2025年《機(jī)械基礎(chǔ)》試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.平面機(jī)構(gòu)中，若引入一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，將限制（）個(gè)自由度。A.1B.2C.3D.0答案：A2.下列材料中，屬于典型脆性材料的是（）。A.45鋼B.灰鑄鐵C.鋁合金D.銅答案：B3.滾動(dòng)軸承中，主要承受徑向載荷的軸承類型是（）。A.深溝球軸承B.角接觸球軸承C.推力球軸承D.圓錐滾子軸承答案：A4.螺紋連接中，當(dāng)被連接件之一較厚且需要經(jīng)常拆卸時(shí)，應(yīng)選用（）。A.螺栓連接B.雙頭螺柱連接C.螺釘連接D.緊定螺釘連接答案：B5.帶傳動(dòng)中，彈性滑動(dòng)的主要原因是（）。A.帶的預(yù)緊力不足B.帶與帶輪間的摩擦力不夠C.帶的材料彈性變形D.主動(dòng)輪與從動(dòng)輪直徑差異答案：C6.漸開線直齒圓柱齒輪的齒頂圓直徑計(jì)算公式為（）。A.da=m(z+2ha)B.da=m(z-2ha)C.da=mzD.da=m(z+2c)答案：A7.下列熱處理工藝中，能顯著提高鋼表面硬度和耐磨性的是（）。A.退火B(yǎng).正火C.淬火+低溫回火D.滲碳淬火答案：D8.平面四桿機(jī)構(gòu)中，若最短桿與最長桿長度之和小于等于其余兩桿長度之和，且以最短桿的鄰邊為機(jī)架，則機(jī)構(gòu)為（）。A.雙曲柄機(jī)構(gòu)B.雙搖桿機(jī)構(gòu)C.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)D.導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)答案：C9.鍵連接中，主要用于傳遞轉(zhuǎn)矩且對(duì)中性要求較高的是（）。A.平鍵B.半圓鍵C.楔鍵D.花鍵答案：D10.材料的許用應(yīng)力是（）除以安全系數(shù)。A.彈性極限B.屈服強(qiáng)度C.抗拉強(qiáng)度D.疲勞強(qiáng)度答案：B二、填空題（每空1分，共20分）1.機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是自由度（）原動(dòng)件數(shù)目。答案：等于2.金屬材料的力學(xué)性能主要包括強(qiáng)度、塑性、（）和疲勞強(qiáng)度等。答案：硬度（或韌性）3.螺紋的公稱直徑是指（）直徑。答案：大徑4.帶傳動(dòng)的主要失效形式是（）和帶的疲勞破壞。答案：打滑5.齒輪傳動(dòng)的常見失效形式有齒面磨損、齒面膠合、（）、齒根折斷和齒面塑性變形。答案：齒面點(diǎn)蝕6.滾動(dòng)軸承的基本額定壽命是指一批同型號(hào)軸承中（）的軸承能達(dá)到的壽命。答案：90%7.平面機(jī)構(gòu)中，復(fù)合鉸鏈?zhǔn)侵福ǎ﹤€(gè)以上構(gòu)件在同一處形成的轉(zhuǎn)動(dòng)副。答案：兩8.材料的屈服強(qiáng)度是指材料開始產(chǎn)生（）變形時(shí)的應(yīng)力。答案：塑性9.凸輪機(jī)構(gòu)中，從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律有（）、等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律和簡諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律。答案：等速10.螺栓連接的預(yù)緊目的是（）連接的可靠性和緊密性。答案：提高11.漸開線齒輪的模數(shù)m=P/π，其中P為（）。答案：齒距12.軸按受載情況可分為心軸、轉(zhuǎn)軸和（）。答案：傳動(dòng)軸13.滑動(dòng)軸承的潤滑方式主要有（）和壓力潤滑。答案：油杯潤滑（或油環(huán)潤滑）14.機(jī)械中常用的防松方法有（）、機(jī)械防松和永久防松。答案：摩擦防松15.平面四桿機(jī)構(gòu)的急回特性用（）表示。答案：行程速比系數(shù)K16.齒輪傳動(dòng)的重合度ε越大，說明同時(shí)嚙合的齒數(shù)（）。答案：越多17.材料的韌性是指材料在（）載荷作用下抵抗破壞的能力。答案：沖擊18.帶傳動(dòng)中，小帶輪包角一般應(yīng)大于等于（）度。答案：12019.鍵連接中，平鍵的工作面是（）。答案：兩側(cè)面20.機(jī)械設(shè)計(jì)中，“失效”是指機(jī)械零件（）預(yù)定功能。答案：喪失三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）1.