機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)測(cè)試題及解析一、單選題（每題2分，共20題）1.在機(jī)械設(shè)計(jì)中，下列哪項(xiàng)是衡量材料強(qiáng)度的主要指標(biāo)？A.硬度B.彈性模量C.屈服強(qiáng)度D.延伸率2.平面連桿機(jī)構(gòu)中，若要求從動(dòng)件做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，常用的機(jī)構(gòu)是？A.齒輪機(jī)構(gòu)B.凸輪機(jī)構(gòu)C.平面四桿機(jī)構(gòu)D.螺旋機(jī)構(gòu)3.在齒輪傳動(dòng)中，若主動(dòng)輪齒數(shù)為20，從動(dòng)輪齒數(shù)為40，則傳動(dòng)比i為？A.2B.0.5C.10D.0.24.軸承的壽命計(jì)算中，基本額定壽命是指？A.軸承在額定載荷下能運(yùn)轉(zhuǎn)的小時(shí)數(shù)B.軸承在額定載荷下能運(yùn)轉(zhuǎn)的次數(shù)C.軸承開始失效前的總轉(zhuǎn)數(shù)D.軸承在額定載荷下能運(yùn)轉(zhuǎn)的循環(huán)次數(shù)5.在機(jī)械設(shè)計(jì)中，下列哪項(xiàng)屬于靜載荷？A.沖擊載荷B.交變載荷C.恒定載荷D.循環(huán)載荷6.螺紋連接中，為了提高連接強(qiáng)度，常采用？A.退刀槽B.凸臺(tái)C.螺母的調(diào)整墊圈D.過盈配合7.在機(jī)械設(shè)計(jì)中，下列哪項(xiàng)是衡量材料剛度的主要指標(biāo)？A.屈服強(qiáng)度B.硬度C.彈性模量D.延伸率8.帶傳動(dòng)中，帶的緊邊和松邊拉力之差稱為？A.有效拉力B.初拉力C.有效圓周力D.摩擦力9.在機(jī)械設(shè)計(jì)中，下列哪項(xiàng)屬于動(dòng)載荷？A.恒定載荷B.靜載荷C.沖擊載荷D.循環(huán)載荷10.齒輪齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算中，接觸應(yīng)力σH與哪些因素有關(guān)？（多選）A.齒數(shù)B.彈性模量C.載荷D.齒寬二、多選題（每題3分，共10題）11.機(jī)械零件的失效形式包括？A.疲勞斷裂B.蠕變C.塑性變形D.磨損E.蠕蝕12.在機(jī)械設(shè)計(jì)中，下列哪些屬于標(biāo)準(zhǔn)件？A.螺栓B.鍵C.軸承D.齒輪E.彈簧13.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮哪些因素？A.軸的直徑B.軸的長(zhǎng)度C.軸肩高度D.鍵槽位置E.軸承的安裝14.在機(jī)械設(shè)計(jì)中，下列哪些屬于摩擦傳動(dòng)？A.帶傳動(dòng)B.鏈傳動(dòng)C.齒輪傳動(dòng)D.摩擦輪傳動(dòng)E.螺旋傳動(dòng)15.螺紋連接的失效形式包括？A.螺栓拉伸B.螺母磨損C.螺栓剪切D.鋼絲繩松弛E.齒輪斷裂16.在機(jī)械設(shè)計(jì)中，下列哪些屬于機(jī)械振動(dòng)的原因？A.不平衡力B.隨機(jī)載荷C.支座剛度不足D.齒輪嚙合沖擊E.零件制造誤差17.軸承的預(yù)緊目的是什么？A.提高軸承的剛度B.減少軸承的摩擦C.提高軸承的精度D.延長(zhǎng)軸承的使用壽命E.減少軸承的溫升18.在機(jī)械設(shè)計(jì)中，下列哪些屬于機(jī)械零件的標(biāo)準(zhǔn)化形式？A.標(biāo)準(zhǔn)尺寸B.標(biāo)準(zhǔn)公差C.標(biāo)準(zhǔn)材料D.標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)E.標(biāo)準(zhǔn)工藝19.帶傳動(dòng)的失效形式包括？A.帶的疲勞破壞B.帶的磨損C.帶的松弛D.帶的打滑E.帶的腐蝕20.在機(jī)械設(shè)計(jì)中，下列哪些屬于機(jī)械零件的疲勞計(jì)算方法？A.名義應(yīng)力法B.應(yīng)力幅法C.平均應(yīng)力法D.安全系數(shù)法E.靜強(qiáng)度校核法三、判斷題（每題1分，共10題）21.機(jī)械設(shè)計(jì)中，材料的許用應(yīng)力是指材料能夠承受的最大應(yīng)力。（×）22.齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比恒定，因此傳動(dòng)平穩(wěn)。（×）23.軸承的預(yù)緊可以提高軸承的剛度。（√）24.帶傳動(dòng)中，帶的緊邊和松邊拉力相等。（×）25.機(jī)械設(shè)計(jì)中，標(biāo)準(zhǔn)件是指經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化的零件。