2025年機械類專業(yè)復習題庫簡答及答案1.計算平面機構(gòu)自由度時需注意哪些特殊情況？如何處理？平面機構(gòu)自由度計算公式為F=3n-2PL-PH（n為活動構(gòu)件數(shù)，PL為低副數(shù)，PH為高副數(shù)）。計算時需注意三種特殊情況：①復合鉸鏈：兩個以上構(gòu)件在同一軸線上形成的轉(zhuǎn)動副，實際低副數(shù)等于構(gòu)件數(shù)減1。例如，k個構(gòu)件匯交形成的復合鉸鏈應(yīng)計為(k-1)個轉(zhuǎn)動副；②局部自由度：與輸出構(gòu)件運動無關(guān)的自由度，常見于滾子從動件凸輪機構(gòu)中滾子的自轉(zhuǎn)，計算時需將滾子與從動件視為一個構(gòu)件；③虛約束：對機構(gòu)運動不起限制作用的重復約束，常見于軌跡重合的平行四邊形機構(gòu)、對稱分布的多個相同運動副等，計算時需去除虛約束，僅保留一個有效約束。2.簡述凸輪機構(gòu)從動件常用運動規(guī)律的特點及適用場合。①等速運動規(guī)律：位移曲線為直線，速度突變會產(chǎn)生剛性沖擊，僅適用于低速輕載場合；②等加速等減速運動規(guī)律：位移曲線為拋物線，速度曲線為斜直線，加速度在起點、中點、終點處突變，產(chǎn)生柔性沖擊，適用于中速場合；③簡諧運動規(guī)律（余弦加速度）：加速度按余弦規(guī)律變化，在起點和終點處加速度突變，仍存在柔性沖擊，適用于中高速場合；④正弦加速度運動規(guī)律（擺線運動）：加速度按正弦規(guī)律變化，無沖擊，適用于高速精密場合。實際應(yīng)用中需根據(jù)工作要求選擇，高速時優(yōu)先選正弦加速度規(guī)律，低速輕載可選等速規(guī)律。3.直齒圓柱齒輪傳動的正確嚙合條件和連續(xù)傳動條件分別是什么？正確嚙合條件：兩齒輪的模數(shù)和壓力角必須分別相等，即m1=m2=m，α1=α2=α（標準值為20°）。連續(xù)傳動條件：重合度εα≥1（通常取εα≥1.2～1.4）。重合度表示同時參與嚙合的輪齒對數(shù)的平均值，εα越大，傳動越平穩(wěn)，承載能力越高。計算時εα=[z1(tanαa1-tanα')+z2(tanαa2-tanα')]/(2π)，其中α'為實際嚙合角，αa1、αa2為兩齒輪齒頂圓壓力角。4.簡述螺栓連接預(yù)緊的目的及常用防松方法。預(yù)緊目的：①增強連接的剛性和緊密性（如密封連接）；②防止受載后連接件出現(xiàn)滑移或分離；③提高螺栓的疲勞強度（預(yù)緊力使接合面間產(chǎn)生摩擦力，分擔外載荷）。防松方法分為三類：①摩擦防松：利用附加摩擦力防止螺紋副相對轉(zhuǎn)動，如彈簧墊圈、雙螺母、自鎖螺母（如尼龍圈鎖緊螺母）；②機械防松：用機械裝置限制螺紋副相對轉(zhuǎn)動，如開口銷與槽形螺母、止動墊圈、串聯(lián)鋼絲；③永久防松：通過焊接、膠接或沖點等方法使螺紋副固定，多用于不再拆卸的連接。5.齒輪傳動的主要失效形式有哪些？閉式與開式傳動的失效形式有何差異？主要失效形式：①輪齒折斷（包括疲勞折斷和過載折斷）；②齒面磨損（磨粒磨損、跑合磨損）；③齒面點蝕（疲勞點蝕、腐蝕性點蝕）；④齒面膠合（熱膠合、冷膠合）；⑤塑性變形（滾壓塑變、錘擊塑變）。閉式傳動因潤滑良好，主要失效形式為齒面點蝕和輪齒疲勞折斷；開式傳動因潤滑不足且易進入灰塵，主要失效形式為齒面磨粒磨損，其次是輪齒過載折斷（磨損導致齒厚減薄）。6.簡述材料力學中平面應(yīng)力狀態(tài)的分析方法及主應(yīng)力的求解步驟。平面應(yīng)力狀態(tài)（σz=τzx=τzy=0）的分析方法主要有解析法和應(yīng)力圓法。