(完整版)《机械基础》考试试卷及参考答案

(完整版)《机械基础》考试试卷及参考答案一、选择题1.机器与机构的主要区别在于（）。A.是否由人为的实物组合体构成B.各构件间是否有确定的相对运动C.是否能够完成有用的机械功或转换机械能D.是否具有统一的运动形式2.平面运动副按其接触性质，可分为（）。A.移动副与转动副B.高副与低副C.螺旋副与球面副D.空间副与平面副3.在铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，则只能得到（）。A.双曲柄机构B.双摇杆机构C.曲柄摇杆机构D.曲柄滑块机构4.凸轮机构中，从动件采用等速运动规律时，在行程始末位置会引发（）。A.柔性冲击B.刚性冲击C.无冲击D.连续冲击5.渐开线标准直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是（）。A.模数相等，压力角相等B.模数相等，压力角不等C.模数不等，压力角相等D.模数不等，压力角不等6.在标准安装条件下，一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的中心距等于（）。A.两齿轮分度圆半径之和B.两齿轮齿根圆半径之和C.两齿轮基圆半径之和D.两齿轮齿顶圆半径之和7.普通平键联接的主要失效形式是（）。A.键的剪切破坏B.工作面被压溃C.工作面过度磨损D.键的弯曲断裂8.在带传动中，若小带轮为主动轮，带的最大应力发生在（）。A.进入主动轮处B.退出主动轮处C.进入从动轮处D.退出从动轮处9.代号为6208的滚动轴承，其内径尺寸为（）mm。A.8B.40C.208D.8010.下列联轴器中，能补偿两轴较大角位移和径向位移的是（）。A.凸缘联轴器B.套筒联轴器C.齿式联轴器D.万向联轴器二、判断题1.运动副是两构件直接接触并能产生相对运动的联接。（）2.曲柄摇杆机构中，以曲柄为主动件时，一定存在急回特性。（）3.凸轮机构的压力角越大，则机构的传力性能越好。（）4.渐开线齿廓上各点的压力角均相等。（）5.斜齿圆柱齿轮传动的重合度大于相同参数的直齿圆柱齿轮。（）6.蜗杆传动中，通常以蜗杆为主动件，其传动比i=7.普通V带传动中，带的基准长度是指在规定的张紧力下，位于带轮基准直径上的周线长度。（）8.链传动属于啮合传动，能保证准确的平均传动比。（）9.滚动轴承的基本额定寿命是指同一批轴承在相同条件下运转，其中90%的轴承不发生疲劳点蚀前的总转数。（）10.刚性联轴器适用于被联接两轴严格对中、载荷平稳的场合。（）三、填空题1.机构具有确定运动的条件是机构的原动件数目应______机构的自由度数目。2.铰链四杆机构中，若存在曲柄，则最短杆与最长杆长度之和必______其余两杆长度之和。3.凸轮机构中，从动件的位移、速度、加速度随凸轮______变化的规律称为从动件运动规律。4.渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数有：齿数z、______、压力角α、齿顶高系数和顶隙系数。5.一对渐开线齿轮连续传动的条件是重合度ε______1。6.轮系中，所有齿轮几何轴线均固定不动的轮系称为______轮系。7.螺纹联接中，用于联接的螺纹主要是______螺纹和管螺纹。8.带传动工作时，紧边拉力与松边拉力之差称为______，即有效拉力。9.根据承受载荷的方向，滚动轴承主要可分为______轴承、推力轴承和向心推力轴承。10.轴根据其承受载荷的不同，可分为心轴、______和传动轴。四、简答题1.简述计算机构自由度时，需要注意哪些事项（需指出常见的特殊情况及处理方法）。2.简述铰链四杆机构有曲柄的条件。3.与带传动、链传动相比，齿轮传动有哪些主要优缺点？4.简述螺纹联接防松的根本问题及三种主要的防松方法（原理）。5.简述滚动轴承代号“7210C/P5”中各部分所代表的含义。五、分析计算题1.计算图示平面机构的自由度，并判断该机构是否具有确定的运动（图中画有箭头的构件为原动件）。（图示说明：机构由机架1、原动件2（与机架在A点铰接）、构件3（分别与构件2在B点、构件5在C点铰接）、构件4（与机架在D点铰接）、构件5（分别与构件3在C点、构件6在E点铰接）、构件6（与构件4在F点铰接，F点为构件4上的一个点，构件6在F点与构件4形成移动副）组成。