2025年機(jī)械原理基礎(chǔ)考題題庫(kù)及答案一、機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析1.（單選）圖示平面六桿機(jī)構(gòu)，若其中含1個(gè)局部自由度、2個(gè)虛約束，則其自由度F為A.0?B.1?C.2?D.3答案：B解析：F=3n－2pL－pH=3×5－2×7－0=1，局部自由度與虛約束已折算。2.（單選）下列關(guān)于“基本桿組”的敘述，正確的是A.Ⅱ級(jí)桿組必含兩個(gè)外副?B.Ⅲ級(jí)桿組外副數(shù)恒為3?C.Ⅳ級(jí)桿組不能用于組成牛頭刨主體機(jī)構(gòu)?D.Ⅱ級(jí)桿組內(nèi)副一定是轉(zhuǎn)動(dòng)副答案：A解析：Ⅱ級(jí)桿組定義即“兩外副一內(nèi)副”，其余選項(xiàng)與規(guī)范定義沖突。3.（填空）某機(jī)構(gòu)自由度為2，若將其改為單自由度機(jī)構(gòu)，應(yīng)引入____個(gè)原動(dòng)件。答案：1解析：自由度與原動(dòng)件數(shù)相等，原動(dòng)件數(shù)減1即可。4.（判斷）“虛約束”一定降低機(jī)構(gòu)剛度。（?）答案：×解析：虛約束不承載，卻可提高幾何穩(wěn)定性，剛度未必降低。5.（簡(jiǎn)答）指出圖示機(jī)構(gòu)中的復(fù)合鉸鏈，并說(shuō)明判定理由。答案：節(jié)點(diǎn)C處三桿共軸線(xiàn)，且轉(zhuǎn)動(dòng)副中心重合，故為復(fù)合鉸鏈；按1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副計(jì)，避免重復(fù)計(jì)數(shù)。6.（計(jì)算）圖示八桿平面機(jī)構(gòu)，n=8，pL=11，pH=1，求自由度并判斷運(yùn)動(dòng)確定性。答案：F=3×8－2×11－1=1，機(jī)構(gòu)自由度等于原動(dòng)件數(shù)，運(yùn)動(dòng)確定。7.（作圖）根據(jù)給定尺寸，繪制顎式破碎機(jī)主體機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)圖，并標(biāo)注機(jī)架、原動(dòng)件與基本桿組。答案：機(jī)架AD，原動(dòng)件AB，Ⅱ級(jí)桿組BCD，Ⅱ級(jí)桿組DEF，共兩級(jí)桿組串聯(lián)。8.（綜合）某包裝機(jī)需實(shí)現(xiàn)“間歇送膜”，試提出一種桿組組合方案并說(shuō)明自由度變化。答案：采用槽輪機(jī)構(gòu)（Ⅲ級(jí)桿組）與曲柄滑塊（Ⅱ級(jí)桿組）串聯(lián)，總自由度1；槽輪輸出間歇，滿(mǎn)足送膜要求。二、平面連桿機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)9.（單選）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，若曲柄勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，搖桿回程平均速度大于工作行程，則其行程速比系數(shù)KA.<1?B.=1?C.>1?D.無(wú)法判斷答案：C解析：K=回程/工作行程>1，體現(xiàn)急回特性。10.（單選）設(shè)計(jì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)時(shí)，若要求滑塊行程H=100mm，偏距e=20mm，則曲柄長(zhǎng)度r的合理初值為A.30mm?B.40mm?C.50mm?D.60mm答案：C解析：H≈2r，e<H/4，r≈50mm滿(mǎn)足強(qiáng)度與傳力角約束。11.（填空）在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，最小傳動(dòng)角γmin出現(xiàn)在曲柄與____共線(xiàn)位置。答案：機(jī)架12.（判斷）對(duì)于雙曲柄機(jī)構(gòu)，任一連架桿均可做整周轉(zhuǎn)動(dòng)。（?）答案：√解析：雙曲柄定義即兩連架桿均整周回轉(zhuǎn)。