2025年《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》完整試題庫(kù)含答案一、選擇題1.平面四桿機(jī)構(gòu)中，若各桿長(zhǎng)度分別為a=40mm，b=60mm，c=60mm，d=70mm，當(dāng)以a為機(jī)架，則該四桿機(jī)構(gòu)為（）A.雙曲柄機(jī)構(gòu)B.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)C.雙搖桿機(jī)構(gòu)D.不能構(gòu)成四桿機(jī)構(gòu)答案：A解析：根據(jù)平面四桿機(jī)構(gòu)的曲柄存在條件，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，且最短桿為機(jī)架時(shí)，機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)。本題中(a=40mm)為最短桿，(d=70mm)為最長(zhǎng)桿，(a+d=40+70=110mm)，(b+c=60+60=120mm)，滿(mǎn)足(a+d≤b+c)，且以(a)為機(jī)架，所以是雙曲柄機(jī)構(gòu)。2.帶傳動(dòng)工作時(shí)，設(shè)小帶輪為主動(dòng)輪，則帶內(nèi)應(yīng)力的最大值發(fā)生在帶（）A.進(jìn)入大帶輪處B.離開(kāi)大帶輪處C.進(jìn)入小帶輪處D.離開(kāi)小帶輪處答案：C解析：帶傳動(dòng)中，帶的應(yīng)力由緊邊和松邊拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力、離心力產(chǎn)生的拉應(yīng)力和帶繞過(guò)帶輪時(shí)產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力組成。小帶輪處帶的彎曲應(yīng)力較大，且緊邊拉力也大，所以帶內(nèi)應(yīng)力的最大值發(fā)生在帶進(jìn)入小帶輪處。3.一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，已知(z_1=18)，(z_2=72)，則這對(duì)齒輪的彎曲應(yīng)力（）A.(σ{F1}>σ{F2})B.(σ{F1}<σ{F2})C.(σ{F1}=σ{F2})D.與齒輪的材料有關(guān)答案：A解析：根據(jù)齒輪彎曲強(qiáng)度計(jì)算公式(σ{F}=2KT1bd1mY{Fa}Y_{Sa})，在一對(duì)齒輪傳動(dòng)中，(K)、(T_1)、(b)、(m)相同，(Y_{Fa})和(Y_{Sa})與齒數(shù)有關(guān)，齒數(shù)越少，(Y_{Fa}Y_{Sa})乘積越大。(z_1=4.滾動(dòng)軸承的基本額定壽命是指同一批軸承中（）的軸承所能達(dá)到的壽命。A.99%B.95%C.90%D.50%答案：C解析：滾動(dòng)軸承的基本額定壽命是指同一批相同規(guī)格的軸承，在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，其中90%的軸承在發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕前所能達(dá)到的總轉(zhuǎn)數(shù)或工作小時(shí)數(shù)。5.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)軸器和離合器都是用來(lái)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(guò)彈性聯(lián)軸器等實(shí)現(xiàn)；防止機(jī)器過(guò)載一般用安全聯(lián)軸器或離合器；補(bǔ)償兩軸的不同心或熱膨脹是一些可移式聯(lián)軸器的作用。6.下列螺紋中，常用于連接的螺紋是（）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)。7.在V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，選取小帶輪基準(zhǔn)直徑(d_1≥d_{min})，主要是為了（）A.減小帶的彎曲應(yīng)力B.減小帶的離心力C.增大包角D.增大帶的初拉力答案：A解析：帶的彎曲應(yīng)力(σb=Ehd)（(E)為帶的彈性模量，(h)為帶的高度，(d)為帶輪基準(zhǔn)直徑），選取小帶輪基準(zhǔn)直徑(d_1≥d8.齒輪傳動(dòng)中，輪齒的齒面疲勞點(diǎn)蝕通常首先出現(xiàn)在（）A.齒頂部分B.齒根部分C.節(jié)線附近的齒根部分D.節(jié)線附近的齒頂部分答案：C解析：在齒輪傳動(dòng)中，節(jié)線附近的齒根部分同時(shí)承受較大的接觸應(yīng)力和摩擦力，且潤(rùn)滑條件較差，所以齒面疲勞點(diǎn)蝕通常首先出現(xiàn)在節(jié)線附近的齒根部分。