《机械基础》试题及答案

《机械基础》试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1.作用在刚体上的两个力使刚体保持平衡的必要与充分条件是这两个力（）。A.大小相等、方向相反B.大小相等、作用在同一直线上C.方向相反、作用在同一直线上D.大小相等、方向相反且作用在同一直线上2.下列约束中，只能限制物体沿接触面法线方向运动的是（）。A.柔索约束B.光滑接触面约束C.固定铰支座D.滚动铰支座3.衡量材料抵抗塑性变形能力的指标是（）。A.抗拉强度σbB.屈服强度σsC.伸长率δD.断面收缩率ψ4.用于连接的螺纹多采用（）。A.三角形螺纹B.矩形螺纹C.梯形螺纹D.锯齿形螺纹5.平键连接的主要失效形式是（）。A.键的剪切破坏B.键的挤压破坏C.轮毂的弯曲破坏D.轴的扭转破坏6.渐开线齿轮传动的啮合特性不包括（）。A.中心距可分性B.传动比恒定C.齿面接触应力恒定D.承载能力较高7.基孔制配合中，孔的基本偏差代号为（）。A.HB.hC.AD.a8.V带传动中，小带轮包角一般应不小于（）。A.90°B.120°C.150°D.180°9.深沟球轴承的基本代号为6208，其中“08”表示（）。A.内径40mmB.尺寸系列代号C.类型代号D.公差等级10.平面机构中，一个低副引入的约束数是（）。A.1B.2C.3D.4二、填空题（每题2分，共20分）1.力的三要素是大小、方向和（）。2.低碳钢拉伸试验的四个阶段是弹性阶段、（）、强化阶段和颈缩阶段。3.螺纹连接的防松方法可分为摩擦防松、（）和永久防松三类。4.平键连接按构造分为普通平键、（）和滑键。5.渐开线齿轮的基本参数有齿数、模数、压力角、（）和齿顶高系数。6.公差带由（）和公差等级共同决定。7.V带的标准长度是（）长度。8.滚动轴承按承受载荷方向分为向心轴承、（）和向心推力轴承。9.平面四杆机构有曲柄的条件是最短杆与最长杆长度之和（）其他两杆长度之和，且最短杆为连架杆或机架。10.机械效率η等于（）与输入功的比值。三、判断题（每题1分，共10分）1.二力平衡公理既适用于刚体，也适用于变形体。（）2.材料的伸长率δ越大，说明其塑性越好。（）3.三角形螺纹的自锁性优于矩形螺纹。（）4.平键连接中，键的截面尺寸通常根据轴的长度选择。（）5.渐开线齿轮的模数越大，轮齿越粗大。（）6.基孔制配合中，孔的下偏差为零。（）7.带传动的弹性滑动是不可避免的，打滑是可以避免的。（）8.深沟球轴承只能承受径向载荷，不能承受轴向载荷。（）9.平面四杆机构中，若最短杆为机架，则为双曲柄机构。（）10.机械效率总是小于1，因为存在摩擦等能量损失。（）四、简答题（每题6分，共30分）1.简述平面任意力系的平衡条件及平衡方程的三种形式。2.说明材料的强度、塑性、硬度的含义及常用指标。3.比较平键连接与楔键连接的特点及应用场合。4.简述齿轮传动的主要失效形式及防止措施。5.说明滚动轴承基本代号的组成及各部分含义。五、综合题（每题10分，共20分）1.如图所示（注：假设水平梁AB简化为简支梁），梁长L=4m，A为固定铰支座，B为滚动铰支座。梁上作用集中载荷F=10kN（距A端2m），均布载荷q=5kN/m（覆盖全梁）。试求支座A、B的约束力。2.设计一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知传递功率P=10kW，小齿轮转速n1=960r/min，传动比i=3，许用接触应力[σH]=600MPa，小齿轮齿数z1=20。试求模数m、中心距a及大齿轮齿数z2（取载荷系数K=1.2，齿宽系数φd=1）。答案一、选择题1.D2.B3.B4.A5.B6.C7.A8.B9.A10.B二、填空题1.作用点2.屈服阶段3.机械防松4.导向平键5.齿顶隙系数6.基本偏差7.基准8.推力轴承9.小于等于10.输出功三、判断题1.×2.√3.√4.×5.√6.√7.√8.×9.√10.√四、简答题1.平面任意力系的平衡条件是：力系的合力为零，且对任意点的合力矩为零。平衡方程的三种形式为：（1）基本式（一矩式）：ΣFx=0，ΣFy=0，ΣMo(F)=0；（2）二矩式：ΣFx=0（或ΣFy=0），ΣMA(F)=0，ΣMB(F)=0（A、B连线不垂直于x轴或y轴）；（3）三矩式：ΣMA(F)=0，ΣMB(F)=0，ΣMC(F)=0（A、B、C三点不共线）。2.强度：材料抵抗破坏的能力，常用指标为屈服强度σs（塑性材料）和抗拉强度σb（脆性材料）；塑性：材料在断裂前发生不可逆变形的能力，常用指标为伸长率δ和断面收缩率ψ；硬度：材料抵抗局部塑性变形的能力，常用指标为布氏硬度HB、洛氏硬度HRC。3.平键连接：靠键的两侧面传递扭矩，对中性好，拆装方便，但不能承受轴向力；适用于高精度、高速或承受变载、冲击的场合。楔键连接：靠键的上下面与轮毂、轴的挤压传递扭矩，对中性差，能承受单向轴向力；适用于对中性要求不高、低速、载荷平稳的场合。4.主要失效形式及措施：（1）齿面磨损：采用闭式传动、加强润滑；（2）齿面胶合：提高齿面硬度、采用抗胶合润滑油；（3）齿面疲劳点蚀：增大模数、提高齿面硬度；（4）轮齿折断：增大齿根圆角、采用高强度材料；（5）塑性变形：提高齿面硬度、限制过载。5.滚动轴承基本代号由三部分组成：（1）类型代号：用数字或字母表示轴承类型（如6代表深沟球轴承）；（2）尺寸系列代号：由直径系列（反映轴承大小）和宽度系列（反映轴承宽度）组成；（3）内径代号：表示轴承内径尺寸（00-10mm，01-12mm，02-15mm，03-17mm，04及以上为代号×5）。五、综合题1.受力分析：A处约束力为Ax、Ay（水平、垂直方向），B处约束力为By（垂直方向）。平衡方程：ΣFx=0→Ax=0；ΣFy=0→Ay+By=F+qL=10kN+5kN/m×4m=30kN；ΣMA(F)=0→By×4m=F×2m+q×4m×2m→By×4=10×2+5×4×2→By=(20+40)/4=15kN；因此，Ay=30kN-15kN=15kN。结论：支座A的约束力为Ax=0，Ay=15kN（向上）；支座B的约束力为By=15kN（向上）。2.计算步骤：（1）小齿轮转矩：T1=9550×P/n1=9550×10/960≈99.48N·m=99480N·mm；（2）接触疲劳强度公式：m≥√[(2KT1(u+1))/(φdu[σH]²z1²)]，其中u=i=3；代入数据：m≥√[(2×1.2×99480×4)/(1×3×