2025年機(jī)械工程師《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》練習(xí)題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.在V帶傳動(dòng)中，若小帶輪包角小于120°，最有效的改進(jìn)措施是A.增大中心距?B.減小帶輪直徑?C.降低帶速?D.改用窄V帶答案：A2.一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，已知z?=20，z?=40，m=3mm，其標(biāo)準(zhǔn)中心距為A.90mm?B.120mm?C.180mm?D.60mm答案：A3.滾動(dòng)軸承6208的基本額定動(dòng)載荷C=29.5kN，當(dāng)量動(dòng)載荷P=5.9kN，則其壽命L??約為A.8000h?B.16000h?C.32000h?D.64000h答案：C4.在凸輪機(jī)構(gòu)中，若從動(dòng)件采用等加速—等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其加速度曲線呈A.正弦?B.余弦?C.梯形?D.矩形答案：C5.螺紋副自鎖條件為A.螺紋升角≤當(dāng)量摩擦角?B.螺紋升角≥當(dāng)量摩擦角?C.導(dǎo)程角≤0°?D.導(dǎo)程角≥90°答案：A6.軸的當(dāng)量彎矩M?=√(M2+(αT)2)中，修正系數(shù)α的物理意義是A.扭矩脈動(dòng)折合系數(shù)?B.彎矩放大系數(shù)?C.軸徑修正系數(shù)?D.安全系數(shù)答案：A7.閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)的主要失效形式是A.齒面點(diǎn)蝕?B.齒面膠合?C.輪齒折斷?D.齒面磨損答案：A8.在普通平鍵連接中，鍵的截面尺寸b×h主要依據(jù)A.軸徑?B.輪轂長度?C.傳遞轉(zhuǎn)矩?D.鍵材料答案：A9.彈簧剛度k與有效圈數(shù)n的關(guān)系為A.k∝1/n?B.k∝n?C.k∝n2?D.k與n無關(guān)答案：A10.帶傳動(dòng)中，緊邊拉力F?與松邊拉力F?滿足歐拉公式F?/F?=e^(μα)，則最大有效圓周力為A.F??F??B.F?+F??C.(F?+F?)/2?D.F?·F?答案：A二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分，多選少選均不得分）11.下列措施可提高螺栓連接疲勞強(qiáng)度的有A.減小螺栓剛度?B.增大被連接件剛度?C.采用細(xì)牙螺紋?D.加裝彈性墊圈?E.提高預(yù)緊力答案：A、B、D12.影響液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承承載能力的因素包括A.潤滑油粘度?B.寬徑比B/d?C.相對(duì)間隙ψ?D.軸頸轉(zhuǎn)速n?E.軸承材料硬度答案：A、B、C、D13.下列關(guān)于鏈傳動(dòng)的說法正確的有A.瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定?B.存在多邊形效應(yīng)?C.中心距過大易脫鏈?D.節(jié)距越大承載越高?E.需張緊裝置答案：B、C、D、E14.軸系部件軸向固定方法有A.軸肩—軸環(huán)?B.套筒?C.圓螺母?D.彈性擋圈?E.過盈配合答案：A、B、C、D、E15.下列屬于非接觸式密封的有A.迷宮密封?B.甩油環(huán)?C.螺旋密封?D.毛氈圈?E.機(jī)械密封答案：A、B、C三、判斷題（每題1分，共10分，正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）16.齒輪傳動(dòng)中，齒形系數(shù)Y_F與模數(shù)無關(guān)。?√17.滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算式L??=(C/P)^3×10?r適用于球軸承也適用于滾子軸承。?×18.普通螺紋的牙型角為55°。?×19.彈簧指數(shù)C越小，則彈簧剛度越大。?√20.帶傳動(dòng)中，彈性滑動(dòng)不可避免，而打滑必須避免。?√21.凸輪機(jī)構(gòu)壓力角越大，傳力性能越好。?×22.蝸桿傳動(dòng)中，導(dǎo)程角γ與蝸輪螺旋角β相等且旋向相同。?√23.軸的臨界轉(zhuǎn)速僅與軸的剛度有關(guān)，與支承方式無關(guān)。?×24.液體靜壓軸承依靠軸頸旋轉(zhuǎn)形成油膜壓力。?×25.采用雙鍵連接時(shí)，兩鍵應(yīng)相隔90°布置。?×四、填空題（每空2分，共20分）26.