一定的偏心位置上。这时，轴承处于流体动力润滑状态，油膜产生的压力与外载荷向 平衡。
靠键与键槽侧 面的挤压传递转矩。 平键连接的优点：结构简单、装拆方便、对中性好，因此应用十分广泛。 2 半圆键连接用与静连接，键的侧面是工作面。半圆键的优点是工艺性好；缺点是轴上的键 槽较深，对轴的强度削弱较大。它主要用于载荷较小的连接，也常用于锥形轴连接的辅助装 置。采用双键连接时，两个半圆键的布置形式是沿轴在同一直线上。 3 楔键连接只用于静连接，楔键上、下表面是工作面。楔键的优点是能在轴向固定轴上零件 或承受单向轴向力；缺点是在楔紧时破坏了轴与轮毂的对中性。它主要用于对中精度不高、 载荷平稳和低速场合。采用双键连接时，两个键连接的布置是沿圆周按 90-120 度布置。 4 切向键连接只能传递单向转矩，工作面为上下两面，其中一面在通过轴心的平面内。两对 使用时，沿圆周按 120-130 布置。切向键用于载荷很大，对中精度要求不高的场合。
第三章 螺纹联接于螺旋传动设计
考题类型
问答题、计算题
重点、常考点
1 螺纹联接的基础知识 2 螺纹联接的基本类型 3 螺纹联接的预紧和防松 4 提高螺栓连接强度的措施 5 单个螺栓连接的强度计算 6 螺栓组连接的受力分析和计算
考题、真题回顾
螺纹联接的主要类型有哪几种？各用于什么场合？ 一、0702 螺纹联接的主要类型有哪几种？各用于什么场合？ 螺纹联接的主要类型有 1. 螺栓联接 2. 螺钉联接 3.双头螺柱联接 4.紧定螺钉联接。 1 螺栓联接广泛用于被连接件不太厚，周边有足够装配空间的场合。它又分为普通螺栓联接 和铰制孔用螺栓联接， 前者的特点是被联接件上的通孔和螺栓杆之间有间隙， 螺栓受轴向拉 力，而后者孔和螺栓杆之间多采用过渡配合。螺栓还手横向载荷 2 螺钉联接适用于被联接件一薄一厚，受力不大，不需要经常装拆的场合 3 双头螺柱联接适用于被联接件太厚不宜制成通孔，材料又比较软且需要经常装拆的场合 4 紧定螺钉联接适用于力和转矩都不大的场合。常用于轴与轴上零件的联接 常用螺纹按牙型分为哪几种？各适用于那些场合？ 二、0502 常用螺纹按牙型分为哪几种？各适用于那些场合？ 常用螺纹按牙型分为三角形、矩形、梯形和锯齿形螺纹等。三角形螺纹牙型角α=60， 当量摩擦系数较大，自锁性能好，主要用于连接。而矩形、梯形和锯齿形螺纹的牙型角分别 为α=0、α=30 和α=33 传动效率较高，主要用于传动 紧连接螺栓强度计算时，将拉伸载荷增加到原来的 是什么原因？ 三、余 0505 紧连接螺栓强度计算时，将拉伸载荷增加到原来的 1.3 倍，是什么原因？ 由于螺栓为塑性材料， 既受到拉伸和扭转复合应力。 对于只受预紧力的紧螺栓联接来说， 考虑扭切应力的影响需将拉伸载荷加大 30%。 螺纹联接为什么要防松，防松方法有哪些？ 四、0402 螺纹联接为什么要防松，防松方法有哪些？ 在冲击、振动和变的作用下，螺纹之间的摩擦力可能瞬时消失，联接有可能自松，而影 响正常工作，甚至发生严重事故。当温度变化较大或高温条件下工作时，由于螺栓与被联接 件的温度变形差或材料的蠕变，也可能导致联接自松。因此，在设计螺纹联接时，必须考虑 放松装置。放松的根本问题在于防止螺纹副的相对传动。 防松的措施： 1 摩擦放松，如使用弹簧垫圈、对顶螺母，但这种方法不十分可靠，故多用于冲击和振动不 剧烈的场合。 2 机械防松：如采用槽形螺母和开口销，止动垫圈，串联钢丝
