2025年機械基礎(chǔ)期中試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.在V帶傳動中，若主動輪直徑D1=200mm、從動輪直徑D2=400mm，忽略滑動，則理論傳動比為A.1∶2??B.2∶1??C.1∶4??D.4∶1答案：B2.45鋼調(diào)質(zhì)處理后的硬度范圍通常為A.160–190HBW??B.220–250HBW??C.28–32HRC??D.45–50HRC答案：C3.一對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，模數(shù)m=3mm，齒數(shù)z1=20，z2=40，其標(biāo)準(zhǔn)中心距為A.60mm??B.90mm??C.120mm??D.180mm答案：B4.在凸輪機構(gòu)中，若從動件采用等加速—等減速運動規(guī)律，其加速度曲線形狀為A.正弦曲線??B.余弦曲線??C.梯形曲線??D.三角形曲線答案：C5.滾動軸承6208的基本額定動載荷C=29.5kN，當(dāng)量動載荷P=5.9kN，則其基本額定壽命約為A.8×10^6r??B.16×10^6r??C.32×10^6r??D.64×10^6r答案：D6.螺紋防松中，采用“對頂螺母”屬于A.摩擦防松??B.機械防松??C.永久防松??D.液力防松答案：A7.在閉式齒輪傳動中，當(dāng)齒面接觸疲勞強度足夠而彎曲疲勞強度不足時，首先出現(xiàn)的失效形式是A.齒面點蝕??B.齒面膠合??C.輪齒折斷??D.齒面磨損答案：C8.下列聯(lián)軸器中，具有補償兩軸相對位移且能緩沖吸振的是A.凸緣聯(lián)軸器??B.套筒聯(lián)軸器??C.彈性柱銷聯(lián)軸器??D.齒式聯(lián)軸器答案：C9.在蝸桿傳動中，為提高傳動效率，在潤滑條件允許下應(yīng)優(yōu)先采用A.單頭蝸桿??B.雙頭蝸桿??C.三頭蝸桿??D.四頭蝸桿答案：D10.當(dāng)軸的剛度不足時，最有效的改進措施是A.改用合金鋼??B.增大軸徑??C.減小跨距??D.表面淬火答案：B11.下列關(guān)于潤滑劑黏度的說法正確的是A.溫度升高，黏度增大??B.壓力升高，黏度減小??C.溫度升高，黏度減小??D.速度與黏度無關(guān)答案：C12.在帶傳動設(shè)計中，限制小帶輪最小直徑的目的是A.防止打滑??B.降低彎曲應(yīng)力??C.提高壽命??D.降低噪聲答案：B13.標(biāo)準(zhǔn)平鍵的截面尺寸主要根據(jù)以下哪項確定A.軸徑??B.輪轂長度??C.傳遞轉(zhuǎn)矩??D.軸材料答案：A14.當(dāng)滾動軸承同時承受徑向和軸向載荷且轉(zhuǎn)速較高時，宜選用A.深溝球軸承??B.圓柱滾子軸承??C.角接觸球軸承??D.推力球軸承答案：C15.在機構(gòu)自由度計算中，若出現(xiàn)虛約束，則A.自由度增大??B.自由度減小??C.自由度不變??D.機構(gòu)無法運動答案：B二、多項選擇題（每題3分，共15分；多選少選均不得分）16.下列措施可提高齒輪抗點蝕能力的有效途徑有A.提高齒面硬度??B.增大模數(shù)??C.降低齒面粗糙度??D.采用正變位??E.提高潤滑油黏度答案：A、C、D、E17.導(dǎo)致帶傳動彈性滑動的因素包括A.緊邊與松邊拉力差??B.帶輪直徑誤差??C.帶的彈性模量??D.初拉力不足??E.帶速過高答案：A、C、D18.下列屬于軸上零件周向固定方式的有A.平鍵聯(lián)接??B.花鍵聯(lián)接??C.過盈配合??D.軸肩定位??E.銷聯(lián)接答案：A、B、C、E19.關(guān)于滾動軸承預(yù)緊的目的，正確的有A.提高旋轉(zhuǎn)精度??B.減小振動噪聲??C.提高剛度??D.降低摩擦阻力??E.延長壽命答案：A、B、C、E20.下列失效形式中，主要發(fā)生在蝸桿傳動中的有A.齒面膠合??B.齒面點蝕??C.輪齒折斷??D.蝸輪齒面磨損??E.蝸桿磨粒磨損答案：A、D、E三、判斷題（每題1分，共10分；正確打“√”，錯誤打“×”）21.