机械设计基础概念阅读题集

综合试卷第=PAGE1*2-11页（共=NUMPAGES1*22页） 综合试卷第=PAGE1*22页（共=NUMPAGES1*22页）PAGE①姓名所在地区姓名所在地区身份证号密封线1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和所在地区名称。2.请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写您的答案。3.不要在试卷上乱涂乱画，不要在标封区内填写无关内容。一、选择题1.机械设计的基本原则包括哪些？

A.保证机械的可靠性

B.提高机械的效率

C.简化结构

D.经济性设计

E.美观性

答案：A、B、C、D、E

解题思路：机械设计的基本原则包括保证机械的可靠性、提高机械的效率、简化结构、经济性设计和美观性。

2.机械运动的基本形式有哪些？

A.平移运动

B.旋转运动

C.摆动运动

D.螺旋运动

E.复合运动

答案：A、B、C、D、E

解题思路：机械运动的基本形式包括平移运动、旋转运动、摆动运动、螺旋运动和复合运动。

3.机械设计中的常用材料有哪些？

A.钢铁

B.铝合金

C.铜合金

D.塑料

E.陶瓷

答案：A、B、C、D、E

解题思路：机械设计中的常用材料包括钢铁、铝合金、铜合金、塑料和陶瓷。

4.机械零件的失效形式有哪些？

A.疲劳断裂

B.腐蚀

C.润滑不良

D.过载

E.材料缺陷

答案：A、B、C、D、E

解题思路：机械零件的失效形式包括疲劳断裂、腐蚀、润滑不良、过载和材料缺陷。

5.机械设计中的传动方式有哪些？

A.齿轮传动

B.蜗杆传动

C.轮带传动

D.摩擦传动

E.链传动

答案：A、B、C、D、E

解题思路：机械设计中的传动方式包括齿轮传动、蜗杆传动、轮带传动、摩擦传动和链传动。

6.机械设计中的润滑方式有哪些？

A.润滑脂润滑

B.液体润滑

C.喷雾润滑

D.润滑膜润滑

E.空气润滑

答案：A、B、C、D、E

解题思路：机械设计中的润滑方式包括润滑脂润滑、液体润滑、喷雾润滑、润滑膜润滑和空气润滑。

7.机械设计中的标准件有哪些？

A.螺栓

B.螺钉

C.螺母

D.键

E.弹簧

答案：A、B、C、D、E

解题思路：机械设计中的标准件包括螺栓、螺钉、螺母、键和弹簧。

8.机械设计中的装配图有哪些要素？

A.视图表示

B.尺寸标注

C.材料标注

D.公差标注

E.机构说明

答案：A、B、C、D、E

解题思路：机械设计中的装配图要素包括视图表示、尺寸标注、材料标注、公差标注和机构说明。二、填空题1.机械设计的基本要求是可靠性、经济性、创造性。

2.机械运动的基本形式包括直线运动、转动、振动。

3.机械零件的失效形式主要有断裂、磨损、腐蚀。

4.机械设计中的传动方式主要有机械传动、流体传动、电力传动。

5.机械设计中的润滑方式主要有润滑脂润滑、油浴润滑、油雾润滑。

6.机械设计中的标准件主要有螺栓、螺母、键。

7.机械设计中的装配图要素包括视图、尺寸、技术要求。

8.机械设计中的强度校核主要包括静力强度校核、疲劳强度校核、稳定性校核。

答案及解题思路：

答案：

1.可靠性、经济性、创造性

2.直线运动、转动、振动

3.断裂、磨损、腐蚀

4.机械传动、流体传动、电力传动

5.润滑脂润滑、油浴润滑、油雾润滑

6.螺栓、螺母、键

7.视图、尺寸、技术要求

8.静力强度校核、疲劳强度校核、稳定性校核

解题思路：

1.机械设计的基本要求从设计目标出发，可靠性保证机械安全运行，经济性考虑成本效益，创造性要求设计具有创新性。

2.机械运动的基本形式涵盖了机械中最常见的运动类型。

3.机械零件的失效形式反映了机械设计中的常见问题，需要针对性的设计措施。

4.机械设计中的传动方式是能量传递的途径，根据需要选择合适的传动方式。

5.机械设计中的润滑方式是为了减少摩擦和磨损，保证机械部件的正常工作。

6.机械设计中的标准件是工业生产中常用的基础零件，具有标准化、互换性等优点。

7.装配图要素是绘制装配图的基本要求，包括图形表达、尺寸标注和技术要求的说明。

8.强度校核是保证机械零件在预期的载荷下不发生失效的重要步骤，包括静力强度、疲劳强度和稳定性等方面。三、判断题1.机械设计的基本原则是机械设计的灵魂。（√）

解题思路：机械设计的基本原则包括结构合理、功能可靠、经济实用等，这些原则是指导机械设计的基本准则，因此可以说是机械设计的灵魂。

2.机械运动的基本形式包括旋转运动、直线运动和振动。（√）

解题思路：根据机械运动的分类，机械运动的基本形式确实包括旋转运动、直线运动和振动，这些都是机械运动的基本表现形式。

3.机械零件的失效形式主要有疲劳断裂、磨损和腐蚀。（√）

解题思路：机械零件在长时间的工作过程中，失效形式主要包括疲劳断裂、磨损和腐蚀，这些是机械零件失效的主要形式。

4.机械设计中的传动方式主要有齿轮传动、带传动和链传动。（√）

解题思路：机械设计中常用的传动方式确实包括齿轮传动、带传动和链传动，这三种传动方式在实际应用中非常广泛。

5.机械设计中的润滑方式主要有干润滑、油润滑和气润滑。（√）

解题思路：润滑是机械设计中的重要环节，机械设计中的润滑方式主要有干润滑、油润滑和气润滑，这三种润滑方式根据不同工况选择使用。

6.机械设计中的标准件包括螺栓、螺母、垫圈等。（√）

解题思路：在机械设计中，标准件是构成机械设备的基本单元，常用的标准件包括螺栓、螺母、垫圈等。

7.机械设计中的装配图要素包括视图、尺寸、标注和符号。（√）

解题思路：装配图是机械设计中的重要图样，其要素包括视图、尺寸、标注和符号，这些要素对装配过程。

8.机械设计中的强度校核主要包括强度、刚度和稳定性。（√）

解题思路：强度校核是机械设计中保证机械功能的重要步骤，主要包括强度、刚度和稳定性三个方面。这三个方面是评价机械功能的基本指标。四、简答题1.简述机械设计的基本原则。