3 破坏螺纹副关系。如采用冲点发和粘接法 提高螺栓联接疲劳强度的方法有哪些？ 五、0403 提高螺栓联接疲劳强度的方法有哪些？ 1 改善螺纹牙间的载荷分配。如采用钢丝螺套。 2 减小螺栓的应力幅 3 采用合理的制造工艺：如可采用冷镦头部和滚压螺纹的螺栓。 4 避免附加弯曲应力。可采用凸台与沉头座、球面垫圈等来保证螺栓联接的装配精度 5 减小应力集中的影响。可采用较大的过渡圆角半径，或将螺纹收尾改为退刀槽等 六、螺栓联接预紧的目的是什么？ 螺栓联接预紧的目的是什么？ 预紧的目的是， 增强联接的刚性、 紧密性和放松能力。 对于受拉螺栓， 适当增加预紧力， 还可提高螺栓的疲劳强度；对于受剪螺栓联接，预紧可增大联接中的摩擦力。 七、螺纹联接失效形式和计算准则是什么？ 螺纹联接失效形式和计算准则是什么？ 对单个螺栓联接而言，其受力的形式为受轴向载荷或横向载荷。在轴向载荷的作用下，螺栓 杆和螺纹部分可能发生塑性变形或断裂；而在横向载荷的作用下，当采用铰制孔螺栓时，螺 栓杆与孔壁间可能发生压溃或螺栓杆被剪断等。 对于受拉螺栓， 其主要失效形式为螺栓部分 发生断裂，因而其计算准则是保证螺栓的静力拉伸强度；对于受剪螺栓，起主要破坏形式为 螺栓杆和孔壁间压溃或螺栓杆被剪断，其计算准则是保证联接的挤压强度和螺栓的剪切强 度，其中连接的挤压强度对联接的可靠性起决定性作用。
第三篇 传动设计 第四章 带传动设计
考题类型
选择题、填空题、问答题、作图题
重点、常考点
1 带传动的失效形式，设计准则 2V 带的张紧，带传动的应力分布分析 3 带传动的两种滑动（弹性滑动和打滑）
考题、真题回顾
试述带传动中的两种滑动，以及它们对带传动工作的影响。 一、0703、0301、9701 试述带传动中的两种滑动，以及它们对带传动工作的影响。 、 、 1.弹性滑动: 是带的弹性变形量的变化而引起带与带轮之间微量相对滑动的现象，称为弹性 滑动。弹性滑动原因：带是弹性体，受力后会产生弹性变形，在带的弹性极限内，变形：δ =F/EA，当带的截面积 A 一定时，F 增大，则δ增大，又因为摩擦型带传动依靠摩擦里传递 运动和动力，必然存在拉力差，即：紧边拉力 F1 大于松边拉力 F2，则带在紧边的伸长量δ
1 大于松边的伸长量δ2。弹性滑动对传动的影响：1 降低传动效率，使带与带轮摩损增加和 温度升高。2 使从动轮的圆周速度 v2 低于主动轮的圆周速度 v1 即 v2< v1 。 2 打滑：当实际传递的载荷超过极限有效拉力 Flim 时，过载引起的带与小带轮接面间将发 生显著的相对滑动。打滑将使带的磨损加剧，从动轮转速急剧降低，甚至使传动失效。 弹性滑动与打滑的本质区别： 弹性滑动： 是带传动正常工作时不可避免的固有特性； 只发生在带离开带轮前的那部分接触 弧上 打滑：是带传动的失效形式，设计时必须避免；发生在带和带轮的全部接触弧上。 二、0606 为什么在普通 V 带传动中要规定小带轮直径 d1 必须大于最小带论直径 dmin？