一、填空题(每空 2 分,共 20 分) 10 空
1.机器的三个特征是:由若干构件组合、各构件间具有、能完成有用机械功或。
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答案:确定的相对运动;转换能量
只满足前两条的是机构,三条都满足才是机器。
2.构件的四种基本变形是拉伸(压缩)、、和弯曲。
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答案:剪切(含挤压);扭转
组合变形即两种以上基本变形同时发生,可用叠加法分析。
3.钢的热处理由、和冷却三个阶段组成;淬火后必须进行。
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答案:加热;保温;回火
淬火得到马氏体,内应力大、脆性大,不回火极易变形开裂。
4.齿轮传动的传动比 i = ;标准直齿圆柱齿轮 d = 。
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答案:z2/z1(= n1/n2);mz
模数 m 是齿轮几何尺寸的基础参数,已标准化。
5.滚动轴承由内圈、外圈、和组成,其最常见的失效形式是。
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答案:滚动体;保持架;疲劳剥落
寿命计算 L10 = (C/P)ε 即以疲劳剥落为判据。
二、选择题(每题 3 分,共 24 分) 8 题
6.关于力偶,下列说法正确的是( )。
A.力偶可用一个力等效替换
B.力偶对任一点之矩恒等于力偶矩
C.力偶使物体移动
D.力偶矩的单位是 N
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答案:B
力偶不能与一个力等效或平衡,只能使物体转动,单位是 N·m。
7.塑性材料的极限应力取( )。
A.比例极限
B.屈服点
C.强度极限
D.弹性极限
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答案:B
塑性材料屈服后产生明显塑性变形即失效,故取 σs;脆性材料取 σb。
8.下列材料中,最适合制造汽车板弹簧的是( )。
A.Q235
B.45 钢
C.60Si2Mn
D.T10
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答案:C
60Si2Mn 为合金弹簧钢,淬火 + 中温回火后具有高弹性极限和疲劳强度。
9.平面四杆机构处于死点位置时( )。
A.传动角最大
B.压力角为零
C.传动角为零
D.自由度为 1
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答案:C
连杆与从动件共线,γ = 0、α = 90°,驱动力对从动件无有效分力。
10.标准直齿圆柱齿轮 m = 5 mm、z = 20,齿顶圆直径为( )。
A.100 mm
B.110 mm
C.105 mm
D.90 mm
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答案:B
da = m(z+2) = 5×22 = 110 mm;分度圆 d = 100 mm。
11.只能承受轴向载荷的轴承是( )。
A.6208
B.30206
C.51208
D.N208
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答案:C
5 为推力球轴承,只能承受轴向载荷;其余均可承受径向载荷。
12.液压系统中,执行元件的速度取决于( )。
A.压力
B.流量
C.功率
D.油温
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答案:B
v = q/A;压力由负载决定。这是“压力取决于负载、速度取决于流量”的基本规律。
13.数控机床进给系统要求传动精度高、摩擦小,宜采用( )。
A.滑动螺旋
B.滚珠螺旋
C.普通平键
D.带传动
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答案:B
滚珠丝杠以滚动摩擦代替滑动摩擦,效率 0.9 以上、精度高、寿命长,但需另设制动(不能自锁)。
三、判断题(每题 2 分,共 12 分) 6 题
14.零件的刚度不足会导致变形过大,但不一定发生断裂。
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答案:√
刚度不足表现为弹性变形过大,影响精度与正常工作,与强度破坏是两回事。
15.灰铸铁的抗压强度高于抗拉强度,适合制造机床床身。
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答案:√
片状石墨使抗拉强度低,但抗压强度高、减振性好、铸造性好,正适合床身、箱体等承压件。
16.平键连接既能周向固定,又能承受轴向力。
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答案:×
平键只能传递转矩,不能承受轴向力,轴向定位需轴肩、套筒、圆螺母等。
17.渐开线齿轮具有中心距可分性。
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答案:√
传动比只取决于基圆半径(齿数),中心距略有变化不影响传动比,便于制造与安装。
18.蜗杆传动的传动比等于蜗轮与蜗杆的分度圆直径之比。
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答案:×
i = z2/z1,不等于直径之比,这是蜗杆传动与齿轮传动的重要区别。
19.液压系统的压力随负载增大而升高。
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答案:√
压力由负载决定,最高压力由溢流阀限定。空载时压力很低,仅需克服管路阻力。
四、计算题(每题 12 分,共 24 分) 2 题
20.平键连接:轴径 d = 45 mm,A 型平键 b = 14 mm、h = 9 mm、L = 63 mm,传递转矩 T = 250 N·m。① 求键的工作长度;② 求挤压应力;③ 若 [σbs] = 100 MPa,判断是否安全。
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答案:l = 49 mm;σbs ≈ 50.4 MPa;安全
① A 型键 l = L − b = 63 − 14 = 49 mm;
② σbs = 4T/(dhl) = 4×250000/(45×9×49) = 1000000/19845 ≈ 50.4 MPa;
③ 50.4 < 100 MPa,挤压强度满足要求。
② σbs = 4T/(dhl) = 4×250000/(45×9×49) = 1000000/19845 ≈ 50.4 MPa;
③ 50.4 < 100 MPa,挤压强度满足要求。
21.悬臂梁长 l = 2 m,自由端受集中力 F = 6 kN,矩形截面 b = 40 mm、h = 120 mm。① 求最大弯矩;② 求最大弯曲正应力;③ 若 [σ] = 160 MPa,校核强度。
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答案:Mmax = 12 kN·m;σmax = 125 MPa;强度满足
① 最大弯矩在固定端:Mmax = Fl = 6000×2000 = 1.2×10⁷ N·mm = 12 kN·m;
② Wz = bh²/6 = 40×120²/6 = 96000 mm³;
σmax = 1.2×10⁷/96000 = 125 MPa;
③ 125 < 160 MPa,强度满足。
② Wz = bh²/6 = 40×120²/6 = 96000 mm³;
σmax = 1.2×10⁷/96000 = 125 MPa;
③ 125 < 160 MPa,强度满足。
五、简答题(每题 12 分,共 24 分) 2 题
22.为什么带传动能起过载保护作用,而齿轮传动不能?
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参考答案
带传动靠摩擦力传递动力,当负载超过带与带轮之间的最大摩擦力时,带在带轮上打滑,传动中断,从而保护电机和后续零件不被损坏。
齿轮传动靠轮齿啮合传力,属“刚性”接触,过载时不会打滑,只会使轮齿折断或齿面损坏,因此不具备过载保护作用,需要时须另设安全离合器或安全销。
齿轮传动靠轮齿啮合传力,属“刚性”接触,过载时不会打滑,只会使轮齿折断或齿面损坏,因此不具备过载保护作用,需要时须另设安全离合器或安全销。
23.一台减速器出现轴承部位温度过高,可能有哪些原因?如何排查?
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参考答案
可能原因:① 润滑不良(油量不足、油质劣化、脂牌号不当或加脂过多);② 轴承装配不当(过盈过大、内外圈倾斜、游隙过小);③ 两端轴承都双向固定,轴受热伸长后卡死;④ 密封过紧或密封件干摩擦;⑤ 联轴器对中不良、附加载荷大;⑥ 轴承本身损坏或异物进入。
排查:先查油位与油质,再检查游隙与装配(是否一端游动),然后检查对中与密封,最后拆检轴承滚道有无剥落、变色。逐项排除,避免盲目更换轴承。
排查:先查油位与油质,再检查游隙与装配(是否一端游动),然后检查对中与密封,最后拆检轴承滚道有无剥落、变色。逐项排除,避免盲目更换轴承。