解析法步驟：①已知某點兩個正交平面的應(yīng)力σx、σy、τxy，計算任意斜截面應(yīng)力σα=（σx+σy）/2+（σx-σy）/2·cos2α+τxy·sin2α，τα=-（σx-σy）/2·sin2α+τxy·cos2α；②主應(yīng)力方向由tan2α0=2τxy/(σx-σy)確定，主應(yīng)力大小σ1,2=（σx+σy）/2±√[（σx-σy）/2）2+τxy2]，σ3=0（平面應(yīng)力狀態(tài)）。應(yīng)力圓法：以（σ,τ）為坐標，圓心C（(σx+σy)/2,0），半徑R=√[（(σx-σy)/2）2+τxy2]，圓上點與x軸夾角2α對應(yīng)斜截面應(yīng)力，主應(yīng)力對應(yīng)圓與σ軸交點。7.簡述壓桿穩(wěn)定的概念及臨界應(yīng)力的計算方法。壓桿穩(wěn)定指受壓桿件保持原有直線平衡形態(tài)的能力。當壓力超過臨界值時，桿件會突然彎曲失穩(wěn)。臨界應(yīng)力σcr的計算需根據(jù)壓桿的長細比λ（λ=μl/i，μ為長度系數(shù)，l為桿長，i為截面慣性半徑）分類：①大柔度桿（λ≥λp，λp為歐拉公式適用的最小長細比）：σcr=π2E/λ2（歐拉公式）；②中柔度桿（λs<λ<λp，λs為屈服長細比）：σcr=a-bλ（經(jīng)驗公式，如直線公式）；③小柔度桿（λ≤λs）：σcr=σs（材料屈服強度）。實際設(shè)計中需先計算λ，再選擇對應(yīng)公式計算σcr，確保工作應(yīng)力σ=P/A≤[σ]st=σcr/nst（nst為穩(wěn)定安全系數(shù)）。8.理論力學中動靜法的核心思想是什么？如何應(yīng)用？動靜法（達朗貝爾原理）的核心思想是將動力學問題轉(zhuǎn)化為靜力學問題求解。通過給每個質(zhì)點加上慣性力FI=-ma（m為質(zhì)量，a為加速度），則作用于質(zhì)點系的主動力、約束力與慣性力在形式上構(gòu)成平衡力系，可用靜力學平衡方程求解。應(yīng)用步驟：①分析研究對象的運動，確定各質(zhì)點的加速度；②虛加慣性力（剛體平動時慣性力合成為FI=-Mac，作用線過質(zhì)心；剛體定軸轉(zhuǎn)動時慣性力系簡化為FI=-Mac和慣性力偶矩MIO=-JOα，JO為對轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量；平面運動時簡化為FI=-Mac和MIO=-JCα，JC為對質(zhì)心的轉(zhuǎn)動慣量）；③建立平衡方程（∑F=0，∑M=0）求解未知力或加速度。9.機械制造中定位基準的選擇原則有哪些？粗基準與精基準的選擇有何不同？定位基準分為粗基準（以未加工表面定位）和精基準（以已加工表面定位）。精基準選擇原則：①基準重合原則（盡量選設(shè)計基準作為定位基準，減少基準不重合誤差）；②基準統(tǒng)一原則（同一零件多工序加工用同一組基準，保證位置精度）；③自為基準原則（某些精加工工序以加工表面自身為基準，提高加工精度，如磨床導軌）；④互為基準原則（兩表面相互位置精度要求高時，交替作為基準，如車床主軸前后軸頸與錐孔）。粗基準選擇原則：①保證加工表面與非加工表面的位置關(guān)系（選非加工表面為粗基準）；②保證各加工表面有足夠余量（選余量最小的表面為粗基準）；③粗基準一般只使用一次（避免重復定位誤差）；④選平整光潔的表面為粗基準（避免定位不穩(wěn)）。10.簡述切削三要素對切削溫度的影響規(guī)律。切削三要素為切削速度vc、進給量f、背吃刀量ap（切削深度）。①vc對切削溫度影響最大：vc增加，單位時間內(nèi)切除的金屬量增加，切削熱提供速率超過散熱速率，溫度顯著上升（實驗表明，vc提高1倍，溫度約升高20%～30%）；②f對溫度影響次之：f增加，切屑厚度增大，單位切削力略有下降，但切除金屬量增加，溫度上升（f提高1倍，溫度約升高10%～15%）；③ap對溫度影響最?。