但 ？ 为什么小带轮的直径又不能过大？ 为什么小带轮的直径又不能过大？ 若 d1 小于最小带轮直径 dmin，将使带的弯曲应力σb1 过大导致带的疲劳强度降低过 多，并且传动效率较低。当传递的转矩一定时，采用较大的小带轮直径可使带传递的有效拉 力减小、带的跟数减少。但小轮直径过大时，将使传动外廓尺寸过大。 说出带传动工作时所受的各种应力，并画出带工作时的应力分布图。 三、0503、0205、0206 说出带传动工作时所受的各种应力，并画出带工作时的应力分布图。 0503、0205、 带传动的主要失效形式是什么？带传动的计算准则是什么？ 带传动的主要失效形式是什么？带传动的计算准则是什么？ 带传动工作时所受有 拉应力：1 紧边拉应力 2 松边拉应力 3 离心拉应力 弯曲应力 画图见课件 带传动的失效形式 ：1）过载打滑：当实际传递的载荷超过极限有效拉力 Flim 时，过载引 起的带与小带轮接面间将发生显著的相对滑动。 打滑将使带的磨损加剧， 从动轮转速急剧降 低，甚至使传动失效。2）疲劳破坏（脱层和疲劳断裂） 带传动的计算准则是：保证带传动不打滑的前提下，充分发挥带的传动能力，并使传动带具 有足够的疲劳强度和寿命。 1 1 即应满足：不打滑条件：F实传≤ F e lim = F1 ( 1 − ) = σ 1 A ( 1 − ) e fα 1 e fα 1 疲劳强度条件： σ max = σ 1 + σ c + σ b 1 ≤ [σ ] 的因素有哪些？ 四、影响极限有效拉力 Felim 的因素有哪些？ 1）初拉力 F0 —— F0↑，正压力↑，∑Ffmax↑， Felim↑但 F0↑↑，磨损加快，带的寿命 ↓； 2）小轮包角α1——α1↑，包围弧↑，∑Ffmax↑，Felim↑α1 大小取决于设计参数 i、d1、 d2 及 a； 3）摩擦系数 f —— f↑，∑Ffmax↑，Felim↑，f 取决于带和带轮的材料 带传动承载能力的措施有哪些？ 五、提高 V 带传动承载能力的措施有哪些？
1. 2. 3. 4.
增加 V 带根数 提高单根 V 带的额定功率[P] 增大摩擦系数 —— fv 铸铁带轮—皮革带=0.595，fv 铸铁带轮—胶带=0.51； 采用新型带：多楔带，齿形带。
第五章 链传动设计
考题类型
选择题、填空题、问答题、
重点、常考点
1 链传动的失效形式，设计准则 2 链传动的多边形效应，以及动载荷的系数的类型 3 链传动的张紧
考题、真题回顾
链传动应该怎样布置？连传动中的动载荷主要与什么参数有关 动载荷主要与什么参数有关？ 一、0704 链传动应该怎样布置？连传动中的动载荷主要与什么参数有关？高速重载下选择 何种参数的链条？ 何种参数的链条？ 链传动的布置是否合理， 对传动的质量和使用寿命有较大的影响。 布置时链传动的两轴 应平行，两链轮应处于同一平面内；一般宜采用水平或接近水平布置，并使松边在下。 滚子链传动的主要失效形式有哪些？ 二、0608 滚子链传动的主要失效形式有哪些？链传动中的内部附加动载荷产生的因数有哪 些？ 滚子链传动的主要失效形式有： 1 链的疲劳破坏，如链板疲劳断裂，套筒，滚子表面出现疲劳点蚀 2 链条铰链的磨损 3 链条铰链的胶合 4 链条静力拉断 5 链轮轮齿磨损，塑性变形及断裂。 