2025年机械基础测试题及答案

2025年机械基础测试题及答案一、单项选择题1.以下哪种运动副属于低副（）A.齿轮副B.凸轮副C.转动副D.移动副答案：C解析：低副是指两构件通过面接触组成的运动副。转动副是两构件之间作相对转动的运动副，属于低副。齿轮副和凸轮副是通过点或线接触组成的运动副，属于高副；移动副也是低副，但本题要求选一个，转动副更具代表性。2.带传动中，带在带轮上的包角不能太小，一般要求包角α（）A.≥120°B.≤120°C.≥90°D.≤90°答案：A解析：带在带轮上的包角越大，带与带轮间的摩擦力就越大，传动能力也就越强。一般要求包角α≥120°，以保证带传动有足够的传动能力。3.普通平键联接的主要用途是使轴与轮毂之间（）A.沿轴向固定并传递轴向力B.沿周向固定并传递转矩C.安装与拆卸方便D.沿轴向可作相对滑动并具有导向作用答案：B解析：普通平键是靠键与键槽侧面的挤压来传递转矩的，其主要用途是使轴与轮毂之间沿周向固定并传递转矩。它不能传递轴向力，也不具备导向作用。4.在螺纹联接中，采用双螺母的目的是（）A.提高强度B.提高刚度C.防松D.减小每圈螺纹牙上的受力答案：C解析：双螺母是一种常用的防松方法，通过两个螺母相互拧紧，使螺纹副之间产生附加的摩擦力，从而防止螺母松动。5.滚动轴承的基本额定动载荷是指（）A.轴承能承受的最大载荷B.轴承在额定转速下能承受的最大载荷C.一批同型号的轴承在相同条件下运转，其中90%的轴承在达到10⁶转时所能承受的载荷D.轴承在工作中所能承受的实际载荷答案：C解析：滚动轴承的基本额定动载荷是指一批同型号的轴承在相同条件下运转，其中90%的轴承在达到10⁶转时所能承受的载荷。它是衡量滚动轴承承载能力的一个重要指标。6.渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于（）A.分度圆直径B.基圆直径C.齿顶圆直径D.齿根圆直径答案：B解析：渐开线的形成与基圆有关，渐开线齿轮的齿廓曲线是渐开线，其形状取决于基圆直径。基圆直径不同，渐开线的形状也不同。7.对于转速高、载荷大、要求精度高的滑动轴承，应选用（）A.整体式滑动轴承B.剖分式滑动轴承C.自动调心滑动轴承D.静压滑动轴承答案：D解析：静压滑动轴承是通过外部的供油装置，将具有一定压力的润滑油送入轴承间隙中，形成承载油膜，能在各种工况下保证良好的润滑和承载性能，适用于转速高、载荷大、要求精度高的场合。8.联轴器与离合器的主要作用是（）A.缓冲、减振B.传递运动和转矩C.防止机器发生过载D.补偿两轴的相对位移答案：B解析：联轴器和离合器的主要作用是将两轴联接起来，传递运动和转矩。缓冲、减振是某些联轴器的附加功能；防止机器过载一般是通过安全联轴器或离合器来实现；补偿两轴的相对位移也是部分联轴器的功能。9.曲柄摇杆机构中，摇杆为主动件时，（）死点位置。A.不存在B.有一个C.有两个D.有三个答案：C解析：当曲柄摇杆机构中摇杆为主动件时，在曲柄与连杆共线的两个位置，会出现传动角γ=0°的情况，此时机构处于死点位置，所以有两个死点位置。10.机械效率的表达式为（）A.η=输入功/输出功B.η=输出功/输入功C.η=输入功率/输出功率D.η=输出功率/输入功率答案：B解析：机械效率是指机械在稳定运转时，输出功与输入功的比值，用η表示，即η=输出功/输入功。功率是功与时间的比值，机械效率也可以用输出功率与输入功率的比值来表示，但本题问的是功的表达式，所以选B。二、多项选择题1.以下属于机械传动的有（）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运动和动力传递的传动方式，带传动、链传动和齿轮传动都属于机械传动。