机械基础模拟习题及答案

机械基础模拟习题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.两构件通过（）接触组成的运动副称为高副。A.面B.线或点C.面和点D.面和线答案：B解析：高副是指两构件通过点或线接触组成的运动副，而低副是两构件通过面接触组成的运动副，所以本题选B。2.机构具有确定运动的条件是（）。A.机构自由度大于零B.机构自由度大于零且自由度数等于原动件数C.机构自由度大于原动件数D.机构自由度小于原动件数答案：B解析：机构具有确定运动的条件为机构的自由度大于零，并且自由度数等于原动件的数量。若自由度小于等于零，机构不能运动；若自由度不等于原动件数，机构运动将不确定或无法实现预期运动，所以本题选B。3.一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是（）。A.两齿轮的模数和齿宽分别相等B.两齿轮的齿厚和齿槽宽分别相等C.两齿轮的模数和压力角分别相等D.两齿轮的分度圆直径相等答案：C解析：一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是两齿轮的模数和压力角分别相等。模数决定了轮齿的大小，压力角影响轮齿的受力情况，只有模数和压力角分别相等时，轮齿才能正确啮合传动，所以本题选C。4.V带传动工作时，传递的圆周力增大，是因为（）。A.带与带轮间的摩擦系数增大B.带轮的包角增大C.紧边拉力增大，松边拉力减小D.带的预紧力增大答案：C解析：在V带传动中，传递的圆周力\(F=F_1-F_2\)（\(F_1\)为紧边拉力，\(F_2\)为松边拉力）。当传递的圆周力增大时，意味着紧边拉力增大，松边拉力减小，所以本题选C。5.在铰链四杆机构中，能作整周连续旋转的连架杆称为（）。A.曲柄B.摇杆C.连杆D.机架答案：A解析：在铰链四杆机构中，能作整周连续旋转的连架杆称为曲柄，只能在一定范围内摆动的连架杆称为摇杆，不与机架相连作平面运动的构件称为连杆，固定不动的构件称为机架，所以本题选A。6.普通平键的（）是工作面。A.上表面B.下表面C.两侧面D.上下表面答案：C解析：普通平键靠两侧面来传递转矩，其两侧面是工作面，上表面与轮毂之间有间隙，不起传动作用，所以本题选C。7.滚动轴承内圈与轴颈的配合采用（）。A.基孔制B.基轴制C.非基准制D.以上都不对答案：A解析：滚动轴承内圈与轴颈的配合采用基孔制，这是因为滚动轴承是标准件，为了便于互换和制造，一般内圈的内径作为基准孔，其公差带位于零线下方；外圈的外径作为基准轴，其公差带位于零线上方，所以本题选A。8.在蜗杆传动中，通常（）为主动件。A.蜗杆B.蜗轮C.二者均可D.以上都不对答案：A解析：在蜗杆传动中，通常蜗杆为主动件，这是因为蜗杆的螺旋角较小，能够得到较大的传动比，并且蜗杆的转速一般较高，适合作为动力输入件带动蜗轮转动，所以本题选A。9.在下列四种类型的联轴器中，能补偿两轴的相对位移以及可缓冲吸振的是（）。A.凸缘联轴器B.齿式联轴器C.万向联轴器D.弹性套柱销联轴器答案：D解析：凸缘联轴器属于刚性联轴器，不能补偿两轴的相对位移，也无缓冲吸振能力；齿式联轴器能补偿两轴的相对位移，但无缓冲吸振作用；万向联轴器主要用于两轴有较大夹角的场合，可实现角度补偿，缓冲吸振能力较弱；弹性套柱销联轴器利用弹性套的弹性变形来补偿两轴的相对位移，同时具有缓冲吸振的能力，所以本题选D。10.轴按受载性质分类，只承受转矩的轴称为（）。A.心轴B.转轴C.传动轴D.直轴答案：C解析：心轴只承受弯矩；转轴既承受弯矩又承受转矩；传动轴只承受转矩；直轴是按轴线形状分类的一种轴，所以本题选C。二、多项选择题（每题3分，共15分）1.下列属于机械传动的有（）。A.带传动B.链传动C.液压传动D.齿轮传动答案：ABD解析：机械传动是利用机械零件直接实现动力和运动传递的方式，带传动、链传动和齿轮传动都属于机械传动；而液压传动是利用液体的压力能来传递动力和运动，属于流体传动，所以本题选ABD。2.渐开线齿轮的基本参数有（）。A.模数B.压力角C.