2024年大一机械基础考研入门版试题及答案解析

2024年大一机械基础考研入门版试题及答案解析

一、单项选择题（总共10题，每题2分）1.平面机构自由度计算中，局部自由度的处理方法是（）A.计入自由度B.减去局部自由度C.视为虚约束D.忽略不计2.铰链四杆机构中，能做整周转动的连架杆称为（）A.摇杆B.曲柄C.连杆D.机架3.凸轮机构中，从动件等速运动规律的冲击类型是（）A.刚性冲击B.柔性冲击C.无冲击D.不确定4.齿轮的基本参数中，决定齿距大小的是（）A.齿数B.模数C.压力角D.齿顶高系数5.常用于连接的螺纹类型是（）A.三角形螺纹B.梯形螺纹C.锯齿形螺纹D.矩形螺纹6.带传动中，不可避免的现象是（）A.打滑B.弹性滑动C.疲劳破坏D.磨损7.链传动的多边形效应会导致（）A.传动比恒定B.动载荷增大C.效率提高D.噪声减小8.同时承受弯矩和扭矩的轴称为（）A.心轴B.转轴C.传动轴D.光轴9.深沟球轴承主要承受（）A.径向载荷B.轴向载荷C.径向和轴向联合载荷D.冲击载荷10.能在运转中随时分离的连接装置是（）A.联轴器B.离合器C.键连接D.销连接二、填空题（总共10题，每题2分）1.平面机构自由度的计算公式是F=______。2.铰链四杆机构中，曲柄存在的必要条件是最短杆与最长杆长度之和______其他两杆长度之和。3.凸轮机构中，从动件常用的运动规律有等速运动、等加速等减速运动和______运动。4.齿轮的正确啮合条件是两齿轮的模数相等和______相等。5.多头螺纹的导程s与螺距p的关系是s=______（n为螺纹头数）。6.带传动的有效拉力F=______（F1为紧边拉力，F2为松边拉力）。7.链传动的节距越大，传动的______越大。8.轴的疲劳强度计算主要考虑______应力的影响。9.滚动轴承的基本额定寿命是指一批轴承中______的轴承能达到的寿命（可靠度90%）。10.键连接中，应用最广泛的是______键。三、判断题（总共10题，每题2分）1.虚约束不影响平面机构的自由度。（）2.铰链四杆机构中，曲柄一定是最短杆。（）3.凸轮机构中等速运动规律会产生刚性冲击。（）4.齿轮的模数越大，齿距越大。（）5.三角形螺纹的牙型角比梯形螺纹大，因此自锁性更好。（）6.带传动的弹性滑动是可以避免的。（）7.链传动的多边形效应是由于链条的刚性节距引起的。（）8.转轴同时承受弯矩和扭矩。（）9.滚动轴承内径代号中，04表示内径为20mm。（）10.联轴器可以在运转中随时分离两轴。（）四、简答题（总共4题，每题5分）1.平面机构自由度计算时，需要排除哪些不合理的约束情况？2.简述铰链四杆机构的类型及判别条件。3.简述带传动中打滑和弹性滑动的区别。4.比较滚动轴承与滑动轴承的主要优缺点。五、讨论题（总共4题，每题5分）1.为什么齿轮传动要规定正确啮合条件？2.带传动中为什么需要张紧装置？3.轴的设计中为什么要考虑应力集中问题？4.选择滚动轴承类型时，主要考虑哪些因素？答案解析一、单项选择题答案1.B2.B3.A4.B5.A6.B7.B8.B9.A10.B解析：1.局部自由度不影响机构运动，处理时需减去；2.曲柄是能整周转动的连架杆；3.等速运动规律速度突变，产生刚性冲击；4.模数m=p/π，模数大则齿距大；5.三角形螺纹牙型角大（60°），自锁性好，适用于连接；6.弹性滑动由带的弹性变形引起，不可避免；7.多边形效应使瞬时传动比变化，动载荷增大；8.转轴同时承受弯矩和扭矩；9.深沟球轴承主要承受径向载荷；10.离合器可在运转中分离两轴，联轴器需停机分离。二、填空题答案1.3n-2PL-PH2.