2025年機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程考試試題及答案一、單項(xiàng)選擇題1.在機(jī)械設(shè)計(jì)中，通常以（）作為零件的設(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.以上都是答案：D解析：在機(jī)械設(shè)計(jì)中，強(qiáng)度準(zhǔn)則可保證零件在載荷作用下不發(fā)生破壞；剛度準(zhǔn)則確保零件在受力時(shí)的彈性變形在允許范圍內(nèi)；壽命準(zhǔn)則使零件能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)正常工作。這三個(gè)準(zhǔn)則都是常用的零件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，所以答案選D。2.帶傳動(dòng)工作時(shí)產(chǎn)生彈性滑動(dòng)是因?yàn)椋ǎ?。A.帶的預(yù)緊力不夠B.帶的緊邊和松邊拉力不等C.帶繞過帶輪時(shí)有離心力D.帶和帶輪間的摩擦力不夠答案：B解析：帶傳動(dòng)工作時(shí)，由于緊邊和松邊拉力不等，帶在緊邊和松邊的彈性變形量不同，從而導(dǎo)致帶與帶輪之間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，即彈性滑動(dòng)。預(yù)緊力不夠和摩擦力不夠主要影響帶傳動(dòng)的傳動(dòng)能力，離心力會(huì)使帶對(duì)帶輪的正壓力減小，但不是產(chǎn)生彈性滑動(dòng)的原因。所以答案是B。3.一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，若中心距保持不變，而把模數(shù)增大，則（）。A.重合度增大B.齒面接觸強(qiáng)度降低C.齒根彎曲強(qiáng)度提高D.齒面接觸強(qiáng)度不變答案：C解析：模數(shù)增大，輪齒的尺寸增大，齒根厚度增加，根據(jù)齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算公式，齒根彎曲強(qiáng)度會(huì)提高。重合度與模數(shù)無關(guān)；齒面接觸強(qiáng)度主要與齒輪的材料、硬度、分度圓直徑等有關(guān)，中心距不變時(shí)，增大模數(shù)會(huì)使分度圓直徑變化，一般會(huì)使齒面接觸強(qiáng)度提高。所以答案選C。4.滾動(dòng)軸承的基本額定壽命是指（）。A.在額定動(dòng)載荷作用下，軸承所能達(dá)到的壽命B.在額定工況和額定動(dòng)載荷作用下，軸承所能達(dá)到的壽命C.同一批同型號(hào)的軸承在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，90%的軸承所能達(dá)到的壽命D.同一批同型號(hào)的軸承在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，10%的軸承所能達(dá)到的壽命答案：C解析：滾動(dòng)軸承的基本額定壽命是指同一批同型號(hào)的軸承在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，90%的軸承所能達(dá)到的壽命。它是衡量軸承壽命的一個(gè)重要指標(biāo)，是在一定的載荷條件和運(yùn)轉(zhuǎn)條件下確定的。所以答案是C。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)償兩軸的不同心或熱膨脹答案：B解析：聯(lián)軸器和離合器的主要功能是連接兩軸，使它們一起轉(zhuǎn)動(dòng)并傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。緩沖、減振一般是通過彈性聯(lián)軸器或其他緩沖裝置來實(shí)現(xiàn)；防止機(jī)器過載通常采用安全聯(lián)軸器或過載保護(hù)裝置；補(bǔ)償兩軸的不同心或熱膨脹是一些特殊聯(lián)軸器的附加功能。所以答案選B。6.軸的計(jì)算彎矩公式Mca=M2+(A.轉(zhuǎn)矩和彎矩的合成B.轉(zhuǎn)矩和彎矩的循環(huán)特性不同C.軸的材料不同D.軸的應(yīng)力集中答案：B解析：在軸的計(jì)算中，彎矩M和轉(zhuǎn)矩T的循環(huán)特性可能不同。一般情況下，彎矩可能是對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力，而轉(zhuǎn)矩可能是脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力或靜應(yīng)力。α是考慮轉(zhuǎn)矩和彎矩的循環(huán)特性不同而引入的折合系數(shù)。所以答案是B。7.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.