链传动内部产生附加动载荷原因： 1 链传动在工作过程中，链条和从动链论都是作周期性的变速运动，因而造成和从动链轮向 连的零件也产生周期性的速度变化，从而引起动载荷 2 由于链条横向分速度也在作周期性的变化，将是了条发生横向振动，甚至发生共振 3 链节和链轮啮合瞬间的相对速度也将引起冲击和动载荷 4 链轮与链条的制造误差 5 链条用了一段时间应力松弛，当链启动，制动，反转，突然加载和卸载时会产生动载荷。 按功率曲线设计计算， 三、滚子链传动中，当滚速 v》0.6m/s 时，按功率曲线设计计算，当 v<0.6m/s 时，按静强 滚子链传动中， 》 度设计计算
四、链传动跟带传动和齿轮传动相比有什么特点。 链传动跟带传动和齿轮传动相比有什么特点 链传动跟齿轮传动相比，链传动较易安装，成本低廉；其结构要比齿轮传动轻便得多。 只有在要求传动中心距小、 传动比恒定、 转速高、 躁声小的场合下， 链传动才不如齿轮传动。 与带传动相比，链传动的传动比相对准确；传动效率较高；压轴力小；结构尺寸紧凑；能在 低速重载下较好的工作；能适应恶劣环境如多尘、有腐蚀性气体和高温等场合。但它的躁声 大，需要润滑，若中心距很大、转速极高时，不及带传动。 五、链传动的运动“多边形效应”特性是什么？ 链传动的运动“多边形效应”特性是什么？ 与带传动相比，链传动是以多边形的形式包围链论，它使得链每转过一周，链速就重复一次 循环变化。这种链速时快时慢、v1 忽上忽下的变化，称为链传动的“多边形效应” 。它使得 传动不平稳，并产生周期性的振动。 六、链传动中中心距和链节数对传动有什么影响？ 链传动中中心距和链节数对传动有什么影响？ 中心距对传动有很大影响，中心距小时，链节数少，链速一定时，单位时间内每一链节的应 力变化次数和屈伸次数增多，因此，链的疲劳和磨损增加。同时，由于中心距小，链条在小 链轮上的包角减小，每个轮齿上所受的载荷增大，容易出现跳齿和脱齿现象。中心距大时， 链节数增多，中心距太大时，会发生链的颤抖现象，使运动的平稳性降低。 七、链条张紧的目的是什么？ 链条张紧的目的是什么？ 链条张紧的目的，主要是为了避免链的悬垂度太大，啮合时链条产生横向振动，同时也是为 了增加捏合包角。常用的方法有：1 用调整中心距张紧 2 用张紧装置张紧，中心距不可调时 用张紧轮。
第六章 齿轮传动设计
考题类型
选择题、填空题、问答题、计算题、作图题
重点、常考点
1 齿轮传动的失效形式，设计准则 2 齿轮传动受力分析 3 圆柱齿轮强度计算中的重要基础概念。
考题、真题回顾
0705、 0201 齿轮传动的失效形式有哪些？各发生在什么场合？齿轮传动的优点和缺点？ 齿轮传动的失效形式有哪些？各发生在什么场合？齿轮传动的优点和缺点？ 一、 、 齿轮传动的失效形式有 1 轮齿断裂。多发生在脆性材料轮齿根部
