2025年机械基础高职试题及答案

2025年机械基础高职试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.下列哪种材料属于金属材料（）A.陶瓷B.橡胶C.碳钢D.塑料答案：C。陶瓷属于无机非金属材料，橡胶和塑料属于高分子材料，碳钢是含碳量在0.03%2%之间的铁碳合金，属于金属材料。2.普通平键连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.沿轴向可作相对滑动并具有导向作用C.沿周向固定并传递转矩D.安装与拆卸方便答案：C。普通平键主要是通过键的侧面来传递转矩，实现轴与轮毂沿周向固定。3.渐开线标准直齿圆柱齿轮不发生根切的最少齿数是（）A.14B.17C.20D.25答案：B。当标准直齿圆柱齿轮的齿数小于17时，会发生根切现象，所以不发生根切的最少齿数是17。4.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。带传动工作时，由于带的弹性变形而产生的滑动称为弹性滑动，弹性滑动是不可避免的，导致带传动不能保证准确的传动比。5.滚动轴承6208的内径尺寸是（）A.8mmB.40mmC.80mmD.208mm答案：B。滚动轴承代号中，后两位数字乘以5就是轴承的内径尺寸，6208后两位是08，08×5=40mm。6.联轴器和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.补偿两轴的不同心或热膨胀答案：B。联轴器和离合器的主要功能都是连接两轴，传递运动和转矩，联轴器在机器运转时两轴不能分离，离合器可在机器运转时使两轴分离或接合。7.螺纹的公称直径是指（）A.大径B.小径C.中径D.平均直径答案：A。螺纹的公称直径是指螺纹的大径，对于外螺纹是牙顶直径，对于内螺纹是牙底直径。8.下列四种螺纹中，自锁性能最好的是（）A.粗牙普通螺纹B.细牙普通螺纹C.梯形螺纹D.锯齿形螺纹答案：B。细牙普通螺纹的螺距小，升角小，自锁性能比粗牙普通螺纹好，梯形螺纹和锯齿形螺纹主要用于传动，自锁性能不如细牙普通螺纹。9.轴按其受载情况可分为心轴、转轴和传动轴，其中转轴（）A.只承受弯矩B.只承受转矩C.既承受弯矩又承受转矩D.既不承受弯矩也不承受转矩答案：C。转轴既传递转矩又承受弯矩，如减速器中的轴；心轴只承受弯矩；传动轴主要传递转矩。10.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和冲击、吸收振动的是（）A.凸缘联轴器B.齿式联轴器C.万向联轴器D.弹性柱销联轴器答案：D。弹性柱销联轴器利用弹性元件来补偿两轴的相对位移，同时能缓和冲击、吸收振动；凸缘联轴器属于刚性联轴器，不能补偿位移和缓冲；齿式联轴器和万向联轴器主要用于补偿位移，但缓冲吸振能力不如弹性柱销联轴器。11.对于滚动轴承的轴向固定方式，两端固定适用于（）A.轴较短、温升不大的情况B.轴较长、温升较大的情况C.轴较短、温升较大的情况D.轴较长、温升不大的情况答案：A。两端固定方式限制了轴的双向轴向移动，适用于轴较短、温升不大的场合，因为温升大时轴的热伸长会使轴承受到过大的轴向力。12.齿轮传动中，轮齿的齿面疲劳点蚀经常发生在（）A.齿顶部分B.齿根部分C.节线附近的齿根部分D.节线附近的齿顶部分答案：C。在齿轮传动中，节线附近的齿根部分同时承受较大的接触应力和摩擦力，且润滑条件较差，容易发生齿面疲劳点蚀。13.链传动中，链节数一般取偶数，是为了（）A.保证传动比恒定B.保证链传动的平稳性C.避免采用过渡链节D.提高链的疲劳强度答案：C。当链节数为偶数时，可采用开口销或弹簧夹等方式连接链条，避免采用过渡链节，过渡链节的强度较低。14.滑动轴承中，采用可倾瓦轴承的目的主要是（）A.提高承载能力B.增加润滑油量C.提高运转稳定性D.减少摩擦阻力答案：C。可倾瓦轴承的瓦块可以绕支点摆动，能自动调整油膜厚度，提高轴承的运转稳定性。15.弹簧的主要功能不包括（）A.缓冲和吸振B.