2025年机械基础模拟考试题与参考答案

2025年机械基础模拟考试题与参考答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.图示简支梁受均布载荷q作用，跨长L=4m，q=10kN/m，梁中点C处的弯矩值为（）。A.20kN·mB.40kN·mC.60kN·mD.80kN·m2.某材料的σs=250MPa，σb=450MPa，若零件工作应力σ=300MPa，则该零件（）。A.处于弹性变形阶段B.已发生塑性变形C.即将断裂D.安全3.平面四杆机构中，若最短杆长度为a，最长杆为d，其余两杆为b、c，当满足a+d≤b+c时，以最短杆的邻边为机架，机构为（）。A.双曲柄机构B.双摇杆机构C.曲柄摇杆机构D.无法确定4.普通V带传动中，带的最大应力发生在（）。A.进入小带轮处B.离开小带轮处C.进入大带轮处D.带的中性层5.一对标准直齿圆柱齿轮传动，模数m=2mm，齿数z1=20，z2=60，其中心距a为（）。A.40mmB.80mmC.120mmD.160mm6.滚动轴承的基本额定寿命是指（）。A.一批轴承中10%失效时的寿命B.单个轴承的平均寿命C.一批轴承中90%失效时的寿命D.单个轴承的最大寿命7.螺纹连接中，采用双螺母防松属于（）。A.摩擦防松B.机械防松C.永久防松D.不可拆防松8.轴的材料选用45钢并进行调质处理，主要目的是（）。A.提高表面硬度B.提高整体强度和韧性C.提高耐磨性D.降低成本9.图示桁架结构中，杆1的受力性质为（）。（注：节点A受竖直向下载荷F=10kN，各杆长度相等）A.拉力B.压力C.零力杆D.剪力10.材料的疲劳强度是指（）。A.材料在静载荷下的最大应力B.材料在对称循环应力下经10^7次循环不失效的最大应力C.材料在脉动循环应力下的屈服强度D.材料发生断裂时的最小应力二、填空题（每空1分，共15分）1.静力学中，二力平衡公理的适用条件是______。2.低碳钢拉伸试验的四个阶段为弹性阶段、______、强化阶段和局部颈缩阶段。3.平面机构自由度计算公式为F=______，其中n为活动构件数，PL为低副数，PH为高副数。4.螺纹的公称直径是指______（大径/中径/小径）。5.带传动的主要失效形式是打滑和______。6.齿轮传动的重合度ε表示______，一般要求ε≥______。7.滑动轴承的主要失效形式包括磨损、胶合和______。8.轴按受载情况可分为心轴、转轴和______，其中______既受弯矩又受扭矩。9.材料的塑性指标通常用______和断面收缩率表示。10.普通平键连接的主要失效形式是______（键的剪断/轮毂的压溃）。三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）1.作用在同一刚体上的两个力，使刚体平衡的必要充分条件是两力大小相等、方向相反、作用线相同。（）2.材料的许用应力等于极限应力除以安全系数，因此安全系数越大，许用应力越高。（）3.机构具有确定运动的条件是自由度F≥1且原动件数等于自由度。（）4.标准直齿圆柱齿轮的分度圆上齿厚等于齿槽宽。（）5.V带传动中，带的根数越多越好，可提高传动能力。（）6.滚动轴承的基本额定动载荷C是指轴承在额定寿命L10=10^6转时能承受的最大载荷。（）7.螺纹连接中，预紧力越大越好，可提高连接的可靠性。（）8.轴的强度校核中，弯扭组合变形需按第三或第四强度理论计算当量应力。（）9.齿轮传动的齿面接触疲劳强度主要与模数有关，齿根弯曲疲劳强度主要与分度圆直径有关。（）10.滑动轴承的润滑油膜形成条件包括相对运动、收敛间隙和足够的油粘度。（）四、简答题（每题6分，共30分）1.简述平面机构自由度计算时需注意的三种特殊情况，并举例说明。2.螺纹连接为何需要防松？常用的防松方法有哪些？各举一例。3.比较带传动与齿轮传动的优缺点（各列出3点）。4.说明齿轮传动中模数m的意义，为何要规定标准模数系列？5.轴的结构设计需满足哪些基本要求？列举4项并简要解释。五、计算题（共25分）1.（8分）图示悬臂梁AB，长度L=2m，受集中载荷F=5kN（作用于自由端B）和均布载荷q=3kN/m（作用于全梁），求固定端A处的约束力（包括水平力、竖直力和弯矩）。2.（7分）某圆截面拉杆，直径d=20mm，受轴向拉力F=60kN，材料的许用应力[σ]=160MPa，试校核该拉杆的强度。若不满足，建议将直径增大至多少（取整数）？3.（10分）一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知模数m=3mm，齿数z1=25，z2=75，小齿轮转速n1=1440r/min，单向传动。试计算：（1）分度圆直径d1、d2；（2）中心距a；（3）传动比i；（4）大齿轮转速n2；（5）若齿宽b=50mm，计算齿面接触应力公式中的d1b项数值。参考答案一、单项选择题1.B2.B3.C4.A5.B6.A7.A8.B9.A10.B二、填空题1.两力作用于同一刚体2.屈服阶段3.3n-2PL-PH4.大径5.带的疲劳破坏6.同时啮合的齿对数1.27.疲劳点蚀8.传动轴转轴9.伸长率10.轮毂的压溃三、判断题1.√2.×3.×4.√5.×6.√7.×8.√9.×10.√四、简答题1.（1）虚约束：机构中某些约束重复限制相同的自由度（如平行四边形机构的对边）；（2）局部自由度：不影响输出运动的自由度（如滚子从动件的滚子转动）；（3）复合铰链：两个以上构件在同一轴线上的转动副（如三个构件汇交的铰链算2个低副）。2.螺纹连接在冲击、振动或变载荷下，预紧力可能减小或消失，导致连接松动甚至失效。防松方法：①摩擦防松（双螺母）；②机械防松（开口销与槽形螺母）；③永久防松（胶接）。3.带传动优点：缓冲吸振、过载打滑保护、中心距大；缺点：传动比不准确、效率低、寿命短。齿轮传动优点：传动比恒定、效率高、结构紧凑；缺点：无过载保护、制造安装精度要求高。4.模数m是齿距p与π的比值（m=p/π），反映轮齿大小，m越大，轮齿越厚，承载能力越强。规定标准模数系列是为了便于设计、制造和互换。5.①强度与刚度：避免断裂或过大变形；②轴上零件定位与固定：用轴肩、套筒等保证位置；③加工工艺性：有退刀槽、砂轮越程槽；④装配工艺性：轴端倒角便于零件安装；⑤经济性：合理选择材料和热处理。五、计算题1.固定端A处约束力：水平力Fx=0（无水平载荷）；竖直力Fy=F+qL=5+3×2=11kN（向上）；弯矩MA=FL+qL²/2=5×2+3×2²/2=10+6=16kN·m（逆时针）。2.拉杆应力σ=4F/(πd²)=4×60×10³/(π×20²)=190.99MPa＞[σ]=160MPa，不满足。设直径为d’，则σ=4×60×10³/(πd’²)≤160，解得d’≥√(4×60×10³/(π×160))≈21.8