2025年大学本科一年级（机械工程）机械设计基础测试题及答案

2025年大学本科一年级（机械工程）机械设计基础测试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共40分）答题要求：本大题共20小题，每小题2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。请将正确答案的序号填在题后的括号内。1.机器与机构的本质区别在于（）A.是否能完成有用的机械功或转换机械能B.是否由许多构件组合而成C.各构件间能否产生相对运动D.两者没有区别2.平面机构中，两构件通过点、线接触而构成的运动副称为（）A.低副B.高副C.移动副D.转动副3.平面四杆机构中，若各杆长度分别为a=30mm，b=50mm，c=80mm，d=100mm，则该机构（）A.一定是曲柄摇杆机构B.一定是双曲柄机构C.一定是双摇杆机构D.可能是曲柄摇杆机构4.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.凸轮的材料5.带传动中，带在小带轮上的包角一般要求（）A.大于等于120°B.小于等于120°C.大于等于150°D.小于等于150°6.链传动中，链节数宜取（）A.奇数B.偶数C.质数D.无所谓7.齿轮传动中，齿面接触疲劳强度主要取决于（）A.齿轮的模数B.齿轮的齿数C.齿宽系数D.齿面接触应力8.渐开线齿轮传动的可分性是指（）A.两齿轮中心距略有改变时，传动比不变B.两齿轮中心距改变时，传动比也改变C.两齿轮的模数改变时，传动比不变D.两齿轮的齿数改变时，传动比不变9.蜗杆传动中，蜗杆的头数一般取（）A.1-2B.2-4C.4-6D.6-810.轴的结构设计中，应考虑的主要因素不包括（）A.轴上零件的定位和固定B.轴的加工工艺性C.轴的材料D.轴的受力情况11.滚动轴承中，滚动体的形状不包括（）A.球B.圆柱滚子C.圆锥滚子D.正方体12.联轴器和离合器的主要作用是（）A.连接两轴，传递运动和转矩B.补偿两轴的相对位移C.缓和冲击和振动D.过载保护13.下列属于挠性联轴器的是（）A.凸缘联轴器B.套筒联轴器C.弹性柱销联轴器D.十字滑块联轴器14.机械零件的计算准则不包括（）A.强度准则B.刚度准则C.寿命准则D.美观准则15.在计算轴的强度时，对于一般转速的轴，考虑弯曲应力和扭转应力的合成，应采用（）A.最大切应力理论B.最大拉应力理论C.第三强度理论D.第四强度理论16.设计键连接时，键的截面尺寸通常根据（）来选择。A.传递转矩的大小B.轮毂的长度C.轴的直径D.键的材料17.平键连接中，键的工作面是（）A.顶面B.底面C.侧面D.端面18.普通平键的标记为“GB/T1096键18×11×100”，其中18表示（）A.键的长度B.键的宽度C.键的高度D.轴的直径19.滚动轴承的基本额定寿命是指（）A.一批轴承中90%的轴承所能达到的寿命B.一批轴承中50%的轴承所能达到的寿命C.一个轴承所能达到的寿命D.一批轴承中10%的轴承所能达到的寿命20.一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知传动比i=3，主动轮转速n1=1500r/min，中心距a=200mm，模数m=4mm，则从动轮转速n2为（）A.500r/minB.1500r/minC.4500r/minD.6000r/min第II卷（非选择题共60分）（一）填空题（每题2分，共10分）答题要求：请在每题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。1.机构具有确定运动的条件是机构的自由度______原动件的数目。2.凸轮机构中，凸轮是______件，从动件是______件。3.带传动的主要失效形式是______和______。4.齿轮传动的主要失效形式有______、______、齿面胶合、齿面磨损和齿侧间隙过大五种。5.轴上零件的周向固定方法有______、______、______等。（二）简答题（每题5分，共20分）答题要求：简要回答问题，内容应准确、清晰、有条理。1.简述平面四杆机构的基本类型及其特点。2.简述带传动的弹性滑动和打滑现象，并说明它们对带传动的影响。3.简述齿轮传动的设计准则。4.简述滚动轴承的基本额定动载荷和基本额定寿命的概念。（三）分析计算题（每题10分，共20分）答题要求：写出详细的计算步骤和答案，计算过程应清晰、准确。1.