機(jī)械基礎(chǔ)考試試題

機(jī)械基礎(chǔ)考試試題考試科目：機(jī)械基礎(chǔ)考試時(shí)間：120分鐘滿分：100分注意事項(xiàng)：1.請(qǐng)用黑色或藍(lán)色水筆在答題卡指定位置作答，字跡清晰。2.答案寫在本試卷上無效。3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、選擇題（每題2分，共20分）1.在靜力學(xué)中，力的三要素不包括以下哪一項(xiàng)？（）A.大小B.方向C.作用點(diǎn)D.作用時(shí)間2.下列哪種約束類型，其約束反力的方向通常是沿著接觸面法線方向指向被約束物體？（）A.光滑接觸面B.鉸鏈約束C.固定端約束D.柔性約束3.材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力去除后能完全恢復(fù)原狀的變形稱為（）A.塑性變形B.彈性變形C.屈服變形D.斷裂變形4.對(duì)于軸類零件，其主要的失效形式不包括（）A.疲勞斷裂B.過量彈性變形C.磨損D.失穩(wěn)5.在平面四桿機(jī)構(gòu)中，若最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩桿長(zhǎng)度之和，則該機(jī)構(gòu)（）A.一定是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)B.一定是雙曲柄機(jī)構(gòu)C.一定是雙搖桿機(jī)構(gòu)D.可能是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)或雙搖桿機(jī)構(gòu)，取決于最短桿是否為機(jī)架6.漸開線齒輪的齒廓曲線形狀取決于（）A.模數(shù)B.壓力角C.基圓半徑D.齒數(shù)7.帶傳動(dòng)中，打滑現(xiàn)象通常發(fā)生在（）A.小帶輪主動(dòng)時(shí)，小帶輪上B.小帶輪主動(dòng)時(shí)，大帶輪上C.大帶輪主動(dòng)時(shí)，小帶輪上D.大帶輪主動(dòng)時(shí)，大帶輪上8.普通螺紋的公稱直徑是指（）A.螺紋大徑B.螺紋小徑C.螺紋中徑D.平均直徑9.滾動(dòng)軸承相比滑動(dòng)軸承，其主要優(yōu)點(diǎn)是（）A.承載能力大B.工作平穩(wěn)，無噪聲C.摩擦阻力小，效率高D.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低10.機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是（）A.機(jī)構(gòu)的自由度大于零B.機(jī)構(gòu)的自由度等于原動(dòng)件數(shù)目C.機(jī)構(gòu)的自由度小于原動(dòng)件數(shù)目D.機(jī)構(gòu)的自由度大于原動(dòng)件數(shù)目二、填空題（每空1分，共20分）1.力對(duì)物體的作用效果取決于力的大小、方向和_________。2.平面匯交力系平衡的幾何條件是力多邊形_________。3.構(gòu)件在外力作用下產(chǎn)生的基本變形形式有拉伸或壓縮、剪切、_________、彎曲和_________。4.衡量材料強(qiáng)度的主要指標(biāo)有屈服強(qiáng)度和_________。5.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，固定不動(dòng)的桿稱為_________；作整周旋轉(zhuǎn)的桿稱為_________；作往復(fù)擺動(dòng)的桿稱為_________。6.齒輪傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)包括傳動(dòng)比準(zhǔn)確、效率高、_________和_________。7.鏈傳動(dòng)主要由主動(dòng)鏈輪、從動(dòng)鏈輪和_________組成。8.螺紋連接的基本類型有螺栓連接、雙頭螺柱連接、_________連接和緊定螺釘連接。9.按照承受載荷的方向，滾動(dòng)軸承可分為向心軸承、_________軸承和_________軸承。10.機(jī)器是由_________、_________和_________三部分組成。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共30分）1.簡(jiǎn)述靜力學(xué)中的“二力平衡公理”和“作用力與反作用力公理”的內(nèi)容，并說明兩者的區(qū)別。2.什么是材料的彈性模量？它在工程上有何意義？3.簡(jiǎn)述帶傳動(dòng)中打滑和彈性滑動(dòng)的區(qū)別，并說明它們對(duì)傳動(dòng)的影響。4.漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)有哪些？其中哪些是標(biāo)準(zhǔn)值？5.螺紋連接為何要預(yù)緊？常用的防松方法有哪些（至少列舉三種）？6.什么是機(jī)構(gòu)的自由度？計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，應(yīng)注意哪些事項(xiàng)？四、分析計(jì)算題（每題10分，共30分）1.如圖所示的簡(jiǎn)支梁AB，跨長(zhǎng)為L(zhǎng)，在梁的中點(diǎn)C處作用一垂直向下的集中力F。已知梁的截面為矩形，寬度為b，高度為h。試求梁的最大彎矩值及其所在位置，并寫出該截面上的最大正應(yīng)力計(jì)算公式（不要求計(jì)算具體數(shù)值，只需寫出公式及各符號(hào)含義）。（注：此處應(yīng)有圖示，梁AB水平放置，A為左端鉸支座，B為右端滾動(dòng)支座，C為AB中點(diǎn)，受向下力F）2.已知一正常齒制標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，齒數(shù)z=25，模數(shù)m=3mm。試計(jì)算該齒輪的分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、齒距及基圓直徑（壓力角α=20°，cos20°≈0.94）。3.試計(jì)算圖示鉸鏈四桿機(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)（圖中各構(gòu)件均在同一平面內(nèi)，A、B、C、D為鉸鏈連接，構(gòu)件1為機(jī)架，構(gòu)件2、3、4為活動(dòng)構(gòu)件，各鉸鏈均為獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)副）。