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2018 年碩士研究生入學考試初試考試大綱
科目代碼： 802
科目名稱：機械設計基礎
適用專業：機械工程、車輛工程、力學、道路與鐵道工程、交通運輸工程、載運
工具運用工程
考試時間：3 小時
考試方式：筆試
總 分： 150 分
考試范圍：
一、平面機構運動簡圖及自由度:
平面機構的組成，平面機構的運動簡圖，平面機構的自由度及其相關的內容。
二、平面連桿機構：
平面四桿機構的特點、類型及應用，平面四桿機構的基本特性，鉸鏈四桿機
構存在曲柄的條件，平面四桿機構的演化，按給定的行程速比系數設計平面四桿
機構、按給定的連桿位置設計平面四桿機構。
三、凸輪機構：
凸輪機構的組成、特點、應用及分類，從動件的運動規律，圖解法設計凸輪
輪廓，凸輪機構壓力角的概念。
四、齒輪機構：
齒輪機構的特點和分類，齒廓嚙合基本定律，漸開線齒廓的嚙合性質，漸開
線標準直齒圓柱齒輪各部分名稱和基本尺寸，漸開線齒輪的嚙合傳動。漸開線齒
輪的加工方法及變位齒輪，平行軸斜齒圓柱齒輪機構，圓錐齒輪機構。
五、輪系：
輪系的分類，定軸輪系的傳動比計算，周轉輪系及其傳動比計算，混合輪系
及其傳動比計算。了解輪系的應用。
六、機械設計概述：
機械零件的主要失效形式，機械零件的工作能力及工作能力準則，機械零件
的強度，機械零件的常用材料。
七、聯接：
螺紋聯接，了解鍵和花鍵聯接。
八、帶傳動：
帶傳動的類型及特點，帶傳動的工作情況分析，普通 V 帶傳動的設計計算。
九、齒輪傳動：
齒輪傳動的失效形式和計算準則，齒輪材料，齒輪傳動的載荷計算，標準直
齒圓柱齒輪的強度計算，齒輪精度、設計參數選擇及許用應力，標準斜齒圓柱齒
輪傳動的受力分析。
十、 蝸桿傳動：
蝸桿傳動的特點和失效形式，圓柱蝸桿傳動的基本參數和幾何尺寸計算，蝸
桿傳動的受力分析。了解蝸桿傳動的承載能力計算。
十一、軸：
軸的用途及分類，軸的材料，軸的結構。
十二、滾動軸承：
常用滾動軸承的類型及應用，滾動軸承的選擇計算，滾動軸承的組合設計。
樣 題：
一、填空題（本題共 7 小題，12 個空，每空 1 分，共 12 分）
1、設計直動滾子推桿盤形凸輪機構的工作廓線時，發現壓力角超過了許用值，
且廓線出現變尖現象，此時應采用的措施是 。
2、普通緊螺栓連接受橫向載荷作用，則螺栓中受 應力和 應力作用。
3、在正常情況下，彈性滑動只發生在帶 主、從動輪時的那一部分接觸弧
上。
4、轉軸主要承受 ；心軸主要承受 ；傳動軸主要承受 。
5、一斜齒圓柱齒輪傳動，已知法向模數 mn=4mm，齒數 z1＝25，z2＝98，螺旋 角
的余弦 cos .? ? 0 984 ，齒輪寬度b1
85? mm ，b2
80? mm ，則該傳動的齒寬系數
?d＝_______。
6、一對漸開線直齒圓柱齒輪傳動時，如重合度等于 1.35，這表示嚙合點在法線
方向移動一個法節的距離時，有百分之 的時間是二對齒嚙合，有百分 之
的時間是一對齒嚙合。
7、對轉軸進行彎扭合成強度計算時，當轉矩的變化規律未知時，一般可以按照
循環處理，則此時應力校正系數 α = 。
二、選擇題（本題共 8 小題，每小題 2 分，共 16 分）
1、螺紋的牙型角為?，升角為? ，螺紋副當量摩擦角為?v，則螺紋副的自鎖條件
為___________。
A、? ≤? B、?≤?v C、? ≤?v D、?v≤?