2 齿面磨粒磨损。是开式齿轮传动的只要失效形式之一 3 齿面点蚀。多发生于润滑良好的闭式齿轮传动中 4 齿面胶合。多发于高速重载的齿轮传动 5 齿轮塑性变形，多发于低速、重载、频繁启动的软齿轮上 齿轮传动的优点和缺点： 优点：传动效率高、工作可靠、寿命长、传动比准确、结构紧凑、转速高、躁声小。 缺点：制造精度要求高，制造费用大，精度低时振动和躁声大，不适用于轴间距离较大的传 动。 齿轮材料的选择： 选择齿轮材料时，应使齿面具有足够的强度和耐磨性，以抵抗齿面磨损、点蚀、胶合及塑性 变形；而且还应该具有足够的弯曲强度，以抵抗齿根折断。故对齿轮材料的基本要求是：齿 面要硬、齿心要韧。 与直齿轮传动相比，斜齿轮传动有哪些优点？ 二、0504 与直齿轮传动相比，斜齿轮传动有哪些优点？ 1 啮合性能好，斜齿轮轮齿之间是一种逐渐啮合过程，轮齿上的受力也是逐渐由小到大，在 由大到小，因此斜齿轮 啮合较为稳定，冲击和躁声小，适用于大功率的传动。 2 重合度大，在同等条件下，斜齿轮的啮合过程比直齿轮长，即重合度较大，这就降低了每 对齿轮的载荷，从而提高了齿轮的承载能力，延长了齿轮的使用寿命，并使传动平稳，结构 紧凑， 其无根切标准齿轮的最小轮齿比直齿圆柱齿轮少， 因而可以得到更加紧凑的结构特点。 轮齿啮合时的力为轴向力，该轴向力是有害的，将增大传动的摩擦损失，它是由螺纹角β引 起的。 齿轮传动常见的损伤形式有哪几种？如何提高齿轮轮齿的抗折断能力？ 三、0505 齿轮传动常见的损伤形式有哪几种？如何提高齿轮轮齿的抗折断能力？如何提高 出论轮齿齿面的抗点蚀能力？ 出论轮齿齿面的抗点蚀能力？ 齿轮传动的失效形式有： 轮齿断裂 2 齿面磨粒磨损 3 齿面点蚀 4 齿面胶合 5 齿轮塑性变形。 1 选用合适的材料及热处理方法，是齿根芯部有足够的韧性；采用正变位齿轮，以增大齿根的 厚度；增大齿根圆角半径，消除齿根加工刀痕；对齿根处进行喷丸、碾压等强化处理工艺， 都可以提高齿轮的抗折断能力。 提高齿面硬度和润滑油的粘度，采用正角度变位，降低齿面粗糙度，均可以提高齿轮的抗点 蚀能力？ 齿面点蚀为什么首先出现在节线附近靠近齿根的表面上？ 四、余 0501、0302 齿面点蚀为什么首先出现在节线附近靠近齿根的表面上？ 、 1 节线附近常为单对齿啮合区，轮齿受力与接触应力最大 2 节线处齿廓相对滑动速度低，润滑不良，不易形成油膜，摩擦力较大 3 润滑油挤入裂纹使裂纹扩张 怎样提高渐开线圆柱齿轮传动的齿根弯曲疲劳强度？和接触疲劳强度？ 五、0404 怎样提高渐开线圆柱齿轮传动的齿根弯曲疲劳强度？和接触疲劳强度？ 提高齿根弯曲疲劳强度的措施： 1 增大模数，可以使齿根根弯曲疲劳应力显著减小
2 适当增大齿宽，齿宽过大会引起偏载反而使应力增大 3 选用大变位系数 4 提高制造精度 5 适当选择热处理方法及选用疲劳强度较高的材料 提高齿根接触疲劳强度的措施： 1 增大直径或中心距，可使齿面接触疲劳应力显著减小 2 适当增大齿宽或齿宽系数 3 采用正变位齿轮传动 4 提高制造精度 5 选用接触疲劳强度较高的材料，或采取适当的热处理方法 六、试述斜齿圆柱齿轮中，增大螺旋角β对传动性能的影响。 试述斜齿圆柱齿轮中，增大螺旋角β对传动性能的影响。 斜齿轮传动增大螺旋角β的影响是β增大可使重合度增大， 提高传动平稳性和承载能力， 但β过大轴向力增加，支承轴承尺寸变大，效率变低，轴承装置复杂。β过小斜齿轮优点不 明显，对于人字齿轮，因轴向力可以相互抵消，故β可以选大一些.