所有機(jī)構(gòu)的自由度都必須大于零。（）答案：√2.灰鑄鐵的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)高于抗拉強(qiáng)度。（）答案：√3.帶傳動(dòng)中，打滑是可以避免的，而彈性滑動(dòng)是不可避免的。（）答案：√4.滾動(dòng)軸承的基本額定動(dòng)載荷越大，軸承的承載能力越強(qiáng)。（）答案：√5.螺紋連接中，彈簧墊圈屬于機(jī)械防松方法。（）答案：×（屬于摩擦防松）6.漸開線齒輪的齒廓形狀與基圓大小有關(guān)，基圓越小，齒廓越彎曲。（）答案：√7.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，軸肩的主要作用是傳遞轉(zhuǎn)矩。（）答案：×（主要作用是軸向定位）8.平鍵連接不能承受軸向力，只能傳遞轉(zhuǎn)矩。（）答案：√9.凸輪機(jī)構(gòu)中，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律僅由凸輪輪廓形狀決定。（）答案：√10.材料的疲勞強(qiáng)度是指材料在無限次交變載荷作用下不發(fā)生破壞的最大應(yīng)力。（）答案：√四、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算方法，并說明計(jì)算時(shí)需要注意的特殊情況。答案：平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式為F=3n-2PL-PH，其中n為活動(dòng)構(gòu)件數(shù)，PL為低副數(shù)，PH為高副數(shù)。需注意的特殊情況：①復(fù)合鉸鏈：k個(gè)構(gòu)件組成的復(fù)合鉸鏈相當(dāng)于k-1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副；②虛約束：對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)無影響的重復(fù)約束，計(jì)算時(shí)需去除；③局部自由度：如滾子的自轉(zhuǎn)，計(jì)算時(shí)將其與相連構(gòu)件視為一個(gè)整體。2.比較齒輪傳動(dòng)與帶傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)（各列舉3點(diǎn)）。答案：齒輪傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)比準(zhǔn)確、效率高（98%-99%）、結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力大；缺點(diǎn)：制造和安裝精度要求高、成本高、不適用于大中心距傳動(dòng)。帶傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)平穩(wěn)、吸振緩沖、過載打滑保護(hù)、適用于大中心距；缺點(diǎn)：傳動(dòng)比不準(zhǔn)確、效率較低（約90%-95%）、需要張緊裝置、壽命較短。3.簡述螺紋連接的防松原理及常用方法。答案：防松原理是防止螺紋副相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)（包括軸向和周向）。常用方法：①摩擦防松：利用附加摩擦力阻止松動(dòng)，如彈簧墊圈、雙螺母；②機(jī)械防松：用機(jī)械裝置限制相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，如開口銷與槽形螺母、止動(dòng)墊圈；③永久防松：通過焊接、膠接等方法使螺紋副固定，如沖點(diǎn)、涂厭氧膠。4.說明滾動(dòng)軸承的基本結(jié)構(gòu)及各部分的作用。答案：滾動(dòng)軸承由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架組成。內(nèi)圈與軸頸配合，隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)；外圈與軸承座孔配合，起支撐作用；滾動(dòng)體是核心元件，通過滾動(dòng)減少摩擦；保持架將滾動(dòng)體均勻隔開，避免相互碰撞，提高運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。5.簡述機(jī)械零件的失效形式及設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足的主要要求。答案：常見失效形式：斷裂、過量變形（彈性或塑性）、表面損傷（磨損、膠合、點(diǎn)蝕）、功能失效（如傳動(dòng)精度喪失）。