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2025年大学机械（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30分）
（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填写在括号内）
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. 平面四杆机构中，若各杆长度分别为a = 30mm，b = 50mm，c = 80mm，d = 100mm，当以a杆为机架时，其机构类型为（ ）
A. 曲柄摇杆机构
B. 双曲柄机构
C. 双摇杆机构
D. 曲柄滑块机构
3. 凸轮机构中，凸轮的转速越高，则（ ）
A. 凸轮机构的压力角越大
B. 凸轮机构的压力角越小
C. 凸轮机构的压力角不变
D. 凸轮机构的压力角先增大后减小
4. 一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，已知两齿轮齿数分别为Z1 = 20，Z2 = 40，模数m = 5mm，则两齿轮的中心距a为（ ）
A. 150mm
B. 100mm
C. 200mm
D. 300mm
5. 带传动中，小带轮的包角α1一般要求（ ）
A. α1≥120°
B. α1≥150°
C. α1≥180°
D. α1≥200°
6. 链传动中，链节数最好取（ ）
A. 偶数
B. 奇数
C. 质数
D. 无所谓
7. 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
D. 以上都是
8. 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
9. 下列属于间歇运动机构的是（ ）
A. 曲柄摇杆机构
B. 双曲柄机构
C. 棘轮机构
D. 齿轮机构
10. 机械设计中，计算载荷是考虑了（ ）对零件的影响而确定的载荷。
A. 工作载荷
B. 冲击载荷
C. 过载载荷
D. 以上都是

第II卷（非选择题 共70分）
二、填空题（每空2分，共20分）
1. 机器是执行__________的装置，用来变换或传递能量、物料与信息。
2. 平面机构中，两构件通过__________接触组成的运动副称为低副。
3. 凸轮机构中，凸轮轮廓曲线取决于__________、__________和从动件的运动规律。
4. 一对渐开线齿轮正确啮合的条件是__________和__________分别相等。
5. 带传动的主要失效形式是__________和__________。
6. 链传动的主要参数有__________节距、__________和链轮齿数。
7. 轴按所受载荷类型可分为__________、__________和转轴。

三、简答题（每题10分，共20分）
简述渐开线的性质。
简述带传动的工作原理。

四、分析计算题（每题15分，共30分）
1. 已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动，模数m = 4mm，传动比i = 3，小齿轮齿数Z1 = 20，试计算大齿轮的齿数Z2、分度圆直径d2、齿顶圆直径da2和中心距a。
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 = 400mm，AD = 500mm。试问：
（1）若取AB杆为机架，该机构属于什么类型？
（2）若取AD杆为机架，该机构属于什么类型？

五、设计题（10分）
设计一用于传递两平行轴之间运动和动力的带传动，已知两轴中心距a = 500mm，小带轮转速n1 = 1450r/min，传动比i = 2，传递功率P = 5kW，工作条件为每天工作8小时，两班制，载荷平稳。试确定带的型号、带轮直径、带的长度和根数。
答案：
1. B
2. B
3. A
4. A
5. B
6. A
7. D
8. C
9. C
10. D
二、1动力；2. 面；3. 凸轮的形状、从动件的类型；4. 模数、压力角；5. 打滑、疲劳破坏；6. 链的、排数；7. 心轴、传动轴
三、渐开线的性质：1. 渐开线上任意一点的法线恒与基圆相切。2. 渐开线上各点的曲率半径不同，离基圆越远，曲率半径越大。3. 渐开线的形状取决于基圆的大小。4. 基圆内无渐开线。带传动的工作原理：带传动是依靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力的。当主动轮转动时，通过带与带轮之间的摩擦力，带动从动轮转动，从而实现运动和动力的传递。
四、1. Z2 = Z1×i = 20×3 = 60；d2 = mZ2 = 4×60 = 240mm；da2 = d2 + 2ha = 240 + 2×4 = 248mm；a = m(Z1 + Z2)/2 = 4×(20 + 60)/2 = 160mm。2. （1）若取AB杆为机架，因为AB为最短杆，且AB + AD < BC + CD，所以该机构为双曲柄机构。（2）若取AD杆为机架，因为AD为最长杆，所以该机构为双摇杆机构。
五、1. 计算小带轮的基准直径dd1：根据机械设计手册，选取小带轮基准直径dd1 = 100mm。2. 计算大带轮的基准直径dd2：dd2 = dd1×i = 100×2 = 200mm。3. 计算带的长度Ld：根据公式Ld≈2a + π(dd1 + dd2)/2 + (dd2 - dd1)^2/(4a)，代入数据可得Ld≈1605mm。根据计算结果，选取带的长度Ld = 1600mm。4. 计算带的根数z：单根V带的基本额定功率P0：查机械设计手册，当dd1 = 100mm，n1 = 1450r/min时，P