篴p增加，切削寬度增大，但單位切削力和切削熱隨切削面積成比例增加，而散熱面積也增加，溫度僅上升5%～8%。實際加工中，為控制切削溫度，應(yīng)優(yōu)先增大ap，其次增大f，最后提高vc。11.簡述機械振動的分類及簡諧振動的特征參數(shù)。機械振動按產(chǎn)生原因分為自由振動（無持續(xù)激勵，振幅逐漸衰減）、受迫振動（持續(xù)激振力作用，穩(wěn)態(tài)時振幅恒定）、自激振動（系統(tǒng)自身能量轉(zhuǎn)換維持振動，如切削顫振）；按振動規(guī)律分為簡諧振動（正弦或余弦規(guī)律）、非簡諧周期振動（多個簡諧振動合成）、隨機振動（無確定規(guī)律）；按自由度分為單自由度振動、多自由度振動、連續(xù)系統(tǒng)振動。簡諧振動的特征參數(shù)：①振幅A（振動的最大位移）；②角頻率ω（2π時間內(nèi)的振動次數(shù)，ω=2πf，f為頻率）；③初相位φ（t=0時的相位，決定振動初始位置）；④周期T（振動一次的時間，T=2π/ω）。其運動方程為x(t)=Acos(ωt+φ)。12.簡述滾動軸承的主要失效形式及壽命計算的基本假設(shè)。主要失效形式：①疲勞點蝕（滾動體或滾道表面受循環(huán)接觸應(yīng)力導致的表層剝落）；②塑性變形（靜載荷或沖擊載荷過大導致的表面壓痕）；③磨損（潤滑不良或污染物侵入導致的表面磨損）；④膠合（高速高溫下油膜破裂，金屬直接接觸粘連）；⑤斷裂（材料缺陷或安裝不當導致的滾動體或套圈斷裂）。壽命計算的基本假設(shè)：①軸承材料均勻，表面無缺陷；②載荷穩(wěn)定，轉(zhuǎn)速恒定；③潤滑良好，忽略磨損和膠合；④失效判據(jù)為出現(xiàn)點蝕面積達0.0001mm2；⑤額定壽命L10（10%軸承失效時的壽命）與基本額定動載荷C的關(guān)系為L10=(C/P)^ε（ε為壽命指數(shù)，球軸承ε=3，滾子軸承ε=10/3，P為當量動載荷）。13.簡述機械系統(tǒng)動態(tài)特性測試中常用的激勵方法及特點。常用激勵方法：①穩(wěn)態(tài)正弦激勵：用正弦信號掃頻激勵，測量系統(tǒng)的幅頻和相頻特性，精度高但測試時間長；②脈沖激勵（力錘敲擊）：通過瞬間沖擊產(chǎn)生寬頻帶激勵，操作簡便，適用于現(xiàn)場測試，但沖擊力幅值和頻譜難以精確控制；③隨機激勵（白噪聲或偽隨機信號）：信號頻譜覆蓋測試頻段，可同時激勵所有模態(tài)，測試效率高，適用于多自由度系統(tǒng)；④階躍激勵：突然施加恒定載荷，觀察系統(tǒng)的自由響應(yīng)，適用于低阻尼系統(tǒng)。選擇時需根據(jù)測試對象的頻率范圍、阻尼特性及現(xiàn)場條件，如小型構(gòu)件常用力錘法，大型結(jié)構(gòu)多用穩(wěn)態(tài)正弦或隨機激勵。14.簡述齒輪傳動的載荷分布系數(shù)Kβ的意義及影響因素。Kβ為齒向載荷分布系數(shù)，用于修正沿齒寬方向載荷分布不均的影響。其值越大，載荷分布越不均勻，齒輪的接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力局部增大，易導致早期失效。影響因素：①齒輪制造和安裝誤差（如齒向誤差、軸的彎曲變形、軸承間隙）；②齒輪副的支撐剛度（軸和軸承的剛度低會加劇載荷分布不均）；③齒寬（齒寬越大，載荷分布越不均）；④齒面修形（如齒端修薄、鼓形齒可改善載荷分布）。設(shè)計時可通過提高制造精度、增加支撐剛度、采用修形齒等方法降低Kβ，一般Kβ=1.1～1.6（硬齒面取大值，軟齒面取小值）。15.簡述材料力學中強度理論的適用范圍。