2025年大学（机械工程）机械设计基础试题及答案.doc

2025年大学（机械工程）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）
请将答案填写在每题后面的括号内。每题4分，共10题。
1. 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. 机构的自由度大于原动件数
C. 机构的自由度等于原动件数
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，从动件按等加速等减速运动规律运动时，（ ）
A. 不产生冲击
B. 产生刚性冲击
C. 产生柔性冲击
D. 产生强烈冲击
4. 一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，已知传动比i=3，主动轮转速n1=1500r/min，中心距a=200mm，模数m=5mm，则从动轮转速n2和齿数z1、z2分别为（ ）
A. n2=500r/min，z1=20，z2=60
B. n2=500r/min，z1=10，z2=30
C. n2=4500r/min，z1=20，z2=60
D. n2=4500r/min，z=10，z2=30
5. 普通平键连接的主要失效形式是（ ）
A. 键剪断
B. 键磨损
C. 轮毂键槽磨损及键的压溃
D. A、B、C三者均是
6. 带传动中，带的离心力发生在（ ）
A. 带绕过主动轮处
B. 带绕过从动轮处
C. 带作直线运动的中间部分
D. 整个带中
7. 链传动中，链节数宜采用（ ）
A. 奇数
B. 偶数
C. 质数
D. 无所谓
8. 滚动轴承中，滚动体与内外圈的接触应力是（ ）
A. 脉动循环变应力
B. 对称循环变应力
C. 静应力
D. 非对称循环变应力
9. 计算蜗杆传动的传动比时，公式i=n1/n2=z2/z1中的z1是指（ ）
A. 蜗杆的头数
B. 蜗轮的齿数
C. 蜗杆的齿数
D. 蜗轮的头数
10. 轴的结构设计时，应考虑的主要因素不包括（ ）
A. 轴上零件的定位与固定
B. 轴的加工工艺性
C. 轴的材料选择
D. 轴的受力情况

第 II 卷（非选择题，共60分）
11. （10分）简述机构具有确定相对运动的条件，并说明其原理。
12. （10分）分析凸轮机构中从动件常用的运动规律及其特点。
13. （15分）已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮，模数m=4mm，齿数z1=20，z2=40，求：
（1）两齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径；
（2）中心距。
14. （15分）阅读以下材料，回答问题。
材料：某机器的传动系统中，采用了带传动、链传动以及齿轮传动。带传动用于传递较大的功率，链传动用于传递中等功率且要求传动比准确，齿轮传动用于传递精确的运动和动力。
问题：
（1）分析带传动、链传动和齿轮传动各自的特点及适用场合。
（2）说明该传动系统中三种传动方式组合使用的优点。
15. （20分）阅读以下材料，回答问题。
材料：有一减速器，其高速轴采用一对普通平键连接的圆柱齿轮，低速轴采用花键连接的联轴器与工作机相连。
问题：
（1）简述普通平键连接和花键连接的特点及应用场合。
（2）分析该减速器中高速轴和低速轴连接方式选择的合理性。

答案：
1. C
2. B
3. C
4. A
5. C
6. C
7. B
8. A
9. A
10. C
11. 机构具有确定相对运动的条件是机构的自由度等于原动件数。原理：自由度是指机构具有的独立运动参数的数目，原动件是输入运动的构件。当自由度等于原动件数时，各构件间的相对运动才能被唯一确定，否则机构运动将不确定或无法运动。
12. 等速运动规律：从动件速度为常数，无柔性冲击，适用于低速、轻载、对运动平稳性要求不高的场合。等加速等减速运动规律：有柔性冲击，适用于中速场合。余弦加速度运动规律：有柔性冲击，适用于中速场合。正弦加速度运动规律：无冲击，但加工复杂，适用于高速、重载、对运动平稳性要求高的场合。
13. （1）分度圆直径：d1=mz1=4×20 = 80mm，d2=mz2=4×40 = 160mm；齿顶圆直径：da1=d1+2ha m=80+2×1×4 = 88mm，da2=d)+2ha m=160+2×1×4 = 168mm；齿根圆直径：df1=d1-2(ha+c)m=80-2×(1+0.25)×4 = 70mm，df2=d2-2(ha+c)m=160-2×(1+0.25)×4 = 150mm。（2）中心距：a=(d1+d2)/2=(80+160)/2 = 120mm。
14. （1）带传动特点：传动平稳、能缓冲吸振、过载时带会打滑起安全保护作用，但传动比不准确、效率较低，适用于中心距较大、传动比要求不高、中小功率的场合。链传动特点：平均传动比准确、能在恶劣环境工作、承载能力较大，但传动不平稳、有噪声，适用于中心距较大、对传动比有一定要求、中等功率的场合。齿轮传动特点：传动比精确、效率高、工作可靠、寿命长，但制造和安装要求高，适用于要求传动比精确且传递功率较大的场合。（2）组合优点：带传动可传递较大功率适应机器整体功率需求，链传动能满足中等功率及传动比要求，齿轮传动保证精确运动和动力传递，三种传动方式优势互补，使整个传动系统高效、可靠地运行。
15. （1）普通平键连接特点：结构简单装拆方便，对中性好，适用于高速、高精度、冲击不大的场合。花键连接特点：承载能力高、对中性好、导向性好，适用于定心精度要求高、载荷较大的场合及经常滑移的连接。（2）高速轴采用普通平键连接圆柱齿轮，能满足传递精确运动和动力且装拆方便的要求。低速轴采用花键连接联轴器与工作机相连，因低速轴受力较大且可能有一定滑移，花键连接能更好地适应这种工况，保证连接的可靠性和稳定性，所以该连接方式选择合理。