《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》期末考試試題附標(biāo)準(zhǔn)答案一、選擇題（每題2分，共30分）1.平面機(jī)構(gòu)中，每個(gè)低副引入的約束為（）。A.1個(gè)B.2個(gè)C.3個(gè)D.4個(gè)答案：B解析：低副是指兩構(gòu)件通過面接觸而構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副，平面機(jī)構(gòu)中的低副有轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副，每個(gè)低副引入2個(gè)約束。2.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若最短桿與最長桿長度之和小于其余兩桿長度之和，則為了獲得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，其機(jī)架應(yīng)取（）。A.最短桿B.最短桿的相鄰桿C.最短桿的相對桿D.任何一桿答案：B解析：根據(jù)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件，當(dāng)最短桿與最長桿長度之和小于其余兩桿長度之和時(shí)，取最短桿的相鄰桿為機(jī)架，可得到曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。3.凸輪機(jī)構(gòu)中，（）凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角恒等于常數(shù)。A.尖頂從動(dòng)件B.滾子從動(dòng)件C.平底從動(dòng)件D.擺動(dòng)從動(dòng)件答案：C解析：平底從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)，其壓力角始終為零，是一個(gè)常數(shù)，這種機(jī)構(gòu)受力情況好，傳動(dòng)效率高。4.漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，當(dāng)中心距略有誤差時(shí)，（）。A.仍能保證瞬時(shí)傳動(dòng)比不變B.瞬時(shí)傳動(dòng)比變大C.瞬時(shí)傳動(dòng)比變小D.瞬時(shí)傳動(dòng)比不確定答案：A解析：漸開線齒輪的傳動(dòng)特性之一是中心距具有可分性，當(dāng)中心距略有誤差時(shí)，仍能保證瞬時(shí)傳動(dòng)比不變。5.一對漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件是（）。A.兩齒輪的模數(shù)和齒厚分別相等B.兩齒輪的齒寬和齒厚分別相等C.兩齒輪的模數(shù)和壓力角分別相等D.兩齒輪的齒寬和壓力角分別相等答案：C解析：漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件是兩齒輪的模數(shù)和壓力角分別相等。6.在蝸桿傳動(dòng)中，通常的傳動(dòng)形式是（）。A.蝸桿主動(dòng)，蝸輪從動(dòng)B.蝸輪主動(dòng)，蝸桿從動(dòng)C.兩者都可以D.不確定答案：A解析：蝸桿傳動(dòng)中，通常是蝸桿為主動(dòng)件，蝸輪為從動(dòng)件，因?yàn)槲仐U的螺旋升角較小，具有自鎖性，一般只能由蝸桿帶動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)。7.帶傳動(dòng)工作時(shí)產(chǎn)生彈性滑動(dòng)是因?yàn)椋ǎ.帶的預(yù)緊力不夠B.帶的緊邊和松邊拉力不等C.帶繞過帶輪時(shí)有離心力D.帶和帶輪間的摩擦力不夠答案：B解析：帶傳動(dòng)工作時(shí)，由于緊邊和松邊拉力不等，使帶的彈性變形量發(fā)生變化，從而引起帶在帶輪上的彈性滑動(dòng)。8.鏈傳動(dòng)中，鏈節(jié)數(shù)一般取偶數(shù)，是為了（）。A.提高鏈傳動(dòng)的平穩(wěn)性B.避免采用過渡鏈節(jié)C.減小鏈傳動(dòng)的噪聲D.提高鏈的疲勞強(qiáng)度答案：B解析：鏈節(jié)數(shù)取偶數(shù)時(shí)，可避免采用過渡鏈節(jié)，過渡鏈節(jié)的強(qiáng)度較低，會(huì)降低鏈傳動(dòng)的可靠性。9.普通平鍵連接的主要失效形式是（）。A.鍵的剪切破壞B.鍵的擠壓破壞C.軸的擠壓破壞D.輪轂的擠壓破壞答案：B解析：普通平鍵連接中，鍵的主要失效形式是鍵與輪轂鍵槽工作面的擠壓破壞。10.滾動(dòng)軸承的基本額定壽命是指（）。A.一批同型號的軸承在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，其中90%的軸承發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕前的總轉(zhuǎn)數(shù)或工作小時(shí)數(shù)B.一個(gè)軸承在正常情況下的使用壽命C.一批同型號的軸承在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，其中10%的軸承發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕前的總轉(zhuǎn)數(shù)或工作小時(shí)數(shù)D.一個(gè)軸承在實(shí)際工作中的使用壽命答案：A解析：滾動(dòng)軸承的基本額定壽命是指一批同型號的軸承在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，其中90%的軸承發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕前的總轉(zhuǎn)數(shù)或工作小時(shí)數(shù)。11.聯(lián)軸器與離合器的主要作用是（）。A.緩沖、減振B.傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩C.防止機(jī)器發(fā)生過載D.補(bǔ)償兩軸的相對位移答案：B解析：聯(lián)軸器和離合器的主要作用是連接兩軸，傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。12.在機(jī)械中，通常把傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的機(jī)械裝置稱為（）。A.機(jī)器B.機(jī)構(gòu)C.機(jī)械傳動(dòng)D.機(jī)械零件答案：C解析：機(jī)械傳動(dòng)是指在機(jī)械中傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的裝置。13.對于高速重載的齒輪傳動(dòng)，應(yīng)選用（）。A.閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)B.閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)C.開式軟齒面齒輪傳動(dòng)D.開式硬齒面齒輪傳動(dòng)答案：B解析：高速重載的齒輪傳動(dòng)，要求齒輪具有較高的強(qiáng)度和耐磨性，閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)能滿足這些要求。14.軸的材料主要采用（）。A.碳鋼B.合金鋼C.鑄鐵D.有色金屬答案：A解析：軸的材料主要采用碳鋼，因?yàn)樘间摼哂辛己玫牧W(xué)性能和加工性能，且價(jià)格相對較低。15.螺紋連接防松的根本問題在于（）。A.增加螺紋連接的軸向力B.增加螺紋連接的橫向力C.防止螺紋副的相對轉(zhuǎn)動(dòng)D.增加螺紋連接的剛度答案：C解析：螺紋連接防松的根本問題是防止螺紋副的相對轉(zhuǎn)動(dòng)，以保證連接的可靠性。二、填空題（每題2分，共20分）1.平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是機(jī)構(gòu)的自由度大于零，且等于______。答案：原動(dòng)件的數(shù)目解析：只有當(dāng)機(jī)構(gòu)的自由度等于原動(dòng)件的數(shù)目時(shí)，機(jī)構(gòu)才具有確定的運(yùn)動(dòng)。2.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，搖桿在兩極限位置時(shí)，曲柄所夾的銳角稱為______。答案：極位夾角解析：極位夾角是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的一個(gè)重要參數(shù)，它與機(jī)構(gòu)的急回特性有關(guān)。3.凸輪機(jī)構(gòu)中，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律取決于______。答案：凸輪的輪廓曲線解析：凸輪的輪廓曲線決定了從動(dòng)件的位移、速度和加速度等運(yùn)動(dòng)規(guī)律。4.漸開線齒輪的齒廓形狀取決于______。答案：基圓半徑解析：基圓半徑不同，漸開線的形狀也不同，從而影響齒輪的齒廓形狀。5.蝸桿傳動(dòng)的失效形式主要有______、磨損和膠合。答案：疲勞點(diǎn)蝕解析：由于蝸桿傳動(dòng)中齒面間相對滑動(dòng)速度較大，發(fā)熱嚴(yán)重，所以失效形式主要有疲勞點(diǎn)蝕、磨損和膠合。6.帶傳動(dòng)的主要失效形式是______和帶的疲勞破壞。答案：打滑解析：當(dāng)帶傳動(dòng)的工作載荷超過帶與帶輪間的最大摩擦力時(shí)，帶就會(huì)在帶輪上打滑，這是帶傳動(dòng)的主要失效形式之一。7.鏈傳動(dòng)的主要失效形式有鏈的疲勞破壞、______、鏈的膠合和鏈條的靜力拉斷。答案：鏈條的磨損解析：鏈傳動(dòng)在工作過程中，鏈節(jié)與鏈節(jié)之間、鏈與鏈輪之間會(huì)發(fā)生磨損，這是鏈傳動(dòng)的主要失效形式之一。8.鍵連接可分為______連接和花鍵連接兩大類。答案：平鍵解析：鍵連接按結(jié)構(gòu)形式可分為平鍵連接、半圓鍵連接、楔鍵連接和花鍵連接等，其中平鍵連接應(yīng)用最為廣泛。9.滾動(dòng)軸承按所受載荷的方向可分為______軸承、向心推力軸承和推力軸承。答案：向心解析：滾動(dòng)軸承按所受載荷的方向可分為向心軸承、向心推力軸承和推力軸承三類。10.軸按所受載荷的不同可分為心軸、______和轉(zhuǎn)軸。答案：傳動(dòng)軸解析：心軸只承受彎矩，傳動(dòng)軸只承受轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)軸既承受彎矩又承受轉(zhuǎn)矩。三、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及其特點(diǎn)。答案：平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類型有曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)。-曲柄搖桿機(jī)構(gòu)：具有一個(gè)曲柄和一個(gè)搖桿。其特點(diǎn)是能將曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為搖桿的往復(fù)擺動(dòng)，并且具有急回特性，即搖桿在回程時(shí)的平均速度大于工作行程時(shí)的平均速度。同時(shí)，在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中存在死點(diǎn)位置，當(dāng)搖桿為主動(dòng)件，曲柄與連桿共線時(shí)，機(jī)構(gòu)處于死點(diǎn)位置。-雙曲柄機(jī)構(gòu)：具有兩個(gè)曲柄。