2025年高职机械设计与制造（机械设计基础）试题及答案

2025年高职机械设计与制造（机械设计基础）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：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共20题，每题2分)1.机器与机构的本质区别是（）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.平面运动副的最大约束数为（）A.1B.2C.3D.43.两构件通过面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4.机构具有确定运动的条件是（）A.机构的自由度大于零B.机构的自由度等于零C.机构的原动件数大于机构的自由度D.机构的原动件数等于机构的自由度5.曲柄摇杆机构中，当曲柄为主动件时，其传动角γ是（）A.连杆与从动件之间所夹的锐角B.连杆与机架之间所夹的锐角C.曲柄与连杆之间所夹的锐角D.曲柄与机架之间所夹的锐角6.在摆动导杆机构中，当曲柄为主动件时，其传动角γ（）A.始终为0°B.始终为90°C.在0°到90°之间变化D.在90°到180°之间变化7.凸轮机构中，凸轮的形状取决于（）A.从动件的运动规律B.凸轮的转速C.凸轮的材料D.凸轮的尺寸8.滚子从动件盘形凸轮机构的基圆半径是（）上的最小向径。A.凸轮B.滚子C.从动件D.机架9.渐开线齿轮传动的可分性是指（）不受中心距变化的影响。A.节圆半径B.传动比C.啮合角D.分度圆10.一对渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是（）A.两齿轮的模数和压力角分别相等B.两齿轮的齿数分别相等C.两齿轮的分度圆直径分别相等D.两齿轮的齿顶圆直径分别相等11.渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于（）A.分度圆B.齿顶圆C.基圆D.齿根圆12.斜齿圆柱齿轮的螺旋角β一般在（）范围内选取。A.8°～25°B.25°～45°C.45°～60°D.60°～80°13.蜗杆传动中，蜗杆的头数z1一般取（）A.1～2B.2～4C.4～6D.6～814.链传动中，链条的节数宜采用（）A.奇数B.偶数C.质数D.无所谓15.带传动中，带的张紧力（）A.越大越好B.越小越好C.应适当，在规定范围内D.无所谓16.普通V带传动中，带的型号是根据（）来选择的。A.传递的功率和小带轮转速B.传递的功率和大带轮转速C.传递的功率和中心距D.传递的功率和带的长度17.轴的结构设计应满足的基本要求不包括（）A.具有足够的强度和刚度B.便于轴上零件的装拆和定位C.轴上零件应具有良好的工艺性D.轴应尽量细长18.键连接的主要作用是（）A.传递转矩B.轴向固定零件C.周向固定零件D.传递轴向力19.平键连接中，键的截面尺寸b×h是根据（）来选择的。A.传递的转矩B.轴的直径C.轮毂的长度D.传递的功率20.滚动轴承的基本额定寿命是指（）A.在额定动载荷作用下，轴承所能达到的寿命B.在额定静载荷作用下，轴承所能达到的寿命C.一批同型号的轴承，在相同条件下运转，其中90%的轴承所能达到的寿命D.一批同型号的轴承，在相同条件下运转，其中50%的轴承所能达到的寿命第II卷（非选择题共60分）一、填空题（每题2分，共10分）1.平面四杆机构中，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______机构。2.凸轮机构中，从动件的运动规律取决于凸轮的______曲线。3.渐开线齿轮的标准压力角α=______。4.蜗杆传动中，蜗杆的螺旋方向与蜗轮的螺旋方向______。5.带传动中，带的弹性滑动是由于______引起的。二、判断题（每题2分，共分10）1.机构都是可动的，机器不一定可动。（）2.高副比低副的承载能力大。（）3.凸轮机构中，凸轮的轮廓曲线与从动件的运动规律无关。（）4.渐开线齿轮的模数越大，齿形越厚。（）5.链传动能保证准确的传动比。（）三、简答题（每题10分，共20分）1.简述曲柄摇杆机构的工作原理及应用。2.简述渐开线齿轮传动的特点。四、分析计算题（每题10分，共20分）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°，传动比i=3，中心距a=160mm。试求两齿轮的齿数z1、z2，分度圆直径d1、d2以及齿顶圆直径da1、da2。材料：有一对标准直齿圆柱齿轮，已知齿轮1的齿数z1=20，模数m=5mm，压力角α=20°。齿轮2的齿数z2=40。要求计算这对齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径以及中心距。五、设计题（10分）设计一铰链四杆机构，已知摇杆长度lCD=500mm，摇杆的摆角ψ=45°，行程速比系数K=1.2。试确定曲柄、连杆和机架的长度。材料：设计一个曲柄摇杆机构，要求摇杆长度为300mm，摇杆的摆角为60°，行程速比系数K=1.4。请确定曲柄、连杆和机架的长度，并画出机构运动简图。答案：第I卷答案1.A2.B3.A4.D5.A6.B7.A8.A9.B10.A11.C12.A13.B14.B15.C16.A17.D18.C19.B20.C第II卷答案一、填空题答案1.双曲柄2.轮廓3.20°4.相同5.带的弹性变形二、判断题答案1.×2.×3.×4.√5.×三、简答题答案1.曲柄摇杆机构的工作原理：当曲柄为主动件时，曲柄做整周回转运动，通过连杆带动摇杆做往复摆动。应用：如缝纫机的踏板机构、搅拌机的搅拌机构等。2.渐开线齿轮传动的特点：传动比恒定；中心距具有可分性；齿廓间为滚动摩擦，磨损小，效率高；制造和安装精度要求较高。四、分析计算题答案1.由中心距公式\(a=\frac{m(z1+z2)}{2}\)可得：\(160=\frac{4(z1+z2)}{2}\)，即\(z1+z2=80\)。又因为\(i=\frac{z2}{z1}=3\)，联立可得\(z1=20\)，\(z2=60\)。分度圆直径\(d1=mz1=4×20=80mm\)，\(d2=mz2=4×60=240mm\)。齿顶圆直径\(da1=d1+2ha=80+2×4=88mm\)，\(da2=d2+2ha=240+2×4=248mm\)。2.齿轮1：分度圆直径\(d1=mz1=5×20=100mm\)；齿顶圆直径\(da1=d1+2ha=100+2×5=110mm\)；齿根圆直径\(df1=d1-2hf=100-2×1.25×5=87.5mm\)。齿轮2：分度圆直径\(d2=mz2=5×40=200mm\)；齿顶圆直径\(da2=d2+2ha=200+2×5=210mm\)；齿根圆直径\(df2=d2-2hf=200-2×1.25×5=187.5mm\)。中心距\(a=\frac{m(z1+z2)}{2}=\frac{5×(20+40)}{2}=150mm\)。五、设计题答案1.首先计算极位夹角\(\theta=\frac{180(K-1)}{K+1}=\frac{180×(1.2-1)}{1.2+1}=16.36°\)。设曲柄长度为\(lAB\)，连杆长度为\(lBC\)，机架长度为\(lAD\)。根据摇杆的极限位置关系可得：\(lAD+lBC=lAB+lCD\)。又因为\(\frac{lBC-lAB}{lBC+lAB}=\sin\theta\)，联立求解可得：\(lAB=105.4mm\)，\(lBC=494.6mm\)，\(lAD=100mm\)。2.首先计算极位夹角\(\theta=\frac{180(K-1)}{K+1}=\frac{180×(1.4-1)}{1.4+1}=30°\)。设曲柄长度为\(lAB\)，连杆长度为\(lBC\)，机架长度为\(lAD\)。根据摇杆的极限位置关系可得：\(lAD+lBC=lA