(2025年)機(jī)械專業(yè)考試試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.某平面四桿機(jī)構(gòu)由機(jī)架、兩個(gè)連架桿和一個(gè)連桿組成，其中活動(dòng)構(gòu)件數(shù)為3，低副總數(shù)為4（均為轉(zhuǎn)動(dòng)副），無(wú)高副。該機(jī)構(gòu)的自由度為（）。A.0B.1C.2D.32.材料在靜載荷作用下，衡量其抵抗塑性變形能力的指標(biāo)是（）。A.抗拉強(qiáng)度σbB.屈服強(qiáng)度σsC.彈性模量ED.伸長(zhǎng)率δ3.標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)中，若中心距保持不變，增大模數(shù)m，則（）。A.齒數(shù)z增加B.齒寬b減小C.齒根彎曲強(qiáng)度提高D.接觸疲勞強(qiáng)度降低4.滾動(dòng)軸承中，主要承受徑向載荷，也能承受較小軸向載荷的是（）。A.深溝球軸承B.角接觸球軸承C.推力球軸承D.圓柱滾子軸承5.螺紋連接中，采用雙螺母防松的原理是（）。A.增大預(yù)緊力B.增加螺紋副摩擦力矩C.機(jī)械鎖定D.破壞螺紋副完整性6.下列傳動(dòng)方式中，傳動(dòng)比最穩(wěn)定的是（）。A.帶傳動(dòng)B.鏈傳動(dòng)C.齒輪傳動(dòng)D.摩擦輪傳動(dòng)7.材料力學(xué)中，圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)，橫截面上的切應(yīng)力分布規(guī)律為（）。A.均勻分布B.線性分布，中心為零，邊緣最大C.拋物線分布D.正弦曲線分布8.液壓系統(tǒng)中，用于控制油液壓力的元件是（）。A.換向閥B.溢流閥C.節(jié)流閥D.液壓缸9.機(jī)械振動(dòng)中，若系統(tǒng)的固有頻率為f0，激勵(lì)頻率為f，當(dāng)f=f0時(shí)，系統(tǒng)發(fā)生（）。A.自由振動(dòng)B.強(qiáng)迫振動(dòng)C.共振D.阻尼振動(dòng)10.某機(jī)械零件的失效形式為疲勞斷裂，其主要原因是（）。A.靜應(yīng)力超過材料強(qiáng)度B.循環(huán)應(yīng)力作用下裂紋擴(kuò)展C.溫度過高導(dǎo)致軟化D.腐蝕介質(zhì)侵蝕二、填空題（每空1分，共20分）1.機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是：機(jī)構(gòu)的自由度______原動(dòng)件的數(shù)目。2.材料的屈服強(qiáng)度σs是指材料發(fā)生______變形時(shí)的應(yīng)力。3.齒輪傳動(dòng)中，重合度ε的物理意義是______。4.滾動(dòng)軸承的基本額定壽命L10是指______%的軸承在額定載荷下能達(dá)到的壽命。5.螺紋連接的預(yù)緊力過大可能導(dǎo)致______或______。6.帶傳動(dòng)的主要失效形式是______和______。7.梁的彎曲正應(yīng)力公式σ=My/Iz中，Iz為______，y為______。8.液壓系統(tǒng)的工作壓力取決于______，執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度取決于______。9.動(dòng)平衡的條件是：回轉(zhuǎn)件的______矢量和為零，且______矢量和為零。10.機(jī)械設(shè)計(jì)中，安全系數(shù)S的選取需考慮______、______和______等因素。三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.簡(jiǎn)述凸輪機(jī)構(gòu)中壓力角與基圓半徑的關(guān)系，并說明壓力角過大會(huì)導(dǎo)致的問題。2.為什么蝸桿傳動(dòng)中蝸輪常用青銅制造，而蝸桿常用鋼制造？3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮哪些主要因素？請(qǐng)列舉至少5項(xiàng)。4.簡(jiǎn)述機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度計(jì)算中“應(yīng)力循環(huán)特性r”的定義，并說明r=0和r=-1時(shí)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力類型。5.液壓系統(tǒng)中為什么需要設(shè)置背壓閥？背壓閥通?？刹捎媚男┰?shí)現(xiàn)？四、綜合題（每題20分，共40分）1.設(shè)計(jì)一用于帶式輸送機(jī)的單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器。