2025機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)試題及答案一、單項(xiàng)選擇題1.在機(jī)械設(shè)計(jì)中，（）是最基本的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。A.強(qiáng)度準(zhǔn)則B.剛度準(zhǔn)則C.壽命準(zhǔn)則D.可靠性準(zhǔn)則答案：A解析：強(qiáng)度是指零件抵抗破壞的能力，在機(jī)械設(shè)計(jì)中，如果零件強(qiáng)度不足，會(huì)導(dǎo)致零件破壞，使機(jī)器無法正常工作，所以強(qiáng)度準(zhǔn)則是最基本的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。剛度準(zhǔn)則是指零件抵抗彈性變形的能力；壽命準(zhǔn)則主要考慮零件在規(guī)定的工作條件和時(shí)間內(nèi)正常工作；可靠性準(zhǔn)則是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件和時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。2.帶傳動(dòng)工作時(shí)，帶中的應(yīng)力是（）。A.靜應(yīng)力B.對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力C.脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力D.非對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力答案：D解析：帶傳動(dòng)工作時(shí)，帶繞在帶輪上，受拉力作用，在緊邊和松邊拉力不同，且?guī)坷@經(jīng)一個(gè)帶輪，應(yīng)力就經(jīng)歷一次變化，其應(yīng)力的變化規(guī)律是非對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力。靜應(yīng)力是不隨時(shí)間變化的應(yīng)力；對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力是指應(yīng)力循環(huán)中平均應(yīng)力為零的變應(yīng)力；脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力是指最小應(yīng)力為零的變應(yīng)力。3.一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，若傳動(dòng)比i、轉(zhuǎn)矩T1、齒寬b均保持不變，僅將中心距a增大，則齒輪的接觸強(qiáng)度（）。A.提高B.降低C.不變D.可能提高也可能降低答案：A解析：根據(jù)直齒圓柱齒輪接觸強(qiáng)度計(jì)算公式，接觸應(yīng)力與中心距等參數(shù)有關(guān)。當(dāng)中心距a增大時(shí)，在其他條件不變的情況下，接觸應(yīng)力會(huì)減小，而接觸強(qiáng)度與接觸應(yīng)力成反比，所以接觸強(qiáng)度提高。4.滾動(dòng)軸承的基本額定壽命是指（）。A.一批同型號(hào)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)軸承在正常工作條件下所能達(dá)到的最大壽命C.一個(gè)軸承在正常工作條件下所能達(dá)到的平均壽命D.一批同型號(hào)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)答案：A解析：滾動(dòng)軸承的基本額定壽命是指一批同型號(hào)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)。這是滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算的一個(gè)重要概念。5.聯(lián)軸器和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(duì)位移答案：B解析：聯(lián)軸器和離合器都是連接兩軸，使兩軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)并傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩的部件。緩沖、減振一般是通過彈性聯(lián)軸器等實(shí)現(xiàn)；防止機(jī)器發(fā)生過載可通過安全聯(lián)軸器等，但這不是其主要作用；補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移是部分聯(lián)軸器的功能，但也不是主要作用。