四大經(jīng)典強度理論：①第一強度理論（最大拉應(yīng)力理論）：適用于脆性材料在拉應(yīng)力為主的場合（如鑄鐵受拉、扭轉(zhuǎn)）；②第二強度理論（最大拉應(yīng)變理論）：適用于脆性材料在壓應(yīng)力為主且有拉應(yīng)變的場合（如巖石受單向壓縮），但實際應(yīng)用較少；③第三強度理論（最大切應(yīng)力理論）：適用于塑性材料在復雜應(yīng)力狀態(tài)下的屈服判斷（如低碳鋼受扭轉(zhuǎn)），偏于安全；④第四強度理論（畸變能密度理論）：考慮了所有應(yīng)力分量對畸變能的貢獻，更符合塑性材料的實際破壞規(guī)律（如低碳鋼受拉扭組合載荷），應(yīng)用更廣泛。此外，莫爾強度理論適用于拉壓強度不等的材料（如鑄鐵、混凝土）。16.簡述機械制造中加工精度的主要影響因素。加工精度包括尺寸精度、形狀精度和位置精度，影響因素分為：①工藝系統(tǒng)幾何誤差：機床的導軌誤差、主軸回轉(zhuǎn)誤差、傳動鏈誤差；刀具的制造誤差和磨損；夾具的定位誤差和夾緊誤差；②工藝系統(tǒng)受力變形：切削力、夾緊力、重力引起的機床-夾具-工件-刀具系統(tǒng)變形（如車削細長軸時的“鼓形”誤差）；③工藝系統(tǒng)熱變形：切削熱、摩擦熱引起的機床部件、刀具、工件熱膨脹（如磨削時工件熱伸長導致的“錐度”誤差）；④工件內(nèi)應(yīng)力重新分布：毛坯制造或切削加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力（如鑄造應(yīng)力、冷校直應(yīng)力）釋放導致的變形；⑤測量誤差：量具精度、測量方法或操作不當引起的誤差。17.簡述理論力學中虛位移原理的核心內(nèi)容及應(yīng)用條件。虛位移原理（虛功原理）的核心內(nèi)容：在理想約束（約束力在虛位移上的虛功之和為零）下，質(zhì)點系平衡的充要條件是所有主動力在任意虛位移上的虛功之和為零，即∑Fi·δri=0（Fi為主動力，δri為虛位移）。應(yīng)用條件：①系統(tǒng)受理想約束（如光滑接觸面、不可伸長的柔索）；②適用于靜平衡問題，也可推廣到動力學問題（通過引入慣性力，即動力學普遍方程）。優(yōu)點是無需考慮約束力，直接建立主動力之間的關(guān)系，適用于多自由度系統(tǒng)的平衡分析（如機構(gòu)平衡時的力傳遞關(guān)系）。18.簡述滾動軸承類型選擇的主要依據(jù)。選擇依據(jù)：①載荷性質(zhì)：徑向載荷為主選深溝球軸承、圓柱滾子軸承；軸向載荷為主選推力球軸承、推力滾子軸承；聯(lián)合載荷選角接觸球軸承（如70000型）、圓錐滾子軸承（如30000型）；②轉(zhuǎn)速要求：球軸承極限轉(zhuǎn)速高于滾子軸承，高速選深溝球軸承或角接觸球軸承；③調(diào)心性能：軸易彎曲或安裝誤差大時選調(diào)心球軸承（10000型）、調(diào)心滾子軸承（20000型）；④安裝空間：徑向尺寸受限時選滾針軸承（NA型）；⑤剛度要求：需高剛度時選滾子軸承（圓柱滾子軸承剛度高于球軸承）；⑥預(yù)緊要求：需提高旋轉(zhuǎn)精度或剛度時選可預(yù)緊的角接觸球軸承（成對使用）。19.簡述機械振動中隔振的基本原理及分類。隔振原理：通過在振動源與基礎(chǔ)（或需防振的設(shè)備與基礎(chǔ)）之間安裝彈性元件（如彈簧、橡膠）和阻尼元件（如黏滯阻尼器），減少振動傳遞。分類：①主動隔振（積極隔振）：隔離振動源向基礎(chǔ)的傳遞（如電機、機床的隔振），要求系統(tǒng)固有頻率ωn遠小于振動源頻率ω（通常ω/ωn>√2）；②被動隔振（消極隔振）：隔離基礎(chǔ)振動向設(shè)備的傳遞（如精密儀器的防振），同樣需ω/ωn>√2。隔振效果用傳遞率T表示，T=√[1+(2ζω/ωn)2]/√[(1-(ω/ωn)2)2+(2ζω/ωn)2]（ζ為阻尼比），當ω/ωn>√2時，T<1，阻尼增大可抑制共振區(qū)的振動放大。20.簡述機械制造中刀具材料的基本要求及常用材料類型?；疽螅孩俑哂捕龋ǜ哂诠ぜ牧嫌捕?/p>