（注：此處應(yīng)有圖示，一個(gè)典型的四桿機(jī)構(gòu)，如曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的示意圖，包含機(jī)架、曲柄、連桿、搖桿四個(gè)構(gòu)件和四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副）---參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（僅供閱卷參考）一、選擇題（每題2分，共20分）1.D2.A3.B4.D5.D6.C7.A8.A9.C10.B二、填空題（每空1分，共20分）1.作用點(diǎn)2.自行封閉（或閉合）3.扭轉(zhuǎn)，組合變形（或“彎扭組合”等具體組合形式也可酌情給分）4.抗拉強(qiáng)度（或強(qiáng)度極限）5.機(jī)架，曲柄，搖桿6.結(jié)構(gòu)緊湊（或傳遞功率大），工作可靠（或使用壽命長(zhǎng)）7.鏈條8.螺釘9.推力（或軸向），角接觸（或向心推力）10.原動(dòng)機(jī)部分，執(zhí)行部分，傳動(dòng)部分三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共30分）1.二力平衡公理：作用在剛體上的兩個(gè)力，使剛體保持平衡的必要和充分條件是：這兩個(gè)力大小相等，方向相反，且作用在同一直線上。（2分）作用力與反作用力公理：兩個(gè)物體之間的相互作用力總是大小相等，方向相反，沿同一直線，分別作用在這兩個(gè)物體上。（2分）區(qū)別：二力平衡公理中的兩個(gè)力作用在同一剛體上；作用力與反作用力作用在兩個(gè)不同的物體上。（1分）2.彈性模量是材料在彈性變形階段，應(yīng)力與應(yīng)變的比值，用E表示，單位與應(yīng)力相同（如MPa）。（2分）意義：它反映了材料抵抗彈性變形的能力，E值越大，材料越不容易產(chǎn)生彈性變形。（1分）是材料的重要力學(xué)性能指標(biāo)，也是工程設(shè)計(jì)中計(jì)算構(gòu)件變形、進(jìn)行強(qiáng)度校核的重要參數(shù)。（2分）3.打滑：是由于過載引起的帶與帶輪之間的全面滑動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致傳動(dòng)失效，是可以避免的。（2分）彈性滑動(dòng)：是由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪之間的局部相對(duì)滑動(dòng)，是帶傳動(dòng)正常工作時(shí)固有的特性，不可避免。（2分）影響：打滑會(huì)使傳動(dòng)比不準(zhǔn)確，加劇帶的磨損，降低傳動(dòng)效率；彈性滑動(dòng)也會(huì)使傳動(dòng)比不準(zhǔn)確，并造成功率損失和帶的磨損。（1分）4.基本參數(shù)：模數(shù)m、壓力角α、齒數(shù)z、齒頂高系數(shù)ha*、頂隙系數(shù)c*。（3分，答對(duì)3個(gè)及以上給2分，全對(duì)給3分）標(biāo)準(zhǔn)值：壓力角α=20°，齒頂高系數(shù)ha*=1，頂隙系數(shù)c*=0.25。（2分，答對(duì)2個(gè)給1分，全對(duì)給2分）5.預(yù)緊目的：增強(qiáng)連接的可靠性和緊密性，防止受載后被連接件間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對(duì)滑移。（2分）防松方法：摩擦防松（如彈簧墊圈、雙螺母、自鎖螺母）、機(jī)械防松（如開口銷與槽形螺母、止動(dòng)墊圈、串聯(lián)鋼絲）、永久防松（如點(diǎn)焊、鉚接、粘合）。（3分，每種類型至少舉一種，答對(duì)一種給1分）6.機(jī)構(gòu)的自由度是指機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)時(shí)所必須給定的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)目，即機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件相對(duì)于機(jī)架所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。（2分）計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意：（1）復(fù)合鉸鏈：兩個(gè)以上構(gòu)件在同一處形成的轉(zhuǎn)動(dòng)副，應(yīng)按（m-1）個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副計(jì)算，其中m為在此處鉸接的構(gòu)件數(shù)。（1分）（2）局部自由度：不影響整個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的局部的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，計(jì)算時(shí)應(yīng)予以排除。（1分）（3）虛約束：對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)不起獨(dú)立限制作用的重復(fù)約束，計(jì)算時(shí)應(yīng)去除不計(jì)。（1分）四、分析計(jì)算題（每題10分，共30分）1.最大彎矩發(fā)生在梁的中點(diǎn)C處。（2分）最大彎矩值M_max=F*L/4（3分，公式2分，單位或說明1分）最大正應(yīng)力計(jì)算公式σ_max=M_max*y_max/I_z（3分）其中：y_max為截面中性軸到最外層纖維的距離，對(duì)于矩形截面y_max=h/2；（1分）I_z為截面對(duì)中性軸z的慣性矩，對(duì)于矩形截面I_z=b*h3/12。（1分）2.分度圓直徑d=m*z=3mm*25=75mm（2分）齒頂圓直徑da=d+2ha=d+2ha*m=75mm+2*1*3mm=81mm（2分）齒根圓直徑df=d-2hf=d-2(ha*+c*)m=75mm-2*(1+0.25)*3mm=75mm-7.5mm=67.5mm（2分）齒距p=π*m=3πmm（2分，或?qū)懠s等于9.42mm）基圓直徑db=d*cosα=75mm*cos20°≈75mm*0.94=70.5mm（2分）3.該機(jī)構(gòu)中，活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n=3（構(gòu)件2、3、4）（2分）低副數(shù)目PL=4（A、B、C、D四處轉(zhuǎn)