第七章 蜗杆传动设计
考题类型
选择题、填空题、问答题、计算题、作图题
重点、常考点
1 蜗杆传动的失效形式 2 蜗杆传动受力分析 3 蜗杆传动的效率和热平衡计算
考题、真题回顾
蜗杆传动中引入蜗杆直径系数的原因是什么？ 一、 0706 蜗杆传动中引入蜗杆直径系数的原因是什么？为什么阿基米德蜗杆传动应用广 泛？ 加工时，常用与之配对蜗杆具有相同参数的蜗轮滚刀来加工蜗轮。这样，只要有一种尺寸的 蜗杆，就必须有一种与之配对的蜗轮滚刀。为了减少蜗轮滚刀的数目，便于刀具的标准化， 将蜗杆分度圆直径 d1 定为标准值，即对应于每一标准模数规定了一定数量的蜗杆蜗杆分度 圆直径 d1，d1 与 m 的比值称为蜗杆直径系数 q。 由于阿基米德蜗杆传动具有传动比大，结构紧凑，传动平稳，振动、冲击和躁声均很小，以 及在一定的条件下具有自锁性等优点而获得广泛应用 为什么闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算？如果不满足热平衡条件， 二、0506、0405、0202 为什么闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算？如果不满足热平衡条件， 、 、 可以采取哪些措施以降低其温升？ 可以采取哪些措施以降低其温升？ 由于蜗杆传动的效率低，工作时会产生大量的热。在闭式蜗杆传动中，若散热不良，会因油
温不断升高，使润滑失效而导致齿面胶合。所以，对闭式蜗杆传动要进行热平衡计算，以保 证油温能稳定在规定的范围内。 降低其温升的措施： 1 在箱体外壁增加散热片，以增大散热面积 A，加散热片时，还应该注意散热片配置方向要 有利于热传导。 2 在蜗杆轴端设置风扇，进行人工通风，一增大散热系数。 3 若采用上述办法后还不能满足散热要求，可在箱体油池中装设蛇行冷却管。 4 采用压力喷油循环润滑。 蜗杆传动变位特点与目的是什么？ 三、余 0504 蜗杆传动变位特点与目的是什么？ 蜗杆传动的变位方法与齿轮传动的变位方法相似， 也是利用刀具相对于蜗轮毛坯的径向位移 来实现的。 但由于加工蜗轮的滚刀形状和尺寸要与蜗杆的齿廓形状和尺寸相同， 为了保持刀 具的尺寸不变，故只对形状和尺寸进行变位，而蜗杆的尺寸保持不变。但变位以后蜗杆的节 圆改变， 而蜗轮的节圆却始终与分度圆相重合。 蜗杆传动变位的目的是凑中心距或凑传动比， 使之符合标准值或推荐值，强度方面的考虑是次要的。 四、蜗杆传动的特点是什么？ 蜗杆传动的特点是什么？ 由于蜗杆传动具有传动比大，结构紧凑，传动平稳，振动、冲击和躁声均很小，以及在一定 的条件下具有自锁性等优点而获得广泛应用。蜗杆传动由于蜗杆螺牙与蜗轮齿间相对滑动 大、摩擦发热大，故传动效率较其他传动低，只宜用于中、小功率的场合。
第四篇轴系零、部件设计 第八章 轴的设计
考题类型
选择题、填空题、问答题、作图题
重点、常考点
1 轴的功能、类型和失效形式 2 轴的结构设计 3 轴的结构设计改错
考题、真题回顾
轴常用的强度计算方法有哪几种？各适用于何种类型的轴？ 一、0707 轴常用的强度计算方法有哪几种？各适用于何种类型的轴？ 1 按扭转条件计算，适用于转轴和传动轴的初步估算轴径 2 按弯扭合成强度条件计算，适用于转轴和心轴的轴径校核 3 按疲劳强度条件进行精确校核，适用于重要的轴的校核 4 按静强度条件进行校核，适用于瞬时过载很大或应力循环的不对称性较为严重的轴