2、一對減速齒輪傳動副，小齒輪 1 選用 45 鋼調質；大齒輪選用 45 鋼正火，它
們的齒面接觸應力 。
A、 σH1＞σH2 B、 σH1＜σH2 C、σH1=σH2 D、 σH1≤σH2
3、機床主軸箱中的變速滑移齒輪，一般應選用__________。
A、直齒圓柱齒輪 B、斜齒圓柱齒輪
C、人字齒圓柱齒輪 D、直齒錐齒輪
4、下面給出圖示輪系的三個傳動比計算式， 為正確的。
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、用范成法切制漸開線齒輪時，齒輪根切的現象可能發生在 的場合。
A、模數較大 B、模數較小 C、齒數較多 D、齒數較少
6、漸開線齒輪齒條嚙合時，其齒條相對齒輪作遠離圓心的平移時，其嚙合
角 。
A、加大 B、不變 C、減小
7、在外載荷不變的情況下，勻速轉動心軸外徑上一點的彎曲應力的 r 變化特性
（用應力循環特性 r 表示）為_ ___ _。
A、r=+1 B、 r= -1 C、r=0 D、0< r< +1 E、-1< r < 0
8、支撐自行車前輪的軸屬于 。
A、傳動軸 B、轉軸 C、固定心軸 D、轉動心軸
三、（8 分）列出公式計算圖示機構的自由度（若有復合鉸鏈、局部自由度或虛
約束，必須明確指出），該機構是否具有確定的運動。（圖中，FE 平行且等于
GD 平行且等于 CH。）
第三題圖 第四題示意圖
四、（12 分）如圖所示的六桿機構中，原動件 AB 桿作勻速轉動，各個構件尺
寸為：LAB=40mm，LBC=70mm，LAD=65mm，LCD=60mm，LDE=24mm，LEF=72mm，
用作圖法作圖，并在圖上標出：
（1）滑塊 5 的行程 H；（4 分）
（2）極位夾角 θ；（4 分）
（3）滑塊 5 的最小傳動角 γmin。（4 分）（取繪圖比例尺μ L=0.001 m/mm）
五、（10 分）圖示（第五題圖在試題紙第 6 頁）盤形凸輪機構中，凸輪的實際
輪廓為一圓，凸輪繞軸心沿順時針轉動，試用反轉法在圖上畫出或標出：
（1）凸輪的理論廓線和基圓；（4 分）
（2）從動件從圖示位置升高位移 S 時，凸輪的轉角 δ（最低位置為起點）和凸
輪的壓力角 α。（6 分）
六、（14 分）已知一對正常齒標準直齒圓柱齒輪（外嚙合，非 20°壓力角）的標
準中心距 a=100mm，小齒輪齒數 z1=20，傳動比 i=4；通過實測得小齒輪的基圓
齒距（基節）為 pb1≈ 5.802mm。求：
（1）兩齒輪的分度圓半徑 r1、 r2 及模數 m；（5 分）
（2）若實際安裝中心距 a'=101mm，兩齒輪的節圓半徑 r1'、r2'及嚙合角 α'；（7
分）
（3）在實際安裝中心距 a'=101mm 下的頂隙 C。（2 分）
七、（12 分）圖示為一電動卷揚機圖，所有齒輪均為標準齒輪，模數 m=4mm，
各個齒輪的齒數為 z1= 24，z2=z2'=18，z3=z3'=21，z4=63，z5=18，z6=z6'=18。
試求：（1）齒數 z7=？（2 分）
（2）傳動比 i17=？（10 分）
第七題圖
八 八、（14 分）一鋼制液壓油缸，油缸內徑 D=125mm，油缸油壓 p=2.5MPa（靜
載），缸蓋用 6 個 M16 的螺釘聯接在缸體上，螺釘剛度 CＬ與缸體缸蓋剛度 CＦ
之比為 1/4，螺釘材料的性能等級為 5.6 級，安全系數 S＝1.5。根據聯接緊密性
要求剩余預緊力 QP?＞1.5F。試分析預緊力 QP 控制在何范圍內才能滿足此聯接的
要求？
普通螺紋基本尺寸表 （單位 mm）
公稱直徑 螺距 中徑 小徑
16 2 14.701 13.835
九、（12 分）某單根 V 帶傳動。已知帶的初拉力 F0 =300N，傳遞的有效圓周力
Fe =200N， 67.31vf
?
?
e ，緊邊拉應力 σ1 =5MPa，松邊拉應力 σ2 =2.5MPa，離心
拉應力 σc =1.5MPa，小帶輪處彎曲應力 σb1 =2.2MPa，大帶輪處彎曲應力
σb2 =1.6MPa。
（1）試判斷該帶傳動是否打滑？（4 分）
（2）試計算帶的最大應力 σmax、最小應力 σmin 及應力循環特性 r 。（8 分）
十、（10分）在圖示（第十題圖在試題紙第6頁）的蝸桿-圓柱斜齒輪-錐齒輪三
級傳動系統中，已知蝸桿為主動件，且按照圖示的方向轉動。試在圖上標出：
（1）各個軸的轉向；（3分）
（2）為使II、III軸所承受軸向力最小時斜齒輪3、4的螺旋線方向；（4分）
（3）齒輪3所受的各個分力的方向。（3分）
十一、（12 分）有一對標準直齒圓柱齒輪，模數 m=5，大小齒數 z2=60，z1=25，
YFa2=2.28，YFa1=2.62，Ysa2=1.73，Ysa1=1.59，[σ]F2=300MPa， [σ]F1=320MPa，
并且計算出 σF2=280MPa。（忽略重合度的影響。）
（1）兩個齒輪彎曲疲勞強度是否足夠? （6分）
（2）若齒寬系數φd=1.2，載荷系數K=1.5，由彎曲疲勞強度決定的最大傳遞轉
矩T為多少？（6分）
（附公式： ][
2
1
1
FSaFaF
YYY
mbd
KT
?? ? ?? ）
十二、（18 分）圖示某軸采用一對內徑為 35mm 的角接觸球軸承支承。已知兩
軸承所受的徑向載荷分別為 R1＝2000N，R2＝3000N，軸向載荷 Fa =500N，常溫
下工作，沖擊載荷系數 fd =1.3，軸承的轉速 n=740r/min。若要求該對軸承的預
期壽命 Lh >5000h，應選以下四種軸承型號中的哪一個？
(a)7207，C=22500N ；（b)6307，C=25800N；
(c)7208，C=25800N ；（d)7307，C=32800N。
（派生軸向力 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
第十二題圖
第五題圖
Fa
R2
R1
第十題圖
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