2025機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)原理試題及答案一、單項(xiàng)選擇題1.在機(jī)械設(shè)計(jì)中，通常應(yīng)優(yōu)先選用（）A.標(biāo)準(zhǔn)件B.非標(biāo)準(zhǔn)件C.自制件D.外購(gòu)件答案：A解析：標(biāo)準(zhǔn)件是經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的零部件，具有互換性好、成本低、質(zhì)量可靠等優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)械設(shè)計(jì)中優(yōu)先選用可以提高設(shè)計(jì)效率、降低成本，所以選A。2.帶傳動(dòng)工作時(shí)產(chǎn)生彈性滑動(dòng)是因?yàn)椋ǎ〢.帶的預(yù)緊力不夠B.帶的緊邊和松邊拉力不等C.帶繞過(guò)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，使得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)，所以選B。3.普通平鍵聯(lián)接的主要用途是使軸與輪轂之間（）A.沿軸向固定并傳遞軸向力B.沿周向固定并傳遞轉(zhuǎn)矩C.安裝與拆卸方便D.沿軸向可作相對(duì)滑動(dòng)并具有導(dǎo)向作用答案：B解析：普通平鍵主要是通過(guò)鍵的側(cè)面來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)軸與輪轂之間的周向固定，所以選B。4.一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)漸開線圓柱齒輪要正確嚙合，它們的（）必須相等。A.直徑B.模數(shù)C.齒寬D.齒數(shù)答案：B解析：一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)漸開線圓柱齒輪正確嚙合的條件是模數(shù)和壓力角分別相等，本題中只有模數(shù)符合，所以選B。5.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（）的軸承發(fā)生點(diǎn)蝕破壞前的總轉(zhuǎn)數(shù)或工作小時(shí)數(shù)。A.1%B.5%C.10%D.90%答案：C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10%的軸承發(fā)生點(diǎn)蝕破壞前的總轉(zhuǎn)數(shù)或工作小時(shí)數(shù)，所以選C。6.為了提高齒輪傳動(dòng)的接觸強(qiáng)度，可采取的措施是（）A.采用閉式傳動(dòng)B.增大傳動(dòng)的中心距C.減小齒寬D.降低齒面硬度答案：B解析：增大傳動(dòng)的中心距可以增大齒輪的分度圓直徑，從而增大齒面接觸強(qiáng)度，所以選B。采用閉式傳動(dòng)主要是為了保護(hù)齒輪，減小齒寬會(huì)降低承載能力，降低齒面硬度會(huì)降低接觸強(qiáng)度，故A、C、D錯(cuò)誤。7.鏈傳動(dòng)中，鏈節(jié)數(shù)常取偶數(shù)，是為了（）A.保證傳動(dòng)平穩(wěn)B.提高傳動(dòng)效率C.避免采用過(guò)渡鏈節(jié)D.減小鏈節(jié)磨損答案：C解析：當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)時(shí)，可避免采用過(guò)渡鏈節(jié)，過(guò)渡鏈節(jié)的強(qiáng)度較低，會(huì)影響鏈傳動(dòng)的可靠性，所以選C。8.聯(lián)軸器與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(guò)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作用是將兩軸連接起來(lái)，傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，所以選B。緩沖、減振一般通過(guò)彈性聯(lián)軸器實(shí)現(xiàn)；防止機(jī)器過(guò)載可采用安全聯(lián)軸器；補(bǔ)償兩軸的不同心或熱膨脹是一些特殊聯(lián)軸器的功能，但不是主要作用，故A、C、D錯(cuò)誤。9.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：碳鋼具有良好的力學(xué)性能、加工性能和經(jīng)濟(jì)性，是軸的常用材料，所以選A。