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：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；有色金屬成本較高，使用較少。10.鍵連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：鍵連接的主要作用是實(shí)現(xiàn)軸與輪轂之間的周向固定，從而傳遞轉(zhuǎn)矩。平鍵連接不能傳遞軸向力；導(dǎo)向平鍵或花鍵可以使軸與輪轂沿軸向作相對(duì)滑動(dòng)并具有導(dǎo)向作用；安裝與拆卸方便不是鍵連接的主要用途。二、填空題1.平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是___。答案：機(jī)構(gòu)的自由度大于零，且等于原動(dòng)件的數(shù)目2.帶傳動(dòng)的主要失效形式是_和_。答案：打滑；疲勞破壞3.齒輪傳動(dòng)的主要失效形式有齒面磨損、、、齒面膠合和塑性變形。答案：齒面疲勞點(diǎn)蝕；輪齒折斷4.滾動(dòng)軸承的基本代號(hào)由_、_和內(nèi)徑代號(hào)組成。答案：類(lèi)型代號(hào)；尺寸系列代號(hào)5.螺紋連接的防松方法按工作原理可分為_(kāi)、_和破壞螺紋副關(guān)系防松。答案：摩擦防松；機(jī)械防松6.軸按所受載荷的不同可分為_(kāi)、_和轉(zhuǎn)軸。答案：心軸；傳動(dòng)軸7.聯(lián)軸器可分為_(kāi)聯(lián)軸器和_聯(lián)軸器兩大類(lèi)。答案：剛性；撓性8.在V帶傳動(dòng)中，帶的型號(hào)是根據(jù)_和_選取的。答案：計(jì)算功率；小帶輪基準(zhǔn)直徑9.齒輪的模數(shù)(m)反映了齒輪輪齒的_大小，模數(shù)越大，輪齒越_。答案：尺寸；厚10.平面四桿機(jī)構(gòu)的急回特性用_來(lái)衡量，其值越大，急回特性越_。答案：行程速比系數(shù)(K)；明顯三、判斷題1.平面四桿機(jī)構(gòu)中，若存在曲柄，則曲柄一定是最短桿。()答案：×解析：平面四桿機(jī)構(gòu)中，存在曲柄的條件是最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩桿長(zhǎng)度之和，且最短桿或其相鄰桿為機(jī)架時(shí)才有曲柄。當(dāng)最短桿的相鄰桿為機(jī)架時(shí)，曲柄不是最短桿。2.帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)是不可避免的，而打滑是可以避免的。()答案：√解析：帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)是由于帶的彈性變形和拉力差引起的，是不可避免的；打滑是由于過(guò)載引起的，只要合理設(shè)計(jì)和使用帶傳動(dòng)，避免過(guò)載，打滑是可以避免的。3.一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，只要模數(shù)相等，它們就可以正確嚙合。()答案：×解析：一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件是模數(shù)和壓力角分別相等。僅僅模數(shù)相等不能保證正確嚙合。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：滾動(dòng)軸承的基本額定動(dòng)載荷(C)是指軸承在基本額定壽命為(10^6)轉(zhuǎn)時(shí)所能承受的最大載荷，(C)值越大，說(shuō)明軸承在規(guī)定壽命下能承受的載荷越大，承載能力越高。5.螺紋連接預(yù)緊的目的是增強(qiáng)連接的可靠性和緊密性，防止受載后被連接件間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對(duì)滑移。()答案：√解析：螺紋連接預(yù)緊可以使連接件在承受工作載荷之前就受到一定的預(yù)緊力，從而增強(qiáng)連接的可靠性和緊密性，防止受載后被連接件間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對(duì)滑移。6.軸上零件的周向固定目的是防止軸上零件與軸發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，傳遞轉(zhuǎn)矩。()答案：√解析：軸上零件的周向固定就是為了保證軸與零件之間能夠同步轉(zhuǎn)動(dòng)，傳遞轉(zhuǎn)矩。7.聯(lián)軸器和離合器的主要區(qū)別在于：聯(lián)軸器必須在機(jī)器停車(chē)后才能實(shí)現(xiàn)兩軸的接合或分離，而離合器可在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)兩軸的接合或分離。