2025年机械设计制造及其自动化（机械原理）试题及答案

2025年机械设计制造及其自动化（机械原理）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.平面机构中，若引入一个高副将引入（）个约束。A.1B.2C.3D.42.机械中各构件间力的传递是通过（）来实现的。A.运动副B.构件C.零件D.机构3.平面四杆机构中，若各杆长度分别为a=30mm，b=50mm，c=80mm，d=70mm，则该机构（）。A.一定是曲柄摇杆机构B.一定是双曲柄机构C.一定是双摇杆机构D.可能是曲柄摇杆机构4.凸轮机构中，凸轮的形状取决于（）。A.从动件的运动规律B.凸轮的转速C.凸轮的材料D.凸轮的尺寸5.一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，已知中心距a=160mm，传动比i=3，小齿轮齿数z1=20，则大齿轮齿数z2为（）。A.40B.60C.80D.1006.渐开线齿轮传动的重合度ε与（）有关。A.齿轮的模数B.齿轮的齿数C.齿轮的分度圆直径D.齿轮的齿宽7.带传动中，带的弹性滑动是（）。A.不可避免的B.可以避免的C.取决于带的材质D.取决于带轮的表面粗糙度8.链传动中，链节数宜采用（）。A.奇数B.偶数C.质数D.合数9.螺纹连接中，采用双螺母的目的是（）。A.提高强度B.提高刚度C.防松D.减小螺纹牙间的载荷分布不均10.轴的结构设计时，应考虑（）。A.便于轴上零件的装拆和定位B.轴的受力合理C.减少应力集中D.以上都是第II卷（非选择题共70分）二、填空题（共20分）答题要求：本大题共10小题，每小题2分。请将正确答案填写在题中的横线上。1.机械原理研究的内容包括机构的______、______和______等。2.平面机构中，运动副可分为______和______。3.曲柄摇杆机构中，当曲柄为主动件时，其最小传动角γmin出现在______位置。4.凸轮机构中，从动件的常用运动规律有______、______、______等。5.渐开线齿轮的标准模数是指______上的模数。6.一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，其正确啮合条件是______和______。7.带传动中，带的张紧方法有______和______。8.链传动中，链节距越大，链的承载能力越______，但传动的平稳性越______。9.螺纹连接中，常用的防松方法有______、______和______。10.轴的材料应具有足够的______、______和______。三、简答题（共20分）答题要求简要回答问题。1.简述平面机构具有确定运动的条件。（本题5分）2.什么是凸轮机构的压力角？压力角对凸轮机构有何影响？（本题5分）3.简述渐开线齿轮的特点。（本题5分）4.带传动的弹性滑动和打滑有何区别？（本题5分）四、分析计算题（共20分）答题要求：解答应写出必要的文字说明、计算步骤和答案。1.已知一平面四杆机构，各杆长度分别为AB=50mm，BC=150mm，CD=120mm，DA=100mm，且AB为曲柄。试判断该机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构，并说明理由。（本题10分）2.一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，已知z1=20，z2=40，m=4mm，α=20°。试计算：（1）两齿轮的分度圆直径d1、d2；（2）中心距a；（3）传动比i。（本题10分）五、设计题（共10分）答题要求：根据题目要求进行设计。设计一个用于传递两平行轴之间运动和动力的带传动，已知：主动轴转速n1=1450r/min，从动轴转速n2=500r/min，传递功率P=5kW。要求：（1）确定带传动的类型；（2）计算带轮的基准直径d1、d2；（3）计算中心距a；（4）确定V带的型号；（5）计算V带的基准长度Ld。答案：第I卷1.A2.A3.D4.A5.B6.B7.A8.B9.C10.D第II卷二、1.组成原理、运动特性分析、动力特性分析2.低副、高副3.曲柄与机架共线4.等速运动规律、等加速等减速运动规律、余弦加速度运动规律5.分度圆6.模数相等、压力角相等7.调整中心距、安装张紧轮8.大、差9.摩擦防松、机械防松、破坏螺旋副运动关系防松10.强度、刚度、耐磨性三、1.机构具有确定运动的条件是：机构的自由度数等于原动件数，且机构的自由度大于零。2.凸轮机构的压力角是指凸轮轮廓曲线在某点的法线方向与从动件运动方向之间的夹角。压力角越大，有效分力越小，有害分力越大，机构的效率越低，甚至可能出现自锁现象;压力角越小，机构的传力性能越好。3.渐开线齿轮的特点有：传动比恒定；中心距具有可分性；齿廓之间为线接触，承载能力高，磨损小，传动效率高；加工制造方便，成本低。4弹性滑动是由于带的弹性变形而引起的带与带轮之间局部的相对滑动，是不可避免的；打滑是当带传动的工作载荷过大，带与带轮之间的摩擦力不能满足传动要求时，带与带轮之间发生的显著相对滑动，打滑会使带的磨损加剧，传动失效，是应该避免的。四、1.因为AB为曲柄，所以AB为最短杆。根据杆长条件：最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和，可得50+150≤120+100，满足杆长条件。又因为最短杆AB为曲柄，所以该机构是曲柄摇杆机构。2.（1）d1=mz1=4×20=80mm，d2=mz2=4×40=160mm；（2）a=(d1+d2)/2=(80+160)/2=120mm；（3）i=z2/z1=40/20=2。五、（1）根据工作要求，选用V带传动。（2）由i=n1/n2=1450/500=2.9，取d1=100mm，则d2=i×d1=2.9×100=290mm。（3）初定中心距a0=500mm，计算V带基准长度Ld0，Ld0≈2a0+π(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4a0=2×500+π(100+290)/2+(290-100)^2/4×500≈1805mm，选取标准基准长度Ld=1800mm。（重新计算中心距a，a≈a0