合金鋼一般用于對(duì)軸的性能要求較高的場(chǎng)合；鑄鐵的韌性較差，一般不用于軸；有色金屬成本較高，也不是軸的主要材料，故B、C、D錯(cuò)誤。10.在下列四種類型的聯(lián)軸器中，能補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移以及可緩和沖擊、吸收振動(dòng)的是（）A.凸緣聯(lián)軸器B.齒式聯(lián)軸器C.萬(wàn)向聯(lián)軸器D.彈性套柱銷聯(lián)軸器答案：D解析：彈性套柱銷聯(lián)軸器中，彈性套具有彈性，能補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移，同時(shí)可以緩和沖擊、吸收振動(dòng)，所以選D。凸緣聯(lián)軸器屬于剛性聯(lián)軸器，不能補(bǔ)償相對(duì)位移和緩沖減振；齒式聯(lián)軸器主要用于補(bǔ)償兩軸的綜合位移，但緩沖減振能力較弱；萬(wàn)向聯(lián)軸器主要用于兩軸夾角較大的場(chǎng)合，緩沖減振能力也不強(qiáng)，故A、B、C錯(cuò)誤。二、多項(xiàng)選擇題1.機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求有（）A.實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能B.滿足可靠性要求C.滿足經(jīng)濟(jì)性要求D.符合人機(jī)工程學(xué)要求E.符合環(huán)境保護(hù)要求答案：ABCDE解析：機(jī)械設(shè)計(jì)需要實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能，同時(shí)要保證在規(guī)定的條件和時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能，即滿足可靠性要求；要考慮成本等因素，滿足經(jīng)濟(jì)性要求；要考慮操作人員的使用體驗(yàn)，符合人機(jī)工程學(xué)要求；并且要減少對(duì)環(huán)境的影響，符合環(huán)境保護(hù)要求，所以ABCDE全選。2.帶傳動(dòng)的主要失效形式有（）A.打滑B.疲勞破壞C.磨損D.膠合E.塑性變形答案：AB解析：帶傳動(dòng)的主要失效形式是打滑和疲勞破壞。打滑是由于過(guò)載導(dǎo)致帶與帶輪之間的摩擦力不足以傳遞轉(zhuǎn)矩而產(chǎn)生的；疲勞破壞是由于帶在工作過(guò)程中反復(fù)承受拉伸、彎曲等應(yīng)力作用而產(chǎn)生的，所以選AB。磨損、膠合和塑性變形不是帶傳動(dòng)的主要失效形式，故C、D、E錯(cuò)誤。3.齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，主要取決于（）A.齒輪的材料B.齒輪的熱處理方法C.載荷的性質(zhì)D.齒輪的工作條件E.齒輪的精度等級(jí)答案：ABCD解析：齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則主要取決于齒輪的材料、熱處理方法、載荷的性質(zhì)和工作條件。不同的材料和熱處理方法會(huì)影響齒輪的力學(xué)性能，載荷的性質(zhì)和工作條件決定了齒輪可能出現(xiàn)的失效形式，從而影響設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的選擇。齒輪的精度等級(jí)主要影響齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性和噪聲等，不是決定設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的主要因素，所以選ABCD。4.滾動(dòng)軸承的主要失效形式有（）A.點(diǎn)蝕B.塑性變形C.磨損D.膠合E.疲勞斷裂答案：AB解析：滾動(dòng)軸承的主要失效形式是點(diǎn)蝕和塑性變形。點(diǎn)蝕是由于滾動(dòng)體與滾道之間的交變接觸應(yīng)力作用而產(chǎn)生的；塑性變形是在過(guò)大的靜載荷或沖擊載荷作用下產(chǎn)生的。磨損、膠合和疲勞斷裂雖然也可能發(fā)生，但不是滾動(dòng)軸承的主要失效形式，所以選AB。5.聯(lián)軸器的類型很多，按其工作特性可分為（）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E.