軸的剪切破壞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。在一般情況下，鍵的剪切強(qiáng)度足夠，而鍵與軸、輪轂的配合面容易發(fā)生擠壓破壞，所以平鍵連接的主要失效形式是鍵的擠壓破壞。所以答案選B。8.齒輪傳動(dòng)中，齒面接觸疲勞強(qiáng)度主要取決于（）。A.模數(shù)B.齒數(shù)C.分度圓直徑D.齒寬答案：C解析：根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算公式，齒面接觸應(yīng)力與分度圓直徑有關(guān)，分度圓直徑越大，齒面接觸應(yīng)力越小，接觸疲勞強(qiáng)度越高。模數(shù)主要影響齒根彎曲強(qiáng)度；齒數(shù)對(duì)重合度等有影響，但不是決定齒面接觸疲勞強(qiáng)度的主要因素；齒寬在一定程度上影響承載能力，但不是主要因素。所以答案是C。9.鏈傳動(dòng)中，鏈節(jié)數(shù)通常取為偶數(shù)，是為了（）。A.提高鏈傳動(dòng)的平穩(wěn)性B.使鏈傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)更緊湊C.避免采用過渡鏈節(jié)D.提高鏈的疲勞強(qiáng)度答案：C解析：當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)時(shí)，鏈條的兩端正好是內(nèi)鏈節(jié)和外鏈節(jié)相連，可以采用開口銷或彈簧卡片等簡(jiǎn)單的連接方式。如果鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)，則需要采用過渡鏈節(jié)，過渡鏈節(jié)的強(qiáng)度較低，會(huì)降低鏈傳動(dòng)的承載能力。所以答案選C。10.在蝸桿傳動(dòng)中，通常（）為主動(dòng)件。A.蝸桿B.蝸輪C.蝸桿或蝸輪都可以D.以上都不對(duì)答案：A解析：由于蝸桿的螺旋升角較小，通常情況下，蝸桿傳動(dòng)具有自鎖性，即只能由蝸桿帶動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，而不能由蝸輪帶動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)。所以在蝸桿傳動(dòng)中，通常蝸桿為主動(dòng)件。所以答案是A。二、多項(xiàng)選擇題1.以下屬于機(jī)械零件常見失效形式的有（）。A.斷裂B.磨損C.變形D.腐蝕答案：ABCD解析：機(jī)械零件在工作過程中，由于受到各種載荷、環(huán)境等因素的影響，可能會(huì)出現(xiàn)多種失效形式。斷裂是零件在載荷作用下發(fā)生的破壞；磨損是零件表面材料的逐漸損失；變形是零件在受力時(shí)產(chǎn)生的形狀和尺寸的改變；腐蝕是零件在化學(xué)或電化學(xué)作用下的損壞。所以ABCD都是常見的失效形式。2.帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)有（）。A.傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小B.能緩沖吸振C.過載時(shí)會(huì)發(fā)生打滑，能保護(hù)其他零件D.傳動(dòng)效率高答案：ABC解析：帶傳動(dòng)依靠帶與帶輪之間的摩擦力來傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，帶具有彈性，所以傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小，能緩沖吸振。當(dāng)過載時(shí)，帶會(huì)在帶輪上打滑，從而保護(hù)其他零件不受損壞。但帶傳動(dòng)存在彈性滑動(dòng)，傳動(dòng)效率相對(duì)較低。所以答案選ABC。3.對(duì)于齒輪傳動(dòng)，提高齒面接觸強(qiáng)度的措施有（）。A.增大齒輪的模數(shù)B.增大齒輪的分度圓直徑C.提高齒輪的材料硬度D.增加齒寬答案：BCD解析：增大分度圓直徑可以降低齒面接觸應(yīng)力，提高齒面接觸強(qiáng)度；提高齒輪的材料硬度可以提高齒面的抗磨損和抗接觸疲勞能力；增加齒寬可以增大承載面積，提高齒面接觸強(qiáng)度。而增大模數(shù)主要是提高齒根彎曲強(qiáng)度，對(duì)齒面接觸強(qiáng)度影響不大。所以答案選BCD。4.滾動(dòng)軸承的基本代號(hào)由（）組成。A.類型代號(hào)B.尺寸系列代號(hào)C.內(nèi)徑代號(hào)D.公差等級(jí)代號(hào)答案：ABC解析：滾動(dòng)軸承的基本代號(hào)是軸承代號(hào)的基礎(chǔ)，由類型代號(hào)、尺寸系列代號(hào)和內(nèi)徑代號(hào)組成。公差等級(jí)代號(hào)是軸承代號(hào)中的補(bǔ)充代號(hào)，不屬于基本代號(hào)。所以答案選ABC。5.聯(lián)軸器按照工作特性可分為（）。A.剛性聯(lián)軸器B.