2025年机械基础期末考试a试题及答案

2025年机械基础期末考试a试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.下列哪种运动副属于低副（）A.齿轮副B.凸轮副C.转动副D.螺旋副答案：C。低副是指两构件通过面接触所组成的运动副，转动副是典型的低副，而齿轮副和凸轮副属于高副（点或线接触），螺旋副虽然也是面接触，但它的运动形式较为特殊，一般单独讨论，这里选转动副。2.平面四杆机构中，若各杆长度分别为a=30mm，b=50mm，c=80mm，d=90mm，当以a为机架时，该机构为（）A.双曲柄机构B.双摇杆机构C.曲柄摇杆机构D.不能构成机构答案：A。根据平面四杆机构的杆长条件，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，为双曲柄机构。本题中a为最短杆，a+d=30+90=120mm，b+c=50+80=130mm，满足杆长条件，且a为机架，所以是双曲柄机构。3.渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件是（）A.两齿轮的模数和压力角分别相等B.两齿轮的齿数相等C.两齿轮的齿宽相等D.两齿轮的分度圆直径相等答案：A。渐开线标准直齿圆柱齿轮传动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。4.带传动工作时产生弹性滑动是因为（）A.带的预紧力不够B.带的紧边和松边拉力不等C.带绕过带轮时有离心力D.带和带轮间的摩擦力不够答案：B。带传动工作时，由于带的紧边和松边拉力不等，使带在紧边和松边的弹性变形量不同，从而导致带在带轮上产生相对滑动，即弹性滑动。5.普通平键连接的主要失效形式是（）A.键的剪切破坏B.键的挤压破坏C.轴的挤压破坏D.轮毂的挤压破坏答案：B。普通平键连接工作时，键的主要受力是挤压和剪切，但一般情况下，键的剪切强度足够，主要失效形式是键的挤压破坏。6.滚动轴承的基本额定寿命是指（）A.一批同型号的轴承在相同条件下运转，其中90%的轴承发生疲劳点蚀前运转的总转数或小时数B.一个轴承在正常使用条件下所能达到的寿命C.一个轴承在规定的载荷作用下所能达到的寿命D.一批同型号的轴承在相同条件下运转，其中10%的轴承发生疲劳点蚀前运转的总转数或小时数答案：A。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%的轴承发生疲劳点蚀前运转的总转数或小时数。7.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。联轴器与离合器的主要作用是连接两轴，传递运动和转矩。缓冲、减振一般是靠弹性元件实现；防止机器过载可通过安全联轴器等实现；补偿两轴的相对位移是一些特殊联轴器的功能，但不是主要作用。8.螺纹连接防松的根本问题在于（）A.增加螺纹连接的轴向力B.增加螺纹连接的横向力C.防止螺纹副的相对转动D.增加螺纹连接的刚度答案：C。螺纹连接防松的根本问题在于防止螺纹副的相对转动，因为只要螺纹副不发生相对转动，螺纹连接就不会松动。9.轴按承载性质可分为（）A.转轴、心轴和传动轴B.直轴、曲轴和软轴C.实心轴和空心轴D.光轴和阶梯轴答案：A。轴按承载性质可分为转轴（既承受转矩又承受弯矩）、心轴（只承受弯矩）和传动轴（主要承受转矩）。直轴、曲轴和软轴是按轴的形状分类；实心轴和空心轴是按轴的结构分类；光轴和阶梯轴也是按轴的结构特点分类。10.下列材料中，适合制造齿轮的是（）A.Q235B.HT200C.45钢D.ZL102答案：C。45钢是中碳钢，具有良好的综合力学性能，经过适当的热处理后，可满足齿轮的强度、硬度和耐磨性要求，适合制造齿轮。