萬(wàn)向聯(lián)軸器答案：ABC解析：聯(lián)軸器按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)中精度較高的場(chǎng)合；撓性聯(lián)軸器能補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移；安全聯(lián)軸器在過(guò)載時(shí)能自動(dòng)斷開或打滑，起到保護(hù)作用。彈性聯(lián)軸器是撓性聯(lián)軸器的一種；萬(wàn)向聯(lián)軸器是一種特殊的聯(lián)軸器，用于兩軸夾角較大的場(chǎng)合，故D、E錯(cuò)誤，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)中，帶的最大應(yīng)力發(fā)生在_處。答案：緊邊進(jìn)入小帶輪###3.普通平鍵的剖面尺寸（b×h），一般應(yīng)根據(jù)_按標(biāo)準(zhǔn)選擇。答案：軸的直徑###4.漸開線齒輪的齒廓形狀取決于_。答案：基圓半徑###5.滾動(dòng)軸承的基本代號(hào)由_、____和_組成。答案：類型代號(hào)；尺寸系列代號(hào)；內(nèi)徑代號(hào)###6.鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性是由于_引起的。答案：鏈條圍繞在鏈輪上形成正多邊形###7.聯(lián)軸器和離合器的主要區(qū)別是：聯(lián)軸器在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中_，而離合器在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中_。答案：不能分離兩軸；可隨時(shí)分離或接合兩軸###8.軸按受載性質(zhì)不同，可分為_、_和_。答案：心軸；轉(zhuǎn)軸；傳動(dòng)軸###9.齒輪傳動(dòng)的重合度越大，表示同時(shí)參與嚙合的輪齒對(duì)數(shù)_，傳動(dòng)越_。答案：越多；平穩(wěn)###10.為了提高螺栓連接的疲勞強(qiáng)度，可采用_、____等措施。答案：減小螺栓剛度；增大被連接件剛度四、判斷題1.機(jī)械設(shè)計(jì)只需考慮滿足功能要求，無(wú)需考慮其他因素。（）答案：×解析：機(jī)械設(shè)計(jì)不僅要考慮滿足功能要求，還需要考慮可靠性、經(jīng)濟(jì)性、人機(jī)工程學(xué)、環(huán)境保護(hù)等多方面的因素，所以該說(shuō)法錯(cuò)誤。2.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：由于帶的緊邊和松邊拉力不等，導(dǎo)致帶在緊邊和松邊的彈性變形量不同，從而產(chǎn)生彈性滑動(dòng)，這種彈性滑動(dòng)是帶傳動(dòng)的固有特性，不可避免，所以該說(shuō)法正確。3.普通平鍵聯(lián)接能傳遞軸向力。（）答案：×解析：普通平鍵主要是通過(guò)鍵的側(cè)面來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩，不能傳遞軸向力，所以該說(shuō)法錯(cuò)誤。4.一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)漸開線圓柱齒輪，只要模數(shù)相等，就一定能正確嚙合。（）答案：×解析：一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)漸開線圓柱齒輪正確嚙合的條件是模數(shù)和壓力角分別相等，僅模數(shù)相等不能保證正確嚙合，所以該說(shuō)法錯(cuò)誤。5.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)生點(diǎn)蝕破壞前的總轉(zhuǎn)數(shù)或工作小時(shí)數(shù)。（）答案：×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10%的軸承發(fā)生點(diǎn)蝕破壞前的總轉(zhuǎn)數(shù)或工作小時(shí)數(shù)，所以該說(shuō)法錯(cuò)誤。6.為了提高齒輪傳動(dòng)的接觸強(qiáng)度，可減小齒寬。（）答案：×解析：減小齒寬會(huì)降低齒輪的承載能力，從而降低接觸強(qiáng)度，要提高齒輪傳動(dòng)的接觸強(qiáng)度，可增大傳動(dòng)的中心距等，所以該說(shuō)法錯(cuò)誤。7.鏈傳動(dòng)中，鏈節(jié)數(shù)常取奇數(shù)。