撓性聯(lián)軸器C.安全聯(lián)軸器D.彈性聯(lián)軸器答案：ABC解析：聯(lián)軸器按照工作特性可分為剛性聯(lián)軸器、撓性聯(lián)軸器和安全聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器用于兩軸對(duì)中要求較高的場(chǎng)合；撓性聯(lián)軸器可以補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移；安全聯(lián)軸器在過載時(shí)能自動(dòng)斷開，保護(hù)機(jī)器。彈性聯(lián)軸器是撓性聯(lián)軸器的一種。所以答案選ABC。三、填空題1.機(jī)械是（）和（）的總稱。答案：機(jī)器；機(jī)構(gòu)###2.帶傳動(dòng)的打滑是指（）。答案：帶與帶輪間的摩擦力不足以傳遞載荷時(shí)，帶與帶輪之間發(fā)生的顯著相對(duì)滑動(dòng)###3.一對(duì)漸開線直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件是（）和（）分別相等。答案：模數(shù)；壓力角###4.滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑目的主要是（）、（）和（）。答案：減小摩擦和磨損；散熱；防銹###5.軸按所受載荷的不同可分為（）、（）和（）。答案：心軸；轉(zhuǎn)軸；傳動(dòng)軸四、判斷題1.機(jī)械設(shè)計(jì)中，只需滿足零件的強(qiáng)度要求即可。（）答案：×解析：機(jī)械設(shè)計(jì)中，除了滿足零件的強(qiáng)度要求外，還需要考慮剛度、壽命、振動(dòng)穩(wěn)定性等多方面的要求。強(qiáng)度只是其中一個(gè)重要的方面，不能只滿足強(qiáng)度要求就認(rèn)為設(shè)計(jì)合格。所以該說法錯(cuò)誤。2.帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)是不可避免的。（）答案：√解析：由于帶傳動(dòng)中緊邊和松邊拉力不等，帶在緊邊和松邊的彈性變形量不同，必然會(huì)導(dǎo)致帶與帶輪之間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，即彈性滑動(dòng)。所以彈性滑動(dòng)是帶傳動(dòng)的固有特性，不可避免。該說法正確。3.齒輪傳動(dòng)中，齒面接觸疲勞強(qiáng)度與齒輪的模數(shù)無關(guān)。（）答案：√解析：齒面接觸疲勞強(qiáng)度主要與齒輪的分度圓直徑、材料硬度等有關(guān)，而模數(shù)主要影響齒根彎曲強(qiáng)度，與齒面接觸疲勞強(qiáng)度無關(guān)。所以該說法正確。4.滾動(dòng)軸承的基本額定動(dòng)載荷越大，其承載能力越強(qiáng)。（）答案：√解析：基本額定動(dòng)載荷是滾動(dòng)軸承的一個(gè)重要參數(shù)，它表示軸承在一定的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，能夠承受的最大載荷?；绢~定動(dòng)載荷越大，說明軸承能夠承受的載荷越大，其承載能力越強(qiáng)。所以該說法正確。5.聯(lián)軸器和離合器的功能完全相同。（）答案：×解析：聯(lián)軸器和離合器雖然都用于連接兩軸并傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，但它們的功能還是有區(qū)別的。聯(lián)軸器在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中一般不能分離兩軸，而離合器可以在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中隨時(shí)分離或接合兩軸。所以該說法錯(cuò)誤。五、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般步驟。(1).明確設(shè)計(jì)要求：確定零件的工作條件、性能要求、使用壽命等。(2).方案設(shè)計(jì)：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇合適的工作原理和結(jié)構(gòu)方案。(3).計(jì)算與分析：對(duì)零件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等方面的計(jì)算和分析。(4).結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：確定零件的具體形狀、尺寸和公差等。(5).繪制零件圖：用工程圖紙準(zhǔn)確表達(dá)零件的形狀、尺寸和技術(shù)要求。(6).審核與改進(jìn)：對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行審核，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)改進(jìn)。