2025年高职（化工装备技术）机械设计基础试题及答案.doc

2025年高职（化工装备技术）机械设计基础试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题，共40分）
答题要求：本卷共20小题，每小题2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，请将正确答案的序号填在括号内。

1. 机器与机构的本质区别是（ ）
A. 是否能完成有用的机械功或转换机械能
B. 是否由许多构件组合而成
C. 各构件间能否产生相对运动
D. 各构件间是否有确定的相对运动

2. 两构件通过面接触而构成的运动副称为（ ）
A. 转动副
B. 移动副
C. 高副
D. 低副

3. 平面运动副所提供的约束为（ ）
A. 1个
B. 2个
C. 3个
D. 4个

4. 机构具有确定相对运动的条件是（ ）
A. 机构的自由度大于零
B. 机构的自由度等于零
C. 机构的原动件数大于机构的自由度
D. 机构的原动件数等于机构的自由度

5. 曲柄摇杆机构中，当曲柄为主动件时，其传动角γ（ ）
A. 始终为常数
B. 有最大值和最小值
C. 始终为零
D. 始终为90°

6. 在摆动导杆机构中，当曲柄为主动件时，其传动角γ（ ）
A. 始终为常数
B. 有最大值和最小值
C. 始终为零
D. 始终为90°

7. 凸轮机构中，凸轮与从动件间的相对运动是（ ）
A. 转动
B.移动
C. 既有转动又有移动
D. 以上都不对

8. 凸轮机构中，从动件按等加速等减速运动规律运动时，（ ）
A. 无冲击
B. 有刚性冲击
C. 有柔性冲击
D. 有强烈冲击

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

10. 一对渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是（ ）
A. m₁ = m₂，α₁ = α₂
B. m₁ = m₂，h₁ = h₂
C. m₁ = m₂，c₁ = c₂
D. 以上都不对

11. 渐开线齿轮传动的重合度ε（ ）
A. 恒大于1
B. 恒等于1
C. 恒小于等于零
D. 恒小于1

12. 标准直齿圆柱齿轮的齿根高hf为（ ）
A. 1.25m
B. 2.25m
C. 1m
D. 0.8m

13. 一对渐开线齿轮传动，其中心距稍有改变，（ ）
A. 传动比不变
B. 传动比改变
C. 重合度改变
D. 齿侧间隙改变

（14 - (15) 题干缺失，无法继续完善该部分题目）

16. 带传动中，带的弹性滑动（ ）
A. 在小带轮上产生
B. 在大带轮上产生
C. 在两轮上都产生
D. 与两轮直径无关

17. 带传动中，带速v过大，会导致（ ）
A. 带的疲劳强度降低
B. 带的弹性滑动加剧
C. 带传动效率降低
D. 以上都对

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

19. 链传动中，当主动链轮匀速转动时，从动链轮（ ）
A. 匀速转动
B. 变速转动
C. 不动
D. 以上都不对

20. 链传动中，链条的节距p越大，承载能力（ ）
A. 越小
B. 越大
C. 不变
D. 与节距无关

第II卷（非选择题，共60分）

二、填空题（共10分）
答题要求：本大题共5小题，每小题2分。请将正确答案填在题中横线上。

1. 运动副是使两构件直接接触而又能产生一定相对运动的连接。根据两构件的接触形式，运动副可分为______和______。

2. 平面四杆机构中，曲柄摇杆机构的死点位置发生在______为主动件时。

3. 凸轮机构中，从动件的运动规律有等速运动、等加速等减速运动、余弦加速度运动等，其中______运动规律有刚性冲击，______运动规律有柔性冲击。

4. 渐开线齿轮的基本参数有______、______、______、______等。

5. 带传动的主要失效形式有______和______。

三、简答题（共20分）
答题要求：本大题共4小题，每小题5分。简要回答下列问题。

1. 简述机器与机构的区别与联系。

2. 简述平面四杆机构有曲柄的条件。

3. 简述渐开线的性质。

4. 简述带传动的工作原理及特点。

四、分析计算题（共20分）
答题要求：本大题共2小题，每小题10分。请详细写出计算过程及答案。

1. 已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动，模数m = 4mm，齿数z₁ = 20，z₂ = 40，试计算：
（1）两轮的分度圆直径d₁、d₂；
（2）两轮的齿顶圆直径da₁、da₂；
（3）两轮的齿根圆直径df₁、df₂；
（4）两轮的中心距a。

2. 如图所示为一铰链四杆机构，已知AB = 200mm，BC = 300mm，CD = ,（此处题干缺失CD长度及其他条件，无法继续完善该题目）

五、综合应用题（共10分）
答题要求：本大题共1小题，10分。请根据题目要求，综合运用所学知识进行解答。

设计一用于输送物料的带式输送机传动装置，要求：
（1）确定传动方案，并画出传动装置的结构简图；
（2）说明各组成部分的作用；
（3）计算所需的电动机功率（已知条件：输送带工作拉力F = 1500N，带速v = 2m/s，工作机效率ηw = 0.9，传动装置总效率η = 0.8）。

答案：
1. A
2. D
3. B
4. D
5. B
6. D
7. C
8. C
9. D
10. A
11. A
（12. 此处答案与题目序号不对应，应与第12题答案对应，即1.25m）
13. A
16. C
17. D
18. B
19. B
20. B

填空题答案：
1. 低副；高副
2. 摇杆
3. 等速；等加速等减速
4. 模数m；齿数z；压力角α；齿顶高系数h；顶隙系数c
5. 打滑；疲劳破坏

简答题答案：
1. 机器与机构的区别在于：机器能完成有用的机械功或转换机械能，而机构只是传递运动和力。联系在于：机器由机构组成，机构是机器的主要部分。
2. 平面四杆机构有曲柄的条件：（1）最长杆与最短杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和；（2）连架杆或机架中有一个是最短杆。
3. 渐开线的性质：（1）发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长；（2）渐开线上任意一点的法线必与基圆相切；（3）渐开线的形状取决于基圆的大小；（4）渐开线上各点的曲率半径不同；（5）渐开线上各点的压力角不同。
4. 带传动的工作原理：依靠带与带轮之间的摩擦力传递运动和动力。特点：具有缓冲、吸振作用，能过载保护，结构简单，成本低，传动平稳，但传动比不准确，效率较低，带的寿命较短。

分析计算题答案：
1. （1）d₁ = mz₁ = 4×20 = 80mm，d₂ = mz₂ = 4×40 = 160mm；
（2）da₁ = d₁ + 2ha = 80 + 2×4×1 = 88mm，da₂ = d₂ + 2ha = 160 + 2×4×1 = 168mm；
（3）df₁ = d₁ - 2hf = 80 - 2×4×1.25 = 70mm，df₂ = d₂ - 2hf = 160 - 2×4×1.25 = 150mm；
（4）a = (d₁ + d₂)/2 = (80 + 160)/2 = 120mm。
2. （此处因题干缺失条件无法给出完整答案）

综合应用题答案：
（1）传动方案：采用带传动 - 链传动 - 齿轮传动的三级传动。结构简图：电动机 - 带传动 - 链传动 - 齿轮传动 - 工作机。
（2）各组成部分作用：电动机提供动力；带传动缓冲吸振，过载保护；链传动适用于远距离传动；齿轮传动保证准确的传动比。
（3）计算电动机功率：Pw = Fv/1000 = 1500×2/1000 = 3kW，P = Pw/η = 3/0.8 = 3.75kW。