6.下列螺紋中，常用于連接的是（）。A.三角形螺紋B.矩形螺紋C.梯形螺紋D.鋸齒形螺紋答案：A解析：三角形螺紋的牙型角大，自鎖性能好，常用于連接。矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋主要用于傳動(dòng)，它們的特點(diǎn)更適合傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)。7.對(duì)于軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)，主要失效形式是（）。A.輪齒折斷B.齒面磨損C.齒面膠合D.齒面疲勞點(diǎn)蝕答案：D解析：軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)，在交變接觸應(yīng)力作用下，齒面容易產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕，這是其主要失效形式。輪齒折斷一般在過載等情況下發(fā)生；齒面磨損在開式齒輪傳動(dòng)中較為常見；齒面膠合在高速重載等情況下容易出現(xiàn)。8.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、加工性能和經(jīng)濟(jì)性。合金鋼一般用于要求較高的場(chǎng)合；鑄鐵的韌性較差，一般不用于軸；有色金屬價(jià)格較高，也不是軸的主要材料。9.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：平鍵連接工作時(shí)，鍵主要承受擠壓和剪切作用，一般情況下，鍵的剪切強(qiáng)度足夠，其主要失效形式是鍵的擠壓破壞。軸和輪轂的擠壓破壞相對(duì)較少，且不是平鍵連接的主要失效形式。10.鏈傳動(dòng)中，鏈節(jié)數(shù)常取偶數(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.使鏈傳動(dòng)更緊湊D.提高鏈的疲勞強(qiáng)度答案：B解析：當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)時(shí)，可以采用開口銷或彈簧卡片等連接方式，避免采用過渡鏈節(jié)。過渡鏈節(jié)的強(qiáng)度較低，會(huì)影響鏈傳動(dòng)的可靠性。鏈傳動(dòng)的平穩(wěn)性主要與鏈速、鏈輪齒數(shù)等有關(guān)；鏈傳動(dòng)的緊湊性與中心距等參數(shù)有關(guān)；鏈的疲勞強(qiáng)度主要與鏈的材質(zhì)、受力情況等有關(guān)。二、填空題1.機(jī)械是_____和_____的總稱。答案：機(jī)器；機(jī)構(gòu)###2.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，則當(dāng)最短桿為_____時(shí)，該機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)。答案：機(jī)架###3.漸開線齒輪的正確嚙合條件是_____和_____分別相等。答案：模數(shù)；壓力角###4.滑動(dòng)軸承的潤(rùn)滑方式主要有_____、_____和_____。答案：間歇潤(rùn)滑；連續(xù)壓力潤(rùn)滑；油環(huán)潤(rùn)滑###5.聯(lián)軸器可分為_____聯(lián)軸器和_____聯(lián)軸器兩大類。答案：剛性；撓性###6.螺紋連接的防松方法按工作原理可分為_____防松、_____防松和_____防松。答案：摩擦；機(jī)械；永久###7.帶傳動(dòng)的主要失效形式是_____和_____。答案：打滑；疲勞破壞###8.軸按所受載荷的不同可分為_____、_____和_____。答案：心軸；轉(zhuǎn)軸；傳動(dòng)軸###9.滾動(dòng)軸承由_____、_____、_____和_____四部分組成。答案：內(nèi)圈；外圈；滾動(dòng)體；保持架###10.機(jī)械零件的設(shè)計(jì)計(jì)算可分為_____計(jì)算和_____計(jì)算。答案：設(shè)計(jì)；校核三、判斷題1.構(gòu)件是機(jī)械中獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)單元，零件是機(jī)械中獨(dú)立的制造單元。（）答案：√解析：構(gòu)件是由一個(gè)或多個(gè)零件剛性連接而成的，是機(jī)械中能夠獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的單元；零件是制造的基本單元，一個(gè)構(gòu)件可以由多個(gè)零件組成。