2025年大学一年级（机械设计制造及其自动化）机械原理综合试题及答案

2025年大学一年级（机械设计制造及其自动化）机械原理综合试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.平面机构中，若引入一个高副将引入（）个约束。A.1B.2C.3D.02.机构具有确定运动的条件是（）。A.机构的自由度大于零B.机构的自由度等于原动件数C.机构的自由度大于原动件数D.机构的自由度小于原动件数3.渐开线齿廓的形状取决于（）。A.分度圆B.齿顶圆C.基圆D.齿根圆4.一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，已知传动比i=3，模数m=5mm，中心距a=200mm，则两齿轮的齿数分别为（）。A.z1=20，z2=60B.z1=30，z2=90C.z1=40，z2=120D.z1=50，z2=1505.渐开线齿轮传动的重合度ε（）。A.恒大于1B.恒等于1C.恒小于1D.可能大于1，也可能小于16.斜齿圆柱齿轮传动的重合度比直齿圆柱齿轮传动的重合度（）。A.大B.小C.相等D.不一定7.蜗杆传动中，蜗杆的头数z1与传动比i的关系是（）。A.z1越大，i越大B.z1越大，i越小C.z1与i无关D.以上都不对8.凸轮机构中，凸轮的轮廓曲线取决于（）。A.从动件的运动规律B.凸轮的转速C.凸轮的形状D.以上都不对9.铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，则以最短杆为机架时，该机构为（）。A.曲柄摇杆机构B.双曲柄机构C.双摇杆机构D.不确定10.机械平衡的目的是（）。A.消除或减小惯性力系的不平衡B.提高机械效率C.降低振动和噪声D.以上都是第II卷（非选择题共70分）二、填空题（共10分）答题要求：本大题共5小题，每小题2分。请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。1.平面机构中，低副引入（）个约束，高副引入（）个约束。2.渐开线标准直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是（）和（）。3.斜齿圆柱齿轮的螺旋角β越大，重合度越（），承载能力越（）。4.蜗杆传动中，蜗杆的螺旋方向与蜗轮的螺旋方向（），蜗杆的旋向用（）判定。5.凸轮机构中，从动件的运动规律有（）、（）、（）等。三、简答题（共20分）答题要求：本大题共4小题，每小题5分。简要回答问题。1.简述机构具有确定运动的条件。2.渐开线有哪些性质？3.简述斜齿圆柱齿轮传动的特点。4.简述凸轮机构的分类。四、分析计算题（共20分）答题要求：本大题共2小题，每小题10分。要求写出必要的计算步骤和答案。1.已知一对外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，模数m=4mm，压力角α=20°，中心距a=160mm，传动比i=3。试求两齿轮的齿数、分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径。2.如图所示为一曲柄摇杆机构，已知曲柄AB=100mm，连杆BC=300mm，摇杆CD=250mm，机架AD=200mm。试求：（1）该机构的极位夹角θ；（2）摇杆CD的行程速比系数K。五、设计题（共20分）答题要求：本大题共1小题，每小题20分。根据给定的条件进行设计。设计一个用于输送物料的带式输送机传动装置，已知电动机功率P=5.5kW，转速n1=1440r/min，工作机转速n2=600r/min，每天工作8小时，两班制，载荷平稳。要求确定：（1）传动方案；（2）计算传动比；（3）选择V带型号；（4）计算V带的基准长度；（5）计算压轴力。答案：一、1.A2.B3.C4.A5.A6.A7.B8.A9.B10.D二、1.2，12.模数相等，压力角相等3.大，高4.相同，右手定则5.等速运动规律，等加速等减速运动规律，余弦加速度运动规律三、1.机构具有确定运动的条件是机构的自由度大于零且等于原动件数。2.渐开线的性质：（1）发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长；（2）渐开线上任意一点的法线必切于基圆；（3）渐开线的形状取决于基圆的大小；（4）渐开线上各点的曲率半径不同；（5）渐开线上各点的齿形角不等。3.斜齿圆柱齿轮传动的特点：（1）重合度大，承载能力高；（2）传动平稳，噪声小；（3）具有轴向力，对轴承要求较高。4.凸轮机构的分类：按凸轮的形状可分为盘形凸轮、圆柱凸轮等；按从动件的形式可分为尖顶从动件、滚子从动件、平底从动件等；按凸轮与从动件的接触形式可分为平面凸轮机构、空间凸轮机构等。四、1.（1）由中心距公式\(a=\frac{m(z_1+z_2)}{2}\)和传动比公式\(i=\frac{z_2}{z_1}\)可得：\(160=\frac{4(z_1+z_2)}{2}\)，\(3=\frac{z_2}{z_1}\)联立解得\(z_1=20\)，\(z_2=60\)。（2）分度圆直径：\(d_1=mz_1=4×20=80mm\)，\(d_2=mz_2=4×60=240mm\)。（3）齿顶圆直径：\(d_{a1}=d_1+2m=80+2×4=88mm\)，\(d_{a2}=d_2+2m=240+2×4=248mm\)。（4）齿根圆直径：\(d_{f1}=d_1-2.5m=80-2.5×4=70mm\)，\(d_{f2}=d_2-2.5m=240-2.5×4=230mm\)。2.（1）极位夹角\(\theta\)：\(\cos\theta=\frac{a^2+b^2-c^2-d^2}{2(ab+cd)}\)\(=\frac{200^2+300^2-250^2-100^2}{2(200×300+250×100)}\)\(=\frac{40000+90000-62500-10000}{2(60000+25000)}\)\(=\frac{57500}{170000}\)\(\theta\approx38.2°\)（2）行程速比系数\(K\)：\(K=\frac{180°+\theta}{180°-\theta}\)\(=\frac{180°+38.2°}{18°-38.2°}\)\(=\frac{218.2°}{141.8°}\)\(\approx1.54\)五、（1）传动方案：采用V带传动和二级圆柱齿轮传动。（2）传动比：\(i=\frac{n_1}{n_2}=\frac{1440}{600}=2.4\)。（3）选择V带型号：根据计算功率\(P_c=K_A×P=1.1×5.5=6.05kW\)和小带轮转速\(n_1=1440r/min\)，查V带选型图，选取A型V带。（4）计算V带的基准长度：根据中心距和带轮直径