（√）26.螺紋連接中，螺栓的直徑應(yīng)大于螺母的直徑。（×）27.機(jī)械振動(dòng)只會(huì)對(duì)機(jī)械性能產(chǎn)生負(fù)面影響。（×）28.軸承的壽命計(jì)算中，基本額定壽命是指軸承在額定載荷下能運(yùn)轉(zhuǎn)的循環(huán)次數(shù)。（√）29.機(jī)械設(shè)計(jì)中，材料的彈性模量越大，剛度越小。（×）30.帶傳動(dòng)中，帶的初拉力越大，傳動(dòng)效率越高。（×）四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共5題）31.簡(jiǎn)述機(jī)械設(shè)計(jì)中，材料選擇的原則。32.簡(jiǎn)述機(jī)械設(shè)計(jì)中，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。33.簡(jiǎn)述機(jī)械設(shè)計(jì)中，齒輪傳動(dòng)的失效形式及其預(yù)防措施。34.簡(jiǎn)述機(jī)械設(shè)計(jì)中，軸承預(yù)緊的目的和方法。35.簡(jiǎn)述機(jī)械設(shè)計(jì)中，帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。五、計(jì)算題（每題10分，共5題）36.某軸傳遞功率P=10kW，轉(zhuǎn)速n=300r/min，材料的許用應(yīng)力σ=160MPa，試計(jì)算軸的直徑。（假設(shè)軸為圓軸，不考慮彎矩）37.某齒輪傳動(dòng)中，主動(dòng)輪齒數(shù)Z1=20，從動(dòng)輪齒數(shù)Z2=40，模數(shù)m=2mm，試計(jì)算傳動(dòng)比i和中心距a。38.某軸承的基本額定壽命L10h=10000小時(shí)，實(shí)際工作壽命Lh=5000小時(shí)，試計(jì)算軸承的實(shí)際壽命系數(shù)hf。39.某帶傳動(dòng)中，帶的線速度v=10m/s，初拉力F0=1000N，有效拉力Fe=800N，試計(jì)算帶的緊邊拉力F1和松邊拉力F2。（假設(shè)帶的彈性伸長(zhǎng)量為50N）40.某軸承受扭矩T=1000N·m，軸的直徑d=50mm，材料的剪切模量G=80GPa，試計(jì)算軸的扭轉(zhuǎn)角θ。（假設(shè)軸的長(zhǎng)度L=1m）答案及解析一、單選題1.C解析：屈服強(qiáng)度是衡量材料在靜載荷下開始發(fā)生塑性變形的應(yīng)力，是材料強(qiáng)度的主要指標(biāo)。2.C解析：平面四桿機(jī)構(gòu)中的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。3.A解析：傳動(dòng)比i=從動(dòng)輪齒數(shù)/主動(dòng)輪齒數(shù)=40/20=2。4.D解析：基本額定壽命是指軸承在額定載荷下能運(yùn)轉(zhuǎn)的循環(huán)次數(shù)。5.C解析：靜載荷是指大小和方向不隨時(shí)間變化的載荷。6.C解析：螺母的調(diào)整墊圈可以增加螺栓的預(yù)緊力，提高連接強(qiáng)度。7.C解析：彈性模量是衡量材料剛度的指標(biāo)，彈性模量越大，剛度越大。8.A解析：有效拉力是帶的緊邊和松邊拉力之差。9.C解析：沖擊載荷是指短時(shí)間內(nèi)突然作用的載荷。10.A,B,C,D解析：接觸應(yīng)力σH與齒數(shù)、彈性模量、載荷和齒寬有關(guān)。二、多選題11.A,B,C,D,E解析：機(jī)械零件的失效形式包括疲勞斷裂、蠕變、塑性變形、磨損和腐蝕。12.A,B,C解析：標(biāo)準(zhǔn)件是指經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化的零件，如螺栓、鍵和軸承。13.A,B,C,D,E解析：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮直徑、長(zhǎng)度、軸肩高度、鍵槽位置和軸承安裝等因素。14.A,B,D解析：摩擦傳動(dòng)包括帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和摩擦輪傳動(dòng)。15.A,B,C解析：螺紋連接的失效形式包括螺栓拉伸、螺母磨損和螺栓剪切。16.A,B,C,D,E解析：機(jī)械振動(dòng)的原因包括不平衡力、隨機(jī)載荷、支座剛度不足、齒輪嚙合沖擊和零件制造誤差。17.A,B,D,E解析：軸承預(yù)緊可以提高軸承的剛度、減少摩擦、延長(zhǎng)使用壽命和減少溫升。18.A,B,C,D,E解析：機(jī)械零件的標(biāo)準(zhǔn)化形式包括標(biāo)準(zhǔn)尺寸、公差、材料、結(jié)構(gòu)和工藝。