2025年大學(xué)機(jī)械原理（機(jī)械案例分析）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題，共30分）答題要求：本卷共6題，每題5分。每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。請(qǐng)將正確答案填寫在題后的括號(hào)內(nèi)。1.以下關(guān)于機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算的說法，正確的是（）A.機(jī)構(gòu)中若存在局部自由度，計(jì)算自由度時(shí)應(yīng)計(jì)入B.機(jī)構(gòu)中若存在虛約束，計(jì)算自由度時(shí)應(yīng)去除C.機(jī)構(gòu)自由度一定大于零D.機(jī)構(gòu)自由度與構(gòu)件數(shù)無關(guān)答案：B2.平面四桿機(jī)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，當(dāng)取與最短桿相鄰的桿為機(jī)架時(shí)，該機(jī)構(gòu)為（）A.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)B.雙曲柄機(jī)構(gòu)C.雙搖桿機(jī)構(gòu)D.不確定答案：A3.凸輪機(jī)構(gòu)中，凸輪的輪廓曲線取決于（）A.從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律B.凸輪的轉(zhuǎn)速C.凸輪的形狀D.滾子的大小答案：A4.漸開線齒輪傳動(dòng)的重合度與以下哪個(gè)因素?zé)o關(guān)（）A.齒輪的模數(shù)B.齒輪的齒數(shù)C.兩輪的中心距D.齒頂高系數(shù)答案：A5.機(jī)械系統(tǒng)速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)方法中，能使速度波動(dòng)完全消除的是（）A.安裝調(diào)速器B.增加飛輪C.采用柔性聯(lián)軸器D.以上都不能答案：D6.在機(jī)械設(shè)計(jì)中，計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷時(shí)，考慮工作情況系數(shù)KA的目的是（）A.考慮載荷的大小B.考慮載荷的性質(zhì)C.考慮載荷的變化規(guī)律D.考慮載荷的作用位置答案：C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個(gè)空，每空2分。請(qǐng)將正確答案填寫在橫線上。1.機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則主要有強(qiáng)度準(zhǔn)則、剛度準(zhǔn)則、壽命準(zhǔn)則、______準(zhǔn)則和______準(zhǔn)則。答案：振動(dòng)穩(wěn)定性；可靠性2.帶傳動(dòng)中，帶的應(yīng)力由______應(yīng)力、______應(yīng)力和離心應(yīng)力組成。答案：拉；彎曲3.一對(duì)漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件是______和______分別相等。答案：模數(shù)；壓力角4.周轉(zhuǎn)輪系中，行星輪的自轉(zhuǎn)速度與公轉(zhuǎn)速度的關(guān)系取決于______和______。答案：行星輪的齒數(shù)；中心輪的齒數(shù)5.機(jī)械系統(tǒng)的等效動(dòng)力學(xué)模型中，等效質(zhì)量（轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）的計(jì)算依據(jù)是______相等。答案：動(dòng)能三、簡答題（共20分）答題要求：本大題共4題，每題5分。簡要回答問題。1.簡述機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件。答案：機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是機(jī)構(gòu)的自由度大于零，且原動(dòng)件的數(shù)目等于機(jī)構(gòu)的自由度。2.說明凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特點(diǎn)及應(yīng)用場合。答案：等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律：速度突變，有剛性沖擊，適用于低速、輕載；等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律：加速度有突變，有柔性沖擊，適用于中速；余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律：加速度連續(xù)變化，無沖擊，適用于高速。3.簡述漸開線齒輪的特點(diǎn)。答案：漸開線齒輪傳動(dòng)具有傳動(dòng)比恒定、中心距可分性好、齒廓間正壓力方向不變、磨損小等特點(diǎn)。4.簡述飛輪調(diào)速的原理。答案：飛輪具有很大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，當(dāng)機(jī)械出現(xiàn)速度波動(dòng)時(shí)，飛輪可儲(chǔ)存和釋放能量，使機(jī)械速度波動(dòng)減小，起到調(diào)速作用。四、分析題（共20分）答題要求：本大題共2題，每題10分。閱讀材料，分析問題并作答。材料：某機(jī)械系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過帶傳動(dòng)帶動(dòng)減速器，減速器輸出軸帶動(dòng)工作機(jī)。已知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1440r/min，工作機(jī)轉(zhuǎn)速為6r/min，帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為2，減速器的傳動(dòng)比為12。1.計(jì)算減速器輸入軸的轉(zhuǎn)速。答案：帶傳動(dòng)輸出轉(zhuǎn)速為1440÷2=720r/min，減速器輸入軸轉(zhuǎn)速即720r/min。2.若工作機(jī)所需功率為10kW，傳動(dòng)效率分別為：帶傳動(dòng)效率η1=0.96，減速器效率η2=0.95，計(jì)算電動(dòng)機(jī)所需的功率。答案：工作機(jī)所需功率Pw=10kW，總傳動(dòng)效率η=η1×η2=0.96×0.95=0.912，電動(dòng)機(jī)所需功率Pm=Pw/η=10÷0.912≈10.96kW。五、設(shè)計(jì)題（共20分）答題要求：本大題共1題，20分。根據(jù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)一個(gè)用于輸送物料的帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置。已知條件如下：輸送帶工作拉力F=1500N，帶速v=2m/s，滾筒直徑D=400mm，工作機(jī)每天工作8小時(shí)，一年按300天計(jì)算，工作情況系數(shù)KA=1.1。要求：確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)，計(jì)算各軸功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩，畫出傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)簡圖，并標(biāo)注主要尺寸。答案：1.計(jì)算所需有效功率：Pe=KAFv=1.1×1500×2=3300W。2.確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)：根據(jù)Pe和v，查電動(dòng)機(jī)樣本，可選Y112M-6型電動(dòng)機(jī)，其額定功率P=4kW，額定轉(zhuǎn)速n=960r/min。3.計(jì)算各軸功率：-高速軸：P1=Pe/η帶=3300÷0.96≈3437.5W。-低速軸：P2=P1/η減=3437.5÷0.95≈3618.4W。4.計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速：-高速軸：n1=960r/min。-低速軸：n2=n1/i帶=960÷2=480r/min。5.計(jì)算各軸轉(zhuǎn)矩：-高速軸：T1=9550P1/n1=9550×3.4375÷960≈33.9N·m。-低速軸：T2=95