(完整版)《机械基础》考试试卷及参考答案

(完整版)《机械基础》考试及参考答案一、选择题（每题2分，共30分）1.两构件通过（）接触组成的运动副称为低副。A.点B.线C.面D.点或线答案：C解析：低副是指两构件通过面接触组成的运动副，高副是通过点或线接触组成的运动副。所以本题选C。2.平面四杆机构中，若各杆长度分别为a=40mm，b=60mm，c=60mm，d=70mm，当以a为机架，则该四杆机构为（）。A.双曲柄机构B.双摇杆机构C.曲柄摇杆机构D.以上答案均不对答案：A解析：根据平面四杆机构的曲柄存在条件，最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和，且最短杆为机架时，机构为双曲柄机构。本题中a为最短杆，a+d=40+70=110mm，b+c=60+60=120mm，满足a+d<b+c，且a为机架，所以是双曲柄机构，选A。3.带传动正常工作时不能保证准确的传动比是因为（）。A.带的材料不符合虎克定律B.带容易变形和磨损C.带在带轮上打滑D.带的弹性滑动答案：D解析：带传动在工作时，由于带的紧边和松边拉力不同，带会产生弹性变形，导致带在带轮上产生弹性滑动，使得带传动不能保证准确的传动比。打滑是带传动的一种失效形式，而不是不能保证准确传动比的原因。所以本题选D。4.渐开线标准直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是（）。A.两齿轮的模数和压力角分别相等B.两齿轮的齿厚和齿槽宽分别相等C.两齿轮的分度圆直径相等D.两齿轮的齿顶高和齿根高分别相等答案：A解析：渐开线标准直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是两齿轮的模数和压力角分别相等，这样才能保证两轮的齿廓曲线形状相同，实现正确的啮合传动。所以选A。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.轴承在额定寿命为10⁶转时所能承受的载荷C.轴承在工作中实际所承受的载荷D.轴承在旋转100万转时所能承受的最大载荷答案：B解析：滚动轴承的基本额定动载荷是指一批相同的轴承，在相同条件下运转，其中90%的轴承在额定寿命为10⁶转时所能承受的载荷。所以选B。6.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：键联接主要用于实现轴与轮毂之间的周向固定，并传递转矩。平键联接是最常用的键联接形式，它能保证轴与轮毂之间的周向固定，使两者一起转动，从而传递转矩。所以选B。7.在螺纹联接的防松方法中，属于机械防松的是（）。A.弹簧垫圈防松B.双螺母防松C.槽形螺母和开口销防松D.自锁螺母防松答案：C解析：弹簧垫圈防松和自锁螺母防松属于摩擦防松，双螺母防松也是利用摩擦防松，而槽形螺母和开口销防松是通过机械装置来防止螺母松动，属于机械防松。所以选C。8.普通平键联接在选定尺寸后，主要是验算其（）。A.挤压强度B.剪切强度C.弯曲强度D.耐磨性答案：A解析：普通平键联接工作时，键的两侧面受挤压，键与轴和轮毂之间的挤压是主要的受力形式，所以在选定尺寸后，主要是验算其挤压强度。所以选A。9.下列联轴器中，能补偿两轴的相对位移并可缓冲吸振的是（）。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：凸缘联轴器是刚性联轴器，不能补偿两轴的相对位移，也没有缓冲吸振能力；齿式联轴器能补偿两轴的相对位移，但没有缓冲吸振作用；万向联轴器主要用于两轴夹角较大的场合，也不具备缓冲吸振功能；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，并可缓冲吸振。所以选D。10.下列机构中，属于间歇运动机构的是（）。A.曲柄摇杆机构B.双曲柄机构C.槽轮机构D.双摇杆机构答案：C解析：间歇运动机构是指主动件做连续运动时，从动件做周期性的时动时停运动的机构。槽轮机构是典型的间歇运动机构，当拨盘连续转动时，槽轮做时动时停的间歇运动。而曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构都属于连续运动机构。所以选C。11.为了提高齿轮传动的齿面接触强度，可采用（）的方法。A.增大模数B.增大齿宽C.增大中心距D.