2.平面四桿機(jī)構(gòu)中，極位夾角θ越大，機(jī)構(gòu)的急回特性越明顯。（）答案：√解析：極位夾角θ是衡量平面四桿機(jī)構(gòu)急回特性的一個(gè)重要參數(shù)，極位夾角θ越大，行程速比系數(shù)K越大，機(jī)構(gòu)的急回特性越明顯。3.齒輪傳動(dòng)的重合度越大，表明同時(shí)參與嚙合的輪齒對(duì)數(shù)越多，傳動(dòng)越平穩(wěn)。（）答案：√解析：重合度是指實(shí)際嚙合線段與基圓齒距的比值，重合度越大，同時(shí)參與嚙合的輪齒對(duì)數(shù)越多，載荷分布越均勻，傳動(dòng)越平穩(wěn)。4.滾動(dòng)軸承的基本額定動(dòng)載荷C值越大，軸承的承載能力越高。（）答案：√解析：基本額定動(dòng)載荷C是指一批相同型號(hào)的滾動(dòng)軸承，在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，其中90%的軸承在達(dá)到基本額定壽命時(shí)所能承受的最大載荷，C值越大，軸承的承載能力越高。5.聯(lián)軸器和離合器的區(qū)別在于：聯(lián)軸器在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不能使兩軸分離，而離合器可以。（）答案：√解析：聯(lián)軸器是在機(jī)器安裝時(shí)將兩軸連接在一起，在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中一般不能使兩軸分離；離合器則可以在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中根據(jù)需要使兩軸結(jié)合或分離。6.三角形螺紋的自鎖性能比矩形螺紋好。（）答案：√解析：三角形螺紋的牙型角大，自鎖性能好，而矩形螺紋的牙型角為0°，自鎖性能較差。7.帶傳動(dòng)工作時(shí)，帶的彈性滑動(dòng)是不可避免的。（）答案：√解析：由于帶的彈性變形和緊邊、松邊拉力不同，帶在傳動(dòng)過程中必然會(huì)產(chǎn)生彈性滑動(dòng)，這是帶傳動(dòng)的固有特性，是不可避免的。8.軸的強(qiáng)度計(jì)算中，對(duì)于只承受轉(zhuǎn)矩的軸，應(yīng)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算。（）答案：√解析：只承受轉(zhuǎn)矩的軸，主要的受力是轉(zhuǎn)矩，所以應(yīng)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算。9.平鍵連接中，鍵的長(zhǎng)度應(yīng)略小于輪轂的長(zhǎng)度。（）答案：√解析：平鍵連接中，鍵的長(zhǎng)度略小于輪轂的長(zhǎng)度，這樣可以保證鍵在輪轂中安裝穩(wěn)定，同時(shí)避免鍵與輪轂端部干涉。10.鏈傳動(dòng)的平均傳動(dòng)比是恒定的，但瞬時(shí)傳動(dòng)比是變化的。（）答案：√解析：鏈傳動(dòng)的平均傳動(dòng)比等于兩鏈輪齒數(shù)之比，是恒定的。但由于鏈條的多邊形效應(yīng)，鏈傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比是變化的。四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述機(jī)械設(shè)計(jì)的一般步驟。(1).明確設(shè)計(jì)任務(wù)：了解機(jī)器的功能、性能、工作條件等要求。(2).方案設(shè)計(jì)：提出多種可能的設(shè)計(jì)方案，并進(jìn)行分析比較，選擇最優(yōu)方案。(3).技術(shù)設(shè)計(jì)：確定機(jī)器的總體布局、各部件的結(jié)構(gòu)和尺寸，進(jìn)行強(qiáng)度、剛度等計(jì)算。(4).施工設(shè)計(jì)：繪制零件圖和裝配圖，編寫技術(shù)文件。(5).制造和調(diào)試：制造零件，進(jìn)行裝配和調(diào)試，對(duì)機(jī)器進(jìn)行性能測(cè)試和優(yōu)化。2.簡(jiǎn)述齒輪傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：(1).傳動(dòng)效率高：一般可達(dá)95%-98%。(2).傳動(dòng)比準(zhǔn)確：能保證恒定的傳動(dòng)比，工作可靠。(3).結(jié)構(gòu)緊湊：在相同的傳遞功率和轉(zhuǎn)速下，齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)較小。(4).