根据轴的承载情况，轴可以分为哪些类型？各类轴的受力特点是什么？ 二、0607 根据轴的承载情况，轴可以分为哪些类型？各类轴的受力特点是什么？试各举一 个例子。 个例子。 根据轴的承载情况，轴可以分为，转轴、心轴和传动轴。 转轴：既承受弯矩又承受转矩的轴（减速器中的轴） 心轴： 只受弯矩而不受转矩的轴。 当心轴随轴上零件一起转动时称为转动心轴 （如火车轮轴） ， 而固定不动的心轴称为固心轴（如自行车的前轮） 传动轴：只承受转矩而不承受弯矩的轴（汽车的主传动轴、转向轴） 轴上零件的周向固定有哪些方法？详细说明分别适用什么场合？ 三、0507 轴上零件的周向固定有哪些方法？详细说明分别适用什么场合？轴上零件的轴向 固定有哪些方法，采用这些方法时应该注意什么？ 固定有哪些方法，采用这些方法时应该注意什么？ 轴上零件的周向固定方法有 1 轴肩或稠环。 2 轴套。 3 圆螺母。 4 紧定螺钉或弹簧挡圈。 5 轴端挡圈与圆锥面。 轴上零件的轴向固定方法：平键、花键、销连接、过盈配合和螺钉连接。 四、余 0506、0204、有一传动系统，拟采用齿轮传动、链传动、带传动，试合理安排传动 、 、有一传动系统，拟采用齿轮传动、链传动、带传动， 顺序，并说明理由。 顺序，并说明理由。 1 带 具有结构简单、传动平稳、造价低廉及缓冲吸振等特点，打滑又起到过载保护的作用 所以放在首位与原动机相联 2 链传动不均匀，并且引起附加动载荷，所以应该放在最后 3 齿轮传动具有效率高，结构紧 凑，工作可靠寿命长，传动比稳定的特点，所以放在中间。
第九章滑动轴承的设计
考题类型
选择题、填空题、问答题
重点、常考点
1 滑动轴承的分类 2 非液体润滑滑动轴承的失效形式 3 非液体润滑滑动轴承的设计准则
考题、真题回顾
整体式和剖分式径向滑动轴承各有什么特点？ 一、0709 整体式和剖分式径向滑动轴承各有什么特点？
整体式的特点是结构简单、容易制造、成本低，缺点是轴瓦磨损后间隙无法调整和轴颈 只能从端部装入。因此，它仅适用于低速轻载或间歇工作的机械。 剖分式的特点是轴承装拆方便， 并且轴瓦磨损后可以用减少部分面处的垫片厚度来调整 轴承间隙。主要用于载荷方向垂直于轴承安装基准面和载荷与轴承安装面成一定角度的场 合。 对滑动轴承的轴瓦材料有哪些具体要求？说出几种轴瓦材料的名称，并说明如何 二、0509 对滑动轴承的轴瓦材料有哪些具体要求？说出几种轴瓦材料的名称，并说明如何 选用？ 选用？ 滑动轴承的轴瓦材料有以下要求：1 有良好的减摩性，耐磨性和抗胶合性，良好的跑合性， 良好的导热性，热稳定性，具有足够的强度，对润滑油有较强的吸附能力，耐腐蚀和便于加 工。 1 铸铁只易用于轻载低速和不受冲击的场合。 2 轴承合金适用于高速重载的场合，一般只用作轴承衬的材料 3 铜合金易用于中速重载和低速重载的轴承 试述非液体摩擦滑动轴承的主要失效形式及其设计准则？ 三、0508 余 0503 试述非液体摩擦滑动轴承的主要失效形式及其设计准则？ 磨损：非液体摩擦滑动轴承工作表面,在工作时有局部金属接触,会产生不同程度的摩擦和磨 损，导致轴承配间隙增大,影响轴的旋转精度,从而使轴承不能正常工作。 胶合：当载荷过大而导致油膜破裂时；或在润滑油供应不足条件下，轴承温升过高，轴颈和 轴承的相对运动表面材料发生粘附和迁移，从而出现胶合。 由于目前对磨损和胶合尚没有完善的设计计算方法，一般仅从限制轴承的压强 P 以及压强 和轴径圆周速度的乘积 PV 值进行条件计算。 用限制 P 来保证摩擦面之间保留一定的润滑剂， 避免轴承过度磨损而缩短寿命； 限制 PV 值来防止轴承过热而发生胶合， 对于压强小的轴承， 应限制轴径圆周速度值。以免加速磨损而使轴承报废。 提高液体摩擦动压径向滑动轴承承载能力的具体措施有哪些 的具体措施有哪些？ 四、0401 提高液体摩擦动压径向滑动轴承承载能力的具体措施有哪些？ 五、液体动力润滑理论重点 液体动力润滑理论重点 1.雷诺方程 2.形成流体动力润滑（即形成动压油膜）的必要条件 3.径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程 4 为了保证轴承获得完全的液体摩擦， 必须使轴承的最小油膜厚度大于轴承和轴瓦表面粗糙 度之和即 hmin>Rz1+Rz2 六、轴承主要参数的选择 轴承的主要参数有宽径比、相对间隙及动力粘度。 1.宽径比：宽径比选得小时可增大 P，提高轴承运转的平稳性，同时使端流量增大，功耗小， 油温升降低，但轴承的承载能力也会降低。 对高速重载荷轴承，取值小：对低速载荷的轴承，为了提高整体刚性，取大值：对高速轻载 荷轴承，取小值; 二对较大支承刚度的机床轴承，取值较大