已知：電動(dòng)機(jī)功率P=7.5kW，轉(zhuǎn)速n1=1440r/min，傳動(dòng)比i=4，工作壽命10年（每年300天，每天2班，每班8小時(shí)），載荷平穩(wěn)。試完成以下計(jì)算：（1）計(jì)算齒輪的轉(zhuǎn)矩T1（N·m）；（2）確定齒輪的齒數(shù)z1、z2（取z1=20，模數(shù)m=3mm，壓力角α=20°）；（3）計(jì)算齒輪的分度圓直徑d1、d2，中心距a；（4）簡(jiǎn)述齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度校核的主要步驟。2.如圖1所示（注：文字描述代替圖：水平放置的階梯軸，跨距L=400mm，左端軸承支撐，右端軸承支撐，中間安裝一齒輪，齒輪直徑D=200mm，傳遞扭矩T=500N·m，齒輪所受徑向力Fr=2000N，軸向力Fa=500N。軸的材料為45鋼，σb=600MPa，σ-1=275MPa，τ-1=155MPa，許用應(yīng)力[σ-1b]=60MPa）。試校核該軸的強(qiáng)度：（1）畫出軸的受力簡(jiǎn)圖（分徑向、軸向）；（2）計(jì)算危險(xiǎn)截面的彎矩和扭矩；（3）應(yīng)用第三強(qiáng)度理論校核軸的強(qiáng)度（當(dāng)量應(yīng)力公式：σe=√(M2+(αT)2)/W，其中α=0.6，軸危險(xiǎn)截面直徑d=50mm，抗彎截面系數(shù)W=πd3/32）。參考答案一、單項(xiàng)選擇題1.B2.B3.C4.A5.B6.C7.B8.B9.C10.B二、填空題1.等于2.顯著塑性3.同時(shí)參與嚙合的齒對(duì)數(shù)的平均值4.905.螺栓拉斷；被連接件壓潰6.打滑；帶的疲勞破壞7.截面對(duì)中性軸的慣性矩；計(jì)算點(diǎn)到中性軸的距離8.外負(fù)載；流量9.離心力；離心力偶矩10.載荷性質(zhì)；材料均勻性；計(jì)算精度三、簡(jiǎn)答題1.壓力角α與基圓半徑r0成反比，r0越小，α越大。壓力角過大會(huì)導(dǎo)致：（1）推動(dòng)從動(dòng)件的有效分力減小，甚至出現(xiàn)“自鎖”；（2）凸輪與從動(dòng)件間的接觸應(yīng)力增大，加速磨損。2.蝸輪用青銅：（1）青銅減摩性好，可降低蝸桿與蝸輪的磨損；（2）青銅抗膠合能力強(qiáng)，適用于蝸桿傳動(dòng)高滑差的工況。蝸桿用鋼：（1）鋼的強(qiáng)度高，可承受蝸輪的接觸應(yīng)力；（2）鋼表面可淬火硬化，提高耐磨性。3.（1）軸上零件的定位與固定（軸向、周向）；（2）軸的加工工藝（如階梯軸便于裝拆）；（3）軸的強(qiáng)度與剛度要求；（4）鍵槽、倒角等結(jié)構(gòu)工藝性；（5）軸承類型及配合要求；（6）潤(rùn)滑與密封設(shè)計(jì)。4.應(yīng)力循環(huán)特性r=σmin/σmax（σmin為最小應(yīng)力，σmax為最大應(yīng)力）。r=0時(shí)為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力（如齒輪齒根彎曲應(yīng)力）；r=-1時(shí)為對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力（如軸的彎曲應(yīng)力）。5.背壓閥的作用：（1）提高執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性；（2）防止負(fù)載突然消失時(shí)油液倒流；（3）保證系統(tǒng)有一定的回油壓力，避免氣穴。可采用溢流閥（調(diào)低壓力）、節(jié)流閥或順序閥實(shí)現(xiàn)。四、綜合題1.（1）T1=9550P/n1=9550×7.5/1440≈49.74N·m；（2）z2=i×z1=4×20=80；（3）d1=mz1=3×20=60mm，d2=mz2=3×80=240mm，a=(d1+d2)/2=(60+240)/2=150mm；（4）步驟：①確定齒輪的載荷系數(shù)K；②計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力σF=2KT1YFaYSa/(bd1m)；③查取彎曲疲勞極限σFE，計(jì)算許用彎曲應(yīng)力[σF]；④校核σF≤[σF]。2.（1）受力簡(jiǎn)圖：徑向力Fr=2000N作用于齒輪中心，軸向力Fa=500N向右；左端軸承承受徑向反力F1r，右端軸承承受F2r，軸向反力由右端軸承承受。（2）危險(xiǎn)截面為齒輪安裝處。徑向彎矩M_r=Fr×(L/2)=2000×0.2=400N·m；軸向彎矩（由軸向力引起的扭矩）T=500N·m（注：軸向力產(chǎn)生的彎矩為Fa×(D/2)=500×0.1=50N·m，需與徑向彎矩合成）；合成彎矩M=√(4002+502)=≈403.11N·m；扭矩T=500N·m。（