2026年機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)考試題一、單選題（共10題，每題2分，計(jì)20分）說(shuō)明：下列每題只有一個(gè)正確選項(xiàng)。1.在機(jī)械設(shè)計(jì)中，材料強(qiáng)度的主要指標(biāo)是（）。A.硬度B.彈性模量C.屈服強(qiáng)度D.疲勞極限2.一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，其模數(shù)為5mm，齒數(shù)為20，則該齒輪的分度圓直徑為（）。A.100mmB.50mmC.25mmD.10mm3.螺紋連接中，防松效果最好的方法是（）。A.滾動(dòng)螺母B.開口銷C.止動(dòng)墊圈D.彈簧墊圈4.軸的常用材料中，強(qiáng)度和韌性要求較高時(shí)，應(yīng)選用（）。A.Q235鋼B.45鋼C.HT200鑄鐵D.60Si2Mn鋼5.在機(jī)械設(shè)計(jì)中，軸上零件的軸向固定常用（）。A.鍵連接B.螺紋連接C.銷連接D.熱脹配合6.滾動(dòng)軸承的基本額定壽命是指（）。A.軸承達(dá)到疲勞點(diǎn)前的總轉(zhuǎn)數(shù)B.軸承達(dá)到磨損極限前的總轉(zhuǎn)數(shù)C.軸承達(dá)到熱變形前的總轉(zhuǎn)數(shù)D.軸承達(dá)到噪聲增大前的總轉(zhuǎn)數(shù)7.鍵連接中，平鍵的工作面是（）。A.兩側(cè)面B.上下面C.端面D.鍵槽底面8.在機(jī)械設(shè)計(jì)中，V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比準(zhǔn)確度低于平帶傳動(dòng)，主要原因是（）。A.V帶彈性較大B.V帶易打滑C.V帶結(jié)構(gòu)復(fù)雜D.V帶中心距要求嚴(yán)格9.潤(rùn)滑油牌號(hào)中的“40”表示（）。A.運(yùn)動(dòng)粘度范圍為40mm2/sB.粘度等級(jí)為40C.油的密度為40kg/m3D.油的閃點(diǎn)為40℃10.齒輪傳動(dòng)中，齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的主要依據(jù)是（）。A.齒輪模數(shù)B.齒輪材料C.齒面接觸應(yīng)力D.齒輪齒形二、多選題（共5題，每題3分，計(jì)15分）說(shuō)明：下列每題有多個(gè)正確選項(xiàng)。1.機(jī)械設(shè)計(jì)中，影響零件疲勞強(qiáng)度的因素包括（）。A.材料的疲勞極限B.應(yīng)力集中系數(shù)C.表面粗糙度D.載荷循環(huán)特性E.零件尺寸2.軸承潤(rùn)滑方式的選擇主要考慮（）。A.軸承類型B.工作溫度C.軸承轉(zhuǎn)速D.場(chǎng)所清潔度E.成本因素3.螺紋連接的失效形式主要有（）。A.螺栓剪斷B.螺栓彎曲C.螺紋滑脫D.螺母磨損E.零件壓潰4.帶傳動(dòng)中，提高傳動(dòng)效率的措施包括（）。A.減小帶輪直徑B.使用張緊裝置C.選擇合適的帶型D.減小傳動(dòng)中心距E.保持帶與輪槽的良好接觸5.齒輪傳動(dòng)的失效形式主要有（）。A.齒面磨損B.齒面點(diǎn)蝕C.齒面膠合D.齒輪斷裂E.齒輪變形三、判斷題（共10題，每題1分，計(jì)10分）說(shuō)明：下列每題判斷為“正確”或“錯(cuò)誤”。1.（）滾動(dòng)軸承比滑動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)大。2.（）機(jī)械設(shè)計(jì)中，所有零件都必須進(jìn)行強(qiáng)度校核。3.（）V帶傳動(dòng)比平帶傳動(dòng)更平穩(wěn)，適用于高速場(chǎng)合。4.（）鍵連接中，楔鍵連接的承載能力優(yōu)于平鍵連接。5.（）潤(rùn)滑油粘度越高，其潤(rùn)滑效果越好。6.（）齒輪齒面點(diǎn)蝕主要發(fā)生在齒根部位。7.（）螺栓連接中，采用預(yù)緊力可以提高連接的可靠性。8.（）機(jī)械設(shè)計(jì)中，所有軸都必須進(jìn)行剛度校核。9.（）滾動(dòng)軸承的基本額定壽命與載荷的立方根成反比。10.（）機(jī)械設(shè)計(jì)中，所有零件的表面粗糙度要求越高越好。