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2020年哈尔滨工程大学机械设计考研复试冲刺狂背三套题（一） (2)
2020年哈尔滨工程大学机械设计考研复试冲刺狂背三套题（二） (12)
2020年哈尔滨工程大学机械设计考研复试冲刺狂背三套题（三） (24)
2020年哈尔滨工程大学机械设计考研复试冲刺狂背三套题（一）
说明：根据复试考试要求编写，共三套冲刺预测试题，均有详细答案解析，最后冲刺首选资料。
一、简答题
1．什么是静应力、变应力和稳定循环变应力？试举出3个零件，它们在工作中分别产生脉动循环变应力、对称循环变应力和非对称循环变应力。
【答案】大小和方向不随时间变化或变化缓慢的应力称为静应力；大小和方向随时间变化的应力称为变应力。周期、应力幅和平均应力均不随时间变化的应力称为稳定循环变应力，仅受径向载荷作用的，减速器转轴的表面受对称循环变应力；滚动轴承不动圈滚道表面承受脉动循环变应力；既受径向载荷作用又受轴向载荷作用的减速器转轴的剖面上承受非对称循环变应力。
2．在普通螺栓组的结构设计中，如何尽可能地保证组内各螺栓受力均匀？
【答案】在普通螺栓组的结构设计中，保证组内各螺栓受力均匀的措施有:
（1）将连接接合面的几何形状设计成轴对称的简单几何形状。这样便于对称布置螺栓，使螺栓组的对称中心和接合面的形心重合，以保证连接接合面受力比较均匀。
（2）对于受剪的铰制孔用螺栓连接，不要在平行于工作载荷的方向上成排地布置8个以上的螺栓，以兔各螺栓受到的剪切载荷差异过大。当螺栓连接承受弯矩或扭矩时，应使各螺栓与几何中心的距离尽可能相等。
（3）应使螺栓避免承受偏心载荷作用。
3．变应力循环特性r值的变化范围是多少？典型的r值是哪几个？各表示何种循环的应力？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？
【答案】循环特性的变应力变化范围-1≤r≤1
r＝-1，为对称循环变应力
r＝0，为脉动循环变应力
r＝1，为静应力
通常典型的应力变化规律有：应力循环特性不变,变应力的平均应力不变,变应力的最小应力不变。绝大多数转轴中的应力状态属于变应力的循环特性不变。
4．如下图所示，当滚动轴承所受径向载荷一定，内圈转动，外圈不动时，试分析内、外圈上的点a和b的接触应力随时间的变化情况。
【答案】内圈（转动圈）上的点a类似滚动体。在承载区，所受载荷由零逐渐增加到最大值，
然后再逐渐降低到零，其应力是周期性地不稳定变化，如下1所示。
图1
外圈（固定圈）上b点（处于承载区），b点受到最大的接触载荷，每当一个滚动体滚过时，便受一次载荷，其大小不变，也就是受稳定的脉动循环载荷，如图2所示。
图2
5．对于闭式蜗杆传动，主要是根据什么选择润滑油的粘度和给油方式？开式蜗杆传动应如何润滑？
【答案】对于闭式蜗杆传动，主要根据相对滑动速度及载荷轻重情况来选择润滑油的粘度
和给油方式。开式蜗杆传动应采用粘度较大的齿轮油或润滑脂进行定期润滑。
6．如下图所示，一起重装置由电动机和齿轮减速器驱动，已知电动机功率为，转速为，最大
起重量为，起升速度为。电动机及齿轮减速器的承载能力刚好满足要求。试问：
（1）若不变，而起重量提高到时，电动机是否要换？齿轮是否能用？
（2）若将最大速度提高到，最大起重量降为，电动机是否要换？齿轮是否能用？
（3）若仅将传动比下降为，电动机和齿轮是否能用？
图
【答案】（1）若起升速度不变，则，当不变而提髙到时，功率P随之也要提高2P。此时电动机功率不够，需要更换电动机。
由可知，当P提高到2P后，转矩T也增至2T，齿轮强度不够，也不能用。
（2）若齿轮传动比不变，当最大起升速度提高到时，电动机转速也随之提高，需要更换电动机，但齿轮仍可使用。
（3）若将传动比下降1倍为，电动机的转速不变，工作机转速将提高，所需功率增大，电动机将不能使用。而且齿轮由i下降1倍，速度变了，传动比也变了，使其主动轮所受转矩增大也不能使用。
二、分析计算题
7．有一轴承托架用4个普通螺栓固联于钢立柱上，托架材料为HT150，许用挤压应力
，螺栓材料强度级别为6.6级，许用安全系数，接合面间摩擦系数，
可靠性系数Kf=1.2，螺栓相对刚度，载荷P=6000N，尺寸如图所示。试设计此螺栓组连接。
图
【答案】（1）螺栓组受力分析
如图所示，载荷P可分解为
横向载荷
轴向载荷
把P x、P y向螺栓组连接的接合面形心O点处简化，得到
倾覆力矩
显然，该螺栓组连接受横向载荷P y、轴向载荷P x和倾覆力矩M三种简单载荷的共同作用。
①确定受力最大螺栓的轴向工作载荷F。
在轴向载荷P x作用下，每个螺栓受到的轴向工作载荷为
而在倾覆力矩M作用下，上部螺栓进一步受到拉伸，每个螺栓受到的轴向工作载荷为
显然，上部螺栓受力最大，其轴向工作载荷为
F=F p+F m=（750+3240）N=3990N
②确定螺栓的预紧力。
a由托架不下滑条件计算预紧力。
该螺栓组连接预紧后，受轴向载荷P x作用时，其接合面间压紧力为剩余预紧力，而受倾覆力矩M作用时，其接合面上部压紧力减小，下部压紧力增大，故M对接合面间压紧力的影响可以不考虑。因此，托架不下滑的条件式为
而
有
所以
将已知数值代入上式，可得
b由接合面不分离条件计算预紧力。
由
可得
式中:A为接合面面积，A=280×（500—280）mm2=61600mm2为接合面抗弯截面模量，
即
z为螺栓数目，z=4。
将已知数值代入上式，可得
c由托架下部不被压渍条件计算预紧力（钢立柱抗挤压强度高于铸铁托架）。
由
可得
式中:为托架材料的许用挤压应力，。
将已知数值代入上式，可得
综合以上三方面计算，取。
（2）计算螺栓的总拉力F0
这是受预紧力作用后又受轴向工作载荷F作用的紧螺栓连接，故螺栓的总拉力为
（3）确定螺栓直径
式中:为螺栓材料的许用拉伸应力，由题给条件知。
所以
取隐M16（d1=13.835757mm＞12.757mm）。
8．如图所示蜗杆起重装置，蜗杆转向如图。已知蜗杆头数z1=1，模数m=5mm，分度圆直径
d1=50mm，传动效率，卷筒直径D=400mm，起重量G=6000N，作用在手柄的力F=250N，手柄半径。试确定:
（1）蜗杆、蜗轮的螺旋线方向。