2025年機(jī)械基礎(chǔ)試題目及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分。每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在括號(hào)內(nèi)）1.在V帶傳動(dòng)中，若主動(dòng)輪直徑D?=200mm，從動(dòng)輪直徑D?=400mm，主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n?=1440r/min，忽略彈性滑動(dòng)，則從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n?為（）。A.720r/min??B.960r/min??C.2880r/min??D.360r/min【答案】A【解析】n?=n?·D?/D?=1440×200/400=720r/min。2.某45鋼調(diào)質(zhì)軸受對(duì)稱循環(huán)彎矩M=600N·m，材料持久極限σ??=260MPa，綜合影響系數(shù)Kσ=1.8，則按疲勞強(qiáng)度計(jì)算的最小軸徑d為（）。A.28mm??B.32mm??C.36mm??D.40mm【答案】C【解析】σ=Kσ·32M/(πd3)≤σ??，d≥3√(32×1.8×600×103/(π×260))≈35.4mm，取36mm。3.閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)的主要失效形式是（）。A.齒面點(diǎn)蝕??B.齒面膠合??C.輪齒折斷??D.齒面磨損【答案】C【解析】硬齒面齒輪齒面接觸強(qiáng)度高，但齒根彎曲疲勞極限相對(duì)較低，故以輪齒折斷為主。4.在下列滾動(dòng)軸承中，允許調(diào)心角最大的是（）。A.深溝球軸承??B.圓柱滾子軸承??C.調(diào)心滾子軸承??D.角接觸球軸承【答案】C【解析】調(diào)心滾子軸承設(shè)計(jì)調(diào)心角可達(dá)2°～3°，遠(yuǎn)高于其余類型。5.普通平鍵聯(lián)接中，鍵的剖面尺寸b×h主要根據(jù)（）選定。A.傳遞轉(zhuǎn)矩大小??B.軸徑大小??C.輪轂長度??D.鍵的材料【答案】B【解析】GB/T1095規(guī)定鍵寬b與軸徑呈分段對(duì)應(yīng)關(guān)系，h隨之確定。6.液體動(dòng)壓徑向軸承承載量系數(shù)Cp隨寬徑比B/d增大而（）。A.增大??B.減小??C.不變??D.先增后減【答案】A【解析】B/d增大，油膜承載面積增大，Cp近似線性增大。7.在凸輪機(jī)構(gòu)中，若從動(dòng)件采用五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律，則其（）。A.速度曲線連續(xù)，加速度曲線不連續(xù)B.加速度曲線連續(xù)，躍度曲線不連續(xù)C.躍度曲線連續(xù)，加速度曲線不連續(xù)D.速度、加速度、躍度曲線均連續(xù)【答案】B【解析】五次多項(xiàng)式保證加速度連續(xù)，但躍度（jerk）在起止點(diǎn)存在跳變。8.下列螺紋類型中，傳動(dòng)效率最高的是（）。A.普通粗牙螺紋??B.梯形螺紋??C.鋸齒形螺紋??D.矩形螺紋【答案】D【解析】矩形螺紋牙側(cè)角0°，摩擦因數(shù)最小，效率最高，但強(qiáng)度與對(duì)中性差。9.在帶傳動(dòng)中，若初拉力F?恒定，增大中心距a，則帶傳動(dòng)的極限有效拉力Fec（）。A.增大??B.減小??C.不變??D.先增后減【答案】A【解析】Fec=2F?(1?1/e^{μα})/（1+1/e^{μα}），α隨a增大而增大，故Fec增大。10.某機(jī)構(gòu)自由度F=2，若給定一個(gè)原動(dòng)件，則機(jī)構(gòu)（）。A.具有確定運(yùn)動(dòng)??B.運(yùn)動(dòng)不確定??C.將卡死??D.將超速轉(zhuǎn)動(dòng)【答案】B【解析】自由度大于原動(dòng)件數(shù)目，運(yùn)動(dòng)不確定。