2025年大學(xué)大一（機械設(shè)計制造及其自動化）機械設(shè)計基礎(chǔ)試題

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共30分）答題要求：每題只有一個正確答案，請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。(總共10題，每題3分)1.機器與機構(gòu)的本質(zhì)區(qū)別是（）A.是否能完成有用的機械功或轉(zhuǎn)換機械能B.是否由許多構(gòu)件組合而成C.各構(gòu)件間能否產(chǎn)生相對運動D.兩者沒有區(qū)別2.平面運動副的最大約束數(shù)為（）A.1B.2C.3D.43.漸開線齒輪傳動的重合度ε一般要求（）A.ε<1B.ε=1C.ε>1D.無要求4.帶傳動中，帶的離心應(yīng)力與帶的（）有關(guān)。A.初拉力B.帶速C.小帶輪直徑D.大帶輪直徑5.鏈傳動中，鏈節(jié)數(shù)應(yīng)盡量取（）A.奇數(shù)B.偶數(shù)C.質(zhì)數(shù)D.無所謂6.標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的齒根高h(yuǎn)f等于（）A.1.25mB.1mC.0.8mD.0.5m7.下列屬于間歇運動機構(gòu)的是（）A.曲柄搖桿機構(gòu)B.雙曲柄機構(gòu)C.棘輪機構(gòu)D.齒輪機構(gòu)8.一對漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，其中心距為（）A.a=m(z1+z2)/2B.a=m(z1+z2)/4C.a=2m(z1+z2)D.a=m(z1+z2)9.滾動軸承的基本額定壽命是指（）A.在額定動載荷作用下，軸承所能達(dá)到的壽命B.在額定靜載荷作用下，軸承所能達(dá)到的壽命C.一批同型號軸承在相同條件下運轉(zhuǎn)，其中90%的軸承所能達(dá)到的壽命D.一批同型號軸承在相同條件下運轉(zhuǎn)，其中50%的軸承所能達(dá)到的壽命10.普通平鍵的工作面是（）A.頂面B.底面C.側(cè)面D.端面第II卷（非選擇題，共70分）二、填空題（每題2分，共20分）1.機構(gòu)具有確定運動的條件是____________________。2.鉸鏈四桿機構(gòu)中，若最短桿與最長桿長度之和小于其余兩桿長度之和，當(dāng)取最短桿為機架時，機構(gòu)為____________________機構(gòu)。3.漸開線齒廓的形狀取決于____________________的大小。4.帶傳動的主要失效形式是____________________和____________________。5.鏈傳動的主要失效形式有____________________、____________________、____________________等。6.齒輪傳動的主要失效形式有____________________、____________________、____________________等。7.滾動軸承的類型代號由____________________表示。8.鍵連接的主要類型有____________________、____________________、____________________等。9.聯(lián)軸器和離合器的主要區(qū)別是____________________。10.機械設(shè)計應(yīng)滿足的基本要求有____________________、____________________、____________________等。三、簡答題（每題10分，共20分）1.簡述漸開線的性質(zhì)。2.簡述帶傳動的工作原理及特點。四、分析計算題（每題15分，共30分）材料：有一對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，已知：z1=20，z2=40，m=5mm，α=20°。1.計算兩齒輪的分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑。2.計算該齒輪傳動的中心距。材料：某帶式輸送機，采用普通V帶傳動，已知傳遞功率P=7.5kW，帶速v=10m/s，單根V帶的基本額定功率P0=1.32kW（小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1=100mm時），帶長Ld=1600mm，包角α1=150°，帶與帶輪之間的摩擦系數(shù)f=0.16，V帶的型號為A型，A型V帶的單位長度質(zhì)量q=0.1kg/m。1.計算所需V帶的根數(shù)z。2.計算單根V帶的初拉力F0。五、設(shè)計題（共20分）設(shè)計一單級圓柱齒輪減速器中的低速級齒輪傳動。已知：傳遞功率P=4kW，小齒輪轉(zhuǎn)速n1=1450r/min，傳動比i=3.5，載荷平穩(wěn)，單向傳動，兩班制工作，預(yù)期使用壽命10年。要求：1.確定齒輪的材料及熱處理方式。2.計算齒輪的主要參數(shù)（模數(shù)、齒數(shù)、分度圓直徑等）。3.計算齒輪傳動的中心距。4.簡述齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計。答案：一、1.A2.B3.C4.B5.B6.A7.C8.A9.C10.C二、1.機構(gòu)的自由度大于零且等于原動件數(shù)2.雙曲柄3.基圓4.打滑、疲勞破壞5.鏈節(jié)疲勞破壞、鏈條鉸鏈磨損、銷軸與套筒膠合、過載拉斷6.輪齒折斷、齒面接觸疲勞點蝕、齒面膠合、齒面磨損、齒面塑性變形7.數(shù)字8.普通平鍵、半圓鍵、楔鍵9.聯(lián)軸器在運轉(zhuǎn)時不能分離，只有在停機后通過拆卸才能使兩軸分離；離合器在運轉(zhuǎn)過程中可使兩軸隨時分離或接合10.滿足使用要求、滿足經(jīng)濟性要求、滿足可靠性要求三、1.漸開線的性質(zhì)：（1）發(fā)生線沿基圓滾過的長度等于基圓上被滾過的弧長；（2）漸開線上任意一點的法線必切于基圓；（3）漸開線的形狀取決于基圓的大??；（4）漸開線上各點的曲率半徑不相等，離基圓越遠(yuǎn)，曲率半徑越大；（5）漸開線上各點的壓力角不相等，離基圓越遠(yuǎn)，壓力角越大；（6）基圓內(nèi)無漸開線。2.帶傳動的工作原理：帶傳動是依靠帶與帶輪之間的摩擦力來傳遞運動和動力的。當(dāng)主動輪轉(zhuǎn)動時，通過帶與帶輪之間的摩擦力驅(qū)動從動輪轉(zhuǎn)動。帶傳動的特點：優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、能緩沖吸振、過載時帶會在帶輪上打滑，可防止其他零件損壞，能適應(yīng)兩軸中心距較大的傳動；缺點是傳動比不準(zhǔn)確、帶的壽命較短、傳動效率較低、作用在軸上的壓力較大。四、1.分度圓直徑：d1=mz1=5×20=100mm，d2=mz2=5×40=200mm；齒頂圓直徑：da1=d1+2ha=100+2×5=110mm，da2=d2+2ha=200+2×5=210mm；齒根圓直徑：df1=d1-2hf=100-2×1.25×5=87.5mm，df2=d2-2hf=200-2×1.25×5=187.5mm。中心距：a=(d1+d2)/2=(100+200)/2=150mm。2.計算V帶的根數(shù)z：單根V帶的基本額定功率P0=1.32kW（小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1=100mm時），根據(jù)帶速v=10m/s，查A型V帶單根基本額定功率表得P0'=1.32kW。計算V帶的根數(shù)z=P/(P0'(1-q))=7.5/(1.32×(1-0.16))≈6根。計算單根V帶的初拉力F0：由公式F0=500P/(zv)(2.5-Kα)/Kα+qv2，其中Kα為包角修正系數(shù)，查得Kα=0.96，代入可得F0=500×7.5/(6×10)(2.5-0.96)/0.96+0.1×102≈160N。五、1.齒輪材料及熱處理方式：小齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度217-255HBS；大齒輪選用45鋼，正火處理，硬度169-217HBS。2.計算齒輪的主要參數(shù)：根據(jù)傳動比i=3.5，取小齒輪齒數(shù)z1=20，則大齒輪齒