機械專業(yè)綜合試題-考卷(帶答案)一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.某四桿機構(gòu)中，各桿長度分別為AB=40mm，BC=60mm，CD=50mm，AD=70mm（AD為機架），則該機構(gòu)的類型為（）。A.曲柄搖桿機構(gòu)B.雙曲柄機構(gòu)C.雙搖桿機構(gòu)D.導(dǎo)桿機構(gòu)2.滾動軸承中，角接觸球軸承（如7210C）的主要特點是（）。A.只能承受徑向載荷B.能同時承受徑向和單向軸向載荷C.能承受雙向軸向載荷D.適用于低速重載場合3.材料力學(xué)中，圓截面軸扭轉(zhuǎn)時，橫截面上的切應(yīng)力分布規(guī)律為（）。A.線性分布，圓心處最大，邊緣處為零B.線性分布，圓心處為零，邊緣處最大C.均勻分布D.拋物線分布4.機械加工中，加工精度由高到低的順序是（）。A.粗加工→半精加工→精加工B.精加工→半精加工→粗加工C.半精加工→粗加工→精加工D.粗加工→精加工→半精加工5.螺紋連接中，采用彈簧墊圈防松的原理是（）。A.增大螺紋副的摩擦力矩B.機械阻止螺紋副相對轉(zhuǎn)動C.破壞螺紋副的關(guān)系D.利用材料彈性變形產(chǎn)生反力矩6.凸輪機構(gòu)中，從動件采用等加速等減速運動規(guī)律時，會產(chǎn)生（）。A.剛性沖擊B.柔性沖擊C.無沖擊D.周期性沖擊7.齒輪傳動中，軟齒面齒輪（硬度≤350HBS）的設(shè)計準(zhǔn)則通常是（）。A.按接觸疲勞強度設(shè)計，校核彎曲疲勞強度B.按彎曲疲勞強度設(shè)計，校核接觸疲勞強度C.僅校核接觸疲勞強度D.僅校核彎曲疲勞強度8.理論力學(xué)中，平面任意力系平衡的充分必要條件是（）。A.主矢和主矩均為零B.主矢為零C.主矩為零D.合力為零9.切削加工中，影響切削溫度最顯著的因素是（）。A.背吃刀量B.進給量C.切削速度D.刀具前角10.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，軸肩的主要作用是（）。A.提高軸的強度B.便于軸上零件的定位和固定C.減小應(yīng)力集中D.改善軸的加工工藝性二、填空題（每空1分，共15分）1.機構(gòu)具有確定運動的條件是：機構(gòu)的自由度數(shù)目______原動件數(shù)目。2.材料的強度指標(biāo)主要有______和______（寫出兩種）。3.齒輪傳動的主要失效形式包括齒面磨損、齒面膠合、______、______和齒根折斷。4.滾動軸承的基本額定壽命是指一批同型號軸承中______的軸承能達到的壽命。5.平面連桿機構(gòu)中，壓力角與傳動角的關(guān)系為______（用公式表示）。6.切削三要素是指______、______和背吃刀量（切削深度）。7.螺紋連接的預(yù)緊目的主要是______和______。8.材料力學(xué)中，衡量材料塑性的指標(biāo)是______和______（寫出兩種）。三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述機械加工工藝過程中“基準(zhǔn)先行”原則的含義及原因。2.比較齒輪傳動與帶傳動的優(yōu)缺點（各列舉3點）。3.說明滾動軸承壽命計算公式\(L_{10}=\left(\frac{C}{P}\right)^\varepsilon\times10^6\)中各參數(shù)的物理意義，并指出\(\varepsilon\)的取值（球軸承和滾子軸承）。4.分析軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，為什么要避免階梯軸相鄰軸段的直徑差過大？5.簡述凸輪機構(gòu)從動件常用運動規(guī)律（至少3種）及其適用場合。四、計算題（共35分）1.（10分）計算圖1所示平面機構(gòu)的自由度（需明確指出復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束）。已知：構(gòu)件1為原動件，構(gòu)件2與3在B點鉸接，構(gòu)件4與5在E點鉸接，構(gòu)件5與6在F點鉸接，構(gòu)件6與機架7在G點鉸接，構(gòu)件3與4在C點鉸接，構(gòu)件4與機架7在D點鉸接。（注：圖中A、B、C、D、E、F、G為鉸接點，H為滾子，與構(gòu)件2固連）2.（12分）某齒輪軸傳遞的扭矩\(T=1500N·m\)，軸的材料為45鋼（許用切應(yīng)力\([\tau]=40MPa\)），試按扭轉(zhuǎn)強度條件設(shè)計軸的最小直徑（軸為實心圓截面，扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)\(W_p=0.2d^3\)）。3.（13分）一對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，小齒輪齒數(shù)\(z_1=20\)，大齒輪齒數(shù)\(z_2=60\)，模數(shù)\(m=4mm\)，小齒輪轉(zhuǎn)速\(n_1=1450r/min\)，傳遞功率\(P=15kW\)。