二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分。每題有兩個(gè)或兩個(gè)以上正確答案，多選、少選、錯(cuò)選均不得分）11.下列措施中，能夠提高齒輪抗點(diǎn)蝕能力的有（）。A.提高齒面硬度??B.增大齒數(shù)z???C.采用正變位??D.降低潤滑油粘度??E.提高制造精度【答案】A、C、E【解析】提高硬度、正變位增大曲率半徑、提高精度降低動(dòng)載，均有利于提高接觸疲勞強(qiáng)度；增大齒數(shù)降低模數(shù)，反而降低彎曲強(qiáng)度；低粘度油易致點(diǎn)蝕。12.下列關(guān)于滾動(dòng)軸承配合的說法正確的有（）。A.內(nèi)圈與軸采用基孔制??B.外圈與座孔采用基軸制??C.旋轉(zhuǎn)座圈宜采用過盈配合D.游動(dòng)支承外圈宜采用間隙配合??E.軸承內(nèi)圈公差帶在零線下方【答案】A、B、C、D【解析】E錯(cuò)誤，軸承內(nèi)圈公差帶在零線上方，與圓柱公差制相反。13.下列因素中，影響液體動(dòng)壓軸承最小油膜厚度hmin的有（）。A.潤滑油粘度η??B.寬徑比B/d??C.相對(duì)間隙ψ??D.軸頸表面粗糙度Ra??E.軸承材料彈性模量【答案】A、B、C、D【解析】hmin與η、B/d、ψ、Ra直接相關(guān)；材料彈性模量對(duì)剛性軸承hmin影響可忽略。14.下列關(guān)于機(jī)構(gòu)自鎖的說法正確的有（）。A.斜面機(jī)構(gòu)中，當(dāng)量摩擦角大于斜面傾角時(shí)自鎖??B.螺紋副中，螺紋升角小于當(dāng)量摩擦角時(shí)自鎖C.蝸桿傳動(dòng)中，蝸桿導(dǎo)程角小于當(dāng)量摩擦角時(shí)自鎖??D.凸輪機(jī)構(gòu)壓力角大于摩擦角時(shí)自鎖E.槽輪機(jī)構(gòu)在任何情況下均不會(huì)自鎖【答案】A、B、C【解析】D錯(cuò)誤，凸輪自鎖需考慮從動(dòng)件受力方向；E錯(cuò)誤，槽輪在特定條件下亦可自鎖。15.下列關(guān)于軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的說法正確的有（）。A.軸肩高度應(yīng)小于軸承內(nèi)圈高度??B.軸承端蓋應(yīng)設(shè)計(jì)調(diào)整墊片組??C.高速軸宜采用懸臂支承以減小跨距D.軸上零件應(yīng)雙向定位??E.軸環(huán)寬度應(yīng)大于輪轂寬度【答案】A、B、D【解析】C錯(cuò)誤，高速軸宜減小懸臂；E錯(cuò)誤，軸環(huán)寬度只需滿足定位要求，不必大于輪轂。三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）16.鏈傳動(dòng)瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定，因此適用于高速精密傳動(dòng)。（×）17.在蝸桿傳動(dòng)中，引入直徑系數(shù)q是為了減少蝸輪滾刀數(shù)量。（√）18.普通螺栓受橫向載荷時(shí)，靠摩擦力傳遞載荷，因此無需剪切強(qiáng)度校核。（×）19.凸輪機(jī)構(gòu)最大壓力角出現(xiàn)在從動(dòng)件速度最大位置。（×）20.液體靜壓軸承啟動(dòng)前必須先供油，故無磨損啟動(dòng)。（√）21.斜齒輪的軸向力方向與齒輪轉(zhuǎn)向及螺旋方向均有關(guān)。（√）22.彈性聯(lián)軸器可補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移并緩沖減振，因此無需校核承載能力。（×）23.滾動(dòng)軸承基本額定壽命L??的含義是90%可靠度下的壽命。（√）24.軸的當(dāng)量彎矩法（第三強(qiáng)度理論）適用于塑性材料軸的強(qiáng)度校核。（√）25.帶傳動(dòng)彈性滑動(dòng)是由帶的彈性變形引起的，可通過增大初拉力完全消除。（×）四、填空題（每空2分，共20分）26.