2025年湖南省机电类专业综合试题附答案

2025年湖南省机电类专业综合试题附答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.某机械零件图中，Φ50H7/g6表示孔轴配合为（）。A.间隙配合B.过渡配合C.过盈配合D.无法确定答案：A2.平面四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于等于其余两杆长度之和，且以最短杆的邻边为机架，则机构为（）。A.双曲柄机构B.双摇杆机构C.曲柄摇杆机构D.导杆机构答案：C3.三相异步电动机铭牌标注“Y/△-11”，表示（）。A.额定电压380V时接Y形，220V时接△形，联结组号11B.额定电压220V时接Y形，380V时接△形，联结组号11C.额定电压380V时接△形，220V时接Y形，联结组号11D.额定电压220V时接△形，380V时接Y形，联结组号11答案：A4.在PLC梯形图中，若某输出继电器线圈直接与左母线连接，则该线圈（）。A.始终得电B.需通过外部输入触发C.无法工作D.受内部计数器控制答案：C5.某直流电路中，已知电源电动势E=12V，内阻r=0.5Ω，外电路电阻R=5.5Ω，则电路电流I和端电压U分别为（）。A.2A，11VB.1.8A，10VC.2.4A，13.2VD.1.5A，8.25V答案：A（计算：I=E/(R+r)=12/(5.5+0.5)=2A；U=IR=2×5.5=11V）6.传感器按输出信号类型分类，热电偶属于（）。A.数字式传感器B.模拟式传感器C.开关式传感器D.智能传感器答案：B7.滚动轴承6208的内径尺寸为（）。A.8mmB.40mmC.20mmD.80mm答案：B（内径计算：后两位08×5=40mm）8.液压系统中，能将机械能转换为液压能的元件是（）。A.液压缸B.液压泵C.换向阀D.油箱答案：B9.某闭环控制系统的开环传递函数为G(s)=K/(s(s+1))，该系统为（）型系统。A.0B.ⅠC.ⅡD.Ⅲ答案：B（系统型别由积分环节个数决定，此处有1个积分环节）10.机械加工中，为消除工件内应力，常采用的热处理工艺是（）。A.淬火B.回火C.退火D.正火答案：C二、填空题（每空1分，共20分）1.机械制图中，国家标准规定的图纸基本幅面有A0~A4五种，其中A3幅面的尺寸为（297mm×420mm）。2.螺纹的公称直径是指（大径），普通螺纹的牙型角为（60°）。3.三相异步电动机的调速方法有（变极调速）、（变频调速）和（变转差率调速）。4.电气控制电路中，热继电器的作用是（过载保护），熔断器的作用是（短路保护）。5.液压系统的压力取决于（负载），执行元件的运动速度取决于（流量）。6.滚珠丝杠副的主要特点是（传动效率高）、（精度保持性好）、（可逆性）。7.PLC的基本组成包括（CPU模块）、（输入输出模块）、（电源模块）和（编程设备）。8.机械振动按产生原因可分为（自由振动）、（受迫振动）和（自激振动）。9.直流电动机的调速方法有（调节电枢电压）、（改变电枢回路电阻）和（减弱励磁磁通）。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述齿轮传动的主要优缺点。答：优点：传动效率高（可达98%~99%）、传动比准确、结构紧凑、工作可靠、寿命长；缺点：制造和安装精度要求高、成本较高、不适用于远距离传动、低精度时噪声较大。2.说明直流电动机的工作原理。答：直流电动机基于通电导体在磁场中受力的原理工作。定子产生恒定磁场，转子绕组通入直流电流后，载流导体在磁场中受安培力作用，产生电磁转矩，驱动转子旋转。电刷和换向器的作用是将外部直流电流转换为转子绕组的交变电流，确保转矩方向不变。3.简述PID控制器中比例（P）、积分（I）、微分（D）环节的作用。答：比例环节（P）：成比例反映系统偏差，偏差越大，控制作用越强，能快速减小偏差但可能引起超调；积分环节（I）：消除稳态误差，通过累积偏差历史值持续调整输出，提高系统精度；微分环节（D）：反映偏差变化趋势，提前预测偏差变化方向，抑制超调，改善系统动态性能。