A、D为固定铰链。构件2与构件3在B点铰接，构件3与构件5在C点铰接，构件5与构件6在E点铰接，构件6与构件4在F点形成移动副。）2.已知一对正常齿制标准安装的外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，其模数m=4mm，压力角α=，传动比=(1)大齿轮的齿数、分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径。(2)标准中心距a。(3)若实际安装中心距=152mm，这对齿轮传动是否满足正确啮合条件？此时传动比是否变化？啮合角是多少？（提示：ac3.图示为某减速器输出轴轴系结构，试指出图中结构错误或不合理之处（至少指出8处，不要求改正，用序号1、2、3...标出并简要说明原因）。说明：轴承采用脂润滑，齿轮为油润滑。（图示说明：一根阶梯轴水平放置，从左至右依次为：1.轴左端通过平键联接一个齿轮，齿轮左侧轴肩定位，齿轮右侧与轴肩间有一个套筒，套筒右侧为深沟球轴承（内圈左侧靠套筒，右侧未固定），轴承外圈左侧顶在箱体凸台，右侧有端盖，端盖与箱体间有垫片。2.轴中间段直径较大。3.轴右端通过平键联接一个半联轴器，联轴器右侧轴端有压板螺钉固定。联轴器左侧与轴肩间无定位。右端轴承内圈右侧靠在轴肩上，左侧未固定，轴承外圈右侧有端盖，端盖与箱体间有垫片。4.两个轴承端盖与箱体接触处均有垫片，但端盖与轴之间均有接触。5.轴肩、套筒等结构尺寸在图中未明确显示是否合理。）参考答案与解析一、选择题1.C【解析】机器与机构都是人为的实物组合体，各构件间都有确定的相对运动。机器的特征是能完成有用的机械功或转换机械能，而机构只用于传递或转换运动和力。2.B【解析】运动副按接触形式分为高副（点或线接触）和低副（面接触）。A选项是低副的两种具体形式。3.B【解析】铰链四杆机构有曲柄的条件是：最短杆与最长杆长度之和≤其余两杆长度之和，且最短杆为连架杆或机架。当此和不满足“≤”条件时，无论取何杆为机架，均无曲柄存在，为双摇杆机构。4.B【解析】等速运动规律在行程始末点速度有突变，加速度理论上为无穷大，会产生刚性冲击。5.A【解析】一对渐开线齿轮正确啮合，必须保证两轮的法向齿距相等，推导后即为两轮的模数和压力角必须分别相等。6.A【解析】标准安装时，两轮的分度圆相切，故中心距等于两分度圆半径之和。7.B【解析】平键工作面为侧面，主要靠挤压传递转矩，故主要失效形式是工作面（键、轴槽、轮毂槽三者中较弱者）被压溃。静联接时极少出现剪切破坏。8.A【解析】带传动中，带承受拉应力、离心拉应力和弯曲应力。最大应力发生在紧边开始绕上小带轮（主动轮）处，此处拉应力和弯曲应力都最大。9.B【解析】滚动轴承代号中，右起第一、二位数字表示内径代号。内径d=代号×5mm，但00、01、02、03分别对应10、12、15、17mm。08代表内径d=8×5=40mm。10.D【解析】万向联轴器允许两轴有较大的角位移。C选项齿式联轴器能补偿综合位移，但角位移补偿能力通常不如万向联轴器。A、B为刚性联轴器。二、判断题1.对【解析】符合运动副定义。2.错【解析】曲柄摇杆机构存在急回特性的条件是极位夹角θ>0。以曲柄为主动件匀速转动时，只有当摇杆在两极限位置时曲柄对应位置所夹锐角（极位夹角）不为零，才有急回特性。若θ=0，则无急回特性。3.错【解析】压力角α是从动件受力方向与速度方向所夹锐角。α越小，有效分力越大，传力性能越好。α过大会导致机构自锁。4.错【解析】渐开线齿廓上各点的法线与基圆相切，压力角是齿廓上某点法向压力方向与该点速度方向所夹锐角。基圆上压力角为0，离基圆越远，压力角越大。分度圆上压力角为标准值。5.对【解析】斜齿轮的接触线是斜线，同时啮合的齿对数更多，且有一个轴向重合度，总重合度大于直齿轮，传动更平稳。6.对【解析】蜗杆传动中，蜗杆为主动件时，传动比i=/=/，其中7.对【解析】这是V带基准长度的标准定义。8.对【解析】链传动是啮合传动，无弹性滑动和打滑，平均传动比准确。但瞬时传动比是变化的。9.对【解析】这是滚动轴承基本额定寿命的准确定义。10.