13.（計(jì)算）已知曲柄搖桿機(jī)構(gòu)桿長(zhǎng)a=30，b=80，c=70，d=90（機(jī)架），求行程速比系數(shù)K。答案：極位夾角θ=arccos[(b2+c2－(d+a)2)/(2bc)]－arccos[(b2+c2－(d－a)2)/(2bc)]=18.5°，K=(180°+θ)/(180°－θ)=1.22。14.（圖解）用半角轉(zhuǎn)動(dòng)法設(shè)計(jì)一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，要求滑塊行程120mm，急回系數(shù)1.25，比例尺1:5。答案：作圖步驟：1）取滑塊極限位置C1C2=120mm；2）以K=1.25得θ=20°；3）作C1C2中垂線(xiàn)，取圓心O，使∠C1OC2=2θ=40°；4）得曲柄長(zhǎng)r=60mm，連桿l=180mm，偏距e=36mm，圖解誤差<1%。15.（綜合）某工業(yè)機(jī)器人大臂驅(qū)動(dòng)需用四桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)90°擺角，要求最大傳動(dòng)角≥40°，試給出桿長(zhǎng)優(yōu)化模型。答案：設(shè)目標(biāo)函數(shù)max(γmin)，約束：a+b≤c+d，a+d≤b+c，a+c≤b+d，擺角ψ=90°，用遺傳算法求解，得最優(yōu)桿長(zhǎng)a=200mm，b=460mm，c=440mm，d=500mm，γmin=41.2°。三、凸輪機(jī)構(gòu)16.（單選）對(duì)心直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤(pán)形凸輪，若理論廓線(xiàn)最小曲率半徑ρmin=25mm，滾子半徑rr=15mm，則實(shí)際廓線(xiàn)最小曲率半徑為A.10mm?B.25mm?C.40mm?D.55mm答案：A解析：ρa(bǔ)=ρmin－rr=10mm，若負(fù)值則出現(xiàn)尖點(diǎn)。17.（單選）下列從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律中，理論上無(wú)沖擊的是A.等速?B.等加等減?C.345多項(xiàng)式?D.簡(jiǎn)諧答案：C解析：345多項(xiàng)式在起止處加速度為零，無(wú)柔性沖擊。18.（填空）凸輪機(jī)構(gòu)壓力角α與基圓半徑rb成____關(guān)系。答案：反比解析：rb增大，相同升程下α減小。19.（判斷）對(duì)于擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪，其壓力角定義與直動(dòng)從動(dòng)件完全相同。（?）答案：×解析：擺動(dòng)件壓力角需按力作用線(xiàn)與從動(dòng)件角速度方向夾角重新定義。20.（計(jì)算）設(shè)計(jì)一對(duì)心滾子直動(dòng)從動(dòng)件凸輪，行程h=40mm，推程角Φ=120°，許用壓力角[α]=30°，求最小基圓半徑。答案：rb≥h/[tan[α]·(Φ/180°·π－tan[α])]=40/[tan30°·(2.094－0.577)]=40/0.955≈41.9mm，取42mm。21.（作圖）給定位移曲線(xiàn)（345多項(xiàng)式），基圓半徑50mm，滾子半徑10mm，用反轉(zhuǎn)法繪制實(shí)際廓線(xiàn)，比例2:1。答案：步驟：1）等分推程角12份；2）量取位移s；3）沿反轉(zhuǎn)后徑向量取s+rb；4）包絡(luò)滾子圓得實(shí)際廓線(xiàn)；5）檢查ρa(bǔ)>3mm，無(wú)尖點(diǎn)。22.（綜合）某高速包裝機(jī)凸輪轉(zhuǎn)速1800r/min，從動(dòng)件系統(tǒng)質(zhì)量0.8kg，彈簧剛度800N/m，要求無(wú)飛離，求最大允許行程。答案：臨界轉(zhuǎn)速ωc=√(k/m)=√(800/0.8)=31.62rad/s，實(shí)際ω=2π×1800/60=188.5rad/s，需滿(mǎn)足h≤g/ω2=9.81/188.52=0.276mm，故高速下宜采用負(fù)加速度段修正或降低行程。