测量力和力矩C.储存及输出能量D.连接两轴答案：D。弹簧的主要功能有缓冲和吸振（如汽车悬架弹簧）、测量力和力矩（如弹簧秤）、储存及输出能量（如钟表发条），连接两轴不是弹簧的主要功能。二、判断题（每题1分，共10分）1.材料的硬度越高，其强度也越高。（）答案：×。一般情况下，材料的硬度和强度有一定的相关性，但不是绝对的，有些材料硬度高但韧性差，强度不一定高。2.带传动的包角越大，带与带轮之间的摩擦力就越大，传动能力也就越强。（）答案：√。包角越大，带与带轮的接触弧长越长，摩擦力就越大，带传动的承载能力也就越强。3.齿轮传动中，模数越大，轮齿的承载能力越强。（）答案：√。模数反映了轮齿的大小，模数越大，轮齿的尺寸越大，其承载能力也就越强。4.滚动轴承的基本额定寿命是指一批相同的轴承在相同条件下运转，其中90%的轴承发生疲劳点蚀前的总转数或工作小时数。（）答案：√。这是滚动轴承基本额定寿命的定义。5.螺纹连接预紧的目的是为了增强连接的可靠性和紧密性，防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对滑移。（）答案：√。预紧可以使螺纹连接在承受工作载荷之前就受到一定的预紧力，提高连接的可靠性和紧密性。6.轴的结构设计主要是确定轴的合理外形和全部结构尺寸。（）答案：√。轴的结构设计要根据轴上零件的安装、定位以及加工工艺等要求，确定轴的外形和尺寸。7.联轴器和离合器在机器运转过程中都可以使两轴随时分离或接合。（）答案：×。联轴器在机器运转时两轴不能分离，离合器可在机器运转时使两轴分离或接合。8.链传动能保证准确的平均传动比，但不能保证瞬时传动比。（）答案：√。链传动的平均传动比等于主动链轮和从动链轮的齿数比，是准确的，但由于链条的多边形效应，瞬时传动比是变化的。9.滑动轴承的润滑目的主要是减少摩擦阻力和磨损，同时还能起到散热、防锈等作用。（）答案：√。润滑是滑动轴承正常工作的关键，能减少摩擦和磨损，还能带走热量、防止生锈等。10.弹簧的刚度越大，弹簧越软。（）答案：×。弹簧的刚度越大，产生单位变形所需的力越大，弹簧越硬。三、简答题（每题10分，共30分）1.简述带传动的优缺点。优点：适用于两轴中心距较大的传动。带具有弹性，可缓冲、吸振，传动平稳，噪声小。过载时带会在带轮上打滑，可防止其他零件损坏，起到过载保护作用。结构简单，制造、安装和维护方便，成本低。缺点：不能保证准确的传动比，存在弹性滑动。传动效率较低，带的寿命较短。带传动需要张紧，对轴和轴承的压力较大。外廓尺寸较大，不紧凑。2.简述齿轮传动的失效形式有哪些？如何防止这些失效？失效形式：齿面疲劳点蚀：是由于齿面接触应力的反复作用，在节线附近的齿根部分产生疲劳裂纹并扩展形成点蚀。齿面磨损：主要是由于灰尘、硬屑等进入齿面间引起的磨粒磨损，以及齿面间相对滑动产生的磨损。齿面胶合：在高速重载或低速重载的情况下，齿面间的油膜被破坏，使两齿面金属直接接触并粘连在一起，随着齿面的相对运动，较软的齿面被撕下形成胶合。齿根弯曲疲劳折断：轮齿受力时，齿根处产生的弯曲应力最大，在交变应力作用下，齿根产生疲劳裂纹并扩展，最终导致轮齿折断。过载折断：当轮齿受到过大的短期过载时，会发生过载折断。防止措施：对于齿面疲劳点蚀，可提高齿面硬度和表面粗糙度，增大齿轮的模数和齿宽，采用合适的润滑油等。对于齿面磨损，可采用闭式传动，保持润滑油清洁，提高齿面硬度等。对于齿面胶合，可采用抗胶合能力强的润滑油，提高齿面硬度，降低齿面粗糙度，改善散热条件等。对于齿根弯曲疲劳折断，可增大齿根圆角半径，降低齿根表面粗糙度，采用合适的热处理方法提高齿根的疲劳强度，增大模数等。对于过载折断，要避免齿轮承受过大的短期过载，合理设计齿轮的承载能力。3.简述滚动轴承的选择步骤。确定轴承的类型：根据轴承的工作条件（如载荷大小、方向、性质，转速，调心要求等）选择合适的轴承类型。例如，承受径向载荷为主时可选深沟球轴承；承受轴向载荷为主时可选推力球轴承；同时承受径向和轴向载荷时可选角接触球轴承或圆锥滚子轴承等。