小于等于（≤）3.简谐（或余弦加速度）4.压力角5.n×p6.F1-F27.动载荷8.变9.90%10.平解析：1.平面机构自由度基本公式（n为活动构件数，PL为低副数，PH为高副数）；2.曲柄存在的杆长条件；3.从动件常用运动规律包括简谐运动；4.齿轮正确啮合需模数和压力角均相等；5.导程是多头螺纹一周的轴向移动量，等于头数乘螺距；6.有效拉力为紧边与松边拉力之差；7.节距越大，多边形效应越明显，动载荷越大；8.轴的疲劳破坏由变应力引起；9.基本额定寿命是可靠度90%的轴承寿命；10.平键连接应用最广泛。三、判断题答案1.√2.√3.√4.√5.√6.×7.√8.√9.√10.×解析：1.虚约束是重复约束，不改变机构自由度；2.曲柄是最短杆且为连架杆；3.等速运动规律速度突变，产生刚性冲击；4.模数m=p/π，模数大则齿距大；5.三角形螺纹牙型角（60°）大于梯形螺纹（30°），自锁性更好；6.弹性滑动由带的弹性变形引起，不可避免；7.链条为刚性节距，绕链轮时形成多边形，导致多边形效应；8.转轴同时承受弯矩和扭矩；9.滚动轴承内径代号≥04时，内径d=5×代号（04对应20mm）；10.联轴器需停机才能分离两轴，离合器可在运转中分离。四、简答题答案1.需排除三种情况：①局部自由度（不影响机构运动的自由转动，如滚子从动件的滚子转动），处理时减去；②虚约束（重复限制运动的约束，如两构件间的多个平行转动副），处理时去除；③复合铰链（两个以上构件在同一处铰接），处理时按（m-1）个转动副计算（m为铰接构件数）。2.铰链四杆机构分为三类：①曲柄摇杆机构：最短杆为连架杆，且最短杆+最长杆≤其他两杆之和，实现曲柄整周转、摇杆摆动；②双曲柄机构：最短杆为机架，两连架杆均为曲柄，实现两杆整周转；③双摇杆机构：最短杆为连杆，或最短杆+最长杆>其他两杆之和，两连架杆均为摇杆，只能摆动。3.区别：①原因：弹性滑动是带的弹性变形（紧边伸长、松边缩短）引起；打滑是过载导致带与带轮间摩擦力不足。②后果：弹性滑动使传动比略有变化，无严重影响；打滑会导致传动失效，烧坏带。③能否避免：弹性滑动不可避免；打滑可通过控制载荷、增大张紧力避免。4.滚动轴承优点：摩擦系数小（0.001-0.005），效率高（98%-99%），启动容易，维护方便，精度高；缺点：承受冲击载荷能力差，成本高，高速时噪声大。滑动轴承优点：承载能力大（尤其重载），抗冲击性好，噪声小，适用于高速或高温环境；缺点：摩擦系数大（0.01-0.1），需良好润滑，维护复杂，启动阻力大。五、讨论题答案1.正确啮合条件是保证齿轮连续、平稳传动的关键：①模数相等：若模数不同，齿距不同，两齿无法正确啮合，会产生干涉；②压力角相等：压力角不同，齿的倾斜角度不同，啮合时会卡齿或分离，无法传递准确运动。只有满足这两个条件，齿轮齿廓才能正确啮合，保证瞬时传动比恒定，避免冲击和噪声，延长寿命。2.带传动靠摩擦力传递动力，张紧装置的作用：①保证带与带轮间有足够的正压力，产生足够的摩擦力，防止打滑（打滑会导致传动失效）；②补偿带的弹性变形和磨损（带长期使用会松弛，张紧力下降）；③维持带的有效拉力，保证传动比稳定。若不张紧，带会松弛，摩擦力不足，无法传递额定功率。3.轴的疲劳破坏是主要失效形式（约占80%），应力集中是关键诱因：轴上的键槽、轴肩、螺纹等结构会使局部应力急剧增大（应力集中系数达2-5），在变应力作用下，应力集中处易产生微观裂纹，裂纹扩展最终导致断裂。设计时需通过倒圆、减小键槽深度、采用过渡圆角等措施降低应力集中，提高疲劳强度。4.主要考虑因素：①载荷类型和大小：径向载荷选深沟球轴承