减小齿数答案：C解析：齿面接触强度与齿轮的分度圆直径有关，增大中心距可以增大分度圆直径，从而提高齿面接触强度。增大模数主要是提高齿根弯曲强度；增大齿宽对提高齿面接触强度有一定作用，但效果不如增大中心距明显；减小齿数会使齿面接触强度降低。所以选C。12.滑动轴承的润滑方式主要取决于（）。A.轴承的转速B.轴颈的圆周速度C.轴承的工作温度D.轴承的载荷答案：B解析：滑动轴承的润滑方式主要根据轴颈的圆周速度来选择。轴颈圆周速度较低时，可采用定期加油或油杯润滑；轴颈圆周速度较高时，需要采用压力润滑等方式。所以选B。13.在V带传动设计中，限制小带轮的最小基准直径主要是为了（）。A.限制带的弯曲应力B.限制带的离心力C.保证带与带轮之间的摩擦力D.保证带的寿命答案：A解析：带在小带轮上的弯曲半径较小，弯曲应力较大。限制小带轮的最小基准直径可以减小带的弯曲应力，避免带因弯曲应力过大而过早损坏。所以选A。14.下列材料中，适合制造轴的是（）。A.灰铸铁B.45钢C.黄铜D.陶瓷答案：B解析：轴需要具有较高的强度和韧性，45钢是常用的轴类材料，经过适当的热处理后可以获得良好的综合力学性能。灰铸铁的韧性较差，不适合制造轴；黄铜主要用于制造一些耐磨零件和电气零件；陶瓷的韧性和加工性能较差，一般不用于制造轴。所以选B。15.下列螺纹中，主要用于联接的是（）。A.三角形螺纹B.梯形螺纹C.矩形螺纹D.锯齿形螺纹答案：A解析：三角形螺纹的牙型角大，自锁性能好，主要用于联接。梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹主要用于传动。所以选A。二、填空题（每题2分，共20分）1.平面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解析：如果机构的自由度小于或等于零，则机构不能运动或成为刚性构架；如果自由度大于原动件数目，则机构的运动不确定；只有当自由度大于零且等于原动件数目时，机构才能有确定的运动。2.带传动的主要失效形式是______和______。答案：打滑；带的疲劳破坏解析：打滑是由于带传递的圆周力超过了带与带轮之间的最大摩擦力，导致带在带轮上滑动，不能正常传递动力。带的疲劳破坏是由于带在工作过程中不断地弯曲和拉伸，产生交变应力，导致带出现裂纹、断裂等疲劳现象。3.渐开线齿轮的齿廓形状取决于______。答案：基圆半径解析：渐开线的形成是由一条直线在一个基圆上做纯滚动时，直线上一点的轨迹。基圆半径不同，渐开线的形状也不同，所以渐开线齿轮的齿廓形状取决于基圆半径。4.滚动轴承由______、______、______和______四部分组成。答案：内圈；外圈；滚动体；保持架解析：内圈通常安装在轴颈上，外圈安装在轴承座孔内，滚动体在内、外圈之间滚动，保持架的作用是将滚动体均匀地隔开，避免滚动体之间的碰撞和摩擦。5.螺纹联接防松的根本问题在于______。答案：防止螺纹副的相对转动解析：螺纹联接在工作过程中，由于受到振动、冲击等外力作用，螺纹副之间可能会产生相对转动，导致联接松动。所以防松的根本问题是防止螺纹副的相对转动。6.键联接按其用途不同，可分为______、______和______三种类型。答案：普通平键联接；半圆键联接；楔键联接解析：普通平键联接应用最广泛，用于一般的轴与轮毂之间的周向固定；半圆键联接主要用于锥形轴与轮毂的联接；楔键联接可以传递较大的转矩，但对中性较差。7.联轴器和离合器的主要作用是______，但联轴器只能在______时才能实现两轴的分离，而离合器可以在______时实现两轴的分离和结合。答案：联接两轴，使两轴一起转动并传递转矩；机器停车；机器运转解析：联轴器和离合器都是用于联接两轴的部件，它们的主要功能是使两轴一起转动并传递转矩。联轴器在安装好后，只有在机器停车时才能拆开两轴；而离合器可以在机器运转过程中通过操纵机构实现两轴的分离和结合。8.凸轮机构按凸轮的形状可分为______、______和______三种类型。答案：盘形凸轮；圆柱凸轮；移动凸轮解析：盘形凸轮是最常见的凸轮类型，它是一个绕固定轴转动的盘形零件；圆柱凸轮是在圆柱面上加工出曲线沟槽或轮廓的凸轮；移动凸轮是做直线移动的凸轮。9.轴按所受载荷的不同可分为______、______和______三种类型。答案：心轴；传动轴；转轴解析：心轴只承受弯矩，不传递转矩；传动轴主要传递转矩，不承受或只承受很小的弯矩；转轴既承受弯矩又传递转矩。10.滑动轴承的摩擦状态可分为______、______和______三种。