液压传动是利用液体的压力能来传递运动和动力的，不属于机械传动。2.螺纹联接的防松方法有（）A.摩擦防松B.机械防松C.永久防松D.化学防松答案：ABCD解析：螺纹联接的防松方法主要有摩擦防松（如双螺母、弹簧垫圈等）、机械防松（如开口销与六角开槽螺母、止动垫圈等）、永久防松（如冲点法、焊接法等）和化学防松（如使用厌氧胶等）。3.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一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。内圈通常安装在轴颈上，外圈安装在轴承座孔中，滚动体在内、外圈之间滚动，保持架的作用是隔开滚动体，使其均匀分布。4.齿轮传动的特点有（）A.传动效率高B.传动比准确C.结构紧凑D.工作可靠，寿命长答案：ABCD解析：齿轮传动具有传动效率高、传动比准确、结构紧凑、工作可靠、寿命长等优点，广泛应用于各种机械传动中。5.平面四杆机构的基本类型有（）A.曲柄摇杆机构B.双曲柄机构C.双摇杆机构D.导杆机构答案：ABC解析：平面四杆机构的基本类型有曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。导杆机构是平面四杆机构的一种演化形式，不属于基本类型。6.以下哪些是滑动轴承的优点（）A.工作平稳、无噪声B.能承受较大的冲击载荷C.高速性能好D.摩擦系数小答案：ABC解析：滑动轴承工作平稳、无噪声，能承受较大的冲击载荷，高速性能好。但滑动轴承的摩擦系数相对较大，这是它的一个缺点。7.联轴器按其工作特性可分为（）A.刚性联轴器B.挠性联轴器C.安全联轴器D.弹性联轴器答案：ABC解析：联轴器按其工作特性可分为刚性联轴器、挠性联轴器和安全联轴器。弹性联轴器属于挠性联轴器的一种。8.带传动的主要失效形式有（）A.打滑B.疲劳破坏C.磨损D.胶合答案：AB解析：带传动的主要失效形式有打滑和疲劳破坏。打滑是由于过载引起的，会使带传动失去正常的传动能力；疲劳破坏是由于带在带轮上反复弯曲和拉伸，导致带的疲劳强度下降而引起的。磨损和胶合一般不是带传动的主要失效形式。9.以下关于渐开线性质的说法正确的有（）A.渐开线的形状取决于基圆的大小B.渐开线上各点的曲率半径相等C.渐开线上各点的压力角不相等D.基圆内无渐开线答案：ACD解析：渐开线的形状取决于基圆的大小，基圆越小，渐开线越弯曲；渐开线上各点的曲率半径是变化的，离基圆越远，曲率半径越大；渐开线上各点的压力角不相等，离基圆越远，压力角越大；基圆内无渐开线。10.机械零件的设计准则主要有（）A.强度准则B.刚度准则C.寿命准则D.振动稳定性准则答案：ABCD解析：机械零件的设计准则主要有强度准则、刚度准则、寿命准则和振动稳定性准则。强度准则是保证零件在载荷作用下不发生破坏；刚度准则是保证零件在载荷作用下的弹性变形不超过允许值；寿命准则是保证零件在规定的时间内正常工作；振动稳定性准则是保证零件在工作时不发生强烈的振动。三、填空题1.机构具有确定运动的条件是___。答案：机构的自由度大于零，且等于原动件的数目2.带传动的弹性滑动是由于_引起的，是_避免的。答案：带的弹性变形和紧边、松边的拉力差；不可3.普通平键的剖面尺寸（b×h）通常是根据___按标准选取。答案：轴的直径4.螺纹的公称直径是指___直径。答案：大径5.滚动轴承的类型代号由___表示。答案：数字或字母6.渐开线齿轮的正确啮合条件是_和_分别相等。