2025年大学（机械设计制造及其自动化）机械设计基础综合测试卷及答案.doc

2025年大学（机械设计制造及其自动化）机械设计基础综合测试卷及答案

（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. 机构具有确定运动的条件是（ ）
A. 机构的自由度大于零
B. 机构的自由度等于原动件数
C. 机构的自由度大于原动件数
D. 机构的自由度小于原动件数

2. 铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，则为了获得曲柄摇杆机构，其机架应取（ ）
A. 最短杆
B. 最短杆的相邻杆
C. 最短杆的相对杆
D. 任何一杆

3. 凸轮机构中从动件作等加速等减速运动时将产生（ ）
A. 刚性冲击
B. 柔性冲击
C. 无冲击
D. 不确定

4. 渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于（ ）
A. 分度圆
B. 齿顶圆
C. 基圆
D. 齿根圆

5. 一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，已知模数m = 5mm，齿数z1 = 20，z2 = 40，则传动比i为（ ）
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4

6. 带传动中，带的弹性滑动发生在（ ）
A. 全部接触弧上
B. 带绕上主动轮的接触弧上
C. 带绕上从动轮的接触弧上
D. 带与带轮的整个接触弧上

7. 链传动中，链节数宜取（ ）
A. 奇数
B. 偶数
C. 质数
D. 无所谓

8. 轴的结构设计时，应考虑的主要因素不包括（ ）
A. 轴上零件的定位和固定
B. 轴的加工工艺
C. 轴的材料
D. 轴上零件的装拆方便

9. 普通平键的工作面是（ ）
A. 顶面
B. 底面
C. 侧面
D. 端面

10. 滚动轴承的基本额定寿命是指（ ）
A. 在额定动载荷作用下，轴承所能达到的寿命
B. 在额定静载荷作用下，轴承所能达到的寿命
C. 一批同型号轴承在相同条件下运转，其中90%的轴承所能达到的寿命
D. 一批同型号轴承在相同条件下运转，其中50%的轴承所能达到的寿命

第II卷（非选择题，共70分）

二、填空题（共10分）
答题要求：本大题共5小题，每小题2分。请在横线上填上正确答案。

1. 平面机构中，两构件通过面接触而构成的运动副称为______。

2. 凸轮机构中，凸轮的轮廓曲线与从动件的运动规律______（填“有关”或“无关”）。

3. 渐开线齿轮传动的可分性是指______不变。

4. 带传动的打滑现象首先发生在______轮上。

5. 滚动轴承的类型代号由______位数字组成。

三、判断题（共10分）
答题要求：本大题共5小题，每小题2分。判断下列各题的正误，正确的打“√”，错误的打“×”。

1. 机构中只要有一个自由度就具有确定的运动。（ ）
2. 凸轮机构中，滚子从动件的磨损较小，适用于高速场合。（ ）
3. 渐开线齿轮的模数越大，齿形越大。（ ）
4. 带传动中，带的预紧力越大越好。（ ）
5. 滚动轴承的内径代号表示轴承的内径尺寸。（ ）

四、简答题（共20分）
答题要求：本大题共2小题，每小题10分。请简要回答问题。

1. 简述铰链四杆机构的基本类型及特点。

2. 说明带传动的工作原理及打滑和弹性滑动现象。

五、分析计算题（共30分）
答题要求：本大题共2小题，第1小题15分，第2小题15分，请写出详细的计算过程和答案。

1. 已知一对外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，模数m = 4mm, 压力角α = 20°，传动比i = 3，中心距a = 160mm。试求两齿轮的齿数、分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径。

2. 如图所示为一铰链四杆机构，已知各杆长度分别为AB = 200mm，BC = 300mm，CD = 250mm，AD = 150mm。试问：
（1）若取AD为机架，该机构是什么类型？
（2）若取AB为机架，该机构是什么类型？

答案：
一、选择题
1. B
2. B
3. B
4. C
5. B
6. C
7. B
8. C
9. C
10. C

二、填空题
1. 低副
2. 有关
3. 传动比
4. 小
5. 两

三、判断题
1. ×
2. ×
3. √
4. ×
5. √

四、简答题
1. 铰链四杆机构的基本类型有曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。曲柄摇杆机构特点：能将曲柄的整周回转运动转换为摇杆的往复摆动；双曲柄机构特点：能将主动曲柄的整周回转运动转换为从动曲柄的整周回转运动；双摇杆机构特点：两连架杆均为摇杆，能实现两摇杆间不同的摆动。
2. 带传动工作原理：依靠带与带轮之间的摩擦力传递运动和动力。打滑是指过载时带与带轮间发生显著相对滑动，使传动失效。弹性滑动是由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的微量滑动，不可避免，会使传动比不准确。

五、分析计算题
1. 由中心距公式\(a = \frac{m(z_1 + z_2)}{2}\)，可得\(160 = \frac{4(z_1 + z_2)}{2}\)，即\(z_1 + z_2 = 80\)。又因为\(i = \frac{z_2}{z_1} = 3\)，联立可得\(z_1 = 20\)，\(z_2 = 60\)。分度圆直径\(d_1 = mz_1 = 4×20 = 80mm\)，\(d_2 = mz_2 = 4×60 = 240mm\)。齿顶圆直径\(d_{a1} = d_1 + 2ha = 80 + 2×1×4 = 88mm\)，\(d_{a2} = d_2 + 2ha = 240 + 2×1×4 = 248mm\)。齿根圆直径\(d_{f1} = d_1 - 2hf = 80 - 2×1.25×4 = 70mm\)，\(d_{f2} = d_2 - 2hf = 240 - 2×1.25×4 = 230mm\)。
2. （1）因为\(AB + AD = 200 + 150 = 350mm\)，\(BC + CD = 300 + 250 = 550mm\)，\(AB + AD < BC + CD\)，且\(AD\)为最短杆，所以取\(AD\)为机架时，该机构是双摇杆机构。
（2）因为\(AB\)为最短杆，\(AB + BC = 200 + 300 = 500mm\)，\(AD + CD = 150 + 250 = 400mm\)，\(AB + BC > AD + CD\)，所以取\(AB\)为机架时，该机构是曲柄摇杆机构。