答案：

机械设计的基本原则包括：

结构简单、紧凑，便于制造和维修。

工作可靠，功能稳定，寿命长。

动力消耗低，效率高。

成本经济，材料选择合理。

安全可靠，符合环保要求。

解题思路：

在回答这个问题时，需要列举机械设计中的几个关键原则，并简要说明每个原则的重要性。可以从设计的实用性、经济性、可靠性等方面进行阐述。

2.简述机械运动的基本形式。

答案：

机械运动的基本形式包括：

直线运动

旋转运动

循环运动

平移运动

螺旋运动

解题思路：

这个问题要求列举机械运动的基本形式。可以按照直线运动、旋转运动等分类，分别说明每种运动的特点。

3.简述机械零件的失效形式。

答案：

机械零件的失效形式主要有：

疲劳破坏

断裂

磨损

腐蚀

过热

解题思路：

在回答这个问题时，需要列出常见的机械零件失效形式，并对每种失效形式进行简要解释。

4.简述机械设计中的传动方式。

答案：

机械设计中的传动方式包括：

齿轮传动

轮带传动

链传动

联轴器传动

液压传动

电气传动

解题思路：

这个问题要求列举机械设计中常用的传动方式，并简要介绍每种传动方式的特点。

5.简述机械设计中的润滑方式。

答案：

机械设计中的润滑方式包括：

润滑脂润滑

油浴润滑

液压润滑

气压润滑

润滑油雾润滑

解题思路：

回答这个问题时，需要列举几种常见的润滑方式，并简要说明每种润滑方式的应用场景。

6.简述机械设计中的标准件。

答案：

机械设计中的标准件包括：

螺纹件

销轴

轴承

弹簧

联轴器

解题思路：

这个问题要求列举机械设计中的标准件，并对每种标准件的作用进行简要说明。

7.简述机械设计中的装配图要素。

答案：

机械设计中的装配图要素包括：

零件编号和名称

零件尺寸和技术要求

装配关系和装配顺序

传动路线和润滑系统

装配图中的符号和标注

解题思路：

回答这个问题时，需要列举装配图中应包含的要素，并简要解释每个要素的作用。

8.简述机械设计中的强度校核。

答案：

机械设计中的强度校核主要包括：

耐久性校核

疲劳强度校核

断裂强度校核

稳定性校核

安全性校核

解题思路：

在回答这个问题时，需要列举机械设计中常见的强度校核类型，并对每种校核的目的和方法进行简要阐述。五、论述题1.论述机械设计的基本原则在机械设计中的重要性。

答案：机械设计的基本原则是指在机械设计过程中，为保证机械系统功能、可靠性、经济性和可维护性所遵循的基本规则。这些原则包括：实用性原则、可靠性原则、安全性原则、经济性原则、标准化原则、模块化原则等。它们在机械设计中的重要性体现在：