4.列举机电一体化系统的五大组成要素，并说明各要素的功能。答：五大要素：机械本体（支撑和传动，提供结构基础）、动力与驱动单元（提供能量，驱动执行机构）、检测与传感单元（采集系统状态信息，反馈给控制单元）、控制与信息处理单元（分析信息，提供控制指令）、执行单元（根据指令完成具体动作）。5.简述液压系统中节流阀与调速阀的区别。答：节流阀通过改变通流面积调节流量，但流量受负载压力变化影响较大；调速阀由定差减压阀与节流阀串联组成，减压阀能自动补偿负载变化引起的压差变化，保持节流阀前后压差恒定，从而稳定流量，适用于流量稳定性要求高的场合。四、计算题（共30分）1.（10分）如图所示平面机构（图略，实际答题时需描述：主动件AB长20mm，绕A转动；BC长50mm，与CD杆（长35mm）在C点铰接，CD绕D转动；DE长40mm，与EF杆（长30mm）在E点铰接，EF绕F转动；G为BC杆上的动点），试计算机构自由度，并判断是否具有确定运动（假设各运动副均为转动副，无虚约束和局部自由度）。解：机构中活动构件数n=5（AB、BC、CD、DE、EF）；转动副数PL=6（A、B、C、D、E、F）；无高副PH=0。自由度F=3n-2PL-PH=3×5-2×6-0=15-12=3。原动件数为1（AB为主动件），原动件数小于自由度，机构无确定运动。2.（10分）某齿轮传动中，已知主动轮齿数z1=20，模数m=4mm，转速n1=1440r/min，传动比i=3，试计算从动轮齿数z2、分度圆直径d2、中心距a及从动轮转速n2。解：z2=z1×i=20×3=60；d2=m×z2=4×60=240mm；中心距a=m(z1+z2)/2=4×(20+60)/2=160mm；n2=n1/i=1440/3=480r/min。3.（10分）如图所示电路（图略，实际答题时描述：电源电压U=24V，电阻R1=6Ω，R2=12Ω，R3=4Ω，R4=8Ω，R5=10Ω，其中R1与R2并联后与R3串联，再与R4并联，最后与R5串联），求总电阻RT和总电流I。解：R1与R2并联电阻R12=(R1×R2)/(R1+R2)=(6×12)/(6+12)=4Ω；R12与R3串联电阻R123=R12+R3=4+4=8Ω；R123与R4并联电阻R1234=(R123×R4)/(R123+R4)=(8×8)/(8+8)=4Ω；总电阻RT=R1234+R5=4+10=14Ω；总电流I=U/RT=24/14≈1.71A。五、综合应用题（共20分）某企业需设计一台自动送料机，要求：①物料为直径Φ30mm、长度100mm的钢制圆柱，重量约0.5kg；②送料速度12件/分钟；③送料距离2m，水平直线运动；④具备缺料检测和紧急停止功能。试完成以下设计：（1）选择执行机构类型并说明理由；（2）设计检测系统，包括传感器类型及安装位置；（3）绘制简化的电气控制逻辑图（文字描述关键环节）。答：（1）执行机构选择：采用步进电动机驱动的滚珠丝杠副。理由：滚珠丝杠传动效率高（约90%~95%）、定位精度高（可达0.01mm级），适合水平直线送料；步进电动机可精确控制转角和转速，满足12件/分钟的速度要求（每分钟需移动2m×12=24m，线速度0.4m/s，对应丝杠转速n=v/(πd)，若丝杠导程5mm，转速n=0.4×1000/5=80r/min，步进电动机可轻松实现）。（2）检测系统设计：①缺料检测：采用光电传感器（对射式），安装于料仓出口处，发射端和接收端分别置于料道两侧，当物料通过时遮挡光线，传感器输出信号；若连续2秒无信号变化（设定时间大于单个物料通过时间），判定为缺料，触发报警。②紧急停止检测：在操作面板和设备两侧安装急停按钮（常闭触点），串联接入控制回路，按下时断开控制电源，电机立即停止。（3）电气控制逻辑（文字描述）：主回路：三相电源→断路器→接触器主触点→步进电动机驱动器→步进电动机。控制回路：24V直流电源→急停按