（）答案：×解析：鏈傳動(dòng)中，鏈節(jié)數(shù)常取偶數(shù)，是為了避免采用過(guò)渡鏈節(jié)，過(guò)渡鏈節(jié)的強(qiáng)度較低，會(huì)影響鏈傳動(dòng)的可靠性，所以該說(shuō)法錯(cuò)誤。8.聯(lián)軸器與離合器的主要作用是緩沖、減振。（）答案：×解析：聯(lián)軸器和離合器的主要作用是傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，緩沖、減振只是部分聯(lián)軸器的附加功能，不是主要作用，所以該說(shuō)法錯(cuò)誤。9.軸的材料主要采用合金鋼。（）答案：×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，合金鋼一般用于對(duì)軸的性能要求較高的場(chǎng)合，所以該說(shuō)法錯(cuò)誤。10.彈性套柱銷聯(lián)軸器能補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移以及可緩和沖擊、吸收振動(dòng)。（）答案：√解析：彈性套柱銷聯(lián)軸器中的彈性套具有彈性，能補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移，同時(shí)可以緩和沖擊、吸收振動(dòng)，所以該說(shuō)法正確。五、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，確定設(shè)計(jì)的目標(biāo)和約束條件。(2).方案設(shè)計(jì)：構(gòu)思機(jī)器的總體布局和工作原理，提出多種可行的設(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)：對(duì)選定的方案進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)，包括零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、尺寸計(jì)算、材料選擇等，繪制零件圖和裝配圖。(4).施工設(shè)計(jì)：編制制造工藝文件，進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，制造和裝配機(jī)器。(5).試驗(yàn)和改進(jìn)：對(duì)制造好的機(jī)器進(jìn)行試驗(yàn)，檢驗(yàn)其性能是否滿足設(shè)計(jì)要求，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。2.帶傳動(dòng)為什么要張緊？常用的張緊方法有哪些？帶傳動(dòng)張緊的原因：帶傳動(dòng)是依靠帶與帶輪之間的摩擦力來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩的，在工作過(guò)程中，帶會(huì)因長(zhǎng)期受拉力作用而產(chǎn)生塑性變形，導(dǎo)致帶的長(zhǎng)度增加，使帶的張緊力減小，從而引起摩擦力減小，可能出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，影響帶傳動(dòng)的正常工作。因此，需要對(duì)帶進(jìn)行張緊，以保證帶傳動(dòng)的正常工作。常用的張緊方法：(1).定期張緊：通過(guò)調(diào)整中心距來(lái)張緊帶，可采用滑道式或擺架式兩種結(jié)構(gòu)?；朗绞菍⒀b有帶輪的電動(dòng)機(jī)安裝在滑道上，通過(guò)移動(dòng)電動(dòng)機(jī)的位置來(lái)調(diào)整中心距；擺架式是將裝有帶輪的電動(dòng)機(jī)安裝在可擺動(dòng)的支架上，通過(guò)調(diào)整支架的位置來(lái)調(diào)整中心距。(2).自動(dòng)張緊：將裝有帶輪的電動(dòng)機(jī)安裝在浮動(dòng)的擺架上，利用電動(dòng)機(jī)的自重使帶輪自動(dòng)張緊。(3).使用張緊輪張緊：當(dāng)中心距不能調(diào)整時(shí)，可采用張緊輪張緊。張緊輪一般應(yīng)安裝在松邊的內(nèi)側(cè)，靠近大帶輪處，以減小張緊輪對(duì)帶的彎曲應(yīng)力。3.簡(jiǎn)述齒輪傳動(dòng)的主要失效形式及其產(chǎn)生的原因。齒輪傳動(dòng)的主要失效形式及其產(chǎn)生原因如下：(1).輪齒折斷：疲勞折斷：輪齒在交變接觸應(yīng)力作用下，齒根處產(chǎn)生疲勞裂紋，裂紋逐漸擴(kuò)展，最終導(dǎo)致輪齒折斷。過(guò)載折斷：當(dāng)輪齒受到過(guò)大的載荷作用時(shí)，如突然過(guò)載、沖擊載荷等，會(huì)導(dǎo)致輪齒發(fā)生過(guò)載折斷。