齿数D.齿宽答案：ABC解析：渐开线齿轮的基本参数有模数、压力角、齿数、齿顶高系数、顶隙系数等。模数决定了齿轮的大小，压力角影响轮齿的受力和啮合特性，齿数影响齿轮的传动比等；齿宽是齿轮的一个重要尺寸参数，但不属于基本参数，所以本题选ABC。3.下列关于V带传动特点的说法正确的有（）。A.传动平稳，噪声小B.能过载打滑，起保护作用C.传动效率高D.结构紧凑答案：AB解析：V带传动的特点包括传动平稳、噪声小，因为V带是柔性体，能缓冲吸振；当过载时，带会在带轮上打滑，从而起到保护其他零件的作用。但V带传动存在弹性滑动现象，传动效率相对较低；并且由于带需要保持一定的张紧力和包角，结构相对不紧凑，所以本题选AB。4.滚动轴承的基本结构一般由（）组成。A.内圈B.外圈C.滚动体D.保持架答案：ABCD解析：滚动轴承的基本结构通常由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。内圈装在轴颈上，外圈装在轴承座孔内，滚动体安装在内、外圈之间，保持架的作用是均匀分隔滚动体，避免滚动体相互碰撞和摩擦，所以本题选ABCD。5.下列属于动连接的键有（）。A.普通平键B.导向平键C.滑键D.半圆键答案：BC解析：动连接是指键与轮毂之间可以有相对移动的连接。导向平键键较长，轮毂可沿键作轴向移动；滑键固定在轴上，轮毂可在滑键上滑动，它们都属于动连接。普通平键和半圆键主要用于静连接，使轮毂与轴之间不能有相对轴向移动，主要用于传递转矩，所以本题选BC。三、判断题（每题2分，共20分）1.构件是机构中的运动单元，零件是制造单元。（）答案：正确解析：构件是由一个或多个零件刚性连接而成的独立运动单元，而零件是制造的基本单元，所以该说法正确。2.机构的自由度一定等于原动件数时，机构才具有确定的运动。（）答案：正确解析：机构具有确定运动的条件就是机构自由度大于零且自由度数等于原动件数，所以该说法正确。3.渐开线齿轮的齿廓曲线形状与基圆半径大小有关，基圆半径越大，渐开线越弯曲。（）答案：错误解析：渐开线齿轮的齿廓曲线形状与基圆半径大小有关，基圆半径越大，渐开线越趋于直线，基圆半径越小，渐开线越弯曲，所以该说法错误。4.V带传动的包角越大，其承载能力越强。（）答案：正确解析：V带传动的包角越大，带与带轮的接触面积越大，摩擦力就越大，所能传递的圆周力也就越大，承载能力越强，所以该说法正确。5.在曲柄摇杆机构中，当曲柄为原动件时，机构有急回特性。（）答案：错误解析：在曲柄摇杆机构中，只有当摇杆为原动件，曲柄为从动件时，机构才具有急回特性。因为此时回程平均速度大于工作行程平均速度，所以该说法错误。6.普通平键连接靠键的上下表面传递转矩。（）答案：错误解析：普通平键连接靠键的两侧面传递转矩，上下表面与相关零件间有间隙，不参与转矩传递，所以该说法错误。7.滚动轴承的寿命是指单个轴承在一定载荷作用下，运转直至出现疲劳点蚀前运转的总转数或在一定转速下的工作小时数。（）答案：正确解析：滚动轴承的寿命就是指单个轴承在规定的载荷和工作条件下，从开始运转到出现疲劳点蚀前所经历的总转数或在一定转速下对应的工作小时数，所以该说法正确。8.在蜗杆传动中，蜗杆的头数越多，传动效率越高。（）答案：正确解析：在蜗杆传动中，蜗杆头数越多，导程角越大，蜗杆与蜗轮间的相对滑动速度减小，摩擦损耗降低，传动效率越高，所以该说法正确。9.弹性套柱销联轴器是刚性联轴器。（）答案：错误解析：弹性套柱销联轴器属于挠性联轴器，它利用弹性套的弹性变形来补偿两轴的相对位移，并具有缓冲吸振的能力，而刚性联轴器无补偿相对位移和缓冲吸振的能力，所以该说法错误。10.传动轴是只承受转矩而不承受弯矩的轴。（）答案：正确解析：传动轴的主要作用是传递转矩，理论上不承受或只承受很小的弯矩，所以该说法正确。四、简答题（每题10分，共30分）1.简述带传动的优缺点。答案：-优点：-传动平稳：带是柔性体，具有良好的弹性，能缓冲吸振，工作时噪声小。-能过载打滑：当传动过载时，带会在带轮上打滑，从而避免其他零件的损坏，起到过载保护作用。-结构简单，成本低：带传动的结构相对简单，制造和安装容易，成本较低。