2025年高职机械设计(机械基础)技能测试卷及答案

2025年高职机械设计(机械基础)技能测试卷及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.在V带传动中，若小带轮包角小于120°，应优先采取的措施是A.增大中心距 B.减小带速 C.改用窄V带 D.降低初拉力答案：A2.一对标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是A.模数相等 B.压力角相等 C.模数与压力角分别相等 D.齿数相等答案：C3.下列材料中，最适合制造承受冲击载荷的机床主轴的是A.45钢调质 B.40Cr表面淬火 C.20CrMnTi渗碳淬火 D.QT6003球墨铸铁答案：C4.滚动轴承6208的内径尺寸为A.8mm B.16mm C.28mm D.40mm答案：D5.在凸轮机构中，若从动件采用等速运动规律，则其加速度曲线在行程起点处表现为A.有限跳变 B.无限大脉冲 C.零 D.连续光滑答案：B6.普通平键联接的主要失效形式是A.剪切破坏 B.挤压破坏 C.弯曲破坏 D.磨损答案：B7.下列关于螺旋传动的说法正确的是A.梯形螺纹传动效率高 B.矩形螺纹自锁性好 C.锯齿形螺纹适用于双向传动 D.滚珠丝杠可将旋转运动转为直线运动答案：D8.在闭式硬齿面齿轮传动中，设计准则为A.按齿面接触疲劳强度设计，按齿根弯曲疲劳强度校核 B.按齿根弯曲疲劳强度设计，按齿面接触疲劳强度校核 C.只校核齿面接触强度 D.只校核齿根弯曲强度答案：B9.下列联轴器中，具有补偿两轴相对位移且能缓冲吸振的是A.凸缘联轴器 B.套筒联轴器 C.弹性柱销联轴器 D.齿式联轴器答案：C10.当量弯矩公式Me=√(M²+(αT)²)中，α的物理意义是A.扭矩脉动系数 B.弯矩与扭矩的相位差系数 C.扭矩折合为弯矩的修正系数 D.轴的应力集中系数答案：C二、多项选择题（每题3分，共15分，多选少选均不得分）11.下列措施中，可以提高螺栓联接疲劳强度的有A.降低螺栓刚度 B.增大被联接件刚度 C.采用细牙螺纹 D.加装弹性垫圈 E.采用空心螺栓答案：A、B、E12.影响带传动工作能力的因素包括A.初拉力 B.小带轮包角 C.带速 D.中心距 E.带的厚度答案：A、B、C、D13.下列关于轴的结构设计说法正确的有A.轴肩高度应小于轴承内圈高度 B.键槽应布置于同一母线以减少应力集中 C.轴上零件应有周向和轴向定位 D.砂轮越程槽越宽越好 E.轴端倒角一般为45°答案：A、C、E14.下列关于蜗杆传动的说法正确的有A.传动比大 B.传动效率低 C.自锁性可能存在于蜗杆导程角小于当量摩擦角时 D.蜗轮材料通常比蜗杆硬 E.蜗杆常用20Cr渗碳淬火答案：A、B、C、E15.下列关于滚动轴承轴向固定方式正确的有A.两端固定适用于温升不高的短轴 B.一端固定一端游动适用于长轴 C.两端游动适用于人字齿轮轴 D.固定端可用一对角接触球轴承背对背安装 E.游动端可用深沟球轴承内圈固定外圈游动答案：A、B、D、E三、判断题（每题1分，共10分，正确打“√”，错误打“×”）16.链传动瞬时传动比恒定，因此可用于精密分度。 答案：×17.斜齿轮的轴向力方向与螺旋方向及转向有关。 答案：√18.普通螺纹的牙型角为30°。 答案：×19.弹性滑动是带传动固有的物理现象，无法消除。 答案：√20.轴的临界转速与轴的刚度成正比，与转动惯量成反比。 答案：√21.在闭式齿轮传动中，齿面点蚀通常首先出现在节线附近。 答案：√22.滚动轴承的基本额定寿命是指90%可靠度下的寿命。 答案：√23.凸轮机构压力角越大，传力性能越好。 答案：×24.楔键联接可承受单向轴向力。 答案：√25.弹簧指数C越小，弹簧刚度越大。 答案：√四、填空题（每空1分，共15分）26.一对标准直齿圆柱齿轮，模数m=4mm，小齿轮齿数z1=20，大齿轮齿数z2=60，其标准中心距a=________mm。答案：16027.在平键标记“键16×100GB/T1096”中，16表示________，100表示________。答案：键宽、键长28.滚动轴承代号为7312AC，其中AC表示________，轴承类型为________。答案：公称接触角25°、角接触球轴承29.带传动中，最大有效圆周力Fmax与初拉力F0、包角α、摩擦因数f的关系式为________。答案：Fmax=2F0(efα−1)/(efα+1)30.轴的当量弯矩Me=√(M²+(αT)²)，若扭矩T为脉动循环，则α取________；若为对称循环，则α取________。答案：0.6、131.链节距p=25.4mm的A系列滚子链，其链号应为________。答案：16A32.蜗杆传动正确啮合条件为：蜗杆轴向模数等于蜗轮________模数，蜗杆轴向压力角等于蜗轮________压力角，且蜗杆导程角等于蜗轮螺旋角，方向________。答案：端面、端面、相同33.在普通螺栓联接中，若预紧力F′=8000N，相对刚度kb/(kb+kc)=0.3，外载F=6000N，则螺栓总拉力F0=________N。