Q235是普通碳素结构钢，强度较低；HT200是灰铸铁，主要用于制造承受压力和振动的零件；ZL102是铸造铝合金，常用于制造一些轻载、耐腐蚀的零件。11.在蜗杆传动中，通常的传动形式是（）A.蜗杆主动，蜗轮从动B.蜗轮主动，蜗杆从动C.两者都可以主动D.视具体情况而定答案：A。在蜗杆传动中，通常是蜗杆主动，蜗轮从动，这是因为蜗杆的螺旋角较小，能实现较大的传动比，且具有自锁性（当蜗杆导程角小于当量摩擦角时）。12.圆柱螺旋弹簧的旋向一般优先选用（）A.左旋B.右旋C.左右旋均可D.视具体情况而定答案：B。圆柱螺旋弹簧的旋向一般优先选用右旋，这是因为在大多数情况下，右旋弹簧的制造和使用更为方便，且符合人们的习惯。13.滑动轴承的主要失效形式是（）A.磨损和胶合B.疲劳点蚀C.塑性变形D.断裂答案：A。滑动轴承工作时，轴颈与轴承衬之间存在相对滑动，容易产生磨损和胶合现象，这是滑动轴承的主要失效形式。疲劳点蚀一般是滚动轴承的失效形式；塑性变形和断裂在滑动轴承中较少发生。14.对于高速重载的齿轮传动，应优先考虑的失效形式是（）A.齿面磨损B.齿面胶合C.齿面疲劳点蚀D.轮齿折断答案：B。高速重载的齿轮传动，齿面间的压力大、相对滑动速度高，容易产生高温，导致齿面胶合，所以应优先考虑齿面胶合这种失效形式。齿面磨损在一般情况下也会存在，但不是高速重载时的主要问题；齿面疲劳点蚀是在长期交变载荷作用下产生的；轮齿折断通常是由于过载或冲击载荷引起的。15.机械设计中，为了提高零件的疲劳强度，可采取的措施是（）A.增大零件的截面尺寸B.提高零件的表面粗糙度C.降低零件的表面硬度D.避免零件表面出现应力集中答案：D。应力集中会使零件在交变载荷作用下产生较大的局部应力，从而降低零件的疲劳强度。避免零件表面出现应力集中，如采用圆角过渡、避免尖锐的棱角等，可以提高零件的疲劳强度。增大零件的截面尺寸不一定能提高疲劳强度；提高零件的表面粗糙度会降低疲劳强度；降低零件的表面硬度也不利于提高疲劳强度。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：机构的原动件数目等于机构的自由度数目。只有当原动件数目与自由度数目相等时，机构才能按照确定的运动规律运动。2.渐开线齿轮的齿廓形状取决于。答案：基圆半径。渐开线的形成与基圆有关，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。3.带传动中，打滑是指。答案：带与带轮间的摩擦力不足以传递圆周力，带在带轮上发生全面滑动的现象。当传递的载荷超过带与带轮间的最大摩擦力时，就会出现打滑现象。4.螺纹的公称直径是指。答案：螺纹的大径。在螺纹的各种直径中，大径是螺纹的最大直径，通常作为螺纹的公称直径。5.滚动轴承由、、和保持架四部分组成。答案：内圈、外圈、滚动体。这是滚动轴承的基本组成部分，内圈和外圈分别与轴和轴承座配合，滚动体在内、外圈之间滚动，保持架用于保持滚动体的正确位置和间隔。6.联轴器可分为和两大类。答案：刚性联轴器、挠性联轴器。刚性联轴器用于两轴对中精度较高的场合；挠性联轴器可补偿两轴的相对位移，又可分为无弹性元件挠性联轴器和有弹性元件挠性联轴器。7.轴上零件的轴向固定方法有、、轴肩与轴环等。答案：套筒、圆螺母。套筒可用于固定轴上相邻零件的轴向位置；圆螺母通过螺纹连接实现轴上零件的轴向固定。8.齿轮传动的主要失效形式有齿面磨损、、、齿面胶合和轮齿塑性变形。答案：齿面疲劳点蚀、轮齿折断。齿面疲劳点蚀是在交变接触应力作用下齿面产生的麻点剥落现象；轮齿折断通常是由于过载或疲劳引起的。9.滑动轴承的润滑方式有、和压力润滑等。答案：油杯润滑、油环润滑。