提高设计质量：遵循基本原则可以保证机械设计满足实际需求，提高设计质量。

保证机械可靠性：可靠性原则保证机械系统在长时间运行中能够稳定工作，避免故障。

提高经济效益：经济性原则通过优化设计，降低制造成本，提高经济效益。

便于制造和维护：标准化原则和模块化原则便于生产制造和维修保养，降低成本。

提高设计效率：基本原则有助于设计人员快速找到合适的设计方案，提高设计效率。

2.论述机械运动的基本形式在机械设计中的应用。

答案：机械运动的基本形式包括转动、移动、往复运动和螺旋运动等。这些基本形式在机械设计中的应用

转动：广泛应用于传动系统、旋转部件等，如齿轮、涡轮、轴等。

移动：广泛应用于直线运动部件，如导轨、滑块、滚轮等。

往复运动：广泛应用于往复式机械，如往复泵、往复式压缩机等。

螺旋运动：广泛应用于螺旋传动、螺旋输送机等。

3.论述机械零件的失效形式对机械设计的影响。

答案：机械零件的失效形式包括疲劳、断裂、磨损、腐蚀等。这些失效形式对机械设计的影响

影响机械功能：失效可能导致机械功能下降，如降低传动效率、增大噪声等。

影响机械寿命：失效可能导致机械寿命缩短，增加维修和更换成本。

影响安全性：严重失效可能导致机械损坏，甚至造成安全。

影响经济性：失效可能导致制造成本增加，降低经济效益。

4.论述机械设计中的传动方式对机械功能的影响。

答案：机械设计中的传动方式主要有齿轮传动、皮带传动、链条传动、液压传动等。这些传动方式对机械功能的影响

传动效率：不同传动方式具有不同的传动效率，影响机械功能。

传动精度：传动方式影响机械的传动精度，如齿轮传动具有较高的传动精度。

结构复杂度：不同传动方式对机械结构复杂度有不同要求，影响设计成本。

可靠性：不同传动方式具有不同的可靠性，影响机械使用寿命。

5.论述机械设计中的润滑方式对机械功能的影响。

答案：机械设计中的润滑方式包括干润滑、油润滑、气润滑等。这些润滑方式对机械功能的影响

减少磨损：润滑可以减少机械零件之间的摩擦，降低磨损。

降低温度：润滑可以带走摩擦产生的热量，降低机械温度。

提高可靠性：润滑可以提高机械的可靠性，延长使用寿命。

减少噪音：润滑可以降低机械运行时的噪音。

6.论述机械设计中的标准件在机械设计中的作用。

答案：机械设计中的标准件是指具有国家标准或行业标准的通用零件，如螺栓、螺母、垫圈等。这些标准件在机械设计中的作用

简化设计：标准件的使用可以简化设计过程，提高设计效率。

便于制造：标准件便于生产制造，降低制造成本。

提高可靠性：标准件经过严格测试，具有较高的可靠性。

降低维修成本：标准件易于更换，降低维修成本。

7.论述机械设计中的装配图要素对机械设计的影响。

答案：机械设计中的装配图要素包括尺寸、公差、形状、表面粗糙度等。这些要素对机械设计的影响

保证装配精度：装配图要素的准确表达可以保证机械装配精度。

保证机械功能：装配图要素的合理设计可以保证机械功能。

便于生产制造：装配图要素的清晰表达便于生产制造。

降低维修成本：装配图要素的合理设计可以降低维修成本。

8.论述机械设计中的强度校核对机械设计的重要性。

答案：机械设计中的强度校核是指在机械设计过程中，对机械零件的强度进行评估和校验。强度校核对机械设计的重要性

保证结构安全：强度校核可以保证机械结构在正常使用条件下安全可靠。

预防失效：通过强度校核可以预防机械零件因强度不足而发生的失效。

提高机械寿命：合理设计强度校核可以提高机械的使用寿命。

降低维修成本：通过强度校核可以降低维修成本。六、计算题1.已知一轴的转速为n=1000r/min，求该轴的角速度ω。

2.已知一齿轮的模数m=5mm，齿数z=20，求该齿轮的分度圆直径d。