答案：模数；压力角7.滑动轴承的润滑方式主要有_、_和___等。答案：油润滑；脂润滑；固体润滑8.联轴器所联两轴的相对位移包括_、_、___和综合位移。答案：轴向位移；径向位移；角位移9.平面四杆机构中，极位夹角θ与行程速比系数K的关系为___。答案：K=(180°+θ)/(180°-θ)10.机械效率小于1的原因是机械中存在___。答案：摩擦损失四、判断题1.运动副是指能使两构件之间既能保持直接接触，又能产生一定形式相对运动的活动联接。（）答案：√解析：这是运动副的定义，所以该说法正确。2.带传动在工作时产生弹性滑动是由于传动过载。（）答案：×解析：带传动在工作时产生弹性滑动是由于带的弹性变形和紧边、松边的拉力差引起的，而不是由于传动过载。传动过载会导致打滑，而不是弹性滑动。3.普通平键联接是靠键的侧面来传递转矩的。（）答案：√解析：普通平键是靠键与键槽侧面的挤压来传递转矩的，所以该说法正确。4.螺纹联接预紧的目的是为了增强联接的可靠性和紧密性，以防止受载后被联接件间出现缝隙或发生相对滑移。（）答案：√解析：螺纹联接预紧可以使螺纹副之间产生一定的预紧力，从而增强联接的可靠性和紧密性，防止受载后被联接件间出现缝隙或发生相对滑移，所以该说法正确。5.滚动轴承的基本额定寿命是指一批同型号的轴承在相同条件下运转，其中90%的轴承所能达到的寿命。（）答案：√解析：滚动轴承的基本额定寿命是指一批同型号的轴承在相同条件下运转，其中90%的轴承在达到10⁶转或一定的工作小时数时所能达到的寿命，所以该说法正确。6.渐开线齿轮的齿廓曲线形状与基圆大小有关，基圆越大，齿廓曲线越弯曲。（）答案：×解析：渐开线齿轮的齿廓曲线形状与基圆大小有关，基圆越大，齿廓曲线越趋于直线，而不是越弯曲，所以该说法错误。7.滑动轴承的承载能力比滚动轴承高。（）答案：√解析：滑动轴承是通过油膜来承载的，能承受较大的载荷，尤其是在低速、重载、高精度等场合，其承载能力比滚动轴承高，所以该说法正确。8.联轴器和离合器的主要区别在于：联轴器在机器运转过程中不能使两轴分离，而离合器可以在机器运转过程中使两轴随时分离或接合。（）答案：√解析：这是联轴器和离合器的主要区别，所以该说法正确。9.平面四杆机构中，若存在急回特性，则其行程速比系数K>1。（）答案：√解析：行程速比系数K=(180°+θ)/(180°-θ)，当机构存在急回特性时，极位夹角θ>0°，所以K>1，该说法正确。10.机械效率恒小于1，是因为机械中存在摩擦和其他能量损失。（）答案：√解析：由于机械中存在摩擦和其他能量损失，输出功总是小于输入功，所以机械效率恒小于1，该说法正确。五、简答题1.简述机构和机器的区别与联系。(1).区别：机构的主要功能是传递和变换运动，而机器的主要功能是利用机械能做功或实现能量转换。例如，钟表中的齿轮机构主要是实现指针的转动，传递和变换运动；而汽车发动机则是将燃料的化学能转化为机械能，实现能量转换并对外做功。(2).联系：机构是机器的组成部分，一部完整的机器通常由若干个机构组合而成。例如，汽车除了发动机这个能量转换机构外，还有变速器、转向机构、制动机构等，这些机构协同工作，使汽车能够正常行驶。2.带传动为什么要张紧？常用的张紧方法有哪些？(1).带传动张紧的原因：带传动是依靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力的。在使用一段时间后，带会因塑性变形和磨损而伸长，导致带的张紧力减小，摩擦力降低，从而可能出现打滑现象，使带传动失去正常的传动能力。因此，需要对带进行张紧，以保证带传动的正常工作。(2).常用的张紧方法：(1).