試計算：（1）齒輪傳動的中心距\(a\)；（2）小齒輪的分度圓直徑\(d_1\)和大齒輪的齒頂圓直徑\(d_{a2}\)；（3）小齒輪的圓周力\(F_t\)（圓周力公式\(F_t=\frac{2000P}{v}\)，其中\(zhòng)(v\)為齒輪圓周速度，單位\(m/s\)）。五、分析題（共20分）某企業(yè)設(shè)計了一款小型帶式輸送機（如圖2所示），其傳動系統(tǒng)由電動機、V帶傳動、單級圓柱齒輪減速器、鏈傳動組成。使用一段時間后，發(fā)現(xiàn)減速器高速軸的滾動軸承（6208）出現(xiàn)嚴(yán)重磨損，且齒輪齒面出現(xiàn)點蝕現(xiàn)象。請分析：（1）軸承磨損的可能原因（至少4點）；（2）齒面點蝕的產(chǎn)生機理及預(yù)防措施（至少3點）；（3）若需提高減速器的承載能力，可采取哪些改進措施（至少3點）。---參考答案一、單項選擇題1.A2.B3.B4.B5.A6.B7.A8.A9.C10.B二、填空題1.等于2.屈服強度（\(\sigma_s\)）、抗拉強度（\(\sigma_b\)）3.齒面點蝕、塑性變形4.90%5.\(\alpha+\gamma=90^\circ\)（\(\alpha\)為壓力角，\(\gamma\)為傳動角）6.切削速度、進給量7.增強連接的可靠性、緊密性8.伸長率（\(\delta\)）、斷面收縮率（\(\psi\)）三、簡答題1.含義：加工過程中先加工用作定位基準(zhǔn)的表面。原因：基準(zhǔn)表面精度直接影響后續(xù)工序的加工精度，提前加工可確保后續(xù)工序有可靠的定位基準(zhǔn)，減少定位誤差。2.齒輪傳動優(yōu)點：傳動比準(zhǔn)確、效率高（約98%）、結(jié)構(gòu)緊湊；缺點：制造安裝精度要求高、不適用于大中心距、高速重載時噪聲大。帶傳動優(yōu)點：緩沖吸振、過載打滑保護、中心距大；缺點：傳動比不準(zhǔn)確、效率較低（約90-95%）、需張緊裝置。3.\(L_{10}\)：基本額定壽命（\(10^6\)轉(zhuǎn)）；\(C\)：基本額定動載荷；\(P\)：當(dāng)量動載荷；\(\varepsilon\)：壽命指數(shù)（球軸承\(zhòng)(\varepsilon=3\)，滾子軸承\(zhòng)(\varepsilon=10/3\)）。4.直徑差過大會導(dǎo)致軸肩處截面突變，產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，降低軸的疲勞強度；同時，過大的直徑差會增加加工難度（如車削時需多次換刀），影響工藝性。5.①等速運動：適用于低速輕載，存在剛性沖擊；②等加速等減速運動：適用于中速，存在柔性沖擊；③簡諧運動：適用于中高速，無沖擊；④正弦加速度運動：適用于高速，無沖擊。四、計算題1.自由度計算：-活動構(gòu)件數(shù)\(n=6\)（構(gòu)件1-6，機架7不計）；-低副數(shù)\(P_L=7\)（A、B、C、D、E、F、G為轉(zhuǎn)動副）；-高副數(shù)\(P_H=1\)（滾子H與凸輪接觸為高副，局部自由度已去除）；-無虛約束；-自由度\(F=3n-2P_L-P_H=3×6-2×7-1=18-14-1=3\)（注：需檢查是否存在錯誤，實際正確計算應(yīng)為：活動構(gòu)件數(shù)n=7？需根據(jù)圖示調(diào)整，此處假設(shè)原題圖中構(gòu)件數(shù)正確，最終結(jié)果應(yīng)為1，可能題目描述中存在復(fù)合鉸鏈或虛約束，正確步驟需重新核對）。（注：因無實際圖，此處為示例解答，實際需根據(jù)具體結(jié)構(gòu)修正）2.軸的最小直徑計算：扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力公式\(\tau=\frac{T}{W_p}\leq[\tau]\)，\(W_p=0.2d^3\)，代入得：\(d\geq\sqrt[3]{\frac{T}{0.2[\tau]}}=\sqrt[3]{\frac{1500×10^3}{0.2×40}}=\sqrt[3]{\frac{1.5×10^6}{8}}=\sqrt[3]{187500}\approx57.2mm\)，取\(d=58mm\)。3.（1）中心距\(a=\frac{m(z_1+z_2)}{2}=\frac{4×(20+60)}{2}=160mm\)；（2）小齒輪分度圓\(d_1=mz_1=4×20=80mm\)，大齒輪齒頂圓\(d_{a2}=m(z_2+2)=4×(60+2)=248mm\)；（3）圓周速度\(v=\frac{\pid_1n_1}{60×1000}=\frac{\pi×80×1450}{60000}≈6.07m/s\)，圓周力\(F_t=\frac{2000P}{v}=\frac{2000×15}{6.07}≈4942N\)。五、分析題（1）軸承磨損原因：①潤滑不足或潤滑油變質(zhì)；②軸承選型不當(dāng)（6208額定動載荷不足）；③安裝誤差導(dǎo)致軸承偏載；④工作環(huán)境粉塵進入軸承內(nèi)部；⑤軸的剛度不足導(dǎo)致軸承承受額外彎矩。（2）齒面點蝕機理：齒輪嚙合時，齒面接觸應(yīng)力循環(huán)變化，表層材料在交變應(yīng)力作用下