油杯润滑是通过油杯向轴承供油；油环润滑是利用油环的转动将油带到轴承中。10.弹簧的特性线是表示之间的关系曲线。答案：弹簧所受载荷与变形量。弹簧的特性线反映了弹簧的力学性能，通过特性线可以了解弹簧在不同载荷下的变形情况。三、简答题（每题10分，共30分）1.简述平面四杆机构的类型及判别方法。答：平面四杆机构主要有曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构三种类型。判别方法如下：首先判断机构是否满足杆长条件，即最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。若满足杆长条件：当最短杆为连架杆时，机构为曲柄摇杆机构。当最短杆为机架时，机构为双曲柄机构。当最短杆为连杆时，机构为双摇杆机构。若不满足杆长条件，则无论取哪根杆为机架，机构均为双摇杆机构。2.分析带传动中弹性滑动和打滑的区别及联系。答：区别：弹性滑动是由于带的紧边和松边拉力不等，使带在紧边和松边的弹性变形量不同，从而导致带在带轮上产生相对滑动，它是带传动正常工作时不可避免的现象，会使带传动的传动比不准确，但不会使传动失效。打滑是指带与带轮间的摩擦力不足以传递圆周力，带在带轮上发生全面滑动的现象，打滑会使带传动无法正常工作，是一种失效形式。联系：弹性滑动和打滑都是由于带与带轮间的相对运动引起的。当弹性滑动逐渐加剧，带所传递的载荷超过带与带轮间的最大摩擦力时，就会发生打滑现象。3.说明滚动轴承的选择步骤。答：滚动轴承的选择步骤如下：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，转速高低，工作温度等）、安装空间、对轴承的特殊要求（如调心性能、高速性能等）来选择合适的轴承类型。确定轴承的尺寸：根据轴的直径确定轴承的内径，一般轴承内径与轴径相等。然后根据轴承的承载能力，通过计算或查阅轴承样本，选择合适的轴承型号，使轴承的基本额定动载荷或基本额定静载荷满足工作要求。进行轴承的寿命计算：根据轴承的工作载荷、转速等参数，计算轴承的预期寿命，确保轴承的寿命满足设计要求。如果计算寿命不满足要求，则需要重新选择更大尺寸的轴承。考虑其他因素：如轴承的润滑方式、密封形式等，根据轴承的工作环境和要求，选择合适的润滑方法和密封装置，以保证轴承的正常工作。四、计算题（每题10分，共20分）1.计算如图所示平面机构的自由度，并判断该机构是否具有确定的运动。已知机构中A、B、C、D、E处为转动副，F处为移动副。（此处应给出具体的机构图，但由于文本形式无法呈现，假设机构中活动构件数n=4，低副数PL=5，高副数PH=0）解：根据平面机构自由度计算公式F=3n2PLPH将n=4，PL=5，PH=0代入公式得：F=3×42×50=1210=2若该机构有2个原动件，则机构具有确定的运动；若原动件数目不等于2，则机构不具有确定的运动。2.一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知模数m=5mm，齿数z1=20，z2=50，求两齿轮的分度圆直径d1、d2，齿顶圆直径da1、da2，齿根圆直径df1、df2，中心距a。解：（1）分度圆直径：根据公式d=mz对于齿轮1，d1=mz1=5×20=100mm对于齿轮2，d2=mz2=5×50=250mm（2）齿顶圆直径：标准直齿圆柱齿轮的齿顶高系数ha=1根据公式da=d+2ham对于齿轮1，da1=d1+2ham=100+2×1×5=110mm对于齿轮2，da2=d2+2ham=250+2×1×5=260mm（3）齿根圆直径：标准直齿圆柱齿轮的顶隙系数c=0.25根据公式df=d2(ha+c)m对于齿轮1，df1=d12(ha+c