完整版机械设计基础考试题库及答案

完整版机械设计基础考试题库及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.两构件通过（）接触组成的运动副称为低副。A.点B.线C.面D.点或线答案：C解析：低副是指两构件通过面接触组成的运动副，高副是通过点或线接触组成的运动副。2.平面四杆机构中，若各杆长度分别为a=40mm，b=60mm，c=60mm，d=70mm，当以a为机架，则该四杆机构为（）。A.双曲柄机构B.曲柄摇杆机构C.双摇杆机构D.以上答案均不对答案：A解析：根据杆长条件，最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和，且最短杆为机架时，机构为双曲柄机构。本题中a为最短杆且为机架，满足双曲柄机构条件。3.带传动正常工作时不能保证准确的传动比是因为（）。A.带的材料不符合虎克定律B.带容易变形和磨损C.带在带轮上打滑D.带的弹性滑动答案：D解析：带传动中，由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的相对滑动称为弹性滑动，弹性滑动是不可避免的，导致带传动不能保证准确的传动比。4.链传动中，链节数最好取（）。A.奇数B.偶数C.质数D.以上均可答案：B解析：链节数取偶数时，可避免使用过渡链节，过渡链节的强度较低，会降低链条的整体强度。5.一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知小齿轮的齿数z1=20，大齿轮的齿数z2=60，则它们的齿形系数（）。A.YFa1>YFa2B.YFa1<YFa2C.YFa1=YFa2D.无法确定答案：A解析：齿形系数只与齿数有关，齿数越少，齿形系数越大。小齿轮齿数少，所以YFa1>YFa2。6.滚动轴承基本额定寿命是指一批同型号的轴承在相同条件下运转，其中（）的轴承发生破坏前的总转数或工作小时数。A.1%B.5%C.10%D.90%答案：C解析：滚动轴承基本额定寿命是指一批同型号的轴承在相同条件下运转，其中10%的轴承发生破坏前的总转数或工作小时数。7.联轴器与离合器的主要作用是（）。A.缓冲、减振B.传递运动和转矩C.防止机器发生过载D.补偿两轴的不同心或热膨胀答案：B解析：联轴器和离合器的主要作用是连接两轴，使它们一起转动并传递运动和转矩。8.下列螺纹中，常用于连接的螺纹是（）。A.三角形螺纹B.矩形螺纹C.梯形螺纹D.锯齿形螺纹答案：A解析：三角形螺纹的牙型角大，自锁性能好，常用于连接。矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹主要用于传动。9.为了提高齿轮传动的接触强度，可采取的措施是（）。A.增大模数B.增大中心距C.减少齿数D.降低齿面硬度答案：B解析：增大中心距可以增大齿轮的分度圆直径，从而提高齿轮传动的接触强度。增大模数主要提高齿根弯曲强度，减少齿数会使齿形系数增大，降低齿面硬度会降低接触强度。10.在蜗杆传动中，通常（）为主动件。A.蜗杆B.蜗轮C.蜗杆或蜗轮D.以上都不对答案：A解析：在蜗杆传动中，通常蜗杆为主动件，将运动和动力传递给蜗轮。11.轴环的用途是（）。A.作为轴加工时的定位面B.提高轴的强度C.使轴上零件获得轴向定位D.提高轴的刚度答案：C解析：轴环的主要作用是使轴上零件获得轴向定位，保证零件在轴上的正确位置。12.对于受轴向变载荷的紧螺栓连接，在平均拉力不变的情况下，要提高螺栓的疲劳强度，可采用的措施是（）。A.增大螺栓刚度B.减小螺栓刚度C.增大被连接件刚度D.减小被连接件刚度答案：B解析：减小螺栓刚度可以使螺栓在承受变载荷时的应力幅减小，从而提高螺栓的疲劳强度。13.平键连接的主要失效形式是（）。A.键的剪切破坏B.键的挤压破坏C.轴的剪切破坏D.轮毂的挤压破坏答案：B解析：平键连接的主要失效形式是键与轮毂键槽之间的挤压破坏。14.下列机构中，能实现间歇运动的是（）。A.曲柄摇杆机构B.双曲柄机构C.槽轮机构D.双摇杆机构答案：C解析：槽轮机构能将主动件的连续转动转换为从动件的间歇转动。15.齿轮传动的重合度越大，表示同时参与啮合的轮齿对数（）。A.越多B.越少C.不变D.无法确定答案：A解析：重合度越大，说明同时参与啮合的轮齿对数越多，传动越平稳。二、填空题（每题2分，共20分）1.平面机构具有确定运动的条件是______。答案：机构的自由度大于零且等于原动件的数目解析：只有当机构的自由度大于零且等于原动件的数目时，机构才能有确定的运动。2.凸轮机构中，从动件的常用运动规律有______、______和余弦加速度运动规律等。