機械設計基礎零件設計知識考點梳理與習題集姓名_________________________地址_______________________________學號______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------線--------------------------1.請首先在試卷的標封處填寫您的姓名，身份證號和地址名稱。2.請仔細閱讀各種題目，在規(guī)定的位置填寫您的答案。一、選擇題1.機械設計的基礎理論包括哪些方面？

A.材料力學

B.機械原理

C.機械零件設計

D.機械制造工藝

答案：ABCD

解題思路：機械設計的基礎理論涵蓋了材料力學、機械原理、機械零件設計以及機械制造工藝等多個方面，這些都是支撐機械設計的基礎。

2.滾動摩擦系數(shù)與滑動摩擦系數(shù)哪個更??？

A.滾動摩擦系數(shù)

B.滑動摩擦系數(shù)

答案：A

解題思路：滾動摩擦系數(shù)通常小于滑動摩擦系數(shù)，因此在機械設計中，盡量采用滾動摩擦代替滑動摩擦以減少能量損失。

3.齒輪模數(shù)與齒數(shù)之間的關系是什么？

A.齒數(shù)=模數(shù)×齒數(shù)

B.齒數(shù)=模數(shù)/齒數(shù)

C.齒數(shù)=模數(shù)×(齒數(shù)1)

D.齒數(shù)=模數(shù)齒數(shù)

答案：A

解題思路：齒輪模數(shù)與齒數(shù)的關系是模數(shù)乘以齒數(shù)，即齒數(shù)=模數(shù)×齒數(shù)。

4.螺旋彈簧的彈性模量與其哪個因素有關？

A.彈簧絲的直徑

B.彈簧的圈數(shù)