四、齒輪機(jī)構(gòu)23.（單選）一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線(xiàn)直齒圓柱齒輪，z1=20，z2=40，m=2mm，實(shí)際中心距a′=61mm，則其嚙合角α′為A.20°?B.21.5°?C.22.2°?D.23.1°答案：C解析：a′cosα′=acos20°，a=60mm，α′=arccos(60/61×cos20°)=22.2°。24.（單選）斜齒輪螺旋角β增大，則A.重合度減小?B.軸向力減小?C.接觸強(qiáng)度提高?D.齒根彎曲強(qiáng)度降低答案：C解析：β↑→端面重合度↑→接觸線(xiàn)長(zhǎng)度↑→接觸強(qiáng)度↑。25.（填空）用齒條刀切制z=12的標(biāo)準(zhǔn)齒輪，若不發(fā)生根切，最小變位系數(shù)xmin=____。答案：0.298解析：xmin=(17－z)/17=(17－12)/17=0.294，取0.298。26.（判斷）齒輪變位后，其分度圓大小不變。（?）答案：√解析：分度圓僅與m、z有關(guān)，與x無(wú)關(guān)。27.（計(jì)算）一對(duì)閉式直齒輪，z1=25，z2=75，m=3mm，b=60mm，傳遞功率P=20kW，n1=1440r/min，求齒面接觸應(yīng)力σH。答案：T1=9.55×10?×P/n1=1.326×10?N·mm，d1=mz1=75mm，u=z2/z1=3，σH=ZHZEZε√(2T1/bd12·(u+1)/u)=472MPa，其中ZH=2.5，ZE=189.8√MPa，Zε=0.88。28.（作圖）用展成法繪制z=20、x=+0.5的變位齒輪齒形，比例5:1，需標(biāo)出齒頂圓、分度圓、基圓。答案：步驟：1）算da=d+2m(1+x)=70mm；2）db=dcos20°=65.8mm；3）用齒條刀包絡(luò)，得漸開(kāi)線(xiàn)齒形；4）檢查sa>0.4m，無(wú)尖頂。29.（綜合）某電動(dòng)車(chē)減速器要求單級(jí)傳動(dòng)比i=9，中心距<90mm，試提出齒輪方案并校核根切。答案：選z1=14，z2=126，m=0.8mm，a=0.5m(z1+z2)=56mm<90mm，x1=0.388，x2=－0.388，無(wú)根切，重合度εγ=1.68，滿(mǎn)足靜音要求。五、輪系30.（單選）圖示行星輪系，太陽(yáng)輪3固定，齒圈1輸入，行星架H輸出，z1=80，z2=20，z3=120，則傳動(dòng)比i1H=A.1.5?B.2?C.2.5?D.3答案：C解析：i1H=1+z3/z1=1+120/80=2.5。31.（單選）在少齒差行星傳動(dòng)中，采用偏心軸的主要目的是A.平衡慣性力?B.避免干涉?C.提高傳動(dòng)比?D.降低噪聲答案：B解析：偏心可形成少齒差，避免齒廓重疊干涉。32.（填空）周轉(zhuǎn)輪系自由度為_(kāi)___時(shí)，需兩個(gè)原動(dòng)件。答案：2解析：自由度=2，需兩個(gè)輸入才能確定運(yùn)動(dòng)。33.（判斷）封閉差動(dòng)輪系可用于實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。（?）答案：√解析：通過(guò)調(diào)節(jié)封閉功率流，可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。34.（計(jì)算）某卷?yè)P(yáng)機(jī)用2KH行星減速器，i=25，z1=12，z2=36，z3=84，求行星輪個(gè)數(shù)np及均載條件。答案：裝配條件(z1+z3)/np=整數(shù)，(12+84)/np=96/np，取np=4，滿(mǎn)足鄰接條件(z1+z2)sin(180°/np)>z2+2，驗(yàn)算得46.4>38，可行。35.（綜合）設(shè)計(jì)汽車(chē)自動(dòng)變速器拉維娜輪系，要求實(shí)現(xiàn)3個(gè)前進(jìn)擋1個(gè)倒擋，給出各離合器制動(dòng)器真值表。答案：擋位?C1?C2?B1?B21擋?●?○?●?○2擋?●?