2.帶傳動(dòng)為什么要進(jìn)行張緊？常用的張緊方法有哪些？帶傳動(dòng)工作一段時(shí)間后，由于帶的塑性變形和磨損，會(huì)使帶的張緊力減小，導(dǎo)致傳動(dòng)能力下降。為了保證帶傳動(dòng)的正常工作，需要對(duì)帶進(jìn)行張緊。常用的張緊方法有：-(1).調(diào)整中心距：通過增大兩帶輪的中心距來張緊帶?？煞譃槎ㄆ趶埦o和自動(dòng)張緊。定期張緊是人工定期調(diào)整中心距；自動(dòng)張緊是利用重力或彈簧力自動(dòng)調(diào)整中心距。-(2).使用張緊輪：當(dāng)中心距不能調(diào)整時(shí)，可采用張緊輪張緊。張緊輪一般安裝在松邊內(nèi)側(cè)靠近小帶輪處。3.簡(jiǎn)述齒輪傳動(dòng)的主要優(yōu)缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：-(1).傳動(dòng)效率高：一般可達(dá)0.94-0.99。-(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)和制造良好的齒輪傳動(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)：兩軸中心距過大時(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，振動(dòng)和噪聲問題更為突出。4.滾動(dòng)軸承的失效形式主要有哪些？如何提高滾動(dòng)軸承的壽命？滾動(dòng)軸承的失效形式主要有：-(1).疲勞點(diǎn)蝕：是滾動(dòng)軸承最常見的失效形式，在交變載荷作用下，滾動(dòng)體和滾道表面會(huì)出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕。-(2).磨損：由于灰塵、雜質(zhì)等進(jìn)入軸承，或潤(rùn)滑不良，會(huì)導(dǎo)致軸承的磨損。-(3).塑性變形：在過大的靜載荷或沖擊載荷作用下，滾動(dòng)體和滾道表面會(huì)產(chǎn)生塑性變形。-(4).膠合：在高速、重載、潤(rùn)滑不良等情況下，滾動(dòng)體和滾道表面會(huì)發(fā)生膠合。提高滾動(dòng)軸承壽命的方法有：-(1).合理選擇軸承類型和尺寸：根據(jù)工作條件和載荷要求，選擇合適的軸承類型和尺寸。-(2).保證正確的安裝和使用：安裝時(shí)要保證軸承的配合精度和安裝質(zhì)量，使用過程中要避免過載、沖擊等。-(3).良好的潤(rùn)滑：選擇合適的潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑方式，定期更換潤(rùn)滑劑。-(4).密封良好：防止灰塵、雜質(zhì)等進(jìn)入軸承，保持軸承的清潔。-(5).定期檢查和維護(hù)：及時(shí)發(fā)現(xiàn)軸承的異常情況，進(jìn)行維修或更換。5.簡(jiǎn)述軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下基本要求：-(1).便于軸上零件的裝拆和調(diào)整：軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于齒輪、帶輪、聯(lián)軸器等零件的安裝和拆卸，同時(shí)要考慮零件的軸向和周向定位。-(2).保證軸上零件的定位和固定：通過軸肩、軸環(huán)、鍵、銷等方式，保證軸上零件的軸向和周向固定，防止零件發(fā)生軸向移動(dòng)和周向轉(zhuǎn)動(dòng)。-(3).具有良好的制造工藝性：軸的形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，避免出現(xiàn)過多的臺(tái)階、凹槽等，以降低加工難度和成本。-(4).減少應(yīng)力集中：在軸的截面變化處，應(yīng)采用圓角過渡等措施，減少應(yīng)力集中，提高軸的疲勞強(qiáng)度。-(5).考慮軸的熱膨脹：對(duì)于工作溫度變化較大的軸，要考慮軸的熱膨脹問題，避免因熱膨脹而產(chǎn)生過大的應(yīng)力。六、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）兩齒輪的分度圓直徑d1、d2；（2）齒頂圓直徑da1、da2；（3）齒根圓直徑df解：（1）根據(jù)分度圓直徑公式d=mz，可得：（2）對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，齒頂高系數(shù)ha*=1，則齒頂圓直徑公式為da（3）齒根高系數(shù)hf*=1.25，則齒根圓直徑公式為df=d（4）中心距公式為a=d12.某軸用一對(duì)深溝球軸承支承，已知軸承所受的徑向載荷Fr=5000N，軸向載荷Fa=2000解：（1）計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P先計(jì)算Fa/Fr=2000/5000=0.4（