四、簡(jiǎn)答題（共5題，每題4分，計(jì)20分）說(shuō)明：請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問(wèn)題。1.簡(jiǎn)述機(jī)械設(shè)計(jì)中，材料強(qiáng)度的主要指標(biāo)及其意義。2.簡(jiǎn)述滾動(dòng)軸承的基本額定壽命與額定動(dòng)載荷的關(guān)系。3.簡(jiǎn)述平鍵連接的工作原理及其優(yōu)缺點(diǎn)。4.簡(jiǎn)述帶傳動(dòng)中，彈性滑動(dòng)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因及其影響。5.簡(jiǎn)述機(jī)械設(shè)計(jì)中，潤(rùn)滑的目的及其主要方式。五、計(jì)算題（共3題，每題10分，計(jì)30分）說(shuō)明：請(qǐng)根據(jù)題目要求進(jìn)行計(jì)算，并寫出計(jì)算過(guò)程。1.一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，模數(shù)m=4mm，齒數(shù)Z1=20，Z2=40，中心距a=120mm。試計(jì)算該對(duì)齒輪的傳動(dòng)比i及分度圓直徑d1、d2。2.一根受扭圓軸，直徑d=40mm，材料許用剪應(yīng)力τ=60MPa，試計(jì)算該軸的最大許可扭矩T。3.一對(duì)平帶傳動(dòng)，主動(dòng)輪直徑D1=200mm，從動(dòng)輪直徑D2=400mm，主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n1=1500r/min。試計(jì)算該帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比i及從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n2。六、綜合應(yīng)用題（共2題，每題15分，計(jì)30分）說(shuō)明：請(qǐng)根據(jù)題目要求，結(jié)合所學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析和解答。1.某機(jī)械設(shè)計(jì)中，采用螺栓連接兩零件，螺栓材料為45鋼，許用剪應(yīng)力τ=60MPa，螺栓直徑d=10mm。若螺栓預(yù)緊力F=8000N，試計(jì)算螺栓的剪切強(qiáng)度是否足夠。2.某減速機(jī)采用滾動(dòng)軸承，型號(hào)為6210，工作轉(zhuǎn)速n=1200r/min，載荷系數(shù)f=1.2，基本額定動(dòng)載荷Cr=48.5kN。試計(jì)算該軸承的基本額定壽命（以小時(shí)為單位）。答案與解析一、單選題1.C（屈服強(qiáng)度是材料抵抗塑性變形的能力，是強(qiáng)度設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)）2.B（分度圓直徑=模數(shù)×齒數(shù)=5×20=100mm）3.D（彈簧墊圈利用其彈性變形產(chǎn)生的預(yù)緊力防松，效果最好）4.D（60Si2Mn鋼是中碳合金鋼，強(qiáng)度和韌性均較高，適合高強(qiáng)度軸）5.D（熱脹配合通過(guò)溫度變化實(shí)現(xiàn)軸向固定，適用于重載或高溫場(chǎng)合）6.A（基本額定壽命指軸承在額定載荷下達(dá)到疲勞點(diǎn)前的總轉(zhuǎn)數(shù)）7.A（平鍵工作面為兩側(cè)面，靠?jī)蓚?cè)面?zhèn)鬟f扭矩）8.A（V帶彈性較大，傳動(dòng)時(shí)易產(chǎn)生相對(duì)位移，導(dǎo)致傳動(dòng)比不穩(wěn)定）9.A（潤(rùn)滑油牌號(hào)中的數(shù)字表示運(yùn)動(dòng)粘度范圍，40表示40mm2/s）10.C（齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算基于齒面接觸應(yīng)力，需滿足接觸強(qiáng)度條件）二、多選題1.ABCDE（疲勞強(qiáng)度受材料、應(yīng)力集中、表面粗糙度、載荷循環(huán)、尺寸等多種因素影響）2.ABCD（潤(rùn)滑方式需考慮軸承類型、溫度、轉(zhuǎn)速、清潔度等因素）3.ABCD（螺栓連接易發(fā)生剪斷、彎曲、滑脫、壓潰等失效形式）4.BCE（帶傳動(dòng)效率受帶型、張緊裝置、中心距、接觸狀態(tài)等因素影響）5.ABCD（齒輪傳動(dòng)易發(fā)生磨損、點(diǎn)蝕、膠合、斷裂等失效形式）三、判斷題1.