已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮，模数m=5mm，齿数z1=20，z2=40，求两齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径以及中心距。2.如图所示为一铰链四杆机构，已知各杆长度分别为AB=200mm，BC=300mm，CD=400mm，AD=500mm。试问：（1）若AB为机架，该机构属于何种类型？（2）若AD为机架，该机构属于何种类型？（四）综合应用题（每题10分，共10分）答题要求：根据给定的材料，结合所学知识，回答问题。材料：某机器中有一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，已知主动轮转速n1=960r/min，传动比i=2.5，模数m=4mm，中心距a=280mm。1.求从动轮的转速n2。2.计算两齿轮的齿数z1和z2。3.确定两齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径。（五）设计题（共10分）答题要求：根据题目要求进行设计，设计过程应合理，并说明设计思路。设计一个用于传递功率P=5kW，转速n=1450r/min的普通V带传动。已知小带轮基准直径d1=100mm，大带轮基准直径d2=300mm，两班制工作，载荷平稳。答案：1.A2.B3.D4.A5.A6.B7.D8.A9.B10.C11.D12.A13.C14.D15.D16.C17.C18.B19.A20.A填空题答案：1.大于2.主动；从动3.打滑；疲劳破坏4.轮齿折断；齿面接触疲劳点蚀5.键连接；花键连接；过盈配合简答题答案：1.平面四杆机构的基本类型有曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。曲柄摇杆机构：能将主动件的连续转动转换为从动件的往复摆动。双曲柄机构：两连架杆均为曲柄，能将主动件的连续转动转换为从动件的连续转动。双摇杆机构：两连架杆均为摇杆。2.弹性滑动：由于带的弹性变形而引起带与带轮之间的相对滑动。打滑：当带传递的有效拉力超过带与带轮之间的最大摩擦力时，带与带轮之间发生显著的相对滑动。弹性滑动会使传动效率降低，带的磨损加剧；打滑会使带传动失效。3.软齿面闭式齿轮传动：按齿面接触疲劳强度设计，校核齿根弯曲疲劳强度。硬齿面闭式齿轮传动：按齿根弯曲疲劳强度设计，校核齿面接触疲劳强度。开式齿轮传动：按齿根弯曲疲劳强度设计，并将模数适当增大。4.基本额定动载荷：滚动轴承基本额定寿命为一百万转时，轴承所能承受的最大载荷。基本额定寿命：一批相同的轴承，在相同条件下运转，其中90%的轴承所能达到的寿命。分析计算题答案：1.分度圆直径：d1=mz1=5×20=100mm，d2=mz2=5×40=200mm。齿顶圆直径：da1=d1+2ha=100+2×5=110mm，da2=d2+2ha=200+2×5=210mm。齿根圆直径：df1=d1-2hf=100-2×1.25×5=87.5mm，df2=d2-2hf=200-2×1.25×5=187.5mm。中心距：a=(d1+d2)/2=(100+200)/2=150mm。2.（1）若AB为机架，该机构为双曲柄机构。（2）若AD为机架，该机构为双摇杆机构。综合应用题答案及设计题答案：1.n2=n1/i=960/2.5=384r/min。2.由a=m(z1+z2)/2，可得280=4(z1+z2)/2，z1+z2=140，又i=z2/z1=2.5，联立解得z1=40，z2=100。3.d1=mz1=4×40=160mm，da1=d1+2ha=160+2×4=168mm，df1=d1-2hf=160-2×1.25×4=150mm。d2=mz2=4×100=400mm，da2=d2+2ha=400+2×4=408mm，df2=d2-2hf=400-2×1.25×4=390mm。设计题答案：1.确定计算功率Pca：Pca=KAP=1.1×5=5.5kW。2.选择V带型号：根据Pca和d1，查V带选型图，选取A型V带。3.确定带轮基准直径：d1=100mm，d2=i×d1=2.5×100=300mm。4.计算V带的基准长度Ld：Ld≈2a+π(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4a=2×280+π(100+300)/2+(300-100)^2/4×280≈1605.7mm，选取Ld=1600mm。5.计