○?○?●3擋?●?●?○?○R擋?○?●?●?○（●接合，○分離）六、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)及速度波動(dòng)調(diào)節(jié)36.（單選）機(jī)器主軸角速度波動(dòng)系數(shù)δ=0.02，則其速度不均勻系數(shù)為A.0.01?B.0.02?C.0.04?D.0.08答案：B解析：δ=(ωmax－ωmin)/ωm，直接定義。37.（單選）飛輪宜安裝在A.低速軸?B.高速軸?C.任意軸?D.電機(jī)軸答案：B解析：高速軸扭矩小，所需飛輪慣量小，結(jié)構(gòu)緊湊。38.（填空）若等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Je=5kg·m2，平均角速度ωm=100rad/s，允許δ=0.05，則最大盈虧功ΔW=____J。答案：250解析：ΔW=Jeωm2δ=5×1002×0.05=250J。39.（判斷）飛輪可以完全消除速度波動(dòng)。（?）答案：×解析：飛輪只能減小波動(dòng)，不能消除。40.（計(jì)算）某沖床電機(jī)功率15kW，沖壓周期2s，沖壓做功3kJ，其余空轉(zhuǎn)，求所需飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。答案：盈虧功ΔW=3kJ，ωm=2π×960/60=100.5rad/s，δ=0.1，Je=ΔW/(ωm2δ)=3×103/(100.52×0.1)=2.97kg·m2，取3kg·m2。41.（綜合）給出一種采用磁粉離合器調(diào)節(jié)飛輪慣量的無(wú)級(jí)調(diào)速方案，并說(shuō)明節(jié)能效果。答案：磁粉離合器滑差控制飛輪充放慣量，低速大慣量?jī)?chǔ)能，高速小慣量降損耗，實(shí)驗(yàn)測(cè)得節(jié)能12%。七、機(jī)械平衡42.（單選）剛性轉(zhuǎn)子靜平衡只需在____個(gè)校正平面加配重。A.1?B.2?C.3?D.4答案：A解析：靜平衡僅消除靜不平衡，單面即可。43.（單選）動(dòng)平衡后，轉(zhuǎn)子A.一定靜平衡?B.不一定靜平衡?C.一定無(wú)振動(dòng)?D.一定臨界轉(zhuǎn)速提高答案：A解析：動(dòng)平衡已消除動(dòng)靜不平衡，必然靜平衡。44.（填空）某風(fēng)機(jī)葉輪質(zhì)量20kg，轉(zhuǎn)速3000r/min，允許偏心距[e]=2.5μm，則允許不平衡質(zhì)量矩為_(kāi)___g·cm。答案：5解析：mr=M[e]=20×103g×0.00025cm=5g·cm。45.（判斷）撓性轉(zhuǎn)子平衡需考慮振型函數(shù)。（?）答案：√解析：撓性轉(zhuǎn)子需振型平衡法。46.（計(jì)算）圖示雙缸曲軸，曲拐夾角90°，m1r1=60g·cm，m2r2=80g·cm，求應(yīng)在兩平衡面加的配重。答案：用影響系數(shù)法列方程，解得mb1=50g·cm∠225°，mb2=70g·cm∠135°。47.（綜合）給出一種基于激光熔覆的在線(xiàn)動(dòng)平衡修復(fù)工藝，并說(shuō)明精度。答案：激光熔覆逐層增材，閉環(huán)振動(dòng)反饋，平衡精度達(dá)G0.4級(jí)，剩余振動(dòng)<0.5mm/s。八、機(jī)械系統(tǒng)方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)48.（單選）下列機(jī)構(gòu)中，能實(shí)現(xiàn)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)→往復(fù)擺動(dòng)且結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的是A.曲柄搖桿?B.擺動(dòng)凸輪?C.不完全齒輪?D.槽輪答案：A解析：曲柄搖桿僅四桿，結(jié)構(gòu)極簡(jiǎn)。49.（單選）采用“功能行為結(jié)構(gòu)”映射模型，其首要輸入是A.市場(chǎng)需求?B.功能需求?C.物理原理?D.結(jié)構(gòu)方案答案：B