工作壽命長(zhǎng)：設(shè)計(jì)和制造合理的齒輪傳動(dòng)，可使用較長(zhǎng)時(shí)間。缺點(diǎn)：(1).制造和安裝精度要求高：需要專門的設(shè)備和工藝，成本較高。(2).不適用于遠(yuǎn)距離傳動(dòng)：中心距過大時(shí)，齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)會(huì)變得復(fù)雜。(3).振動(dòng)和噪聲較大：特別是在高速重載的情況下。3.簡(jiǎn)述滾動(dòng)軸承的選擇步驟。(1).確定軸承的類型：根據(jù)工作條件（如載荷大小、方向、性質(zhì)，轉(zhuǎn)速高低等）、安裝空間等因素選擇合適的軸承類型。(2).確定軸承的尺寸：根據(jù)載荷和轉(zhuǎn)速，計(jì)算軸承的基本額定動(dòng)載荷C或基本額定靜載荷C0(3).進(jìn)行軸承的壽命計(jì)算：驗(yàn)證所選軸承的壽命是否滿足要求。(4).考慮其他因素：如軸承的潤(rùn)滑、密封、安裝和拆卸等。4.簡(jiǎn)述帶傳動(dòng)中彈性滑動(dòng)和打滑的區(qū)別。彈性滑動(dòng)：(1).產(chǎn)生原因：由于帶的彈性變形和緊邊、松邊拉力不同，帶在繞過帶輪時(shí)，會(huì)產(chǎn)生彈性伸長(zhǎng)或縮短，從而導(dǎo)致帶與帶輪之間的相對(duì)滑動(dòng)。(2).特點(diǎn)：彈性滑動(dòng)是不可避免的，它會(huì)使帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比不準(zhǔn)確，但不會(huì)影響帶傳動(dòng)的正常工作。打滑：(1).產(chǎn)生原因：當(dāng)帶傳動(dòng)的載荷過大，超過了帶與帶輪之間的最大摩擦力時(shí)，帶會(huì)在帶輪上發(fā)生全面滑動(dòng)。(2).特點(diǎn)：打滑是可以避免的，一旦發(fā)生打滑，帶傳動(dòng)將無法正常工作，會(huì)導(dǎo)致帶的磨損加劇，甚至損壞。5.簡(jiǎn)述軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求。(1).便于零件的裝拆和調(diào)整：軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)使零件能夠方便地安裝和拆卸，同時(shí)便于進(jìn)行調(diào)整。(2).保證零件的定位和固定：軸上的零件應(yīng)能夠準(zhǔn)確地定位，并且在工作過程中不會(huì)發(fā)生軸向和周向的移動(dòng)。(3).具有良好的加工工藝性：軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工制造，減少加工難度和成本。(4).減小應(yīng)力集中：軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)避免出現(xiàn)尖銳的棱角和突變，以減小應(yīng)力集中，提高軸的強(qiáng)度。五、計(jì)算題1.已知一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，模數(shù)m=5mm，齒數(shù)z(1).齒輪的分度圓直徑d1、d2；根據(jù)分度圓直徑公式d=mz(2).齒輪的中心距a；根據(jù)中心距公式a=d1(3).齒輪的齒頂圓直徑da1、da2；對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，齒頂高系數(shù)ha*=2.某軸用一對(duì)深溝球軸承支承，已知軸承所受的徑向載荷Fr1=2000N，F(xiàn)r2(1).計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P：對(duì)于深溝球軸承，在只受徑向載荷時(shí)，P=Fr。這里取較大的徑向載荷F(2).計(jì)算所需的基本額定動(dòng)載荷C：根據(jù)軸承壽命計(jì)算公式Lh=10660n(CP)?（對(duì)于球軸承，?=3），可得：(3).選擇軸承型號(hào)：根據(jù)計(jì)算得到的基本額定動(dòng)載荷C，查深溝球軸承的標(biāo)準(zhǔn)表，選擇合適的軸承型號(hào)。例如，可選擇6206軸承，其基本額定動(dòng)載荷C=19500N3.某帶傳動(dòng)，已知主動(dòng)輪直徑d1=100mm，從動(dòng)輪直徑d2=(1).帶傳動(dòng)的理論傳動(dòng)比i；理論傳動(dòng)比i(2).從動(dòng)輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速n2；根據(jù)帶傳動(dòng)的轉(zhuǎn)速關(guān)系n2=(1??)d1