2025年大學(xué)機(jī)械（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）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40分）答題要求：本大題共20小題，每小題2分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在括號(hào)內(nèi)。1.機(jī)器與機(jī)構(gòu)的本質(zhì)區(qū)別在于（）A.是否能完成有用的機(jī)械功或轉(zhuǎn)換機(jī)械能B.是否由許多構(gòu)件組合而成C.各構(gòu)件間能否產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)D.各構(gòu)件間是否有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)2.平面運(yùn)動(dòng)副的最大約束數(shù)為（）A.1B.2C.3D.43.兩構(gòu)件通過點(diǎn)或線接觸組成的運(yùn)動(dòng)副稱為（）A.低副B.高副C.移動(dòng)副D.轉(zhuǎn)動(dòng)副4.機(jī)構(gòu)具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的條件是（）A.機(jī)構(gòu)的自由度大于零B.機(jī)構(gòu)的自由度等于零C.機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)大于機(jī)構(gòu)的自由度D.機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)等于機(jī)構(gòu)的自由度5.平面四桿機(jī)構(gòu)中，若各桿長度分別為a=30mm，b=50mm，c=70mm，d=90mm，當(dāng)以a為機(jī)架時(shí)，此四桿機(jī)構(gòu)為（）A.雙曲柄機(jī)構(gòu)B.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)C.雙搖桿機(jī)構(gòu)D.曲柄滑塊機(jī)構(gòu)6.在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)搖桿為主動(dòng)件時(shí)，機(jī)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)（）A.死點(diǎn)位置B.急回特性C.自鎖現(xiàn)象D.不確定7.凸輪機(jī)構(gòu)中，凸輪與從動(dòng)件間的運(yùn)動(dòng)副屬于（）A.低副B.高副C.移動(dòng)副D.轉(zhuǎn)動(dòng)副8.凸輪機(jī)構(gòu)中，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律取決于（）A.凸輪的輪廓曲線B.凸輪的轉(zhuǎn)速C.從動(dòng)件的形狀D.凸輪的材料9.帶傳動(dòng)中，帶在帶輪上的包角一般要求不小于（）A.120°B.150°C.180°D.240°10.帶傳動(dòng)工作時(shí)，帶中的應(yīng)力不包括（）A.拉應(yīng)力B.彎曲應(yīng)力C.離心應(yīng)力D.扭轉(zhuǎn)應(yīng)力11.鏈傳動(dòng)中，鏈節(jié)數(shù)宜采用（）A.奇數(shù)B.偶數(shù)C.質(zhì)數(shù)D.無所謂12.鏈傳動(dòng)中，鏈輪的轉(zhuǎn)速越高，鏈節(jié)距越大，則（）A.鏈傳動(dòng)的動(dòng)載荷越大B.鏈傳動(dòng)的動(dòng)載荷越小C.鏈傳動(dòng)的效率越高D.鏈傳動(dòng)的效率越低13.齒輪傳動(dòng)中，一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)安裝的漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，其中心距等于（）A.兩齒輪分度圓半徑之和B.兩齒輪齒頂圓半徑之和C.兩齒輪齒根圓半徑之和D.兩齒輪基圓半徑之和14.漸開線齒輪傳動(dòng)的重合度越大，表明同時(shí)參與嚙合的輪齒對(duì)數(shù)（）A.越多B.越少C.不變D.不確定15.斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的重合度比直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的重合度（）A.大B.小C.相等D.不確定16.蝸桿傳動(dòng)中，蝸桿的頭數(shù)越多，則（）A.傳動(dòng)效率越高B.傳動(dòng)效率越低C.自鎖性越好D.不確定17.軸按其承載情況可分為（）A.心軸、傳動(dòng)軸、轉(zhuǎn)軸B.直軸、曲軸、軟軸C.階梯軸、光軸、空心軸D.以上都不對(duì)18.普通平鍵連接的工作面是（）A.頂面B.底面C.側(cè)面D.端面19.滾動(dòng)軸承代號(hào)中，內(nèi)徑代號(hào)為04表示軸承內(nèi)徑為（）A.4mmB.10mmC.20mmD.25mm20.下列不屬于滾動(dòng)軸承基本額定壽命的是（）A.1000小時(shí)B.5000小時(shí)C.10000小時(shí)D.20000小時(shí)第II卷（非選擇題共60分）一、填空題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）1.機(jī)器一般由______、______和______三部分組成。2.運(yùn)動(dòng)副按其接觸形式可分為______和______。3.平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式有______、______、______和______。4.凸輪機(jī)構(gòu)主要由______、______和______三個(gè)基本構(gòu)件組成。5.帶傳動(dòng)的主要失效形式有______和______。6.鏈傳動(dòng)的主要失效形式有______、______、______和______。7.齒輪傳動(dòng)的主要失效形式有______、______、______、______和______。8.軸上零件的軸向固定方法有______、______、______和______等。9.鍵連接可分為______、______和______。10.滾動(dòng)軸承的主要失效形式有______、______和______。二、簡(jiǎn)答題（本大題共4小題，每小題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述機(jī)構(gòu)具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的條件。