确定轴承的尺寸：根据轴承所承受的载荷大小、方向和性质，计算出轴承的当量动载荷，然后根据轴承的寿命要求，按照轴承的寿命计算公式计算出所需的基本额定动载荷，再从轴承样本中选取合适的轴承型号。进行轴承的校核：对于转速较高的轴承，还需要校核其极限转速；对于承受轴向载荷较大的轴承，需要校核其轴向承载能力等。考虑其他因素：如轴承的安装、拆卸、润滑、密封等要求，选择合适的轴承配置和附件。四、计算题（每题15分，共30分）1.一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知主动轮的齿数$z_1=20$，模数$m=5mm$，传动比$i=3$，求从动轮的齿数$z_2$、两轮的分度圆直径$d_1$、$d_2$、齿顶圆直径$d_{a1}$、$d_{a2}$、齿根圆直径$d_{f1}$、$d_{f2}$。解：求从动轮的齿数$z_2$：根据传动比公式$i=\frac{z_2}{z_1}$，可得$z_2=i\timesz_1=3\times20=60$。求两轮的分度圆直径$d_1$、$d_2$：根据分度圆直径公式$d=mz$，可得$d_1=mz_1=5\times20=100mm$，$d_2=mz_2=5\times60=300mm$。求两轮的齿顶圆直径$d_{a1}$、$d_{a2}$：对于标准直齿圆柱齿轮，齿顶高系数$h_a^=1$，则$d_{a1}=d_1+2h_a^m=100+2\times1\times5=110mm$，$d_{a2}=d_2+2h_a^m=300+2\times1\times5=310mm$。求两轮的齿根圆直径$d_{f1}$、$d_{f2}$：齿根高系数$h_f^=1.25$，则$d_{f1}=d_12h_f^m=1002\times1.25\times5=87.5mm$，$d_{f2}=d_22h_f^m=3002\times1.25\times5=287.5mm$。2.某轴由一对6207滚动轴承支承，已知轴承所受的径向载荷$F_{r1}=2000N$，$F_{r2}=3000N$，轴向载荷$F_a=800N$，转速$n=1000r/min$，载荷系数$f_p=1.2$，试计算该对轴承的基本额定寿命$L_{h1}$和$L_{h2}$。（6207轴承的基本额定动载荷$C=25.5kN$，$e=0.37$，当$\frac{F_a}{F_r}\leqe$时，$X=1$，$Y=0$；当$\frac{F_a}{F_r}>e$时，$X=0.56$，$Y=1.6$）解：计算两轴承的轴向力$F_{a1}$和$F_{a2}$：对于6207轴承，内部轴向力$S=\frac{F_r}{2Y}$。$S_1=\frac{F_{r1}}{2Y}=\frac{2000}{2\times1.6}=625N$，$S_2=\frac{F_{r2}}{2Y}=\frac{3000}{2\times1.6}=937.5N$。因为$S_2+F_a=937.5+800=1737.5N>S_1$，所以轴承1被“压紧”，轴承2被“放松”。则$F_{a1}=S_2+F_a=1737.5N$，$F_{a2}=S_2=937.5N$。计算两轴承的当量动载荷$P_1$和$P_2$：$\frac{F_{a1}}{F_{r1}}=\frac{1737.5}{2000}=0.869>e$，所以$X_1=0.56$，$Y_1=1.6$。$P_1=f_p(X_1F_{r1}+Y_1F_{a1})=1.2\times(0.56\times2000+1.6\times1737.5)=1.2\times(1120+2780)=4680N$。$\frac{F_{a2}}{F_{r2}}=\frac{937.5}{3000}=0.3125<e$，所以$X_2=1$，$Y_2=0$。$P_2=f_p(X_2F_{r2}+Y_2F_{a2})=1.2\times(1\times3000+0\times937.5)=3600N$。计算两轴承的基本额定寿命$L_{h1}$和$L_{h2}$：对于球轴承，寿命指数$\epsilon=3$。根据轴承寿命计