对【解析】刚性联轴器无补偿位移能力，要求对中性好，用于平稳载荷。三、填空题1.等于2.小于或等于（≤）3.转角（或时间）4.模数m5.大于（≥）6.定轴7.普通三角形（或普通）8.有效圆周力9.向心10.转轴四、简答题1.答：注意事项包括：（1）复合铰链：由K个构件在同一处构成同轴线的转动副时，该处转动副数目应为(K-1)个，计算时勿漏算。（2）局部自由度：机构中某些构件具有的、不影响其他构件运动的自由度（如滚子的转动），计算时应去除，可将滚子与从动件固连。（3）虚约束：对机构运动不起独立限制作用的重复约束。常见情况有：两构件在多处接触形成公法线重合的高副或轴线重合的移动副；联接构件与被联接构件上连接点的轨迹重合；机构中对运动不起独立作用的对称部分等。计算时应先去除虚约束及其相关构件。2.答：铰链四杆机构有曲柄的条件是：（1）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和（杆长条件）。（2）连架杆或机架中必有一杆为最短杆。若满足杆长条件：以最短杆为机架，得双曲柄机构；以最短杆的邻边为机架，得曲柄摇杆机构；以最短杆的对边为机架，得双摇杆机构。若不满足杆长条件，则为双摇杆机构。3.答：主要优点：（1）传动比准确、恒定，工作平稳性高。（2）传动效率高，一般圆柱齿轮传动效率可达98%。（3）结构紧凑，传递的功率和速度范围大。（4）工作可靠，寿命长。主要缺点：（1）制造和安装精度要求高，成本较高。（2）不适用于远距离两轴之间的传动。（3）无过载保护作用。（4）运转时存在振动和噪声。4.答：根本问题在于防止螺纹副在受载时发生相对转动。防松方法及原理：（1）摩擦防松：利用增大螺纹副间或螺母/螺栓头与被联接件间的摩擦力来防松。如对顶螺母、弹簧垫圈。（2）机械防松：利用附加的止动元件直接限制螺纹副的相对转动。如开口销与槽形螺母、止动垫片、串联钢丝。（3）永久防松（破坏螺纹副关系）：在拧紧后采用不可拆卸的联接方式，使螺纹副失去运动特性。如冲点、焊接、粘合。5.答：7：轴承类型代号，表示角接触球轴承。2：尺寸系列代号，表示宽度系列为0（窄，代号通常省略）或1，直径系列为2（轻）。10：内径代号，表示内径d=10×5=50mm。C：接触角代号，表示公称接触角α=15°。P5：公差等级代号，表示精度等级为5级。五、分析计算题1.解：首先分析活动构件数n。图中除机架1外，活动构件有：构件2、3、4、5、6，共n=计算低副数：A处：构件1与2——转动副，1个。B处：构件2与3——转动副，1个。C处：构件3与5——转动副，1个。D处：构件1与4——转动副，1个。E处：构件5与6——转动副，1个。F处：构件4与6——移动副，1个。总计低副=6高副数=0则机构自由度F为：F检查特殊情况：图中无非复合铰链（C处为两活动构件联接）、无局部自由度、无明显虚约束。原动件数目为1（构件2）。由于原动件数（1）小于机构自由度（3），故该机构运动不确定。若要使机构具有确定运动，需增加2个原动件。2.解：(1)已知=2.5，==分度圆直径=对于正常齿制，齿顶高系数=1，顶隙系数=齿顶高=齿根高=齿顶圆直径=齿根圆直径=(2)标准中心距a：=a(3)齿轮正确啮合条件只与模数m和压力角α有关，与中心距无关。只要两齿轮的m和α分别相等，就满足正确啮合条件。实际中心距变化不会改变传动比，传动比=/已知a=140mm，α=根据公式acc则啮合角=3.答：图中结构错误或不合理之处如下（序号与图对应位置，此处为描述）：1.左端轴承内圈右侧未轴向固定：轴肩左侧定位齿轮，套筒右侧顶住轴承内圈左侧，但轴承内圈右侧无挡圈或轴肩固定，可能向右窜动。2.左轴承端盖与轴直接接触：端盖孔与轴之间应有间隙并安装密封件，图中显示接触，会产生摩擦磨损。3.齿轮右侧定位套筒过长：套筒同时顶住齿轮和轴承内圈，其长度应能可靠定位且不与其他零件干涉，图中尺寸可能使装配困难或定位不精确。4.齿轮与轴配合处无键：齿轮与轴通常采用键联接传递转矩，图中该处无键槽或键。5.右端轴承内圈左侧未轴向固定：轴肩右侧定位联轴器，但轴承内圈左侧无定位，可能向左窜动。联轴器与轴肩间应有轴肩或套筒定位轴承内圈。6.右端联轴器左侧无轴向定位：联轴器仅靠右侧压板固定，左侧与轴肩间应有定位（如轴