其特點(diǎn)是能將等速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為不等速轉(zhuǎn)動(dòng)或等速轉(zhuǎn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)不同的運(yùn)動(dòng)形式變換。例如平行雙曲柄機(jī)構(gòu)，兩曲柄的轉(zhuǎn)向相同且角速度相等。-雙搖桿機(jī)構(gòu)：具有兩個(gè)搖桿。其特點(diǎn)是兩搖桿可分別作往復(fù)擺動(dòng)，常用于需要實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的場合。2.簡述齒輪傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)。答案：-優(yōu)點(diǎn)：-傳動(dòng)效率高：一般圓柱齒輪傳動(dòng)的效率可達(dá)96%-99%，在機(jī)械傳動(dòng)中是效率較高的一種傳動(dòng)方式。-傳動(dòng)比準(zhǔn)確：能保證恒定的傳動(dòng)比，這對于要求精確傳動(dòng)的機(jī)械非常重要，如機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)。-結(jié)構(gòu)緊湊：在傳遞相同功率和轉(zhuǎn)速的情況下，齒輪傳動(dòng)所需的空間尺寸相對較小。-工作可靠、壽命長：設(shè)計(jì)和制造合理、使用維護(hù)良好的齒輪傳動(dòng)，可在較長時(shí)間內(nèi)正常工作，使用壽命可達(dá)數(shù)十年。-適用范圍廣：可用于各種不同的速度、功率和載荷范圍，圓周速度可從很低到高達(dá)300m/s，傳遞功率可從很小到數(shù)萬千瓦。-缺點(diǎn)：-制造和安裝精度要求高：需要專門的設(shè)備和工藝來制造齒輪，并且安裝時(shí)對中心距、軸的平行度等要求嚴(yán)格，否則會(huì)影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性和壽命。-成本較高：由于制造工藝復(fù)雜，需要高精度的設(shè)備和材料，所以齒輪傳動(dòng)的成本相對較高。-不適用于遠(yuǎn)距離傳動(dòng)：當(dāng)兩軸中心距較大時(shí)，采用齒輪傳動(dòng)會(huì)使結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，成本增加，此時(shí)一般采用帶傳動(dòng)或鏈傳動(dòng)。-振動(dòng)和噪聲較大：在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，齒輪的嚙合會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，需要采取相應(yīng)的措施來降低。3.簡述滾動(dòng)軸承的主要類型及其應(yīng)用場合。答案：-向心球軸承：主要承受徑向載荷，也能承受少量的軸向載荷。具有摩擦系數(shù)小、轉(zhuǎn)速高、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。適用于高速、輕載、要求運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)的場合，如電動(dòng)機(jī)、儀器儀表等。-向心滾子軸承：能承受較大的徑向載荷，適用于重載、沖擊載荷較大的場合，如軋鋼機(jī)、礦山機(jī)械等。-角接觸球軸承：能同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷，并且軸向承載能力隨接觸角的增大而增大。適用于需要同時(shí)承受徑向和軸向載荷的場合，如機(jī)床主軸、汽車變速箱等。-圓錐滾子軸承：可同時(shí)承受較大的徑向載荷和單向軸向載荷。常用于汽車后橋差速器、機(jī)床主軸等。-推力球軸承：只能承受軸向載荷，不能承受徑向載荷。適用于軸向載荷較大、轉(zhuǎn)速較低的場合，如起重機(jī)吊鉤、螺旋壓力機(jī)等。-推力滾子軸承：能承受很大的軸向載荷，適用于重載、低速的場合，如大型立式電機(jī)、水輪機(jī)等。四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.計(jì)算如圖所示平面機(jī)構(gòu)的自由度，并判斷該機(jī)構(gòu)是否具有確定的運(yùn)動(dòng)（圖中箭頭所示為原動(dòng)件）。簡單的平面機(jī)構(gòu)圖，有5個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，7個(gè)低副，0個(gè)高副)答案：根據(jù)平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式：\(F=3n-2P_L-P_H\)，其中\(zhòng)(n\)為活動(dòng)構(gòu)件數(shù)，\(P_L\)為低副數(shù)，\(P_H\)為高副數(shù)。由圖可知，\(n=5\)，\(P_L=7\)，\(P_H=0\)。則\(F=3×5-2×7-0=15-14=1\)。因?yàn)樵瓌?dòng)件的數(shù)目為1，且機(jī)構(gòu)的自由度\(F=1\)，自由度大于零且等于原動(dòng)件的數(shù)目，所以該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。2.一對漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，已知模數(shù)\(m=5mm\)，齒數(shù)\(z_1=20\)，\(z_2=40\)，壓力角\(\alpha=20^{\circ}\)。試求：（1）兩輪的分度圓直徑\(d_1\)、\(d_2\)；（2）兩輪的齒頂圓直徑\(d_{a1}\)、\(d_{a2}\)；（3）兩輪的中心距\(a\)。答案：（1）根據(jù)分度圓直徑公式\(d=mz\)，可得：\(d_1=mz_1=5×20=100mm\)\(d_2=mz_2=5×40=