C.彈簧的長度

D.彈簧的剛度

答案：A

解題思路：螺旋彈簧的彈性模量與其彈簧絲的直徑有關，直徑越大，彈性模量越大。

5.下列哪個不屬于機械設計常用的材料？

A.鋼鐵

B.鋁合金

C.塑料

D.石墨

答案：D

解題思路：石墨是一種非金屬材料，雖然在某些特定應用中可以使用，但不是機械設計常用的材料。

6.軸承的基本功能是什么？

A.支承旋轉(zhuǎn)或往復運動

B.減少摩擦

C.保證運動的準確性

D.以上都是

答案：D

解題思路：軸承的基本功能包括支承旋轉(zhuǎn)或往復運動、減少摩擦以及保證運動的準確性。

7.下列哪個不是機械設計中的力？

A.重力

B.摩擦力

C.彈力

D.熱力

答案：D

解題思路：熱力不是機械設計中的力，機械設計中的力包括重力、摩擦力和彈力等。

8.機械設計中的摩擦力通常用哪個符號表示？

A.F

B.f

C.Ff

D.Ff

答案：B

解題思路：機械設計中的摩擦力通常用小寫字母f表示。二、填空題1.機械設計的基本原則是可靠性、經(jīng)濟性、合理性、__________。

2.螺紋的螺旋升角是指螺旋線與軸線之間的夾角。

3.機械設計中的傳動比是指主動軸與從動軸的比值。

4.常用的機械連接方式有焊接、鉚接、螺紋連接、__________。

5.機械設計中的應力是指外力在單位面積上的作用。

6.機械設計中的扭矩是指力產(chǎn)生的力矩。

7.機械設計中的慣性力是指運動狀態(tài)改變產(chǎn)生的力。

8.機械設計中的運動副是指轉(zhuǎn)動副、移動副、螺旋副、__________。

答案及解題思路：

1.答案：可靠性、經(jīng)濟性、合理性、易維護性。

解題思路：機械設計應保證產(chǎn)品在預期使用條件下可靠工作，同時考慮成本和經(jīng)濟效益，保證設計合理，并且易于維護。

2.答案：螺旋線、軸線。

解題思路：螺旋升角是螺紋設計中的一個重要參數(shù)，它決定了螺紋的斜率，是螺旋線與螺紋軸線之間的夾角。

3.答案：主動軸、從動軸。

解題思路：傳動比反映了主動軸和從動軸轉(zhuǎn)速的關系，是機械傳動中重要的計算參數(shù)。

4.答案：焊接、鉚接、螺紋連接、過盈連接。

解題思路：機械連接方式多樣，包括焊接、鉚接、螺紋連接等，過盈連接也是一種常見的連接方式。

5.答案：外力。

解題思路：應力是材料內(nèi)部因外力作用而引起的內(nèi)部力，它是單位面積上的作用力。

6.答案：力。

解題思路：扭矩是由力引起的，它是力與力臂的乘積，即力矩。

7.答案：運動狀態(tài)改變。

解題思路：慣性力是由于物體運動狀態(tài)的改變（如加速、減速或改變方向）而產(chǎn)生的力。

8.答案：轉(zhuǎn)動副、移動副、螺旋副、高副。

解題思路：運動副是使兩個或多個構件能夠相對運動的連接方式，包括轉(zhuǎn)動副、移動副、螺旋副和高副等。三、判斷題1.機械設計中的摩擦力是始終存在的。（）

正確。

解題思路：摩擦力是物體相互接觸時產(chǎn)生的一種阻礙相對運動的力，在任何兩個接觸的機械零件之間，都存在摩擦力，它是機械設計中的一個重要因素。

2.滾動摩擦系數(shù)大于滑動摩擦系數(shù)。（）

錯誤。

解題思路：滾動摩擦系數(shù)通常小于滑動摩擦系數(shù)。滾動摩擦是在兩個物體接觸面之間，通過滾動的小球或圓柱產(chǎn)生的摩擦，其摩擦力較?。欢瑒幽Σ潦窃趦蓚€物體接觸面之間，通過滑動產(chǎn)生的摩擦，其摩擦力較大。

3.螺紋的螺旋升角越大，螺紋的螺旋線越陡。（）

正確。

解題思路：螺旋升角是螺紋線上升一個螺距所轉(zhuǎn)過的角度。螺旋升角越大，螺紋線與軸向的夾角越大，螺旋線就越陡。

4.齒輪模數(shù)越大，齒輪的齒數(shù)越多。（）

錯誤。

解題思路：齒輪的模數(shù)是指齒輪分度圓直徑與齒數(shù)的比值，模數(shù)越大，齒輪分度圓直徑也越大，但齒輪的齒數(shù)并不是模數(shù)的增加而增加，它取決于齒輪的設計和傳動比。

5.機械設計中的材料選擇不受環(huán)境影響。（）

錯誤。

解題思路：機械設計中的材料選擇會受到環(huán)境因素的影響，如溫度、濕度、腐蝕性介質(zhì)等，不同環(huán)境條件下，材料的選擇和功能要求會有所不同。

6.軸承的主要功能是支承和傳遞運動。（）

正確。

解題思路：軸承的主要功能是支承軸和軸上的零件，并傳遞運動和動力，減少摩擦和磨損。

7.機械設計中的運動副是指兩個部件之間的相對運動方式。（）

正確。

解題思路：運動副是組成機械系統(tǒng)的基本單元，指兩個部件之間允許的相對運動方式，如轉(zhuǎn)動副、滑動副等。

8.機械設計中的慣性力是始終存在的。（）

正確。

解題思路：慣性力是由于物體運動狀態(tài)的變化（如加速、減速或改變運動方向）而產(chǎn)生的力，是物體固有屬性的表現(xiàn)，因此，慣性力在機械設計中是始終存在的。四、簡答題1.簡述機械設計的基本步驟。

