2026年《机械基础》考试试卷及参考答案

2026年《机械基础》考试试卷及参考答案一、单项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其选出，错选、多选或未选均无分。1.静力学中，柔索约束的约束反力方向为（）A.沿柔索轴线，指向被约束物体B.沿柔索轴线，背离被约束物体C.垂直柔索轴线，指向被约束物体D.垂直柔索轴线，背离被约束物体2.已知某平面机构共有5个活动构件，6个低副，1个高副，该机构的自由度为（）A.1B.2C.3D.43.曲柄摇杆机构中，极位夹角θ的定义是（）A.曲柄在两个极限位置时，摇杆对应位置的夹角B.曲柄在两个极限位置时，曲柄两个位置之间的锐角夹角C.摇杆在两个极限位置时，曲柄两个位置之间的夹角D.摇杆在两个极限位置时，机架对应的夹角4.普通V带传动中，张紧轮合理的安装位置是（）A.紧边外侧，靠近小带轮B.紧边内侧，靠近大带轮C.松边外侧，靠近小带轮D.松边内侧，靠近大带轮5.渐开线标准直齿圆柱齿轮不发生根切的最少齿数为（）A.14B.17C.21D.256.当曲柄摇杆机构出现死点位置时，死点位置对应的从动件是（）A.曲柄B.摇杆C.机架D.连杆7.蜗杆传动中，通常蜗杆的旋向和蜗轮的旋向关系为（）A.蜗杆右旋，蜗轮左旋B.蜗杆左旋，蜗轮右旋C.二者旋向相同D.二者旋向相反8.普通平键连接的工作面是（）A.键的顶面B.键的底面C.键的两侧面D.键的两端面9.滚动轴承额定寿命的定义是指一批相同轴承，在相同条件下运转，多少百分比的轴承不发生疲劳点蚀时的总转数（）A.10%B.50%C.90%D.99%10.用于连接的普通螺纹，一般选用的牙型是（）A.三角形B.梯形C.锯齿形D.矩形11.带传动中，弹性滑动产生的根本原因是（）A.带的紧边和松边拉力差B.带是弹性体，存在弹性变形C.带传动过载打滑D.带轮加工精度不够12.轴按承受载荷分类，既承受弯矩又承受转矩的轴称为（）A.心轴B.转轴C.传动轴D.阶梯轴13.一对标准直齿圆柱齿轮正确啮合传动时，啮合角等于（）A.分度圆压力角B.基圆压力角C.齿顶圆压力角D.齿根圆压力角14.渐开线齿廓啮合传动中，能保证瞬时传动比恒定不变的原因是（）A.齿廓是渐开线形状B.啮合线为固定直线，啮合线与连心线交点固定C.中心距可分D.齿廓表面光滑15.滚动轴承内圈与轴颈的配合，外圈与轴承座孔的配合选择一般为（）A.内圈基孔制，外圈基轴制B.内圈基轴制，外圈基孔制C.都为基孔制D.都为基轴制二、多项选择题（本大题共8小题，每小题3分，共24分）在每小题列出的五个备选项中至少有两个是符合题目要求的，请将其选出，错选、多选、少选或未选均无分。1.下列选项中，属于静力学基本公理的有（）A.二力平衡公理B.加减平衡力系公理C.作用力与反作用力公理D.力的平行四边形公理E.动量守恒公理2.铰链四杆机构按照曲柄存在情况可以分为哪几类基本类型（）A.曲柄摇杆机构B.双曲柄机构C.导杆机构D.曲柄滑块机构E.双摇杆机构3.下列选项中，属于普通V带传动的主要失效形式的有（）A.带的疲劳断裂B.带的打滑C.带的弹性滑动D.带的磨损E.带轮轴弯曲变形4.齿轮传动中，润滑的主要作用包括（）A.降低摩擦阻力B.减少磨损C.散热降温D.防锈E.降低噪音5.和滑动轴承相比，滚动轴承的优点包括（）A.摩擦阻力小，效率高B.径向间隙小，旋转精度高C.抗冲击能力强D.更换方便，维护简单E.相同载荷下径向尺寸更小6.机械零件的主要失效形式包括下列哪些选项（）A.断裂失效B.过大的变形失效C.