19.A,B,C,D解析：帶傳動(dòng)的失效形式包括帶的疲勞破壞、磨損、松弛和打滑。20.A,B,C,D解析：機(jī)械零件的疲勞計(jì)算方法包括名義應(yīng)力法、應(yīng)力幅法、平均應(yīng)力法和安全系數(shù)法。三、判斷題21.×解析：許用應(yīng)力是指材料能夠安全承受的最大應(yīng)力，而不是最大應(yīng)力。22.×解析：齒輪傳動(dòng)雖然傳動(dòng)比恒定，但若齒廓形狀不合理，仍可能產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。23.√解析：軸承預(yù)緊可以消除軸承的游隙，提高軸承的剛度。24.×解析：帶的緊邊和松邊拉力不等，緊邊拉力大于松邊拉力。25.√解析：標(biāo)準(zhǔn)件是指經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化的零件。26.×解析：螺栓的直徑應(yīng)小于或等于螺母的直徑。27.×解析：機(jī)械振動(dòng)在某些情況下可以用于機(jī)械加工（如振動(dòng)篩）。28.√解析：基本額定壽命是指軸承在額定載荷下能運(yùn)轉(zhuǎn)的循環(huán)次數(shù)。29.×解析：材料的彈性模量越大，剛度越大。30.×解析：帶的初拉力過大可能導(dǎo)致帶的過度磨損和發(fā)熱。四、簡(jiǎn)答題31.材料選擇的原則-強(qiáng)度要求：材料應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度，以滿足機(jī)械零件的承載要求。-剛度要求：材料應(yīng)具備足夠的剛度，以抵抗變形。-耐久性要求：材料應(yīng)具備良好的耐疲勞、耐磨損和耐腐蝕性能。-可加工性要求：材料應(yīng)易于加工，以降低制造成本。-經(jīng)濟(jì)性要求：材料應(yīng)具備良好的經(jīng)濟(jì)性，以降低制造成本。32.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)-軸的直徑應(yīng)滿足強(qiáng)度要求，通常通過計(jì)算確定。-軸的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)零件的安裝和傳動(dòng)要求確定。-軸肩高度應(yīng)合理，以方便零件的安裝和拆卸。-鍵槽位置應(yīng)便于加工和安裝。-軸承的安裝應(yīng)考慮軸向力和徑向力的傳遞。33.齒輪傳動(dòng)的失效形式及其預(yù)防措施-疲勞斷裂：齒輪齒面在循環(huán)載荷下發(fā)生裂紋和斷裂。預(yù)防措施：提高材料強(qiáng)度、優(yōu)化齒廓形狀。-磨損：齒輪齒面在摩擦作用下逐漸磨損。預(yù)防措施：采用耐磨材料、潤(rùn)滑。-點(diǎn)蝕：齒輪齒面在接觸應(yīng)力作用下發(fā)生微小裂紋和剝落。預(yù)防措施：提高齒面硬度、優(yōu)化潤(rùn)滑。-膠合：齒輪齒面在高溫和高壓作用下發(fā)生粘結(jié)和撕裂。預(yù)防措施：采用抗膠合材料、潤(rùn)滑。34.軸承預(yù)緊的目的和方法-目的：提高軸承的剛度、減少摩擦、延長(zhǎng)使用壽命、減少溫升。-方法：通過調(diào)整軸承的內(nèi)外圈相對(duì)位置，使軸承在安裝時(shí)產(chǎn)生一定的預(yù)緊力。常用的預(yù)緊方法包括：過盈配合、彈簧預(yù)緊、墊片預(yù)緊等。35.帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)-優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、傳動(dòng)平穩(wěn)、過載保護(hù)、可遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。-缺點(diǎn)：傳動(dòng)效率較低、尺寸較大、對(duì)中心距要求較高、易打滑。五、計(jì)算題36.軸的直徑計(jì)算-公式：P=Tω，T=9550P/n，σ=16T/d3-計(jì)算過程：-T=9550P/n=9550×10/300=318.33N·m-σ=16T/d3，d=3√(16T/σ)=3√(16×318.33/160)=3.14mm-軸的直徑d=3.14mm（假設(shè)軸為圓軸，不考慮彎矩）37.傳動(dòng)比和中心距計(jì)算-傳動(dòng)比i=Z2/Z1=40/20=2-中心距a=m(Z1+Z2)/2=2×(20+40)/2=60mm38.軸承的實(shí)際壽命系數(shù)計(jì)算-公式：hf=Lh/L10h-計(jì)算過程：hf=5000/10000=0.539.帶的緊邊和松邊拉力計(jì)算-公式：Fe=F1-F2，F(xiàn)1=F0+Fe/2-計(jì)算過程：-F1=F0+Fe/2=1000