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2025年大学机械设计制造（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. 平面机构中，两构件通过点、线接触而构成的运动副称为（ ）
A. 低副
B. 高副
C. 移动副
D. 转动副

3. 平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆的长度之和，最短杆为机架，这个机构叫做（ ）
A. 曲柄摇杆机构
B. 双曲柄机构
C. 双摇杆机构
D. 以上都不对

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. 渐开线齿轮传动的重合度与下列哪些因素有关（ ）
A. 齿轮的模数
B. 齿轮的齿数
C. 齿轮的压力角
D. 齿轮的齿宽

6. 标准直齿圆柱齿轮的齿形系数与下列哪个因素有关（ ）
A. 齿轮的模数
B. 齿轮的齿数
C. 齿轮的压力角
D. 齿轮的齿宽

7. 一对渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是（ ）
A. 模数相等
B. 压力角相等
C. 模数和压力角分别相等
D. 以上都不对

8. 带传动中，带的张紧力的作用是（ ）
A. 使带与带轮之间产生摩擦力
B. 增加带的使用寿命
C. 提高带的传动效率
D. 以上都不对

9. 链传动中，链节数宜采用（ ）
A. 奇数
B. 偶数
C. 质数
D. 无所谓

10. 轴的结构设计时，应考虑的主要因素有（ ）
A. 轴上零件的定位和固定
B. 轴的加工工艺性
C. 轴的强度和刚度
D. 以上都是

11. 普通平键连接的主要失效形式是（ ）
A. 键的剪断
B. 键的磨损
C. 轮毂的挤压破坏
D. 以上都是

12. 滚动轴承中，滚动体的形状有（ ）
A. 球形
B. 圆柱形
C. 圆锥滚子
D. 以上都是

13. 下列哪种联轴器属于刚性联轴器（ ）
A. 凸缘联轴器
B. 弹性套柱销联轴器
C. 弹性柱销联轴器
D. 梅花形弹性联轴器

14. 螺纹连接中，防松的目的是（ ）
A. 防止螺纹副相对转动
B. 提高连接的可靠性
C. 延长螺纹的使用寿命
D. 以上都是

15. 普通螺纹的公称直径是指（ ）
A. 大径
B. 小径
C. 中径
D. 顶径

16. 齿轮传动中，齿面接触疲劳强度主要取决于（ ）
A. 齿轮的模数
B. 齿轮的齿数
C. 齿面接触应力
D. 齿面硬度

17. 轴的材料通常采用（ ）
A. 碳素钢
B. 合金钢
C. 不锈钢
D. 铝合金

18. 带传动中，带的弹性滑动是（ ）
A. 不可避免的
B. 可以避免的
C. 与带的张紧力无关
D. 以上都不对

19. 链传动中，链条的节距越大，承载能力（ ）
A. 越大
B. 越小
C. 不变
D. 不一定

20. 滚动轴承的基本额定寿命是指（ ）
A. 一批轴承中90%的轴承所能达到的寿命
B. 一批轴承中50%的轴承所能达到的寿命
C. 单个轴承所能达到的寿命
D. 以上都不对

第II卷（非选择题，共60分）

（一）填空题（共10分，每空1分）
答题要求：请在横线上填上正确的答案。

1. 机器一般由______、______、______和______组成。
2. 平面机构中，两构件通过面接触而构成的运动副称为______。
3. 平面四杆机构中，当最短杆与最长杆的长度之和小于其余两杆的长度之和时，以最短杆为机架，可得到______机构。
4. 凸轮机构中，凸轮是______，从动件是______。
5. 渐开线齿轮传动的重合度大于______时，能保证连续传动。
6. 带传动中，带的弹性滑动会使传动比______。
7. 链传动中，链条的节数宜采用______数。
8. 轴的结构设计时，应考虑轴上零件的______和______。
9. 普通平键连接的主要失效形式是______和______。
10. 滚动轴承的基本额定动载荷是指______。

（二）简答题（共20分，每题5分）
答题要求：简要回答下列问题。

1. 简述机器与机构的区别与联系。
2. 简述平面四杆机构的基本类型及其应用。
3. 简述渐开线齿轮传动的特点。
4. 简述轴的结构设计应考虑的主要因素。

（三）分析计算题（共20分，每题10分）
答题要求：写出必要的计算步骤和答案。

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。
2. 已知一带传动，主动轮直径d1 = 100mm，转速n1 = 1450r/min，从动轮直径d2 = 300mm，试计算从动轮的转速n2。

（四）设计题（共10分）
答题要求：根据给定的条件进行设计。
材料：某机器中需要设计一对减速齿轮传动，已知输入功率P = 5kW，输入转速n1 = 1450r/min，传动比i = 3，工作平稳，单向转动，两班制工作，使用寿命10年。
要求：确定齿轮的模数、齿数、分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径等参数，并说明齿轮材料的选择依据。

（五）综合应用题（共10分）
答题要求：结合所学知识，解决实际问题。
材料：如图所示为一牛头刨床的传动机构示意图，已知电动机转速n = 1440r/min，要求刨刀每分钟往复运动30次。试分析该传动机构的工作原理，并计算各构件的运动参数。

答案：
1. A
2. B
3. B
4. A
5. B
6. B
7. C
8. A
9. B
10. D
11. D
12. D
13. A
14. D
15. A
16. C
17. A
18. A
19. A
20. A
填空题答案：1. 原动部分、传动部分、执行部分、控制部分；2. 低副；3. 双曲柄；4. 主动件、从动件；5. 1；6. 不准确；7. 偶；8. 定位、固定；9. 键的剪断、轮毂的挤压破坏；10. 一批轴承在基本额定动载荷作用下，运转10^6转时，90%的轴承不发生点蚀前的寿命。
简答题答案：1. 区别：机器能完成有用的机械功或转换机械能，机构主要实现运动的传递和转换；联系：机器由机构组成。2. 曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。应用：曲柄摇杆机构如缝纫机踏板机构；双曲柄机构如惯性筛；双摇杆机构如飞机起落架。3. 传动比准确、传动平稳、承载能力强、可实现两轴远距离传动等。4. 轴上零件的定位和固定、加工工艺性、强度和刚度等。
分析计算题答案：1. （1）d1 = mz1 = 4×20 = 80mm，d2 = mz2 = 4×40 = 160mm；（2）da1 = m(z1 + 2) = 4×(20 + 2) = 88mm, da2 = m(z2 + 2) = 4×(40 + 2) = 168mm；（3）df1 = m(z1 - 2.5) = 4×(20 - 2.5) = 70mm, df2 = m(z2 - 2.5) = 4×(40 - 2.5) = 150mm。2. 根据传动比公式i = n1/n2 = d2/d1，可得n2 = n1d1/d2 = 1450×100/300 ≈ 483.3r/min。
设计题答案：根据功率、转速等条件计算出齿轮的基本参数。材料选择考虑强度、耐磨性等，如中碳钢或中碳合金钢调质处理。
综合应用题答案：工作原理：电动机通过带传动将运动传递给齿轮，再通过齿轮传动带动曲柄摇杆机构，实现刨刀的往复运动。计算各构件运动参数根据传动比等公式进行。