答案：機械設計的基本步驟通常包括以下五個階段：

1)初步設計：確定機械的總體方案、結構和工作原理；

2)詳細設計：詳細設計機械各個部分的結構尺寸，繪制圖紙；

3)優(yōu)化設計：通過優(yōu)化結構、提高材料和加工方法，提高機械的功能和降低成本；

4)制作與檢驗：制造樣機，并進行測試，檢查是否滿足設計要求；

5)成批生產(chǎn)：在確定樣機合格的基礎上，組織批量生產(chǎn)。

解題思路：首先梳理機械設計的基本階段，然后按照各個階段闡述其具體內(nèi)容。

2.簡述滾動摩擦與滑動摩擦的區(qū)別。

答案：滾動摩擦和滑動摩擦的區(qū)別主要有以下幾點：

1)滑動摩擦的摩擦系數(shù)較大，滾動摩擦的摩擦系數(shù)較小；

2)滾動摩擦可以降低能量損耗，提高傳動效率；

3)滾動摩擦產(chǎn)生的噪音較小；

4)滾動摩擦在接觸表面容易形成磨損。

解題思路：通過比較兩種摩擦的特性，說明其區(qū)別。

3.簡述齒輪傳動中模數(shù)與齒數(shù)的關系。

答案：齒輪傳動中，模數(shù)與齒數(shù)的關系

1)模數(shù)是指齒輪的齒厚和齒槽寬度相等的基本尺寸；

2)齒數(shù)越多，模數(shù)越大，齒輪的尺寸也越大；

3)在相同模數(shù)下，齒數(shù)越多，齒輪的轉(zhuǎn)速越高。

解題思路：分析模數(shù)和齒數(shù)對齒輪傳動的影響，說明其關系。

4.簡述機械設計中選擇材料的原則。

答案：機械設計中選擇材料應遵循以下原則：

1)滿足使用要求：選擇具有較高強度、硬度和耐磨性的材料；

2)考慮加工功能：選擇易于加工、切削功能良好的材料；

3)考慮成本和供應情況：選擇成本低、供應穩(wěn)定的材料；

4)考慮環(huán)保和節(jié)能要求：選擇具有環(huán)保、節(jié)能特點的材料。

解題思路：列舉選擇材料時應考慮的因素，闡述原則。

5.簡述軸承的主要功能。

答案：軸承的主要功能有：

1)減少摩擦和磨損；

2)支承轉(zhuǎn)動和導向；

3)分擔載荷；

4)降低振動和噪音。

解題思路：總結軸承的作用，說明其主要功能。

6.簡述機械設計中的應力與力的關系。

答案：在機械設計過程中，應力與力的關系

1)力是物體相互作用的表現(xiàn)，是物體形變的原因；

2)應力是單位面積上的力，是物體內(nèi)部抵抗變形的能力；

3)應力與力的關系是：應力等于力除以受力面積。

解題思路：闡述應力與力的概念及其關系。

7.簡述機械設計中的扭矩與力矩的關系。

答案：在機械設計過程中，扭矩與力矩的關系

1)扭矩是物體圍繞某一軸線旋轉(zhuǎn)的力矩；

2)力矩是物體繞某一軸線旋轉(zhuǎn)時的力乘以力的作用臂；

3)扭矩與力矩的關系是：扭矩等于力矩除以作用半徑。

解題思路：解釋扭矩和力矩的定義，闡述它們的關系。

8.簡述機械設計中的慣性力與力的關系。

答案：在機械設計過程中，慣性力與力的關系

1)慣性力是由于物體質(zhì)量產(chǎn)生的，與物體的運動狀態(tài)有關；

2)力是物體相互作用的表現(xiàn)，是物體形變的原因；

3)慣性力與力的關系是：在相同的條件下，質(zhì)量越大的物體慣性力越大。

解題思路：解釋慣性力和力的概念，說明它們的關系。五、計算題1.已知一物塊質(zhì)量為5kg，重力加速度為9.8m/s2，求物塊的重力。

解答：

重力\(F=m\timesg\)

其中，\(m=5\,\text{kg}\)，\(g=9.8\,\text{m/s}^2\)

所以，\(F=5\times9.8=49\,\text{N}\)

2.已知一齒輪的模數(shù)為3mm，齒數(shù)為20，求齒輪的齒頂圓直徑。

解答：

齒頂圓直徑\(D=m\timesz\)

其中，\(m=3\,\text{mm}\)，\(z=20\)

所以，\(D=3\times20=60\,\text{mm}\)

3.已知一彈簧的勁度系數(shù)為500N/m，伸長量為0.1m，求彈簧的彈力。

解答：

彈力\(F=k\timesx\)

其中，\(k=500\,\text{N/m}\)，\(x=0.1\,\text{m}\)

所以，\(F=500\times0.1=50\,\text{N}\)

4.已知一軸的扭矩為1000N·m，軸的直徑為50mm，求軸的最大應力。

解答：

扭矩\(T=\frac{32}{D^3}\times\sigma\)

其中，\(T=1000\,\text{N·m}\)，\(D=50\,\text{mm}=0.05\,\text{m}\)

解得應力\(\sigma\)

\(\sigma=\frac{T\timesD^3}{32}=\frac{1000\times(0.05)^3}{32}=0.9687\,\text{MPa}\)

5.已知一齒輪傳動裝置的主動輪轉(zhuǎn)速為1200r/min，從動輪轉(zhuǎn)速為600r/min，求傳動比。

解答：

傳動比\(i=\frac{n_1}{n_2}\)

其中，\(n_1=1200\,\text{r/min}\)，\(n_2=600\,\text{r/min}\)

所以，\(i=\frac{1200}{600}=2\)

6.已知一物體在水平面上以10m/s的速度做勻速直線運動，求物體的動能。

解答：

動能\(E_k=\frac{1}{2}mv^2\)

其中，\(m\)為物體質(zhì)量，\(v=10\,\text{m/s}\)

若已知物體質(zhì)量\(m\)，則\(E_k=\frac{1}{2}\timesm\times(10)^2\)

7.已知一螺旋彈簧的螺旋升角為30°，彈簧的長度為100mm，求彈簧的螺旋線長度。

解答：

螺旋線長度\(L=\frac{l}{\sin\theta}\)

其中，\(l=100\,\text{mm}\)，\(\theta=30^\circ\)

所以，\(L=\frac{100}{\sin30^\circ}=200\,\text{mm}\)