-适用于两轴中心距较大的场合：可以方便地实现两轴之间较大距离的传动。-缺点：-传动效率较低：由于存在弹性滑动现象，会损失一部分能量，导致传动效率不高。-外廓尺寸较大：为了保证一定的包角和张紧力，带传动需要较大的安装空间，外廓尺寸较大。-带的寿命较短：带在工作过程中会受到磨损、疲劳等作用，使用寿命相对较短，需要定期更换。-传动比不准确：因为弹性滑动的存在，带传动不能保证准确的传动比。2.什么是渐开线齿轮的根切现象？根切有什么危害？如何避免根切？答案：-根切现象：用范成法加工齿轮时，若被加工齿轮的齿数过少，刀具的齿顶线（或齿顶圆）会超过啮合极限点，此时刀刃不仅会切去轮齿顶部的渐开线，还会切去根部的一部分，这种现象称为根切。-危害：-削弱轮齿的抗弯强度：根切会使轮齿根部的齿厚减薄，从而降低轮齿的抗弯能力，容易在承载时发生疲劳折断。-降低齿轮的传动质量：根切部分破坏了正常的渐开线齿廓，会影响齿轮的啮合特性，使传动的平稳性和准确性降低，产生噪声和振动。-避免方法：-增加齿数：当标准渐开线齿轮的齿数大于一定数值（对于正常齿制，\(z\geq17\)）时，一般不会发生根切。-采用变位齿轮：通过正变位可以使刀具远离齿轮中心，使刀具齿顶线不超过啮合极限点，从而避免根切。3.简述滚动轴承的失效形式及选择计算准则。答案：-失效形式：-疲劳点蚀：在交变载荷作用下，滚动体与内、外圈滚道表面会出现疲劳点蚀，这是滚动轴承的主要失效形式。点蚀会导致轴承运转时产生噪声、振动和温升，严重影响轴承的工作性能。-塑性变形：当轴承承受过大的静载荷或冲击载荷时，滚动体和滚道表面会产生塑性变形，形成凹坑，致使轴承在运转中产生剧烈振动和噪声，降低旋转精度。-磨损：由于尘埃、杂质等进入轴承内部，或者润滑不良，会使滚动体与滚道表面发生磨损，导致轴承游隙增大、精度降低、噪声增加。-选择计算准则：-对于一般转速的轴承：主要失效形式是疲劳点蚀，通常按照轴承的基本额定动载荷进行寿命计算，使轴承在规定的转速和载荷下，能达到预期的工作寿命。计算公式为\(L_{h}=\frac{10^6}{60n}(\frac{C}{P})^{\epsilon}\)，其中\(L_{h}\)为轴承的寿命（小时），\(n\)为转速（\(r/min\)），\(C\)为基本额定动载荷，\(P\)为当量动载荷，\(\epsilon\)为寿命指数。-对于转速极低（\(n\leq10r/min\)）或作摆动的轴承：主要失效形式是塑性变形，应按轴承的基本额定静载荷进行静强度计算，保证轴承在静止或缓慢摆动时，所受的载荷不超过其基本额定静载荷。计算公式为\(P_0\leqS_0C_0\)，其中\(P_0\)为当量静载荷，\(S_0\)为静强度安全系数，\(C_0\)为基本额定静载荷。五、计算题（每题15分，共15分）已知一对标准渐开线直齿圆柱齿轮传动，中心距\(a=160mm\)，传动比\(i_{12}=3\)，模数\(m=4mm\)。试求：1.两齿轮的齿数\(z_1\)和\(z_2\)。2.两齿轮的分度圆直径\(d_1\)和\(d_2\)。3.两齿轮的齿顶圆直径\(d_{a1}\)和\(d_{a2}\)。答案：1.根据传动比公式\(i_{12}=\frac{z_2}{z_1}=3\)，可得\(z_2=3z_1\)。又因为标准渐开线直齿圆柱齿轮传动的中心距公式为\(a=\frac{m(z_1+z_2)}{2}\)，已知\(a=160mm\)，\(m=4mm\)，将\(z_2=3z_1\)代入中心距公式可得：\[\begin{align}160&=\frac{4(z_1+3z_1)}{2}\\160&=\frac{4\times4z_1}{2}\\160&=8z_1\\z_1&=20\end{align}\]则\(z_2=3z_1=3\times20=60\)。2.根据分度圆直径公式\(d=mz\)，可得：对于齿轮1，\(d_1=mz_1=4\times20=80mm\)。对于齿轮2，\(d_2=mz_2=4\times60=240mm\)。3.对于标准渐开线直齿圆柱齿轮，齿顶高系数\(h_a^=1\)。根据齿顶圆