2025年大學（機械工程）機械設計基礎試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共40分）答題要求：本卷共20小題，每小題2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。請將正確答案的序號填在題后的括號內。1.機構具有確定相對運動的條件是（）A.機構的自由度大于零B.機構的自由度等于原動件數(shù)C.機構的自由度大于原動件數(shù)D.機構的自由度小于原動件數(shù)2.平面四桿機構中，若各桿長度分別為a=30mm，b=50mm，c=80mm，d=90mm，當以a桿為機架時，其機構類型為（）A.雙曲柄機構B.雙搖桿機構C.曲柄搖桿機構D.以上都不對3.凸輪機構中，從動件按等加速等減速運動規(guī)律運動時，（）A.會產生剛性沖擊B.會產生柔性沖擊C.不會產生沖擊D.會產生強烈沖擊4.漸開線標準直齒圓柱齒輪傳動的重合度ε一般大于（）A.0B.1C.2D.35.一對漸開線齒輪連續(xù)傳動的條件是（）A.ε≥1B.ε＜1C.ε≥0D.ε＜06.普通平鍵連接的主要失效形式是（）A.鍵被剪斷B.鍵與輪轂槽的側面擠壓破壞C.鍵的磨損D.鍵的塑性變形7.帶傳動中，帶的彈性滑動發(fā)生在（）A.緊邊B.松邊C.整個帶長上D.主動輪處8.鏈傳動中，鏈節(jié)數(shù)宜采用（）A.奇數(shù)B.偶數(shù)C.質數(shù)D.無所謂9.設計V帶傳動時，限制帶速v≤25m/s的目的是為了（）A.使V帶輪的包角不致過小B.使V帶的離心力不致過大C.使V帶的彎曲應力不致過大D.使V帶的工作應力不致過大10.下列聯(lián)軸器中，能補償兩軸相對位移并有緩沖吸振作用的是（）A.凸緣聯(lián)軸器B.齒式聯(lián)軸器C.彈性柱銷聯(lián)軸器D.萬向聯(lián)軸器11.滾動軸承的基本額定壽命是指（）A.在額定動載荷作用下，軸承所能達到的壽命B.在額定靜載荷作用下，軸承所能達到的壽命C.一批同型號的軸承，在相同條件下運轉，其中90%的軸承所能達到的壽命D.一批同型號的軸承，在相同條件下運轉，其中50%的軸承所能達到的壽命12.下列屬于非接觸式密封的是（）A.氈圈密封B.皮碗密封C.迷宮密封D.油溝密封13.設計圓柱齒輪傳動時，小齒輪的齒面硬度應比大齒輪的齒面硬度（）A.高B.低C.相等D.無所謂14.蝸桿傳動中，蝸桿的頭數(shù)z1一般?。ǎ〢.1B.2-4C.4-6D.6-815.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.小B.大C.相等D.不一定16.軸的結構設計中，應考慮的主要因素不包括（）A.軸上零件的定位和固定B.軸的加工工藝性C.軸的材料選擇D.軸的受力情況17.下列屬于靜連接的是（）A.普通平鍵連接B.花鍵連接C.銷連接D.以上都是18.帶傳動中，帶的緊邊拉力F1與松邊拉力F2的關系是（）A.F1=F2B.F1＞F2C.F1＜F2D.不確定19.鏈傳動中，鏈條的節(jié)距p越大，則（）A.承載能力越大，運動平穩(wěn)性越好B.承載能力越大，運動平穩(wěn)性越差C.承載能力越小，運動平穩(wěn)性越好D.承載能力越小，運動平穩(wěn)性越差20.滾動軸承的內徑代號為04時，表示軸承的內徑是（）A.4mmB.10mmC.20mmD.25mm第II卷（非選擇題，共60分）（一）填空題（共10分，每空1分）答題要求：請在橫線上填上正確的答案。1.平面機構中，一個低副引入______個約束，一個高副引入______個約束。2.凸輪機構中，凸輪是______件，從動件是______件。3.漸開線齒輪的標準壓力角α=______，標準模數(shù)m的單位是______。4.帶傳動的打滑現(xiàn)象首先發(fā)生在______輪上。5.鏈傳動的主要失效形式有______、______、______等。6.軸上零件的周向固定方法有______、______、______等。7.滾動軸承的基本額定動載荷C是指______。（二）簡答題（共20分，每題5分）答題要求：簡要回答問題，語言要簡潔明了。1.簡述機構具有確定相對運動的條件。2.簡述帶傳動的工作原理及特點。3.簡述齒輪傳動的失效形式有哪些。4.