設(shè)計(jì)要求：①強(qiáng)度要求（抵抗斷裂或塑性變形）；②剛度要求（控制彈性變形量）；③耐磨性要求（減少表面損傷）；④振動(dòng)穩(wěn)定性要求（避免共振）；⑤經(jīng)濟(jì)性要求（降低成本）。五、計(jì)算題（共20分）1.（6分）計(jì)算圖1所示平面機(jī)構(gòu)的自由度（需說明是否存在復(fù)合鉸鏈、虛約束或局部自由度）。（注：圖中構(gòu)件1為主動(dòng)件，構(gòu)件2與3在B點(diǎn)形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，構(gòu)件3與4在C點(diǎn)形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，構(gòu)件4與5在D點(diǎn)形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，構(gòu)件5與6在E點(diǎn)形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，構(gòu)件6與機(jī)架7在F點(diǎn)形成轉(zhuǎn)動(dòng)副；構(gòu)件2上的滾子8與凸輪9接觸形成高副）解：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n=8（構(gòu)件1-6、滾子8、凸輪9？需根據(jù)實(shí)際圖示調(diào)整，假設(shè)n=7：構(gòu)件1-6，凸輪9為機(jī)架？此處假設(shè)n=6：構(gòu)件1-5，滾子8為局部自由度）。局部自由度：滾子8的自轉(zhuǎn)，計(jì)為1個(gè)，需去除；低副PL：轉(zhuǎn)動(dòng)副數(shù)：B（2-3）、C（3-4）、D（4-5）、E（5-6）、F（6-機(jī)架）共5個(gè)；移動(dòng)副數(shù)：無；高副PH：凸輪與滾子接觸，1個(gè)；修正后n=6-1=5（去除局部自由度）；自由度F=3×5-2×5-1=15-10-1=4？（可能圖示描述不準(zhǔn)確，正確示例：若n=7，PL=7（6個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副+1個(gè)移動(dòng)副），PH=1，無局部自由度，則F=3×7-2×7-1=21-14-1=6，顯然錯(cuò)誤。正確典型題應(yīng)為：n=5，PL=5（轉(zhuǎn)動(dòng)副），PH=1，局部自由度1，復(fù)合鉸鏈無，虛約束無，則F=3×5-2×5-1-1（局部自由度）=15-10-1-1=3？需調(diào)整參數(shù)。正確步驟應(yīng)為：明確n、PL、PH，去除局部自由度和虛約束。假設(shè)正確機(jī)構(gòu)為：n=4（構(gòu)件1-4），PL=4（轉(zhuǎn)動(dòng)副），PH=1（高副），無局部自由度和虛約束，則F=3×4-2×4-1=12-8-1=3，若有1個(gè)局部自由度，則F=3×(4-1)-2×4-1=9-8-1=0，錯(cuò)誤。正確答案示例：n=5，PL=5（轉(zhuǎn)動(dòng)副），PH=1，局部自由度1，F(xiàn)=3×(5-1)-2×5-1=12-10-1=1。）（注：因無圖，此處為示例解答，實(shí)際應(yīng)根據(jù)具體機(jī)構(gòu)調(diào)整。）2.（7分）某受拉螺栓連接，螺栓材料為45鋼，σs=360MPa，安全系數(shù)S=3，預(yù)緊力F0=2000N，工作拉力F=1500N，螺栓小徑d1=10mm。試校核螺栓的強(qiáng)度是否滿足要求（螺栓總拉力F2=F0+KcF，取Kc=0.8）。解：許用應(yīng)力[σ]=σs/S=360/3=120MPa；總拉力F2=F0+KcF=2000+0.8×1500=2000+1200=3200N；螺栓拉應(yīng)力σ=4F2/(πd12)=4×3200/(3.14×102)=12800/314≈40.76MPa；因σ=40.76MPa＜[σ]=120MPa，故強(qiáng)度滿足要求。3.（7分）一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，小齒輪齒數(shù)z1=20，大齒輪齒數(shù)z2=60，模數(shù)m=4mm，傳遞轉(zhuǎn)矩T1=100N·m，齒寬b=50mm，許用接觸應(yīng)力[σH]=600MPa。試校核其接觸疲勞強(qiáng)度（接觸應(yīng)力公式：σH=ZE√(2KT1(u+1)/(bd12u))，取ZE=189.8MPa^0.5，K=1.2，u=z2/z1）。解：分度圓直徑d1=mz1=4×20=80mm=0.08m；齒數(shù)比u=z2/z1=60/2