()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，要分離兩軸必須停車(chē)；離合器可以在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中通過(guò)操縱機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)兩軸的接合或分離。8.在V帶傳動(dòng)中，帶的根數(shù)越多越好。()答案：×解析：在V帶傳動(dòng)中，帶的根數(shù)過(guò)多，會(huì)使各帶受力不均勻，導(dǎo)致部分帶過(guò)早損壞。所以應(yīng)合理選擇帶的根數(shù)。9.齒輪的齒面接觸強(qiáng)度主要取決于齒輪的模數(shù)，模數(shù)越大，接觸強(qiáng)度越高。()答案：×解析：齒輪的齒面接觸強(qiáng)度主要取決于齒輪的分度圓直徑，分度圓直徑越大，接觸強(qiáng)度越高；而模數(shù)主要影響齒輪的彎曲強(qiáng)度。10.平鍵連接對(duì)中性好，裝拆方便，能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，所以應(yīng)用廣泛。()答案：√解析：平鍵連接具有對(duì)中性好、裝拆方便的優(yōu)點(diǎn)，能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，在機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用廣泛。四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述平面四桿機(jī)構(gòu)的類(lèi)型及其特點(diǎn)。(1).曲柄搖桿機(jī)構(gòu)：有一個(gè)曲柄和一個(gè)搖桿。特點(diǎn)是能將曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為搖桿的往復(fù)擺動(dòng)，并且具有急回特性。(2).雙曲柄機(jī)構(gòu)：具有兩個(gè)曲柄。特點(diǎn)是兩曲柄可作相同或不同速度的同向或反向轉(zhuǎn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解。(3).雙搖桿機(jī)構(gòu)：具有兩個(gè)搖桿。特點(diǎn)是兩搖桿可作往復(fù)擺動(dòng)，常用于需要實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合。2.帶傳動(dòng)為什么要限制小帶輪的最小基準(zhǔn)直徑和帶的最大速度？(1).限制小帶輪的最小基準(zhǔn)直徑：帶的彎曲應(yīng)力(σ_b=Ehd(2).限制帶的最大速度：帶速過(guò)高，離心力增大，使帶與帶輪之間的正壓力減小，摩擦力減小，容易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象；同時(shí)離心力增大也會(huì)使帶的疲勞壽命降低。所以要限制帶的最大速度。3.簡(jiǎn)述齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。(1).對(duì)于閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)，通常先按齒面接觸強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定齒輪的主要參數(shù)和尺寸，然后再按齒根彎曲強(qiáng)度進(jìn)行校核。(2).對(duì)于閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)，一般先按齒根彎曲強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定齒輪的模數(shù)等參數(shù)，然后再按齒面接觸強(qiáng)度進(jìn)行校核。(3).對(duì)于開(kāi)式齒輪傳動(dòng)，主要失效形式是齒面磨損和輪齒折斷，通常只按齒根彎曲強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，并適當(dāng)增大模數(shù)以考慮磨損的影響。4.滾動(dòng)軸承的基本類(lèi)型有哪些？各適用于什么場(chǎng)合？(1).深溝球軸承：主要承受徑向載荷，也能承受一定的軸向載荷。適用于轉(zhuǎn)速高、載荷較小、要求旋轉(zhuǎn)精度高的場(chǎng)合，如電動(dòng)機(jī)、機(jī)床主軸等。(2).角接觸球軸承：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。