在齒輪傳動中，齒形系數(shù)YFa與模數(shù)大小無關(guān)。答案：√22.帶傳動工作中，緊邊拉力F1與松邊拉力F2滿足F1/F2=e^(μα)關(guān)系時，帶處于打滑臨界狀態(tài)。答案：√23.滾動軸承的基本額定壽命是指90%可靠度下的壽命。答案：√24.普通螺紋的牙型角為55°。答案：×25.凸輪機構(gòu)的壓力角越大，機構(gòu)的傳力性能越好。答案：×26.軸的扭轉(zhuǎn)角與軸長成正比，與極慣性矩成反比。答案：√27.對于閉式硬齒面齒輪，設(shè)計時通常先按彎曲強度確定模數(shù)，再校核接觸強度。答案：√28.彈性滑動可以通過提高初拉力完全消除。答案：×29.蝸桿傳動中，蝸輪材料通常選用減摩性能好的錫青銅。答案：√30.在機構(gòu)中，原動件數(shù)等于自由度時，機構(gòu)具有確定運動。答案：√四、填空題（每空1分，共20分）31.一對標(biāo)準(zhǔn)外嚙合直齒圓柱齒輪，模數(shù)m=4mm，齒數(shù)z1=18，z2=54，則分度圓直徑d1=________mm，d2=________mm，標(biāo)準(zhǔn)中心距a=________mm。答案：72，216，14432.帶傳動中，若小帶輪包角α1=150°，換算成弧度為________rad。答案：5π/6≈2.61833.螺紋的自鎖條件為螺紋升角________當(dāng)量摩擦角。答案：小于34.在平鍵聯(lián)接中，若軸徑d=50mm，則鍵寬b按GB/T1095應(yīng)取________mm，鍵高h=________mm。答案：14，935.滾動軸承代號7312AC中，“7”表示________軸承，“AC”表示接觸角為________°。答案：角接觸球，2536.軸按承載方式可分為________軸、________軸和________軸三類。答案：心，轉(zhuǎn)，傳動37.在凸輪機構(gòu)中，若基圓半徑增大，則壓力角將________，傳力性能將________。答案：減小，改善38.蝸桿傳動正確嚙合條件之一是：在中間平面內(nèi)，蝸桿軸向模數(shù)________蝸輪端面模數(shù)，蝸桿軸向壓力角________蝸輪端面壓力角。答案：等于，等于39.齒輪彎曲強度計算中，齒形系數(shù)YFa與________有關(guān)，與________無關(guān)。答案：齒數(shù)、變位系數(shù)，模數(shù)40.當(dāng)機構(gòu)自由度F=1，主動件數(shù)為2時，機構(gòu)將發(fā)生________現(xiàn)象。答案：干涉或卡死五、簡答題（每題6分，共18分）41.試述閉式齒輪傳動與開式齒輪傳動在設(shè)計準(zhǔn)則上的主要區(qū)別，并說明理由。答案：閉式齒輪傳動因潤滑良好、密封可靠，主要失效為齒面點蝕和輪齒疲勞折斷，設(shè)計準(zhǔn)則為“先按接觸強度確定主要尺寸，再校核彎曲強度”。開式齒輪傳動暴露于環(huán)境，潤滑差，主要失效為磨粒磨損和輪齒折斷，磨損量無法定量計算，故按彎曲強度確定模數(shù)，并考慮磨損將齒厚減薄20–30%作為安全系數(shù)，不再校核接觸強度。42.帶傳動中，為何需要控制最大帶速？若帶速過高會出現(xiàn)哪些問題？答案：帶速過高時，離心力增大，導(dǎo)致帶與輪面間正壓力減小、摩擦力下降，傳動能力降低；同時離心應(yīng)力增大，使帶的疲勞壽命急劇下降；此外，高速還會引起帶的抖動、噪聲和帶的早期老化。設(shè)計時通常限制vmax≈25–30m/s，普通V帶取25m/s，窄V帶可取30m/s。43.簡述滾動軸承軸向固定時常用的“兩端固定”與“一端固定、一端游動”方案的適用場合及優(yōu)缺點。答案：兩端固定適用于溫升不高、軸較短（跨距<300mm）的場合，結(jié)構(gòu)簡單，但溫升大時易卡死；一端固定、一端游動適用于溫升較高、軸較長的場合，固定端承受雙向軸向力，游動端可自由伸縮，避免熱脹卡死，但結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜。六、計算題（共47分）44.