錯(cuò)誤（滾動(dòng)軸承摩擦系數(shù)小于滑動(dòng)軸承）2.錯(cuò)誤（僅對(duì)重要或可能失效的零件進(jìn)行強(qiáng)度校核）3.錯(cuò)誤（V帶傳動(dòng)不如平帶平穩(wěn)，適用于低速場(chǎng)合）4.正確（楔鍵連接有自鎖性，承載能力更強(qiáng)）5.錯(cuò)誤（粘度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致油膜過(guò)厚，潤(rùn)滑效果反而下降）6.正確（點(diǎn)蝕易發(fā)生在齒根部位，因彎曲應(yīng)力較大）7.正確（預(yù)緊力可提高連接強(qiáng)度和可靠性）8.錯(cuò)誤（僅對(duì)剛度要求高的軸進(jìn)行剛度校核）9.正確（基本額定壽命與載荷的立方根成反比，即L10=（Cr/P）3）10.錯(cuò)誤（表面粗糙度需根據(jù)功能要求確定，并非越高越好）四、簡(jiǎn)答題1.材料強(qiáng)度指標(biāo)及其意義：-屈服強(qiáng)度：材料開始發(fā)生塑性變形的最大應(yīng)力，是強(qiáng)度設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)。-強(qiáng)度極限：材料斷裂前承受的最大應(yīng)力，反映材料的抗拉能力。-疲勞極限：材料在循環(huán)載荷下不發(fā)生疲勞破壞的最大應(yīng)力，是疲勞設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。-振動(dòng)疲勞強(qiáng)度：材料在振動(dòng)載荷下抵抗疲勞破壞的能力，對(duì)高速機(jī)械尤為重要。2.滾動(dòng)軸承基本額定壽命與額定動(dòng)載荷的關(guān)系：基本額定壽命（L10）指軸承在額定載荷（Cr）下達(dá)到疲勞點(diǎn)前的總轉(zhuǎn)數(shù)或小時(shí)數(shù)。若實(shí)際載荷（P）大于額定載荷，壽命會(huì)按比例縮短，即L10∝（Cr/P）3。3.平鍵連接的工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)：-工作原理：平鍵通過(guò)兩側(cè)面?zhèn)鬟f扭矩，鍵槽與鍵緊密配合。-優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、裝拆方便、承載能力適中。-缺點(diǎn)：鍵槽會(huì)削弱軸的強(qiáng)度，適用于中載傳動(dòng)。4.帶傳動(dòng)彈性滑動(dòng)現(xiàn)象：原因：帶在主動(dòng)輪上受拉伸長(zhǎng)，在從動(dòng)輪上受壓縮短，導(dǎo)致帶與輪槽間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)。影響：降低傳動(dòng)比準(zhǔn)確度，增加傳動(dòng)損耗。5.潤(rùn)滑的目的及主要方式：-目的：減少摩擦、散熱、防銹、清潔、密封。-主要方式：油潤(rùn)滑（浸油、飛濺、壓力潤(rùn)滑）、脂潤(rùn)滑（潤(rùn)滑脂填充）、干潤(rùn)滑（固體潤(rùn)滑劑）。五、計(jì)算題1.齒輪傳動(dòng)計(jì)算：-傳動(dòng)比i=Z2/Z1=40/20=2。-分度圓直徑：d1=mZ1=4×20=80mm，d2=mZ2=4×40=160mm。2.圓軸受扭計(jì)算：-扭矩公式：T=τWp，其中Wp=πd3/16。-Wp=π(40)3/16≈1256.64mm3。-T=60×10?×1256.64×10??≈75.4kN·m。3.帶傳動(dòng)計(jì)算：-傳動(dòng)比i=n1/n2=D2/D1=400/200=2。-從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n2=n1/i=1500/2=750r/min。六、綜合應(yīng)用題1.螺栓連接強(qiáng)度校核：-剪切力F=8000N，螺栓直徑d=10mm，剪切面積A=πd2/4。-A=π(10)2/4=78.54mm2。-剪應(yīng)力τ=F/A=8000/7