表面失效（磨损、腐蚀、点蚀）D.打滑失效E.正常工作条件下丧失工作能力的失效7.蜗杆传动与齿轮传动相比，具有下列哪些特点（）A.传动比大，结构紧凑B.传动平稳，噪音小C.可以实现自锁D.传动效率高，发热小E.适合大功率长期工作8.轴的结构设计中，基本要求包括（）A.轴上零件定位准确，固定可靠B.轴的加工工艺性好，便于加工和装拆C.尽量减少应力集中，提高轴的疲劳强度D.轴的强度和刚度足够，不需要考虑重量E.保证轴上零件顺利装拆，合理设计轴的阶梯直径变化三、填空题（本大题共10小题，每空1分，共15分）1.机构具有确定运动的条件是：机构的自由度______零，且______数目等于机构的自由度。2.渐开线齿廓的形状取决于______直径，直径越小，渐开线越______。3.带传动工作时，带内部产生的应力包括______、离心拉应力和______，最大应力出现在______处。4.铰链四杆机构中，若最短杆为机架，其余两杆长度之和大于最短杆长度，则机构为______机构。5.一对标准直齿圆柱齿轮传动，分度圆直径分别为d1、d2，模数为m，其中心距a=______。6.蜗杆传动中，蜗杆头数越少，传动比越______，自锁性越______。7.定轴轮系的传动比是指首轮与末轮的______之比。8.滚动轴承预紧的目的是提高轴承的______和______，减少振动。9.螺纹连接按照防松原理，可分为摩擦防松、______防松和______防松三类。10.轴上零件常用的轴向固定方法有______和______（任意写出两种即可）。四、简答题（本大题共4小题，每小题8分，共32分）1.什么是平面连杆机构的死点位置？简述死点位置的克服方法，并举例说明死点位置的应用。2.为什么普通V带传动一般要求张紧？简述张紧轮张紧时的布置原则。3.什么是齿轮加工的根切现象？简述根切产生的原因和主要危害，标准直齿圆柱齿轮不发生根切的最少齿数是多少？4.滚动轴承的内圈、外圈和滚动体常用的材料是什么？滚动轴承的主要失效形式有哪些？五、分析计算题（本大题共3小题，第1小题12分，第2小题17分，第3小题20分，共49分）1.计算平面冲压机构的自由度，分析机构是否具有确定的运动，已知该机构原动件为1个，原始结构中共有活动构件7个，低副9个，其中1处存在局部自由度，1处为虚约束，请计算时去除多余约束后求解。2.设计某普通V带传动，已知传递功率P=7.5kW，主动小带轮转速n1=1440r/min，小带轮基准直径dd1=140mm，从动大带轮基准直径dd2=400mm，传动中心距a≈800mm，V带弹性滑动系数ε=0.02，试计算：（1）从动大带轮的实际转速n2；（2）该传动的实际传动比i；（3）小带轮上的包角α1，并判断该传动包角是否满足设计要求（设计要求α1≥120°）。3.某定轴轮系传动路线为：主动轮1→从动轮2→同轴固连的蜗杆4→从动蜗轮5，已知各轮参数：z1=20，z2=40，蜗杆z4头数为2，右旋，蜗轮z5齿数为60，若主动轮n1=1440r/min，主动轮顺时针转动（从左端面观察），试计算：（1）轮系的总传动比i15；（2）蜗轮的转速n5，并判断蜗轮的转向。参考答案一、单项选择题（每小题2分，共30分）1.B2.A3.C4.D5.B6.A7.C8.C9.C10.A11.B12.B13.A14.B15.A二、多项选择题（每小题3分，共24分）1.ABCD2.ABE3.ABD4.ABCDE5.ABD6.ABCE7.ABC8.ABCE三、填空题（每空1分，共15分）1.大于；原动件2.