2 相对间隙：取值小，轴承的承载能力和旋转精度高：取值大，润滑油的流量增加，油的温 度升降低。 3 动力粘度：在相同条件下，提高 n 可以显著提高轴承的承载能力，但也增大了摩擦阻力和 轴承温升，由于温升而使粘度下降，承载能力反而下降。选择动力粘度的原则是：载荷大、 速度低时，选择粘度较大的润滑油：载荷小，转速高，则选用粘度较低的润滑油。
第十章滚动轴承的设计
考题类型
选择题、填空题、问答题、计算题
重点、常考点
1 滚动轴承的分类 2 滚动轴承的失效形式 3 滚动轴承的受力分析、载荷和寿命计算
考题、真题回顾
圆锥滚子轴承的主要特征有哪些？ 一、0708 圆锥滚子轴承的主要特征有哪些？ 1 能承受的径向载荷，单轴向载荷都很大 2 相对于球轴承，极限转速低 3 轴承的内外圈可分离 4 安装时需调整间隙 5 一般要求对称安装，成对使用。圆锥滚子轴承适用于转速不太高、轴刚性较好的场合。 常见的滚动轴承轴向组合布置方式有哪几种？各用于什么场合？ 二、0710 常见的滚动轴承轴向组合布置方式有哪几种？各用于什么场合？ 1 固定式（双支点各单向固定）适用于温度不太高，轴向间隙不太大的短轴 2 固游式（支点双向固定，另一端支点游动） ，适用于工作温度较高，跨距较大的长轴 3 游动式（两端游动支承）用于能轴向双向移动的轴 三、轴承基本额定寿命的定义，以及滚动轴承的代号。 轴承基本额定寿命的定义，以及滚动轴承的代号。
第十一章 联轴器、离合器、制动器
考题类型
选择题、填空题、问答题
重点、常考点
1 联轴器的分类
2 联轴器的选择
考题、真题回顾
一、联轴器的分类 1.刚性联轴器：它用在被连接的两个轴要求严格对中以及工作中无相对位移之处 2.挠性联轴器：它用在被连接的两轴油较大的安装误差及工作相对位移之处 3.常用的联轴器有：刚性联轴器、滑块联轴器、齿式联轴器、万向联轴器等 二、联轴器的选择 联轴器的类型主要是根选择合适的类型。 一般来说， 对载荷平稳、 同轴度好、 无相对位移的可选刚性联轴器； 难以保持两轴严格对中， 有相对位移的应选择挠性联轴器；对传递转矩较大的重型机械，可以选用齿轮联轴器；对需 要有一定补偿量， 单向转动而冲击载荷不大的低速传动的水平轴的连接， 可以选用滚子键联 轴器；对高速轴，应选用挠性联轴器；对轴线相交的轴，选用万向联轴器。 0510、 0304 简单说明选择联轴器的原则， 简单说明选择联轴器的原则， 刚性联轴器有哪几种？分别适用于什么场合？ 三、 、 刚性联轴器有哪几种？分别适用于什么场合？
真题大题、计算题 第五部分 真题大题、计算题、作图题讲解
题型分类
一、齿轮受力分析题 二、螺栓连接受力分析题 三、轴承寿命计算题 四、改错题 五、轴的结构设计题（作图题）
具体例题（见手写稿） 具体例题（见手写稿）
第六部分 复试情况说明（见附录） 第七部分 赠送参考资料使用说明
赠送参考资料明细如下： 赠送参考资料明细如下：
1.机械设计历年考研真题 02——08 年（含部分参考答案见讲义） 2.机械设计本科教学课件 3.机械设计 09 年考研讲义 4.机械设计 06、07、08 年点题范围
说明： 说明：
1 机械设计 06、07、08 年点题范围首先看，把握近几年考试范围 2 真题结合课件，讲义补充，重点理解，记忆，背诵，默写，默画。