(2).齒面磨損：磨粒磨損：當(dāng)齒輪工作環(huán)境中有磨粒存在時(shí)，如灰塵、金屬屑等，磨粒會(huì)進(jìn)入齒面之間，導(dǎo)致齒面磨損。膠合磨損：在高速重載的齒輪傳動(dòng)中，齒面間的壓力和溫度過(guò)高，會(huì)使齒面金屬發(fā)生熔焊粘著，隨后又被撕裂，形成膠合磨損。(3).齒面點(diǎn)蝕：輪齒在交變接觸應(yīng)力作用下，齒面表層會(huì)產(chǎn)生疲勞裂紋，裂紋逐漸擴(kuò)展，使齒面金屬剝落，形成點(diǎn)蝕。(4).齒面塑性變形：在重載作用下，齒面材料會(huì)因屈服而產(chǎn)生塑性流動(dòng)，導(dǎo)致齒面出現(xiàn)塑性變形，如齒面的凸起和凹陷等。4.滾動(dòng)軸承的基本類型有哪些？各有什么特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合？滾動(dòng)軸承的基本類型、特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合如下：(1).深溝球軸承：特點(diǎn)：主要承受徑向載荷，也能承受一定的軸向載荷；摩擦系數(shù)小，極限轉(zhuǎn)速高；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，易于安裝和維護(hù)。應(yīng)用場(chǎng)合：廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中，如電動(dòng)機(jī)、機(jī)床、汽車等。(2).調(diào)心球軸承：特點(diǎn)：具有自動(dòng)調(diào)心性能，能補(bǔ)償兩軸承座孔之間的同軸度誤差；主要承受徑向載荷，也能承受少量的軸向載荷。應(yīng)用場(chǎng)合：適用于軸的剛度較小、兩軸承座孔同軸度誤差較大的場(chǎng)合，如帶式輸送機(jī)的托輥等。(3).圓柱滾子軸承：特點(diǎn)：主要承受徑向載荷，承載能力大；摩擦系數(shù)小，極限轉(zhuǎn)速較高；內(nèi)、外圈可分離，便于安裝和拆卸。應(yīng)用場(chǎng)合：適用于承受較大徑向載荷的場(chǎng)合，如大型電機(jī)、軋鋼機(jī)等。(4).圓錐滾子軸承：特點(diǎn)：能同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷，且軸向承載能力隨接觸角的增大而增大；一般成對(duì)使用，以承受雙向軸向載荷。應(yīng)用場(chǎng)合：廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)床等機(jī)械設(shè)備中，如汽車的輪轂軸承等。(5).推力球軸承：特點(diǎn)：只能承受軸向載荷，不能承受徑向載荷；極限轉(zhuǎn)速較低。應(yīng)用場(chǎng)合：適用于承受軸向載荷且轉(zhuǎn)速較低的場(chǎng)合，如起重機(jī)的吊鉤等。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).便于零件的裝拆和固定：軸上的零件應(yīng)便于安裝和拆卸，同時(shí)要保證零件在軸上有可靠的周向和軸向固定，以傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向力。(2).具有良好的加工工藝性：軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工制造，如軸的直徑應(yīng)盡量取標(biāo)準(zhǔn)值，軸上的鍵槽、螺紋等應(yīng)布置合理，避免出現(xiàn)加工困難的部位。(3).減少應(yīng)力集中：軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量避免出現(xiàn)應(yīng)力集中的部位，如軸肩處應(yīng)采用圓角過(guò)渡，避免直角過(guò)渡；軸上的孔、槽等應(yīng)盡量避免開在應(yīng)力較大的部位。(4).滿足強(qiáng)度和剛度要求：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)保證軸具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以承受所傳遞的載荷，避免發(fā)生破壞和過(guò)大的變形。(5).考慮軸的熱膨脹：對(duì)于工作溫度變化較大的軸，應(yīng)考慮軸的熱膨脹問(wèn)題，如采用熱補(bǔ)償裝置或預(yù)留一定的熱膨脹間隙。六、計(jì)算題1.有一單級(jí)直齒