2025年机械基础测试试卷及答案

2025年机械基础测试试卷及答案一、单项选择题（每题2分，共20分。每题只有一个正确答案，请将正确选项填入括号内）1.在V带传动中，若主动轮直径D₁=200mm，从动轮直径D₂=400mm，则理论传动比为（）。A.1∶2  B.2∶1  C.1∶4  D.4∶1答案：B2.45钢调质处理后的硬度范围通常为（）。A.160～180HBW  B.220～250HBW  C.320～360HBW  D.45～50HRC答案：B3.某直齿圆柱齿轮模数m=3mm，齿数z=40，其分度圆直径为（）。A.120mm  B.123mm  C.117mm  D.126mm答案：A4.在液压系统中，节流阀的作用是（）。A.改变油液流动方向  B.限制最高压力  C.调节流量大小  D.过滤杂质答案：C5.滚动轴承6208的内径尺寸为（）。A.8mm  B.40mm  C.80mm  D.208mm答案：B6.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.夹壳联轴器答案：C7.在蜗杆传动中，为提高效率，应优先采用（）。A.单头蜗杆  B.小导程角蜗杆  C.多头蜗杆  D.铸铁蜗轮答案：C8.某轴受对称循环弯矩作用，其疲劳强度主要取决于（）。A.屈服强度  B.抗拉强度  C.疲劳极限  D.冲击韧性答案：C9.气动三联件的正确连接顺序为（）。A.过滤器→减压阀→油雾器  B.减压阀→过滤器→油雾器  C.油雾器→过滤器→减压阀  D.过滤器→油雾器→减压阀答案：A10.在带传动设计中，限制小带轮最小直径的目的是（）。A.降低离心应力  B.增大包角  C.避免弯曲应力过大  D.提高摩擦系数答案：C二、填空题（每空1分，共20分）11.普通螺纹的公称直径是指螺纹的________径，螺距是指相邻两牙在________线上对应点间的轴向距离。答案：大；中径12.闭式齿轮传动的主要失效形式为________和________。答案：齿面点蚀；轮齿折断13.代号为7312AC的滚动轴承，其接触角α=________°，内径为________mm。答案：25；6014.平键的截面尺寸b×h应根据________从标准中选取，键的长度L一般略小于________长度。答案：轴径；轮毂15.在液压缸速度控制回路中，采用________节流调速时，油液通过节流阀后直接进入油箱，效率较低。答案：回油16.代号为HT300的材料，其最低抗拉强度为________MPa，属于________铸铁。答案：300；灰口17.带传动中，若初拉力F₀不足，易出现________现象；若F₀过大，将降低________寿命。答案：打滑；带18.轴的当量弯矩Mₑ=√(M²+(αT)²)，其中α为________系数，对于静强度计算α通常取________。答案：折算；0.319.在蜗杆传动中，蜗轮齿圈常用________材料制造，以提高________性能。答案：锡青铜；减摩耐磨20.气动系统中，压缩空气经后冷却器后，温度降至________℃以下，使大部分水蒸气________。答案：40；冷凝析出三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）21.链传动属于啮合传动，因此能保证瞬时传动比恒定。（）答案：×22.45钢经淬火+高温回火后，可获得回火索氏体组织，综合力学性能良好。（）答案：√23.滚动轴承的基本额定寿命L₁₀是指90%的轴承在相同条件下能达到或超过的寿命。（）答案：√24.在V带型号中，Y型带的截面尺寸最大，传递功率也最大。（）答案：×25.液压泵的输出流量与系统压力无关，仅取决于泵的排量和转速。（）答案：√26.普通平键连接属于静连接，只能传递扭矩，不能承受轴向力。（）答案：√27.齿轮的齿形系数Y_Fa与模数大小无关，仅与齿数及变位系数有关。（）答案：√28.气动马达的输出功率随入口压力升高而线性增加，效率可达90%以上。（）答案：×29.轴肩高度必须小于轴承内圈厚度，否则无法拆卸轴承。（）答案：√30.在蜗杆传动中，导程角越大，自锁性越好。（）答案：×四、简答题（每题6分，共30分）31.简述齿轮传动中齿面胶合的发生机理及常用预防措施。答案：齿面胶合发生在高速重载或润滑不良工况，因齿面局部高温导致油膜破裂，金属粘着撕脱形成沟痕。预防措施：1.提高齿面硬度；2.采用极压润滑油；3.降低齿面粗糙度；4.选用抗胶合性能好的材料配对，如钢—铜；5.优化齿形修形，降低载荷集中。32.说明液压系统“空穴”现象产生的原因及其危害。答案：空穴因油液局部压力低于空气分离压，溶解空气析出或油液汽化形成气泡。危害：1.气泡破裂产生高压冲击，导致金属表面疲劳剥蚀；2.引起系统振动和噪声；3.降低容积效率；4.加速油液氧化变质。预防：限制泵吸油高度，增大管径降低流速，保持油液低黏度及足够进口压力。33.比较弹性套柱销联轴器与齿式联轴器的性能差异。答案：弹性套柱销联轴器：1.靠橡胶套变形补偿位移，减振缓冲好；2.允许较大角位移和径向位移；3.传递扭矩较小；4.适用于频繁启动、正反转场合。齿式联轴器：1.靠内外齿啮合传递扭矩，承载能力大；2.需润滑，磨损后间隙增大；3.补偿位移量小；4.用于重载、低速、对中性较好的传动系统。34.写出轴的疲劳强度安全系数计算公式，并说明各符号含义。