適用于轉(zhuǎn)速較高、同時(shí)承受徑向和軸向載荷的場(chǎng)合，如機(jī)床主軸、汽車(chē)變速器等。(3).圓錐滾子軸承：能同時(shí)承受較大的徑向載荷和軸向載荷。適用于承受重載荷和沖擊載荷的場(chǎng)合，如汽車(chē)后橋、工程機(jī)械等。(4).調(diào)心球軸承和調(diào)心滾子軸承：具有調(diào)心性能，能自動(dòng)補(bǔ)償兩軸承座孔之間的同軸度誤差。適用于軸的撓曲變形較大、兩軸承座孔同軸度不易保證的場(chǎng)合，如長(zhǎng)軸傳動(dòng)、多支點(diǎn)軸等。(5).推力球軸承：只能承受軸向載荷。適用于軸向載荷較大、轉(zhuǎn)速不高的場(chǎng)合，如起重機(jī)吊鉤、螺旋壓力機(jī)等。5.簡(jiǎn)述螺紋連接的預(yù)緊和防松的意義及方法。(1).預(yù)緊的意義：增強(qiáng)連接的可靠性和緊密性，防止受載后被連接件間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對(duì)滑移；提高螺栓的疲勞強(qiáng)度。預(yù)緊方法：通過(guò)擰緊螺母使螺栓產(chǎn)生預(yù)緊力，可使用扳手、定力矩扳手等工具。(2).防松的意義：螺紋連接在沖擊、振動(dòng)或變載荷作用下，以及在高溫或溫度變化較大的情況下，螺紋副間的摩擦力會(huì)減小或消失，導(dǎo)致連接松動(dòng)，甚至失效。所以需要防松。防松方法：按工作原理可分為摩擦防松（如彈簧墊圈、雙螺母等）、機(jī)械防松（如開(kāi)口銷(xiāo)與槽形螺母、止動(dòng)墊圈等）和破壞螺紋副關(guān)系防松（如沖點(diǎn)、焊接等）。五、計(jì)算題1.已知一對(duì)外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，(m=5mm)，(z_1=20)，(z_2=40)，求：(1).兩齒輪的分度圓直徑(d_1)、(d_2)；根據(jù)分度圓直徑公式(d=mz)，可得(d_1=mz_1=5×20=100mm)，(d_2=mz_2=5×40(2).齒頂圓直徑(d_{a1})、(d_{a2})；對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，齒頂高系數(shù)(h_a^*=1)，齒頂圓直徑公式(d_a=d+2h_a)，(h_a=h_a^m)，所以(d_{a1}=d_1+2h_a^m=100+2×1×5=110mm)，(d_{a2}=d_2+2h_a^*m=200+2×1(3).齒根圓直徑(d_{f1})、(d_{f2})；頂隙系數(shù)(c^*=0.25)，齒根高(h_f=(h_a^*+c^*)m)，齒根圓直徑公式(d_f=d-2h_f)，則(h_f=(1+0.25)×5=6.25mm)，(d_{f1}=d_1-2h_f=100-2×6.25=87.5mm)，(d_{f2}=d_2-2h_f=200-2×(4).中心距(a)。中心距公式(a=d1+d2.某V帶傳動(dòng)，已知傳遞的功率(P=7.5kW)，小帶輪轉(zhuǎn)速(n_1=1450r/min)，大帶輪轉(zhuǎn)速(n_2=600r/min)，帶型為A型，小帶輪基準(zhǔn)直徑(d_1=100mm)，大帶輪基準(zhǔn)直徑(d_2=250mm)，包角(α1=150^{°})，帶長(zhǎng)(L=1000mm)，帶的根數(shù)(z=3)，單根V帶的基本額定功率(P_0=1.32kW)，單根V帶額定功率的增量(ΔP_0=0.17kW)，包角系數(shù)(K{α}=0.96)，帶長(zhǎng)系數(shù)(K_L=0.99)，試求：(1).計(jì)算功率(P_{ca})；查工作情況系數(shù)表，一般機(jī)械工作平穩(wěn)時(shí)，工作情況系數(shù)(K_A=1.1)，計(jì)算功率(P_{ca}=K_AP=1.1×7.5(2).單根V帶的實(shí)際基本額定功率(P_{0}^{′})；(P_{0}^{′}=(P_0+ΔP_0)K_{α}K_L=(1.32+0.17)×0.96×0.99(3).帶傳動(dòng)的工作能力是否足夠？帶傳動(dòng)的實(shí)際傳遞功率(P_{實(shí)}=zP_{0}^{′}=3×1.41=3.已知一軸用一對(duì)7208AC角接觸球軸承支承，軸承所受徑向載荷(F_{r1}=2000N)，(F_{r2}=1000N)，軸上作用的軸向載荷(F_A=800N)，方向如圖所示，軸承的內(nèi)部軸向力(S=0.68F_r)，判斷系數(shù)(e=0.68)，當(dāng)(FaFr≤e)時(shí)，(X=1)，(Y=0)；當(dāng)(FaFr>e)時(shí)，(X=0.41)，(Y(1).兩軸承的內(nèi)部軸向力(S_1)、(S_2)；(S_1=0.68F_{r1}=0.68×2000=1360N)，(S_2=0.68F_{r2}=0.68×1000(2).兩軸承的軸向載荷(F