簡述滾動軸承的安裝和拆卸注意事項。（三）分析計算題（共20分，每題10分）答題要求：寫出詳細的計算步驟和答案。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°，傳動比i=3，中心距a=160mm。試求兩齒輪的齒數(shù)z1、z2，分度圓直徑d1、d2，齒頂圓直徑da1、da2。2.有一V帶傳動，傳遞功率P=5kW，帶速v=10m/s，單根V帶的基本額定功率P0=1.32kW，帶的型號為A型，包角α1=150°，帶長Ld=1600mm，帶與帶輪間的當量摩擦系數(shù)fv=0.51。試求所需V帶的根數(shù)z。（四）綜合分析題（共10分）答題要求：根據(jù)所給材料，進行綜合分析并回答問題。材料：某機械傳動系統(tǒng)中，采用了圓柱齒輪傳動、帶傳動和鏈傳動。圓柱齒輪傳動用于傳遞較大的轉矩，帶傳動用于傳遞動力并起到過載保護作用，鏈傳動用于傳遞較大的功率且能適應惡劣的工作環(huán)境。問題：1.分析圓柱齒輪傳動、帶傳動和鏈傳動各自的特點及適用場合。2.說明該傳動系統(tǒng)中各傳動方式組合的優(yōu)點。（五）設計題（共10分）答題要求：根據(jù)題目要求，進行合理的設計。設計一單級圓柱齒輪減速器，已知電動機功率P=7.5kW，轉速n1=1440r/min，傳動比i=3.5，工作機轉速n2=410r/min，單向運轉，載荷平穩(wěn)。要求：1.確定齒輪的材料、熱處理方法及精度等級。2.計算齒輪的主要參數(shù)（模數(shù)、齒數(shù)、分度圓直徑等）。3.畫出減速器的裝配圖（只要求畫出大致結構，標注主要尺寸和零件名稱）。答案：第I卷：1.B2.A3.B4.B5.A6.B7.A8.B9.B10.C11.C12.C13.A14.B15.B16.C17.D18.B19.B20.D第II卷：（一）1.212.主動從動3.20°mm4.小5.鏈板疲勞破壞滾子、套筒的沖擊疲勞破壞銷軸與套筒的膠合磨損6.鍵連接花鍵連接過盈配合7.滾動軸承基本額定壽命為10^6轉時所能承受的最大載荷（二）1.機構具有確定相對運動的條件是機構的自由度大于零且等于原動件數(shù)。2.帶傳動工作原理：依靠帶與帶輪間的摩擦力傳遞運動和動力。特點：結構簡單、傳動平穩(wěn)、能緩沖吸振、過載時帶會打滑起保護作用，但傳動效率較低、帶壽命較短、存在彈性滑動。3.齒輪傳動失效形式有齒面接觸疲勞點蝕、齒根彎曲疲勞折斷、齒面磨損、齒面膠合、塑性變形等。4.安裝注意事項：保證安裝位置正確，配合精度合適；拆卸注意事項：避免損傷軸承和軸等零件，按正確方法拆卸。（三）1.由中心距公式a=m(z1+z2)/2可得160=4(z1+z2)/2，解得z1+z2=80。又i=z2/z1=3，聯(lián)立可得z1=20，z2=60。d1=mz=4×20=80mm，d2=4×60=240mm，da1=d1+2ham=80+2×1×4=88mm，da2=240+8=248mm。2.單根V帶的有效拉力Fe=5000/10=500N。由P0=1.32kW，查A型V帶單根基本額定功率表，當α1=150°時，P0'=1.52kW。由公式z=P/(P0'-P0)(1-q)，查A型V帶每米長質量q=0.1kg/m，可得z=5/(1.52-1.32)(1-0.1×10/1.32)≈3.2，取z=4根。（四）1.圓柱齒輪傳動特點：傳動效率高、承載能力大、傳動比準確、工作可靠、壽命長，但制造和安裝精度要求高。適用傳遞較大轉矩、要求傳動比準確的場合。帶傳動特點：結構簡單、傳動平穩(wěn)、能緩沖吸振、過載時帶會打滑起保護作用，但傳動效率較低、帶壽命較短、存在彈性滑動。適用于傳遞動力并需過載保護的場合。鏈傳動特點：能傳遞較大功率、能適應惡劣工作環(huán)境、平均傳動比準確，但瞬時傳動比不準確、傳動不平穩(wěn)、有噪聲。適用于傳遞較大功率且能適應惡劣環(huán)境的場合。2.該傳動系統(tǒng)中，圓柱齒輪傳動傳遞較大轉矩保證傳動精度，帶傳動起過載保護作用，鏈傳動適應惡劣環(huán)境傳遞較大功率，組合優(yōu)點是能充分發(fā)揮各傳動方式優(yōu)勢，滿足不同工作要求，提高傳動系統(tǒng)可靠性和經濟性。（五）1.小齒輪材料可選45鋼，調質處理，硬度217-255HBS；大齒輪材料可選45鋼，調質處理