答案：干摩擦；边界摩擦；液体摩擦解析：干摩擦是指两摩擦表面直接接触，没有润滑剂的情况；边界摩擦是指两摩擦表面之间有一层极薄的润滑膜；液体摩擦是指两摩擦表面被连续的润滑油膜完全隔开。三、简答题（每题10分，共30分）1.简述带传动的工作原理和优缺点。答案：工作原理：带传动是利用带作为中间挠性件，依靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力的。当主动轮转动时，通过摩擦力带动带运动，带又带动从动轮转动，从而实现运动和动力的传递。优点：（1）适用于两轴中心距较大的传动；（2）带具有弹性，可以缓冲吸振，传动平稳，噪声小；（3）过载时带会在带轮上打滑，能防止其他零件损坏，起到过载保护作用；（4）结构简单，制造、安装和维护方便，成本低。缺点：（1）由于带的弹性滑动，不能保证准确的传动比；（2）带的寿命较短；（3）传动效率较低；（4）外廓尺寸较大，需要张紧装置。2.简述齿轮传动的失效形式及防止措施。答案：失效形式：（1）齿面磨损：是由于齿面间的相对滑动和灰尘、硬屑等杂质的侵入，使齿面材料被逐渐磨损。（2）齿面胶合：在高速重载或低速重载的情况下，齿面间的压力和温度过高，导致齿面金属直接接触并粘连在一起，随着齿面的相对滑动，较软的齿面金属被撕下，形成胶合现象。（3）齿面疲劳点蚀：在交变接触应力的作用下，齿面表层产生细微的疲劳裂纹，裂纹扩展后使齿面金属剥落，形成麻点状凹坑。（4）齿根弯曲疲劳折断：轮齿受力时，可视为一个悬臂梁，齿根处的弯曲应力最大，在交变弯曲应力的作用下，齿根处会产生疲劳裂纹，裂纹扩展后导致轮齿折断。（5）过载折断：当轮齿受到突然的过载或冲击载荷时，可能会发生过载折断。防止措施：（1）对于齿面磨损，可采用闭式传动，保持良好的润滑，提高齿面硬度，减小齿面粗糙度等。（2）对于齿面胶合，可采用抗胶合能力强的润滑油，降低齿面温度，提高齿面硬度和表面质量等。（3）对于齿面疲劳点蚀，可提高齿面硬度，增大齿面接触强度，采用合适的润滑方式和润滑油等。（4）对于齿根弯曲疲劳折断，可增大齿根圆角半径，降低齿根应力集中，提高齿面硬度和材料的韧性等。（5）对于过载折断，要避免突然的过载和冲击载荷，合理设计齿轮的强度等。3.简述滚动轴承的选择步骤。答案：（1）根据工作条件和使用要求，确定轴承的类型：-考虑载荷的大小、方向和性质。例如，承受径向载荷为主时，可选用深沟球轴承；承受轴向载荷为主时，可选用推力球轴承；同时承受径向和轴向载荷时，可选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承等。-考虑转速的高低。高速运转时，应选用高速性能好的轴承，如深沟球轴承等。-考虑对调心性能的要求。当轴有较大的变形或安装误差时，可选用调心球轴承或调心滚子轴承。（2）根据轴承所承受的载荷和转速，计算轴承的基本额定动载荷或基本额定静载荷：-对于一般的旋转轴承，按基本额定动载荷进行计算；对于不旋转或缓慢摆动的轴承，按基本额定静载荷进行计算。（3）根据计算得到的基本额定动载荷或基本额定静载荷，从轴承产品样本中选取合适的轴承型号：-所选轴承的基本额定动载荷或基本额定静载荷应大于或等于计算值。（4）进行必要的校核计算：-对于高速轴承，需要校核轴承的极限转速，确保轴承在工作转速下能正常工作。-对于承受较大轴向载荷的轴承，需要校核轴承的轴向承载能力。四、计算题（每题10分，共20分）1.已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动，模数m=5mm，齿数z₁=20，z₂=40，求：（1）两轮的分度圆直径d₁、d₂；（2）两轮的齿顶圆直径da₁、da₂；（3）两轮的齿根圆直径df₁、df₂；（4）两轮的中心距a。答案：（1）根据分度圆直径公式d=mz，可得：d₁=mz₁=5×20=100mmd₂=mz₂=5×40=200mm（2）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+2ham，所以：da₁=d₁+2ham=100+2×1×5=110mmda₂=d₂+2ham=200+2×1×5=210mm（3）齿根高系数c=0.25，齿根圆直径公式为df=d-2(ha+c)m，所以：df₁=d₁-2(ha+c)m=100-2×(1+0.25)×5=87.5mmdf₂=d₂-2(ha+c)m=200-2×(1+0.25)×5=187.5mm（4）中心距公式为a=(