某標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪模數(shù)m=4mm，齒數(shù)z=40，則分度圓直徑d=______mm，齒頂圓直徑da=______mm。【答案】160；16827.按GB/T272，滾動(dòng)軸承代號(hào)6212中“12”表示內(nèi)徑為______mm。【答案】6028.在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，若極位夾角θ=20°，則行程速比系數(shù)K=______。【答案】1.2529.液體動(dòng)壓軸承Sommerfeld數(shù)S=______（寫出表達(dá)式，各符號(hào)須說明）。【答案】S=ηn/(pψ2)，其中η—潤滑油動(dòng)力粘度（Pa·s），n—軸頸轉(zhuǎn)速（r/s），p—軸承平均壓強(qiáng)（Pa），ψ—相對(duì)間隙。30.某梯形螺紋Tr40×7，公稱直徑40mm，螺距7mm，螺紋升角ψ=arctan______（寫出計(jì)算式）?！敬鸢浮縜rctan(7/(π×40))31.軸的疲勞強(qiáng)度計(jì)算中，綜合影響系數(shù)Kσ=______·______·______（寫出三個(gè)子系數(shù)）。【答案】kσ；ε；β（有效應(yīng)力集中系數(shù)、尺寸系數(shù)、表面狀態(tài)系數(shù)）32.一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)外嚙合斜齒輪，螺旋角β=15°，端面模數(shù)mt=4mm，則法面模數(shù)mn=______mm?！敬鸢浮縨t·cosβ=4×cos15°≈3.8633.在帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，若小帶輪包角α?=150°，則其對(duì)應(yīng)的弧度值為______rad?！敬鸢浮?50×π/180≈2.61834.某蝸桿傳動(dòng)，蝸桿頭數(shù)z?=2，蝸輪齒數(shù)z?=40，則傳動(dòng)比i=______?！敬鸢浮?035.凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律中，______規(guī)律在起止點(diǎn)存在剛性沖擊?！敬鸢浮康人伲ㄒ淮味囗?xiàng)式）五、簡答題（每題6分，共18分）36.簡述閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，并說明其理由?！敬鸢浮繙?zhǔn)則：按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。理由：軟齒面（≤350HB）齒輪齒面接觸疲勞極限較低，易發(fā)生點(diǎn)蝕，故先保證接觸強(qiáng)度；彎曲強(qiáng)度一般富余，但仍需校核防止斷齒。37.寫出液體動(dòng)壓徑向軸承承載量系數(shù)Cp的表達(dá)式，并說明提高Cp的三種工程措施?！敬鸢浮緾p=Fψ2/(ηnB)。措施：1.減小相對(duì)間隙ψ；2.增大寬徑比B/d；3.選用高粘度潤滑油或降低溫度以提高η。38.說明螺紋聯(lián)接防松的三種基本原理，并各舉一例?！敬鸢浮?.摩擦防松：雙螺母；2.機(jī)械防松：開口銷配槽形螺母；3.永久防松：沖點(diǎn)鉚接。六、計(jì)算題（共47分）39.（10分）某單級(jí)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪減速器，傳遞功率P=15kW，小齒輪轉(zhuǎn)速n?=960r/min，齒數(shù)z?=25，z?=75，模數(shù)m=4mm，齒寬b=80mm，材料均為40Cr調(diào)質(zhì)280HB，載荷系數(shù)K=1.4，試驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度。已知：σHP=680MPa，ZH=2.5，ZE=189.8√MPa，Zε=0.9，u=z?/z?