定期张紧法：通过调整带轮的中心距来张紧带。对于水平或倾斜不大的带传动，可采用增大中心距的方法；对于垂直或接近垂直的带传动，可采用减小中心距的方法。(2).自动张紧法：将装有带轮的电动机安装在浮动的摆架上，利用电动机的自重使带自动张紧。(3).使用张紧轮张紧法：当中心距不能调节时，可采用张紧轮张紧。张紧轮一般应安装在松边的内侧，且靠近大带轮，以减小带在小带轮上的包角。3.简述螺纹联接的预紧和防松的重要性及常用的防松方法。(1).预紧的重要性：螺纹联接预紧可以使螺纹副之间产生一定的预紧力，增强联接的可靠性和紧密性，防止受载后被联接件间出现缝隙或发生相对滑移。例如，在压力容器的螺栓联接中，预紧可以保证容器的密封性；在汽车发动机的气缸盖螺栓联接中，预紧可以保证气缸的正常工作。(2).防松的重要性：在冲击、振动或变载荷作用下，以及在高温或温度变化较大的情况下，螺纹联接的预紧力可能会逐渐减小，甚至导致螺母松动，从而使联接失效，影响机器的正常运行，甚至引发安全事故。因此，必须采取有效的防松措施。(3).常用的防松方法：(1).摩擦防松：如双螺母、弹簧垫圈等。双螺母是通过两个螺母相互拧紧，使螺纹副之间产生附加的摩擦力；弹簧垫圈是利用其弹性变形产生的弹力来增加螺纹副之间的摩擦力。(2).机械防松：如开口销与六角开槽螺母、止动垫圈等。开口销穿过螺母的槽和螺栓的孔，防止螺母转动；止动垫圈的内舌嵌入螺栓的槽中，外舌嵌入螺母的槽中，阻止螺母松动。(3).永久防松：如冲点法、焊接法等。冲点法是在螺纹副的接触处冲点，使螺纹变形，防止螺母松动；焊接法是将螺母与螺栓焊接在一起，使它们成为一个整体。(4).化学防松：如使用厌氧胶等。厌氧胶在无氧条件下会固化，将螺纹副粘结在一起，起到防松作用。4.简述滚动轴承的主要类型及其应用场合。(1).深沟球轴承：主要承受径向载荷，也能承受一定的轴向载荷。具有摩擦系数小、转速高、结构简单、制造成本低等优点。广泛应用于各种机械设备中，如电动机、机床、汽车等。(2).角接触球轴承：能同时承受径向载荷和轴向载荷，且轴向承载能力随接触角的增大而增大。适用于高速、高精度的场合，如机床主轴、航空发动机等。(3).圆锥滚子轴承：能同时承受较大的径向载荷和轴向载荷。适用于重载、低速的场合，如汽车后桥、轧钢机等。(4).调心球轴承和调心滚子轴承：具有自动调心的性能，能补偿两轴之间的相对倾斜。适用于轴的刚度较小、两轴中心线有较大相对倾斜的场合，如造纸机、印染机等。(5).推力球轴承：只能承受轴向载荷，不能承受径向载荷。适用于轴向载荷较大、转速较低的场合，如起重机吊钩、螺旋压力机等。(6).推力滚子轴承：能承受较大的轴向载荷，适用于重载、低速的场合，如轧钢机的压下装置等。5.简述齿轮传动的设计准则。(1).对于闭式软齿面齿轮传动：通常先按齿面接触疲劳强度进行设计，确定齿轮的主要尺寸，然后再按齿根弯曲疲劳强度进行校核。这是因为在闭式软齿面齿轮传动中，齿面接触疲劳磨损是主要的失效形式。(2).对于闭式硬齿面齿轮传动：一般先按齿根弯曲疲劳强度进行设计，确定齿轮的模数等参数，然后再按齿面接触疲劳强度进行校核。因为在闭式硬齿面齿轮传动中，齿根弯曲疲劳折断是主要的失效形式。(3).对于开式齿轮传动：主要按齿根弯曲疲劳强度进行设计，并考虑磨损的影响，适当增大模数。因为开式齿轮传动的主要失效形式是齿面磨损和齿根弯曲疲劳折断。(4).此外，对于高速重载的齿轮传动，还需要考虑齿面胶合和齿面塑性变形等失效形式，进行相应的强度计算和设计。同时，为了保证齿轮传动的平稳性和精度，还需要对齿轮的圆周速度、噪声等进行限制。六、计算题1.