2025年大學(xué)一年級（機械設(shè)計制造及其自動化）機械原理綜合試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本大題共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.平面機構(gòu)中，若引入一個高副將引入（）個約束。A.1B.2C.3D.02.機構(gòu)具有確定運動的條件是（）。A.機構(gòu)的自由度大于零B.機構(gòu)的自由度等于原動件數(shù)C.機構(gòu)的自由度大于原動件數(shù)D.機構(gòu)的自由度小于原動件數(shù)3.漸開線齒廓的形狀取決于（）。A.分度圓B.齒頂圓C.基圓D.齒根圓4.一對漸開線標準直齒圓柱齒輪傳動，已知傳動比i=3，模數(shù)m=5mm，中心距a=200mm，則兩齒輪的齒數(shù)分別為（）。A.z1=20，z2=60B.z1=30，z2=90C.z1=40，z2=120D.z1=50，z2=1505.漸開線齒輪傳動的重合度ε（）。A.恒大于1B.恒等于1C.恒小于1D.可能大于1，也可能小于16.斜齒圓柱齒輪傳動的重合度比直齒圓柱齒輪傳動的重合度（）。A.大B.小C.相等D.不一定7.蝸桿傳動中，蝸桿的頭數(shù)z1與傳動比i的關(guān)系是（）。A.z1越大，i越大B.z1越大，i越小C.z1與i無關(guān)D.以上都不對8.凸輪機構(gòu)中，凸輪的輪廓曲線取決于（）。A.從動件的運動規(guī)律B.凸輪的轉(zhuǎn)速C.凸輪的形狀D.以上都不對9.鉸鏈四桿機構(gòu)中，若最短桿與最長桿長度之和小于其余兩桿長度之和，則以最短桿為機架時，該機構(gòu)為（）。A.曲柄搖桿機構(gòu)B.雙曲柄機構(gòu)C.雙搖桿機構(gòu)D.不確定10.機械平衡的目的是（）。A.消除或減小慣性力系的不平衡B.提高機械效率C.降低振動和噪聲D.以上都是第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（共10分）答題要求：本大題共5小題，每小題2分。請在每小題的空格中填上正確答案。錯填、不填均無分。1.平面機構(gòu)中，低副引入（）個約束，高副引入（）個約束。2.漸開線標準直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是（）和（）。3.斜齒圓柱齒輪的螺旋角β越大，重合度越（），承載能力越（）。4.蝸桿傳動中，蝸桿的螺旋方向與蝸輪的螺旋方向（），蝸桿的旋向用（）判定。5.凸輪機構(gòu)中，從動件的運動規(guī)律有（）、（）、（）等。三、簡答題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每小題5分。簡要回答問題。1.簡述機構(gòu)具有確定運動的條件。2.漸開線有哪些性質(zhì)？3.簡述斜齒圓柱齒輪傳動的特點。4.簡述凸輪機構(gòu)的分類。四、分析計算題（共20分）答題要求：本大題共2小題，每小題10分。要求寫出必要的計算步驟和答案。1.已知一對外嚙合漸開線標準直齒圓柱齒輪傳動，模數(shù)m=4mm，壓力角α=20°，中心距a=160mm，傳動比i=3。試求兩齒輪的齒數(shù)、分度圓直徑、齒頂圓直徑和齒根圓直徑。2.如圖所示為一曲柄搖桿機構(gòu)，已知曲柄AB=100mm，連桿BC=300mm，搖桿CD=250mm，機架AD=200mm。試求：（1）該機構(gòu)的極位夾角θ；（2）搖桿CD的行程速比系數(shù)K。五、設(shè)計題（共20分）答題要求：本大題共1小題，每小題20分。根據(jù)給定的條件進行設(shè)計。設(shè)計一個用于輸送物料的帶式輸送機傳動裝置，已知電動機功率P=5.5kW，轉(zhuǎn)速n1=1440r/min，工作機轉(zhuǎn)速n2=600r/min，每天工作8小時，兩班制，載荷平穩(wěn)。要求確定：（1）傳動方案；（2）計算傳動比；（3）選擇V帶型號；（4）計算V帶的基準長度；（5）計算壓軸力。答案：一、1.A2.B3.C4.A5.A6.A7.B8.A9.B10.D二、1.2，12.模數(shù)相等，壓力角相等3.大，高4.相同，右手定則5.等速運動規(guī)律，等加速等減速運動規(guī)律，余弦加速度運動規(guī)律三、1.機構(gòu)具有確定運動的條件是機構(gòu)的自由度大于零且等于原動件數(shù)。2.漸開線的性質(zhì)：（1）發(fā)生線沿基圓滾過的長度等于基圓上被滾過的弧長；（2）漸開線上任意一點的法線必切于基圓；（3）漸開線的形狀取決于基圓的大小；（4）漸開線上各點的曲率半徑不同；（5）漸開線上各點的齒形角不等。3.斜齒圓柱齒輪傳動的特點：（1）重合度大，承載能力高；（2）傳動平穩(wěn)，噪聲?。唬?）具有軸向力，對軸承要求較高。4.凸輪機構(gòu)的分類：按凸輪的形狀可分為盤形凸輪、圓柱凸輪等；按從動件的形式可分為尖頂從動件、滾子從動件、平底從動件等；按凸輪與從動件的接觸形式可分為平面凸輪機構(gòu)、空間凸輪機構(gòu)等。四、1.（1）由中心距公式\(a=\frac{m(z_1+z_2)}{2}\)和傳動比公式\(i=\frac{z_2}{z_1}\)可得：\(160=\frac{4(z_1+z_2)}{2}\)，\(3=\frac{z_2}{z_1}\)聯(lián)立解得\(z_1=20\)，\(z_2=60\)。（2）分度圓直徑：\(d_1=mz_1=4×20=80mm\)，\(d_2=mz_2=4×60=240mm\)。（3）齒頂圓直徑：\(d_{a1}=d_1+2m=80+2×4=88mm\)，\(d_{a2}=d_2+2m=240+2×4=248mm\)。（4）齒根圓直徑：\(d_{f1}=d_1-2.5m=80-2.5×4=70mm\)，\(d_{f2}=d_2-2.5m=240-2.5×4=230mm\)。2.（1）極位夾角\(\theta\)：\(\cos\theta=\frac{a^2+b^2-c^2-d^2}{2(ab+cd)}\)\(=\frac{200^2+300^2-250^2-100^2}{2(200×300+250×100)}\)\(=\frac{40000+90000-62500-10000}{2(60000+25000)}\)\(=\frac{57500}{170000}\)\(\theta\approx38.2°\)（2）行程速比系數(shù)\(K\)：\(K=\frac{180°+\theta}{180°-\theta}\)\(=\frac{180°+38.2°}{18°-38.2°}\)\(=\frac{218.2°}{141.8°}\)\(\approx1.54\)五、（1）傳動方案：采用V帶傳動和二級圓柱齒輪傳動。（2）傳動比：\(i=\frac{n_1}{n_2}=\frac{1440}{600}=2.4\)。（3）選擇V帶型號：根據(jù)計算功率\(P_c=K_A×P=1.1×5.5=6.05kW\)和小帶輪轉(zhuǎn)速\(n_1=1440r/min\)，查V帶選型圖，選取A型V帶。（4）計算V帶的基準長度：根據(jù)中心距和帶輪直徑