=3，公式：σH=ZHZEZε√(2KT?(u+1)/(bd?2u))≤σHP。【答案】T?=9.55×10?P/n?=9.55×10?×15/960≈1.49×10?N·mmd?=mz?=4×25=100mmσH=2.5×189.8×0.9√(2×1.4×1.49×10?×4/(80×1002×3))≈518MPa518MPa<680MPa，滿足。40.（12分）圖示輪系，已知各輪齒數(shù)：z?=20，z?=30，z?′=25，z?=80，z?′=20，z?=40，z?=100，輸入軸轉(zhuǎn)速n?=1440r/min，轉(zhuǎn)向如圖。求輸出軸轉(zhuǎn)速n?的大小與方向（需用箭頭表示）。【答案】i??=(z?/z?)(z?/z?′)(z?/z?′)(z?/z?)=(30/20)(80/25)(40/20)(100/40)=4.8n?=n?/i??=1440/4.8=300r/min方向：與n?相反（經(jīng)三次外嚙合，奇數(shù)負(fù)號(hào)）。41.（12分）某45鋼傳動(dòng)軸，傳遞功率P=22kW，轉(zhuǎn)速n=1470r/min，受橫向力F=6kN，跨距L=300mm，載荷作用于中點(diǎn)，軸肩圓角r=2mm，表面精車Ra=1.6μm，要求安全系數(shù)S≥2.0。試驗(yàn)算該軸的疲勞強(qiáng)度。已知：σ??=260MPa，τ??=150MPa，ψσ=0.1，ψτ=0.05，kσ=1.9，ε=0.81，β=0.92，軸徑d=40mm?！敬鸢浮縏=9.55×10?P/n=1.43×10?N·mmM=FL/4=6×300/4=450N·m=4.5×10?N·mmσa=32M/(πd3)=32×4.5×10?/(π×403)=71.6MPaτa=16T/(πd3)=11.4MPaKσ=kσ/(εβ)=1.9/(0.81×0.92)=2.55Kτ≈0.6Kσ=1.53σ??d=σ??/Kσ=102MPa，τ??d=τ??/Kτ=98MPa安全系數(shù)：S=1/√((σa/σ??d)2+(τa/τ??d)2)=1/√(0.7022+0.1162)≈1.381.38<2.0，不滿足，需增大軸徑或改善結(jié)構(gòu)。42.（13分）圖示斜齒輪蝸桿組合提升裝置，已知：斜齒輪法面模數(shù)mn=4mm，z?=20，z?=60，β=12°，蝸桿z?=2，蝸輪z?=60，mn=6mm，d?=240mm，卷筒直徑D=400mm，重物G=20kN，總效率η=0.75，求：（1）勻速提升時(shí)電機(jī)所需功率P；（2）斜齒輪2及蝸桿3的受力方向（用三維坐標(biāo)表示）；（3）若蝸輪蝸桿當(dāng)量摩擦角φv=5°，判斷該蝸桿能否自鎖?！敬鸢浮浚?）v=πDn=π×0.4×n?n?=n?/(i??i??)=n?/(3×30)=n?/90F=G=20kN，Pout=Fv=20×π×0.4×n?/90=0.279n?kWPin=Pout/η=0.279n?/0.75=0.372n?kW取n?=1460r/min，則Pin≈543kW（實(shí)際應(yīng)選電機(jī)功率≥560kW）。（2）斜齒輪2：Ft?與轉(zhuǎn)向相反，F(xiàn)r?指向軸心，F(xiàn)a?沿軸向由左旋方向判定；蝸桿3：Ft?與轉(zhuǎn)向相反，F(xiàn)r?指向軸心，F(xiàn)a?與Fa?反向。（3）蝸桿導(dǎo)程角γ=arctan(z?m?/d?)=arctan(2×6/60)=11.3°>5°，故不能自鎖。七、綜合設(shè)計(jì)題（共20分）43.設(shè)計(jì)某帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置的高速級(jí)V帶傳動(dòng)。已知：電機(jī)功率P=15kW，轉(zhuǎn)速n?=1460r/min，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n?=610r/min，單班制，輕微沖擊，中心距要求800～1000mm。需完成：（1）確定V帶型號(hào)、帶輪直徑、帶長、根數(shù)；（2）計(jì)算實(shí)際中心距、小帶輪包