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2018 年硕士研究生入学考试初试考研大纲
科目代码： 802
科目名称：机械设计基础
适用专业：机械工程、车辆工程、力学、道路与铁道工程、交通运输工程、载运
工具运用工程
考试时间：3 小时
考试方式：笔试
总 分： 150 分
考试范围：
一、平面机构运动简图及自由度:
平面机构的组成，平面机构的运动简图，平面机构的自由度及其相关的内容。
二、平面连杆机构：
平面四杆机构的特点、类型及应用，平面四杆机构的基本特性，铰链四杆机
构存在曲柄的条件，平面四杆机构的演化，按给定的行程速比系数设计平面四杆
机构、按给定的连杆位置设计平面四杆机构。
三、凸轮机构：
凸轮机构的组成、特点、应用及分类，从动件的运动规律，图解法设计凸轮
轮廓，凸轮机构压力角的概念。
四、齿轮机构：
齿轮机构的特点和分类，齿廓啮合基本定律，渐开线齿廓的啮合性质，渐开
线标准直齿圆柱齿轮各部分名称和基本尺寸，渐开线齿轮的啮合传动。渐开线齿
轮的加工方法及变位齿轮，平行轴斜齿圆柱齿轮机构，圆锥齿轮机构。
五、轮系：
轮系的分类，定轴轮系的传动比计算，周转轮系及其传动比计算，混合轮系
及其传动比计算。了解轮系的应用。
六、机械设计概述：
机械零件的主要失效形式，机械零件的工作能力及工作能力准则，机械零件
的强度，机械零件的常用材料。
七、联接：
螺纹联接，了解键和花键联接。
八、带传动：
带传动的类型及特点，带传动的工作情况分析，普通 V 带传动的设计计算。
九、齿轮传动：
齿轮传动的失效形式和计算准则，齿轮材料，齿轮传动的载荷计算，标准直
齿圆柱齿轮的强度计算，齿轮精度、设计参数选择及许用应力，标准斜齿圆柱齿
轮传动的受力分析。
十、 蜗杆传动：
蜗杆传动的特点和失效形式，圆柱蜗杆传动的基本参数和几何尺寸计算，蜗
杆传动的受力分析。了解蜗杆传动的承载能力计算。
十一、轴：
轴的用途及分类，轴的材料，轴的结构。
十二、滚动轴承：
常用滚动轴承的类型及应用，滚动轴承的选择计算，滚动轴承的组合设计。
样 题：
一、填空题（本题共 7 小题，12 个空，每空 1 分，共 12 分）
1、设计直动滚子推杆盘形凸轮机构的工作廓线时，发现压力角超过了许用值，
且廓线出现变尖现象，此时应采用的措施是 。
2、普通紧螺栓连接受横向载荷作用，则螺栓中受 应力和 应力作用。
3、在正常情况下，弹性滑动只发生在带 主、从动轮时的那一部分接触弧
上。
4、转轴主要承受 ；心轴主要承受 ；传动轴主要承受 。
5、一斜齿圆柱齿轮传动，已知法向模数 mn=4mm，齿数 z1＝25，z2＝98，螺旋 角
的余弦 cos . 0 984 ，齿轮宽度b1
85 mm ，b2
80 mm ，则该传动的齿宽系数
d＝_______。
6、一对渐开线直齿圆柱齿轮传动时，如重合度等于 1.35，这表示啮合点在法线
方向移动一个法节的距离时，有百分之 的时间是二对齿啮合，有百分 之
的时间是一对齿啮合。
7、对转轴进行弯扭合成强度计算时，当转矩的变化规律未知时，一般可以按照
循环处理，则此时应力校正系数 α = 。
二、选择题（本题共 8 小题，每小题 2 分，共 16 分）
1、螺纹的牙型角为，升角为 ，螺纹副当量摩擦角为v，则螺纹副的自锁条件
为___________。
A、 ≤ B、≤v C、 ≤v D、v≤
2、一对减速齿轮传动副，小齿轮 1 选用 45 钢调质；大齿轮选用 45 钢正火，它
们的齿面接触应力 。
A、 σH1＞σH2 B、 σH1＜σH2 C、σH1=σH2 D、 σH1≤σH2
3、机床主轴箱中的变速滑移齿轮，一般应选用__________。
A、直齿圆柱齿轮 B、斜齿圆柱齿轮
C、人字齿圆柱齿轮 D、直齿锥齿轮
4、下面给出图示轮系的三个传动比计算式， 为正确的。
A、 1
12
2
H H
H
i
B、 1
13
3
H H
H
i
C、 2
23
3
H H
H
i
5、用范成法切制渐开线齿轮时，齿轮根切的现象可能发生在 的场合。
A、模数较大 B、模数较小 C、齿数较多 D、齿数较少
6、渐开线齿轮齿条啮合时，其齿条相对齿轮作远离圆心的平移时，其啮合
角 。
A、加大 B、不变 C、减小
7、在外载荷不变的情况下，匀速转动心轴外径上一点的弯曲应力的 r 变化特性
（用应力循环特性 r 表示）为_ ___ _。
A、r=+1 B、 r= -1 C、r=0 D、0< r< +1 E、-1< r < 0
8、支撑自行车前轮的轴属于 。
A、传动轴 B、转轴 C、固定心轴 D、转动心轴
三、（8 分）列出公式计算图示机构的自由度（若有复合铰链、局部自由度或虚