计算如图所示机构的自由度，并判断该机构是否具有确定的运动。（图中箭头所示为原动件）[此处假设一个简单的平面机构图，例如由三个活动构件、四个转动副和一个移动副组成的机构]-(1).首先确定机构中的活动构件数n、低副数PL和高副数PH：-活动构件数n=3（除去机架）；-低副数PL=4（转动副）+1（移动副）=5；-高副数PH=0。-(2).根据平面机构自由度计算公式F=3n-2PL-PH，可得：-F=3×3-2×5-0=9-10=-1。-(3).判断机构是否具有确定的运动：-由于自由度F<0，说明该机构的约束过多，各构件之间不能产生相对运动，是一个刚性桁架，不具有确定的运动。2.已知一标准直齿圆柱齿轮传动，模数m=5mm，齿数z1=20，z2=50，试计算：(1).两齿轮的分度圆直径d1、d2：根据分度圆直径公式d=mz，可得：d1=mz1=5×20=100mm；d2=mz2=5×50=250mm。(2).齿顶圆直径da1、da2：对于标准直齿圆柱齿轮，齿顶高系数ha*=1，齿顶圆直径公式为da=d+2ha*m，可得：da1=d1+2ha*m=100+2×1×5=110mm；da2=d2+2ha*m=250+2×1×5=260mm。(3).齿根圆直径df1、df2：齿根高系数c*=0.25，齿根圆直径公式为df=d-2(ha*+c*)m，可得：df1=d1-2(ha*+c*)m=100-2×(1+0.25)×5=87.5mm；df2=d2-2(ha*+c*)m=250-2×(1+0.25)×5=237.5mm。(4).中心距a：中心距公式为a=(d1+d2)/2，可得：a=(100+250)/2=175mm。3.某轴用一对7208AC角接触球轴承支承，已知轴承的径向载荷Fr1=2000N，Fr2=3000N，轴上作用的轴向载荷FA=1000N，轴承的派生轴向力S=0.68Fr，试计算两轴承的轴向载荷Fa1、Fa2。(1).计算两轴承的派生轴向力S1、S2：S1=0.68Fr1=0.68×2000=1360N；S2=0.68Fr2=0.68×3000=2040N。(2).判断轴向力的方向：假设轴上的轴向载荷FA的方向指向轴承1。(3).计算两轴承的轴向载荷：对于轴承1，FA+S2=1000+2040=3040N>S1，所以Fa1=FA+S2=3040N；对于轴承2，Fa2=S2=2040N。4.一普通V带传动，已知带轮基准直径d1=100mm，d2=200mm，中心距a=500mm，小带轮转速n1=1450r/min，传递功率P=5kW，带与带轮间的摩擦系数f=0.3，试求：(1).带的基准长度Ld：根据带长近似计算公式Ld≈2a+π(d1+d2)/2+(d2-d1)²/(4a)，可得：Ld≈2×500+π×(100+200)/2+(200-100)²/(4×500)=1000+471+5=1476mm。(2).小带轮包角α1：α1=180°-(d2-d1)/a×60°=180°-(200-100)/500×60°=180°-12°=168°。(3).单根V带的基本额定功率P0：根据小带轮基准直径d1=100mm和小带轮转速n1=1450r/min，查单根V带的基本额定功率表，可得P0=1.32kW。(4).单根V带的额定功率增量ΔP0：根据传动比i=d2/d1=200/100=2，查单根V带的额定功率增量表，可得ΔP0=0.17kW。(5).包角系数Kα：根据小带轮包角α1=168°，查包角系数表，可得Kα=0.99。(6).带长系数KL：根据带的基准长度Ld=1476mm，查带长系数表，可得KL=0.99。(7).所需V带的根数z：z=P/