答案：980034.国家标准规定，渐开线齿轮标准压力角为________°。答案：2035.弹簧的旋绕比C=D/d，若C值过大，则弹簧易发生________现象。答案：颤动五、简答题（每题6分，共30分）36.简述闭式软齿面齿轮传动与闭式硬齿面齿轮传动在设计准则上的差异，并说明原因。答案：软齿面（≤350HB）以齿面接触疲劳强度为设计准则，按齿根弯曲疲劳强度校核，因为齿面硬度低，易发生点蚀；硬齿面（>350HB）以齿根弯曲疲劳强度为设计准则，按齿面接触疲劳强度校核，因为齿面硬度高，抗点蚀能力强，但齿根弯曲应力集中显著，易发生断齿。37.写出带传动弹性滑动与打滑的定义，并指出其本质区别。答案：弹性滑动是由于带两边拉力差导致带的弹性变形量差异，使带与带轮间产生微小相对滑动，是不可避免的固有现象；打滑是外载超过最大有效圆周力时，带沿带轮全面滑动，是失效形式。本质区别：弹性滑动由弹性变形引起，速度损失率1%~2%，可连续工作；打滑由超载引起，速度损失急剧增大，磨损剧烈，应避免。38.说明轴上零件周向定位和轴向定位的常见方法各三种。答案：周向：平键、花键、过盈配合；轴向：轴肩、弹性挡圈、圆螺母+止动垫圈。39.为什么蜗杆传动要进行热平衡计算？写出热平衡功率不等式，并给出提高散热能力的三种措施。答案：因传动效率低，发热量大，温升过高会导致润滑油变稀、胶合失效。不等式：P1(1−η)≤kA(t0−ta)，其中P1为输入功率，η为效率，k为散热系数，A为散热面积，t0为油温，ta为环境温度。措施：加散热片、风扇冷却、循环水冷却。40.简述滚动轴承基本额定寿命L10的定义，并写出寿命计算公式，说明各符号含义。答案：L10为90%可靠度下轴承所能达到的寿命，单位为百万转。公式：L10=(C/P)ε，其中C为基本额定动载荷（N），P为当量动载荷（N），ε为寿命指数，球轴承ε=3，滚子轴承ε=10/3。六、计算题（共40分）41.（10分）一对标准直齿圆柱齿轮，模数m=3mm，压力角α=20°，小齿轮齿数z1=25，大齿轮齿数z2=75，齿宽b=60mm，传递功率P=15kW，小齿轮转速n1=960r/min，载荷系数KA=1.3，综合系数K=1.8。试计算齿面接触疲劳强度所需的最小小齿轮分度圆直径d1，并判断现有设计是否满足。已知材料弹性系数ZE=189.8√MPa，节点区域系数ZH=2.5，重合度系数Zε=0.9，许用接触应力σHP=680MPa。答案：计算扭矩T1=9550P/n1=9550×15/960=149.2N·m圆周力Ft=2000T1/d1=2000×149.2/(3×25)=3980N接触应力σH=ZE·ZH·Zε√[KA·K·Ft/(b·d1)]令σH≤σHP，解得d1≥√[ZE²·ZH²·Zε²·KA·K·Ft/(b·σHP²)]代入得d1≥√[189.8²×2.5²×0.9²×1.3×1.8×3980/(60×680²)]=72.4mm现有d1=mz1=75mm>72.4mm，满足。42.（10分）一V带传动，小带轮直径dd1=160mm，大带轮直径dd2=400mm，中心距a≈800mm，初拉力F0=800N，摩擦因数f=0.25，包角修正系数Kα=0.92。试求：(1)小带轮包角α1（°）；(2)最大有效圆周力Fmax；(3)若带速v=20m/s，求能传递的最大功率Pmax。答案：(1)α1=180°−57.3°×(dd2−dd1)/a=180−57.3×0.24=166.2°(2)Fmax=2F0(efα−1)/(efα+1)，α=166.2°=2.9rad，efα=e0.25×2.9=2.06Fmax=2×800×(2.06−1)/(2.06+1)=550N(3)Pmax=Fmax·v/1000=550×20/1000=11kW43.（10分）一轴用一对30208圆锥滚子轴承正装，轴承间距300mm，轴悬臂端受径向力Fr=3000N，轴向力Fa=800N，载荷平稳，fp=1，转速n=1440r/min，已查得e=0.37，Y=1.6，C=63kN。试计算轴承寿命L10h。答案：径向力平衡得Fr1=2000N，Fr2=1000N派生轴向力Fd1=Fr1/(2Y)=625N，Fd2=Fr2/(2Y)=312.5NFa+Fd2=800+312.5=1112.5N>Fd1，轴承1压紧，轴承2放松Fa1=1112.5N，Fa2=312.5NFa1/Fr1=0.556>e，X1=0.4，Y1=1.6，P1=0.4×2000+1.6×1112.5=2580NFa2/Fr2=0.3125<e，X2=1，Y2=0，P2=1000N取P=max(P1,P2)=2580NL10=(C/P)10/3=(63000/2580)3.33=1.05×10⁵百万转L10h=L10×10⁶/(60n)=1.05×10⁵×10⁶/(60×1440)=12150h44.（10分）一圆柱螺旋压缩弹簧，簧丝直径d=6mm，弹簧中径D=48mm，有效圈数n=8，材料剪切模量G=78GPa，许用切应力τP=600MPa。试求：(1)