一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)外嚙合直齒圓柱齒輪，z?=18，z?=54，m=4mm，其齒頂圓直徑分別為d_a1=______mm，d_a2=______mm。答案：88；22427.某45鋼調(diào)質(zhì)軸，σ_b=640MPa，σ_{1}=275MPa，表面車削加工，絕對(duì)尺寸系數(shù)ε_(tái)σ=0.88，表面系數(shù)β=0.92，則其綜合影響系數(shù)K_σ=______。答案：1.2328.滾動(dòng)軸承7209AC的接觸角α=______°，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號(hào)為______。答案：25；AC29.普通V帶型號(hào)B，基準(zhǔn)長度L_d=2240mm，其基準(zhǔn)長度修正系數(shù)K_L=______（查表值）。答案：1.0030.某壓縮彈簧，d=4mm，D=30mm，n=8，G=78GPa，則彈簧剛度k=______N/mm。答案：3.931.螺紋副效率最高時(shí)的螺紋升角ψ≈______。答案：45°?φ/2（φ為摩擦角）32.在蝸桿傳動(dòng)中，蝸桿頭數(shù)z?=2，蝸輪齒數(shù)z?=40，模數(shù)m=5mm，則傳動(dòng)中心距a=______mm。答案：10533.軸系用角接觸球軸承面對(duì)面布置，其內(nèi)部軸向力方向總是______。答案：使?jié)L動(dòng)體壓向外圈大端面34.閉式齒輪傳動(dòng)潤滑方式選擇，當(dāng)v＜0.8m/s時(shí)宜采用______潤滑。答案：脂35.帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，若計(jì)算所需基準(zhǔn)長度不在標(biāo)準(zhǔn)系列，應(yīng)向______圓整。答案：較大一檔標(biāo)準(zhǔn)值五、簡答題（每題6分，共30分）36.簡述齒輪傳動(dòng)中齒面膠合失效的機(jī)理及預(yù)防措施。答案：機(jī)理：高速重載下齒面局部高溫導(dǎo)致油膜破裂，金屬粘著撕脫。預(yù)防：1.提高潤滑油粘度及極壓性能；2.降低齒面粗糙度；3.選用抗膠合材料如鋼—銅配對(duì)；4.變位修正提高接觸精度；5.控制齒面溫度。37.說明滾動(dòng)軸承預(yù)緊的目的及常用預(yù)緊方法。答案：目的：提高旋轉(zhuǎn)精度、減小振動(dòng)噪聲、增加剛性。方法：1.定位預(yù)緊——用隔圈、墊片調(diào)整內(nèi)外圈相對(duì)軸向位移；2.定壓預(yù)緊——用彈簧、碟形彈簧施加恒定軸向力；3.成對(duì)安裝角接觸軸承并施加軸向鎖緊力。38.寫出軸的彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算步驟，并指出修正系數(shù)α的取值原則。答案：步驟：1.繪受力圖求支反力；2.畫彎矩M圖、扭矩T圖；3.找危險(xiǎn)截面；4.計(jì)算當(dāng)量彎矩M?=√(M2+(αT)2)；5.按第三強(qiáng)度理論σ?=M?/W≤[σ]；6.校核或估算軸徑。α取值：扭矩恒定取0.3，脈動(dòng)取0.6，頻繁正反轉(zhuǎn)取1.0。39.比較普通平鍵與花鍵連接的優(yōu)缺點(diǎn)。答案：平鍵：優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單、成本低、對(duì)中性好；缺點(diǎn)承載低、需軸向固定?；ㄦI：優(yōu)點(diǎn)承載高、對(duì)中性及導(dǎo)向性好、可動(dòng)連接；缺點(diǎn)加工復(fù)雜、成本高、需專用設(shè)備。40.解釋帶傳動(dòng)中的“彈性滑動(dòng)”與“打滑”現(xiàn)象，并說明其對(duì)傳動(dòng)的影響。答案：彈性滑動(dòng)：帶彈性變形導(dǎo)致帶速與輪速差，不可避免，降低傳動(dòng)比精度，效率略降。打滑：載荷超過最大摩擦力，帶與輪全面滑動(dòng)，必須避免，否則磨損劇增、傳動(dòng)失效。六、計(jì)算題（共45分）41.（10分）一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，z?=25，z?=75，m=3mm，齒寬b?=45mm，b?=40mm，輸入轉(zhuǎn)速n?=1440r/min，傳遞功率P=8kW，載荷系數(shù)K=1.4，齒形系數(shù)Y_F1=2.65，Y_F2=2.25，應(yīng)力修正系數(shù)Y_S1=1.58，Y_S2=1.78，試驗(yàn)算小齒輪彎曲強(qiáng)度。已知[σ_F1]=280MPa，[σ_F2]=260MPa。