2.簡(jiǎn)述帶傳動(dòng)的工作原理及特點(diǎn)。3.簡(jiǎn)述齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)。4.簡(jiǎn)述滾動(dòng)軸承的安裝與拆卸注意事項(xiàng)。三、分析計(jì)算題（本大題共2小題，每小題10分，共20分）1.已知一對(duì)外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，模數(shù)m=4mm，齒數(shù)z1=20，z2=40，求兩齒輪的分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑以及中心距。2.有一V帶傳動(dòng)，已知主動(dòng)輪直徑d1=100mm，轉(zhuǎn)速n1=1450r/min，從動(dòng)輪直徑d2=300mm，帶與帶輪間的摩擦系數(shù)f=0.2，包角α1=160°，帶的型號(hào)為A型，單根V帶的基本額定功率P0=1.32kW，計(jì)算該V帶傳動(dòng)能傳遞的最大功率。四、材料分析題（本大題共1小題，共10分）材料：在某機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中，采用了一對(duì)漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。在運(yùn)行過程中，發(fā)現(xiàn)齒輪磨損嚴(yán)重，傳動(dòng)效率降低，噪聲增大。經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)該齒輪傳動(dòng)的中心距偏大，導(dǎo)致重合度減小，同時(shí)齒輪的齒面硬度不足。問題：1.請(qǐng)分析中心距偏大對(duì)齒輪傳動(dòng)的影響。（5分）2.針對(duì)齒輪齒面硬度不足的問題，提出改進(jìn)措施。（5分）五、設(shè)計(jì)題（本大題共1小題，共10分）設(shè)計(jì)一單級(jí)圓柱齒輪減速器，已知電動(dòng)機(jī)功率P=5.5kW，轉(zhuǎn)速n1=1450r/min，減速器輸出軸轉(zhuǎn)速n2=500r/min，工作機(jī)載荷平穩(wěn)，兩班制工作，使用壽命10年。要求：1.確定齒輪傳動(dòng)的類型、材料及熱處理方式。（4分）2.計(jì)算齒輪傳動(dòng)的主要參數(shù)。（4分）3.畫出減速器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，并標(biāo)注主要零件名稱。（2分）答案：第I卷答案1.A2.B3.B4.D5.A6.A7.B8.A9.B10.D11.B12.A13.A14.A15.A16.A17.A18.C19.D20.A第II卷答案一、填空題答案1.原動(dòng)部分、工作部分、傳動(dòng)部分2.低副、高副3.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)4.凸輪、從動(dòng)件、機(jī)架5.打滑、疲勞破壞6.鏈節(jié)疲勞破壞、鏈條鉸鏈磨損、鏈的銷軸和套筒的膠合、鏈條過載拉斷7.輪齒折斷、齒面接觸疲勞點(diǎn)蝕、齒面磨損、齒面膠合、齒側(cè)間隙過大產(chǎn)生沖擊振動(dòng)8.軸肩、軸環(huán)、套筒、圓螺母9.平鍵連接、半圓鍵連接、楔鍵連接10.疲勞點(diǎn)蝕、磨損、塑性變形二、簡(jiǎn)答題答案1.機(jī)構(gòu)具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的條件是機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)等于機(jī)構(gòu)的自由度。2.帶傳動(dòng)的工作原理：依靠帶與帶輪間的摩擦力傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、能緩沖吸振、過載時(shí)帶會(huì)打滑可防止損壞其他零件、適用于兩軸中心距較大的傳動(dòng)，但傳動(dòng)效率較低、帶的壽命較短、不宜用于高溫易燃場(chǎng)合。3.齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)：傳動(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、壽命長、能保證瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定，但制造和安裝精度要求高、成本高、不適用于兩軸中心距較大的場(chǎng)合。4.滾動(dòng)軸承安裝與拆卸注意事項(xiàng)：安裝時(shí)要保證安裝位置正確，避免強(qiáng)行裝配；注意安裝順序和方法，防止損傷軸承；安裝過程中要控制好配合間隙。拆卸時(shí)要使用合適的工具，避免損傷軸承和軸；拆卸力要均勻，防止軸承損壞。三、分析計(jì)算題答案1.分度圓直徑：d1=mz1=4×20=80mm，d2=mz2=4×40=160mm；齒頂圓直徑：da1=d1+2ha=80+2×4=88mm，da2=d2+2ha=160+2×4=168mm；齒根圓直徑：df1=d1-2hf=80-2×1.25×4=70mm，df2=d2-2hf=160-2×1.25×4=150mm；中心距：a=(d1+d2)/2=(80+160)/2=120mm。2.單根V帶的基本額定功率增量：ΔP0=0.17kW；單根V帶的有效拉力：F=500P0(1-1/Kα)/(zv)(N)，其中Kα為包角系數(shù)，zv為帶速系數(shù)，計(jì)算得F=160.5N；該V帶傳動(dòng)能傳遞的最大功率：P=zv(F-qv2)，計(jì)算得P=4.5kW。四、材料分析題答案1.中心距偏大導(dǎo)致重合度減小，使同時(shí)參與嚙合的輪齒對(duì)數(shù)減少，單個(gè)輪齒的受力增大，容易引起齒面磨損加劇，同時(shí)會(huì)使傳動(dòng)的平穩(wěn)性變差，噪聲增大，傳動(dòng)效率降低。2.改進(jìn)措施：提高齒輪的齒面硬度，可采用合適的熱處理工藝，如滲碳淬火、感應(yīng)淬火等；選擇合適的鋼材，如中碳鋼或中碳合金鋼，并進(jìn)行相應(yīng)的熱處理，以提高齒面硬度和耐磨性。五、設(shè)計(jì)題答案1.齒輪傳動(dòng)類型：?jiǎn)渭?jí)圓柱齒輪減速器采用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。材料及熱處理方式：小齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理；大齒輪選用45鋼，正火處理。2.計(jì)算齒輪傳動(dòng)的主要參數(shù)：根據(jù)傳動(dòng)比i=n1/n2=1450/500=