3.已知一轴的扭矩T=1000N·m，轴的直径d=40mm，求该轴的应力σ。

4.已知一齿轮的齿宽b=50mm，齿高h=20mm，求该齿轮的齿面接触应力σ。

5.已知一轴的转速n=1000r/min，轴的直径d=40mm，求该轴的临界转速ne。

6.已知一齿轮的模数m=5mm，齿数z=20，求该齿轮的齿面接触应力σ。

7.已知一轴的扭矩T=1000N·m，轴的直径d=40mm，求该轴的应力σ。

8.已知一齿轮的齿宽b=50mm，齿高h=20mm，求该齿轮的齿面接触应力σ。

答案及解题思路：

1.解答：

ω=2πn/60=2π1000/60=104.72rad/s

解题思路：角速度ω的公式为ω=2πn/60，其中n为转速，将给定的转速代入计算即可得到角速度。

2.解答：

d=mz=520=100mm

解题思路：分度圆直径d的计算公式为d=mz，其中m为模数，z为齿数，将给定的模数和齿数代入计算即可得到分度圆直径。

3.解答：

σ=T/(πd^3/16)=1000/(π40^3/16)≈61.42MPa

解题思路：应力σ的计算公式为σ=T/(πd^3/16)，其中T为扭矩，d为轴的直径，将给定的扭矩和直径代入计算即可得到应力。

4.解答：

σ=(F/A)cos(α)

其中，F为作用在齿轮上的力，A为齿面接触面积，α为齿轮的齿面压力角。

解题思路：首先根据齿宽b和齿高h确定齿面接触面积A，然后通过齿面压力角α确定齿面压力，最后计算齿面接触应力σ。

5.解答：

ne=(n_d^2/n)^2=(0.9d)^2=1.62d

解题思路：临界转速ne的计算公式为ne=(n_d^2/n)^2，其中n为轴的转速，n_d为临界转速，d为轴的直径。将给定的转速和直径代入计算即可得到临界转速。

6.解答：

参见第4题解答思路

解题思路：同第4题。

7.解答：

参见第3题解答思路

解题思路：同第3题。

8.解答：

参见第4题解答思路

解题思路：同第4题。七、应用题1.设计一个简易的齿轮减速器

要求：输入转速为1500r/min，输出转速为300r/min，输出扭矩为500N·m。

解答：

确定减速比i=输入转速/输出转速=1500r/min/300r/min=5。

选择合适的齿轮副配对，例如采用一级减速器，则输入齿轮齿数z1和输出齿轮齿数z2需满足z1/z2=i。

根据输出扭矩计算输入齿轮的扭矩T1=T2i=500N·m5=2500N·m。

选择合适的齿轮材料和热处理方式，以保证齿轮的强度和寿命。

2.设计一个简易的带传动装置

要求：输入转速为1000r/min，输出转速为500r/min，输出扭矩为300N·m。

解答：

确定带轮直径比D1/D2=输入转速/输出转速=1000r/min/500r/min=2。

选择合适的带轮直径D1和D2，保证足够的张紧力和传动效率。

根据输出扭矩计算带轮的圆周力F=T/(2π(D2/2))=300N·m/(2π(D2/2))。

选择合适的传动带，保证其强度和柔性。

3.设计一个简易的链传动装置

要求：输入转速为1000r/min，输出转速为500r/min，输出扭矩为300N·m。

解答：

确定链轮直径比D1/D2=输入转速/输出转速=1000r/min/500r/min=2。

选择合适的链轮直径D1和D2，保证足够的张紧力和传动效率。

根据输出扭矩计算链轮的圆周力F=T/(2π(D2/2))=300N·m/(2π(D2/2))。

选择合适的链条，保证其强度和柔性。

4.设计一个简易的轴

要求：承受扭矩T=1000N·m，轴的直径d=40mm。

解答：

根据扭矩和轴的直径，计算轴的弯曲应力σ=Td/(32I)，其中I为轴的截面