（10分）一對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，模數(shù)m=3mm，齒數(shù)z1=20，z2=60，齒寬b1=45mm，b2=40mm，輸入轉(zhuǎn)速n1=1440r/min，傳遞功率P=15kW，載荷系數(shù)KA=1.25，試驗算齒面接觸疲勞強度是否滿足要求。已知：材料彈性系數(shù)ZE=189.8√MPa，節(jié)點區(qū)域系數(shù)ZH=2.5，重合度系數(shù)Zε=0.9，許用接觸應(yīng)力[σH]=580MPa。解：1)計算轉(zhuǎn)矩T1=9550P/n1=9550×15/1440=99.5N·m2)分度圓直徑d1=mz1=3×20=60mm3)齒寬b=40mm（取小者）4)接觸應(yīng)力公式σH=ZE·ZH·Zε·√[2KT1(u+1)/(bd12u)]其中u=z2/z1=3，K=KA·KV·Kβ，取KV=1.1，Kβ=1.2，則K=1.25×1.1×1.2=1.65σH=189.8×2.5×0.9×√[2×1.65×99.5×103×4/(40×602×3)]=189.8×2.5×0.9×√[1313.4×103/(432×103)]=189.8×2.5×0.9×√3.04=189.8×2.5×0.9×1.743=743MPa5)結(jié)論：743MPa>[σH]=580MPa，不滿足，需改材料或增大尺寸。45.（12分）一蝸桿傳動，模數(shù)m=5mm，蝸桿頭數(shù)z1=2，蝸輪齒數(shù)z2=40，蝸桿分度圓直徑d1=50mm，傳遞功率P=7.5kW，蝸桿轉(zhuǎn)速n1=960r/min，效率η=0.8，蝸輪材料許用接觸應(yīng)力[σH]=200MPa，試校核蝸輪齒面接觸強度。已知：載荷系數(shù)K=1.2，彈性系數(shù)ZE=160√MPa，節(jié)點區(qū)域系數(shù)ZH=2.5，重合度系數(shù)Zε=0.9，蝸輪分度圓直徑d2=mz2=200mm，蝸桿導(dǎo)程角γ=arctan(z1m/d1)=arctan(10/50)=11.31°。解：1)蝸輪轉(zhuǎn)矩T2=T1·u·η=9550×7.5/960×20×0.8=1194N·m2)接觸應(yīng)力σH=ZE·ZH·Zε·√[2KT2/(d1d2·cosγ)]=160×2.5×0.9×√[2×1.2×1194×103/(50×200×cos11.31°)]=360×√[2865.6×103/(9862)]=360×√290.6=360×17.05=614MPa3)614MPa>[σH]=200MPa，嚴(yán)重不足，需改用青銅鋼配對并增大尺寸或降低載荷。46.（12分）圖示輪系，已知各輪齒數(shù)：z1=20，z2=30，z2′=25，z3=75，z3′=20，z4=40，z5=80。輪1為輸入，n1=1200r/min，轉(zhuǎn)向如圖（箭頭向上），求輪5轉(zhuǎn)速n5的大小和方向。解：1)劃分基本輪組：122′3為定軸輪系，3′45為周轉(zhuǎn)輪系，系桿H與輪3固聯(lián)。2)定軸部分：i13=n1/n3=z2z3/(z1z2′)=30×75/(20×25)=4.5n3=n1/4.5=1200/4.5=266.7r/min，方向與n1相反（向下）3)周轉(zhuǎn)部分：nH=n3=266.7r/mini3′5^H=(n3′nH)/(n5nH)=z5/z3′=80/20=4因n3′=0（固定），則(0266.7)/(n5266.7)=4解得n5=266.7+266.7/4=333.3r/min，方向與n1相同（向上）。47.（13分）一傳動軸傳遞功率P=22kW，轉(zhuǎn)速n=730r/min，材料為45鋼調(diào)質(zhì)，許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力[τ]=40MPa，許用單位扭轉(zhuǎn)角[θ]=0.5°/m，剪切模量G=8×10^4MPa。試按強度及剛度條件分別計算軸所需最小直徑，并取較大值。解：1)強度條件：d