基圆；弯曲3.拉应力；弯曲应力；紧边刚进入小带轮4.双曲柄5.=6.大；好7.角速度（或转速）8.支承刚度；旋转精度9.机械；永久（粘固）10.轴肩；套筒（或圆螺母、弹性挡圈、轴端挡圈任意两个即可）四、简答题（每小题8分，共32分）1.答案：（1）平面连杆机构中，当从动件的传动角γ=，对应机构压力角α（2）克服死点位置的常用方法：一是在从动件上安装足够转动惯量的飞轮，利用飞轮的惯性带动机构度过死点位置；二是采用多个机构错位排列布置，使各机构的死点位置相互错开，依靠其他机构的运动惯性带动从动件越过死点。（2分）（3）工程中也常利用死点的特性满足工作要求，例如折叠式座椅、工件夹紧夹具，夹紧后机构处于死点位置，即使受到工件的反向作用力，机构也不会自行松开，保证夹紧的可靠性；飞机起落架放下后处于死点位置，可承受着陆时的巨大冲击，保证结构稳定。（3分，举例合理即可得分）2.答案：（1）V带是弹性体，长期受拉力作用会发生塑性变形，导致带的长度增加，张紧力逐渐下降，传动能力降低，容易出现打滑失效，因此需要定期张紧，保证V带传动具备足够的张紧力，维持正常的传动能力。（3分）（2）张紧轮的布置原则：①张紧轮优先布置在松边一侧，避免影响紧边的传动受力，减少对带传动稳定性的影响；（1分）②张紧轮尽量布置在松边内侧，避免带反复承受正反方向的弯曲应力，降低带的疲劳寿命；（2分）③张紧轮布置时尽量靠近大带轮，避免小带轮的包角被过度减小，保证小带轮有足够的包角，维持传动能力。（2分）3.答案：（1）根切现象是指用范成法加工渐开线齿轮时，当被加工齿轮的齿数过少，刀具的齿顶线会超过轮坯啮合极限点，刀具会将轮齿根部的渐开线齿廓切去一部分的现象。（2分）（2）根切产生的根本原因是被加工齿轮的齿数过少，导致刀具齿顶线超过了被加工齿轮基圆上的啮合极限点，使得刀具切入了轮齿的根部。（2分）（3）根切的危害主要有两点：一是根切会降低轮齿齿根的厚度，减小齿根的抗弯截面面积，降低齿轮的抗弯强度，齿轮承载能力下降；二是根切会减小齿轮传动的重合度，降低传动的平稳性，增加传动的振动和噪音，影响传动质量。（2分）（4）对于正常齿制的标准渐开线直齿圆柱齿轮，不发生根切的最少齿数是17。（2分）4.答案：（1）滚动轴承的内圈、外圈和滚动体都需要承受交变接触应力，要求较高的硬度和耐磨性，常用材料为高碳铬轴承钢，例如GCr15，经过淬火和低温回火处理后，硬度可达HRC61~65，满足使用要求。（3分）对于大型重载轴承，也可采用渗碳合金钢制造，保持架一般采用低碳钢或工程塑料。（1分）（2）滚动轴承的主要失效形式分为三类：一是对于正常转速的轴承，主要失效形式是滚动体或内外圈滚道表面的疲劳点蚀，由交变接触应力反复作用导致；二是对于低速、重载或冲击载荷作用下的轴承，主要失效形式是滚道和滚动体表面的塑性变形，过大的载荷使材料发生永久变形，导致轴承运转失效；三是对于高速运转、润滑不良的轴承，容易发生磨损、胶合甚至烧粘合失效，长期工作也会出现过度磨损导致精度丧失。（4分）五、分析计算题（共49分）1.解：计算自由度时，首先去除局部自由度和虚约束，去除后：活动构件数n=低副数=9高副数=1平面机构自由度计算公式为：F=代入参数计算得：F=已知该机构原动件数目为1，自由度等于原动件数目，因此该机构具有确定的运动。（1分，共12分）2.解：（1）考虑弹性滑动时，从动大带轮实际转速公式为：=·代入已知参数=1440r/min，=1440（2）实际传动比i=i=≈2.92（3）小带轮包角计算公式为：=（2分）代入参数：=因为>，满足设