答案：S_σ=σ₋₁/(K_σ·σ_a+ψ_σ·σ_m)，S_τ=τ₋₁/(K_τ·τ_a+ψ_τ·τ_m)，综合安全系数S=(S_σ·S_τ)/√(S_σ²+S_τ²)。其中：σ₋₁、τ₋₁为材料对称循环疲劳极限；K_σ、K_τ为综合影响系数；σ_a、τ_a为应力幅；σ_m、τ_m为平均应力；ψ_σ、ψ_τ为平均应力影响系数。35.说明气动三联件中减压阀的工作原理。答案：减压阀为直动式或先导式压力调节阀。当输出压力高于设定值时，膜片受力上移，阀芯关小，节流增大，使下游压力下降；当输出压力低于设定值时，弹簧力使阀芯开大，进气增多，压力回升。通过调节手柄改变弹簧压缩量，即可得到稳定出口压力，保证系统元件在额定压力下工作。五、计算题（共30分）36.（10分）一对标准直齿圆柱齿轮，模数m=4mm，齿数z₁=20，z₂=50，齿宽b₁=45mm，b₂=42mm，压力角α=20°，传递功率P=15kW，小齿轮转速n₁=960r/min。试计算：（1）分度圆直径d₁、d₂；（2）齿根弯曲应力σ_F1（小齿轮），已知齿形系数Y_Fa1=2.8，载荷系数K=1.8，重合度系数Y_ε=0.7，螺旋角系数Y_β=1。答案：（1）d₁=mz₁=4×20=80mm，d₂=mz₂=4×50=200mm；（2）扭矩T₁=9.55×10⁶·P/n₁=9.55×10⁶×15/960=1.49×10⁵N·mm；圆周力F_t=2T₁/d₁=2×1.49×10⁵/80=3725N；σ_F1=K·F_t/(b·m)·Y_Fa1·Y_ε·Y_β=1.8×3725/(42×4)×2.8×0.7×1=59.2MPa。37.（10分）一液压缸驱动质量m=800kg的负载，要求匀速上升速度v=0.2m/s，背压p₂=0.3MPa，机械效率η_m=0.9，忽略管路损失。求：（1）所需供油压力p₁（活塞面积A=50cm²）；（2）泵的输出流量q。答案：（1）负载力F=mg=800×9.81=7848N；有效推力F_e=F/η_m=7848/0.9=8720N；p₁=F_e/A+p₂=8720/(50×10⁻⁴)+0.3×10⁶=1.744×10⁶+0.3×10⁶=2.044MPa；（2）q=v·A=0.2×50×10⁻⁴×60=6L/min。38.（10分）一蜗杆传动，模数m=5mm，蜗杆头数z₁=2，蜗轮齿数z₂=40，蜗杆分度圆直径d₁=50mm，蜗轮宽度b=45mm，传递功率P=5kW，转速n₁=1440r/min，效率η=0.8。试校核蜗轮齿面接触强度，已知：接触应力公式σ_H=Z_E·√(K·F_t/(d₁·b))·√(i+1)/i，其中Z_E=155√MPa，K=1.3，i=z₂/z₁。答案：传动比i=40/2=20；扭矩T₁=9.55×10⁶×5/1440=3.32×10⁴N·mm；圆周力F_t=2T₁/d₁=2×3.32×10⁴/50=1328N；σ_H=155×√(1.3×1328/(50×45))×√(21/20)=155×√0.767×1.025=155×0.876×1.025=139MPa；常用锡青铜许用接触应力[σ_H]=200MPa，139MPa<[σ_H]，强度足够。六、综合分析题（共40分）39.（20分）图示为一带式输送机传动装置，由电动机→V带传动→单级斜齿圆柱齿轮减速器→链传动→滚筒组成。已知：电动机功率P=11kW，转速n₁=1460r/min，V带传动比i₁=2.5，齿轮传动比i₂=4，链传动比i₃=3，滚筒直径D=400mm，输送带速度允许误差±5%。（1）计算滚筒实际转速n₄及输送带速度v；（2）若V带选用B型，小带轮直径d₁=160mm，中心距a≈800mm，求大带轮直径d₂并校核中心距是否满足0.7(d₁+d₂)<a<2(d₁+d₂)；（3）分析若将链传动改为蜗杆传动，对系统性能的影响（至少三点）。答案：（1）n₂=n₁/i₁=1460/2.5=584r/min，n₃=n₂/i₂=584/4=146r/min，n₄=n₃/i₃=146/3=48.7r/min；v=πDn₄/(60×1000)=π×400×48.7/60000=1.02m/s；（2）d₂=i₁·d₁=2.5×160=400mm；0.7(160+400)=392mm，2(160+400)=1120mm，800mm在392～1120mm之间，满足；（3）影响：1.传动效率降低，能耗增加；2.可实现反向自锁，提高停车安全性；3.结构更紧凑，噪声降低；4.成本上升，需润滑冷却；5.传动比精确，速度稳定性提高；6.蜗轮需用铜合金，材料成本增加。40.（20分）某液压回路如图（略），采用双泵供油，高压小流量泵2额定压力p_H=21MPa，低压大流量泵1额定压力p_L=3MPa，均带溢流阀。液压缸无杆腔面积A₁=100cm²，有杆腔面积A₂=50cm²，负载F=120kN，要求快进速度v_快=6m/min，工进速度v_工=0.6m/min，不计泄漏与损失。（1）计算快进、工进时系统所需流量q_快、q_工；（2）确定泵1、泵2的排量（转速n=1500r/min，容积效率η_v=0.95）；（3）分析若泵1溢流阀设定压力低于2MPa，对系统有何影响。答案：（1）q_快=v_快·A₁=6×100×10⁻⁴×1000=60L/min；q_工=v_工·A₁=0.6×100×10⁻⁴×1000=6L/min；（2）泵1需提供大流量低压油，负责快进；泵2提供高压小流量油，负责工进；泵1理论流量q_t1=q_快/η_v=60/0.95=63