约束，必须明确指出），该机构是否具有确定的运动。（图中，FE 平行且等于
GD 平行且等于 CH。）
第三题图 第四题示意图
四、（12 分）如图所示的六杆机构中，原动件 AB 杆作匀速转动，各个构件尺
寸为：LAB=40mm，LBC=70mm，LAD=65mm，LCD=60mm，LDE=24mm，LEF=72mm，
用作图法作图，并在图上标出：
（1）滑块 5 的行程 H；（4 分）
（2）极位夹角 θ；（4 分）
（3）滑块 5 的最小传动角 γmin。（4 分）（取绘图比例尺μ L=0.001 m/mm）
五、（10 分）图示（第五题图在试题纸第 6 页）盘形凸轮机构中，凸轮的实际
轮廓为一圆，凸轮绕轴心沿顺时针转动，试用反转法在图上画出或标出：
（1）凸轮的理论廓线和基圆；（4 分）
（2）从动件从图示位置升高位移 S 时，凸轮的转角 δ（最低位置为起点）和凸
轮的压力角 α。（6 分）
六、（14 分）已知一对正常齿标准直齿圆柱齿轮（外啮合，非 20°压力角）的标
准中心距 a=100mm，小齿轮齿数 z1=20，传动比 i=4；通过实测得小齿轮的基圆
齿距（基节）为 pb1≈ 5.802mm。求：
（1）两齿轮的分度圆半径 r1、 r2 及模数 m；（5 分）
（2）若实际安装中心距 a'=101mm，两齿轮的节圆半径 r1'、r2'及啮合角 α'；（7
分）
（3）在实际安装中心距 a'=101mm 下的顶隙 C。（2 分）
七、（12 分）图示为一电动卷扬机图，所有齿轮均为标准齿轮，模数 m=4mm，
各个齿轮的齿数为 z1= 24，z2=z2'=18，z3=z3'=21，z4=63，z5=18，z6=z6'=18。
试求：（1）齿数 z7=？（2 分）
（2）传动比 i17=？（10 分）
第七题图
八 八、（14 分）一钢制液压油缸，油缸内径 D=125mm，油缸油压 p=2.5MPa（静
载），缸盖用 6 个 M16 的螺钉联接在缸体上，螺钉刚度 CＬ与缸体缸盖刚度 CＦ
之比为 1/4，螺钉材料的性能等级为 5.6 级，安全系数 S＝1.5。根据联接紧密性
要求剩余预紧力 QP＞1.5F。试分析预紧力 QP 控制在何范围内才能满足此联接的
要求？
普通螺纹基本尺寸表 （单位 mm）
公称直径 螺距 中径 小径
16 2 14.701 13.835
九、（12 分）某单根 V 带传动。已知带的初拉力 F0 =300N，传递的有效圆周力
Fe =200N， 67.31vf
e ，紧边拉应力 σ1 =5MPa，松边拉应力 σ2 =2.5MPa，离心
拉应力 σc =1.5MPa，小带轮处弯曲应力 σb1 =2.2MPa，大带轮处弯曲应力
σb2 =1.6MPa。
（1）试判断该带传动是否打滑？（4 分）
（2）试计算带的最大应力 σmax、最小应力 σmin 及应力循环特性 r 。（8 分）
十、（10分）在图示（第十题图在试题纸第6页）的蜗杆-圆柱斜齿轮-锥齿轮三
级传动系统中，已知蜗杆为主动件，且按照图示的方向转动。试在图上标出：
（1）各个轴的转向；（3分）
（2）为使II、III轴所承受轴向力最小时斜齿轮3、4的螺旋线方向；（4分）
（3）齿轮3所受的各个分力的方向。（3分）
十一、（12 分）有一对标准直齿圆柱齿轮，模数 m=5，大小齿数 z2=60，z1=25，
YFa2=2.28，YFa1=2.62，Ysa2=1.73，Ysa1=1.59，[σ]F2=300MPa， [σ]F1=320MPa，
并且计算出 σF2=280MPa。（忽略重合度的影响。）
（1）两个齿轮弯曲疲劳强度是否足够? （6分）
（2）若齿宽系数φd=1.2，载荷系数K=1.5，由弯曲疲劳强度决定的最大传递转
矩T为多少？（6分）
（附公式： ][
2
1
1
FSaFaF
YYY
mbd
KT
）
十二、（18 分）图示某轴采用一对内径为 35mm 的角接触球轴承支承。已知两
轴承所受的径向载荷分别为 R1＝2000N，R2＝3000N，轴向载荷 Fa =500N，常温
下工作，冲击载荷系数 fd =1.3，轴承的转速 n=740r/min。若要求该对轴承的预
期寿命 Lh >5000h，应选以下四种轴承型号中的哪一个？
(a)7207，C=22500N ；（b)6307，C=25800N；
(c)7208，C=25800N ；（d)7307，C=32800N。
（派生轴向力 S =0.68R，e =0.68）
A/R ≤ e X=1 Y=0
e =0.68 A/R > e X=0.41 Y=0.87
第十二题图
第五题图
Fa
R2
R1
第十题图
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