答案：1.扭矩T?=9550P/n?=9550×8/1440=53.1N·m2.分度圓直徑d?=mz?=75mm3.圓周力F_t=2T?/d?=1416N4.彎曲應(yīng)力σ_F1=F_tKY_F1Y_S1/(bm)=1416×1.4×2.65×1.58/(45×3)=65MPa＜[σ_F1]，安全。42.（10分）一蝸桿減速器，z?=2，z?=50，m=6mm，q=9，蝸桿轉(zhuǎn)速n?=960r/min，傳動(dòng)效率η=0.85，輸出軸功率P?=6kW，求：（1）蝸桿分度圓直徑d?；（2）蝸輪分度圓直徑d?；（3）蝸桿導(dǎo)程角γ；（4）蝸桿軸向力F_a1大小及方向（用箭頭表示于簡圖）。答案：（1）d?=mq=54mm（2）d?=mz?=300mm（3）tanγ=z?/q=2/9，γ=12.53°（4）T?=9550P?/n?=9550×6/(960/50)=2984N·m，F(xiàn)_t2=2T?/d?=19893N，F(xiàn)_a1=F_t2=19893N，方向沿蝸桿軸線指向小端（簡圖略）。43.（12分）圖示軸系由一對(duì)30208圓錐滾子軸承正裝支承，軸上受力F_R=2400N，F(xiàn)_A=800N，軸徑d=40mm，轉(zhuǎn)速n=980r/min，要求壽命L_h≥15000h，試驗(yàn)算軸承壽命。已知30208：C=63kN，e=0.37，Y=1.6，F(xiàn)_s=F_r/(2Y)。答案：1.計(jì)算支反力：F_r1=1600N，F(xiàn)_r2=800N2.內(nèi)部軸向力F_s1=1600/(2×1.6)=500N，F(xiàn)_s2=250N3.判斷F_A+F_s2=1050＞F_s1，軸承1壓緊，F(xiàn)_a1=1050N，F(xiàn)_a2=250N4.F_a1/F_r1=0.656＞e，X=0.4，Y=1.6，P?=0.4×1600+1.6×1050=2320N5.P?=F_r2=800N6.L??=(63000/2320)^(10/3)=1.05×10?r，L_h=1.05×10?/(60×980)=17900h＞15000h，合格。44.（13分）一圓柱螺旋壓縮彈簧，最大工作載荷F?=1200N，對(duì)應(yīng)的變形量λ?=45mm，彈簧材料為SWOSCV，許用切應(yīng)力[τ]=680MPa，剪切模量G=78GPa，要求彈簧外徑D_e≤50mm，設(shè)計(jì)彈簧絲直徑d、有效圈數(shù)n并校核穩(wěn)定性。答案：1.試取d=6mm，C=D/d=7，D=42mm，D_e=48mm＜50mm2.曲度系數(shù)K=(4C?1)/(4C?4)+0.615/C=1.213.τ=8KF?C/(πd2)=8×1.21×1200×7/(π×36)=640MPa＜[τ]，安全4.剛度k=F?/λ?=26.7N/mm5.n=kGd?/(8D3)=26.7×78000×6?/(8×423)=8.1，取n=8.56.自由高H?≈nd+1.5λ?=8.5×6+67.5=118.5mm，高徑比b=H?/D=2.82＜3.7，不需導(dǎo)向，穩(wěn)定。七、綜合設(shè)計(jì)題（30分）45.設(shè)計(jì)一帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置，已知：輸送帶速度v=1.6m/s，滾筒直徑D=400mm，輸送帶有效拉力F=3.5kN，每日兩班制工作，載荷平穩(wěn)，預(yù)期壽命10年。要求：（1）確定總傳動(dòng)比并分配至帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)三級(jí)；（2）選擇電機(jī)型號(hào)；（3）設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)，確定帶型號(hào)、帶輪直徑、根數(shù)、中心距；（4）設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)，確定主要參數(shù)并驗(yàn)算接觸強(qiáng)度；（5）設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)，確定節(jié)距、齒數(shù)、中心距；（6）繪制總體布置簡圖（文字描述即可）。答案：1.滾筒轉(zhuǎn)速n_w=60v/(πD)=76.4r/min，選6極電機(jī)n_s=970r/min，總傳動(dòng)比i=12.72.分配：帶傳動(dòng)i_b=2.5，齒輪i_g=3.2，鏈傳動(dòng)i_c=1.63.電機(jī)功率P=Fv/η=3.5×1.6/0.85=6.6kW，選Y132M6，P_ed=7.5kW4.V帶：選SPB型，小輪d_d1=160mm，大輪d_d2=400mm，a?=60