2026年大学大二（机械设计基础）机构创新设计综合测试题及答案

2025年大学大二（机械设计基础）机构创新设计综合测试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本大题共10小题，每小题3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.以下哪种机构不属于平面连杆机构？（）A.曲柄摇杆机构B.双曲柄机构C.凸轮机构D.双摇杆机构2.曲柄摇杆机构中，当摇杆为主动件时，（）死点位置。A.存在B.不存在C.有时存在有时不存在D.以上都不对3.平面四杆机构中，若各杆长度分别为a=30mm，b=50mm，c=70mm，d=90mm，当以a为机架时，其机构类型为（）A.曲柄摇杆机构B.双曲柄机构C.双摇杆机构D.不确定4.在设计铰链四杆机构时，应使最小传动角γmin（）A.尽可能小一些B.尽可能大一些C.为0°D.为90°5.凸轮机构中凸轮通常作（）A.等速转动B.等速移动C.变速转动D.变速移动6.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7.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8.一对渐开线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.模数和压力角分别相等D.齿数相等9.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°～90°10.蜗杆传动中，蜗杆的头数z1通常取（）A.1～2B.2～4C.4～6D.6～8第II卷（非选择题共70分）填空题（共20分）（总共10题，每题2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.平面连杆机构是由一些刚性构件用______副和______副相互连接而组成的在同一平面或相互平行平面内运动的机构。2.曲柄摇杆机构中，当曲柄为主动件时，______死点位置；当摇杆为主动件时，______死点位置。3.平面四杆机构的基本形式有______机构、______机构、______机构和______机构。4.凸轮机构主要由______、______和______三个基本构件组成。5.凸轮机构中，从动件的运动规律取决于凸轮的______曲线。6.渐开线的形状取决于______的大小。7.一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，其中心距等于两齿轮______之和的一半。8.斜齿圆柱齿轮传动的重合度比直齿圆柱齿轮传动的重合度______，所以承载能力______。9.蜗杆传动的主要失效形式有______、______、______和______等。10.机械设计中，通常将机构分为______机构和______机构两大类。简答题（共20分）（总共4题，每题5分）答题要求：简要回答问题，要有一定的阐述。1.简述平面连杆机构的特点。2.说明凸轮机构从动件常用的运动规律及其应用场合。3.渐开线齿轮传动有哪些优点？4.蜗杆传动有哪些特点？分析计算题（共20分）（总共2题，每题10分）答题要求：写出详细的计算过程和答案。1.已知一对外啮合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，齿顶圆直径da1、da2，齿根圆直径df1、df2。2.一滚子从动件盘形凸轮机构，凸轮为一偏心圆盘，其半径R=50mm，偏心距e=10mm，滚子半径rT=10mm。当凸轮以角速度ω=10rad/s逆时针方向转动时，试求：（1）凸轮的基圆半径rb；（2）当滚子中心位于凸轮轮廓曲线的最高位置时，从动件的位移s；（3）从动件的最大速度vmax。设计题（共10分）答题要求：根据题目要求进行机构创新设计，并简要说明设计思路。设计一个用于自动送料的机构，要求能够实现间歇送料功能，且结构简单、工作可靠。请画出机构简图，并简述设计思路。答案1.C2.A3.C4.B5.A6.A7.C8.C9.A10.B填空题答案：1.转动移动2.无有3.曲柄摇杆双曲柄双摇杆曲柄滑块4.凸轮从动件机架5.轮廓6.基圆7.分度圆半径8.大强9.齿面胶合齿面磨损齿面点蚀轮齿折断10.平面连杆凸轮简答题答案：1.平面连杆机构的特点：优点是结构简单，制造容易，工作可靠，能实现多种运动形式的转换；缺点是机械效率较低，惯性力难平衡，不适用于高速场合。2.等速运动规律：适用于低速、轻载的场合；等加速等减速运动规律：适用于中速场合；余弦加速度运动规律：适用于高速场合。3.渐开线齿轮传动的优点：传动平稳，承载能力高，使用寿命长，可保证定传动比传动。4.蜗杆传动的特点：传动比大，结构紧凑，工作平稳，噪声小，能实现自锁，但效率较低，发热量大。分析计算题答案：1.由中心距公式\(a=\frac{m(z1+z2)}{2}\)可得\(160=\frac{4(z1+z2)}{2}\)，解得\(z1+z2=80\)。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\(da1=d1+2ham=80+2×1×4=88mm\)，\(da2=d2+2ham=240+2×1×4=248mm\)。齿根圆直径\(df1=d1-2(ha+c)m=80-2×(1+0.25)×4=70mm\)，\(df2=d2-2(ha+c)m=240-2×(1+0.25)×4=230mm\)。2.（1）凸轮的基圆半径\(rb=R-e=50-10=40mm\)。（2）当滚子中心位于凸轮轮廓曲线的最高位置时，从动件的位移\(s=R+e-rb=50+10-40=20mm\)。（3）从动件的最大速度\(vmax=ωs=10×20