答案：等速运动规律；等加速等减速运动规律解析：这是凸轮机构中从动件常见的几种运动规律。3.带传动的主要失效形式是______和______。答案：打滑；疲劳破坏解析：打滑是由于过载引起的，疲劳破坏是由于带在带轮上反复弯曲和拉伸导致的。4.齿轮传动的设计准则，对于闭式软齿面齿轮传动，通常按______设计，按______校核。答案：接触强度；弯曲强度解析：闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是齿面接触疲劳磨损，所以先按接触强度设计，再按弯曲强度校核。5.滚动轴承按承受载荷的方向不同，可分为______、______和向心推力轴承。答案：向心轴承；推力轴承解析：这是滚动轴承常见的分类方式。6.螺纹连接的防松方法按工作原理可分为______、______和机械防松三类。答案：摩擦防松；永久防松解析：摩擦防松是利用摩擦力防止螺纹松动，永久防松是通过破坏螺纹副来达到防松目的。7.轴按所受载荷的不同，可分为______、______和转轴。答案：心轴；传动轴解析：心轴只承受弯矩，传动轴只承受转矩，转轴既承受弯矩又承受转矩。8.联轴器可分为______联轴器和______联轴器两大类。答案：刚性；挠性解析：刚性联轴器用于两轴严格对中且在工作中不发生相对位移的场合，挠性联轴器能补偿两轴的相对位移。9.渐开线标准直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是______和______。答案：模数相等；压力角相等解析：只有模数和压力角相等，两齿轮才能正确啮合。10.机械零件的失效形式主要有______、______和表面破坏等。答案：整体断裂；过大的变形解析：这是机械零件常见的失效形式。三、判断题（每题1分，共10分）1.机构的自由度一定大于零。（）答案：错误解析：机构的自由度可能为零或小于零，此时机构不能运动。2.带传动在工作时产生弹性滑动是由于传动过载。（）答案：错误解析：带传动的弹性滑动是由于带的弹性变形引起的，是不可避免的，与传动过载无关。3.链传动能保证准确的平均传动比，传动功率大，作用在轴和轴承上的力小。（）答案：正确解析：链传动的平均传动比是准确的，且能传递较大的功率，由于链条与链轮是啮合传动，作用在轴和轴承上的力相对较小。4.一对相互啮合的圆柱齿轮，其接触应力是相等的。（）答案：正确解析：根据赫兹公式，一对相互啮合的圆柱齿轮，其接触应力是相等的。5.滚动轴承的基本额定动载荷C值越大，轴承的承载能力越高。（）答案：正确解析：基本额定动载荷C是指轴承在一定的寿命和可靠度下所能承受的最大载荷，C值越大，承载能力越高。6.螺纹连接的预紧力越大越好。（）答案：错误解析：预紧力过大可能会导致螺栓过载破坏，应根据具体情况合理确定预紧力。7.平键连接能传递转矩和轴向力。（）答案：错误解析：平键连接只能传递转矩，不能传递轴向力。8.槽轮机构的运动系数总是小于1。（）答案：正确解析：槽轮机构的运动系数表示槽轮运动时间与主动件运动周期的比值，由于槽轮有停歇时间，所以运动系数总是小于1。9.齿轮的齿面接触疲劳强度与齿面硬度无关。（）答案：错误解析：齿面硬度越高，齿面接触疲劳强度越高。10.联轴器和离合器的主要区别在于，联轴器需要在机器停车后才能实现两轴的分离，而离合器可以在机器运转过程中实现两轴的分离和结合。（）答案：正确解析：这是联轴器和离合器的重要区别。四、简答题（每题5分，共20分）1.简述带传动的优缺点。答案：优点：适用于两轴中心距较大的传动；带具有良好的弹性，可缓冲吸振，传动平稳，噪声小；过载时带会在带轮上打滑，可防止其他零件损坏，起安全保护作用；结构简单，制造、安装和维护方便，成本低。缺点：不能保证准确的传动比；带的寿命较短；传动效率较低；外廓尺寸较大，需要张紧装置。2.简述齿轮传动的特点。答案：优点：能保证恒定的传动比，传动平稳，工作可靠；传递功率和速度范围大；传动效率高，一般可达0.940.99；结构紧凑，使用寿命长。缺点：制造和安装精度要求高，成本较高；不适用于两轴中心距较大的传动；低精度齿轮传动时会产生噪声和振动。3.简述滚动轴承的主要失效形式及设计计算准则。答案：主要失效形式：疲劳点蚀：在交变接触应力作用下，滚动体或滚道表面产生疲劳点蚀。塑性变形：当轴承承受过大的静载荷或冲击载荷时，滚动体和滚道表面会产生塑性变形。磨损：由于灰尘、杂质等进入轴承，或润滑不良，会导致轴承磨损。设计计算准则：对于一般转速（n>10r/min）的轴承，按基本额定动载荷进行寿命计算；对于低速（n≤10r/min）或间歇摆动的轴承，按基本额定静载荷进行静强度计算；对于高速轴承，除进行寿命计算外，还需验算极限转速。4.简述螺纹连接防松的意义和方法。答案：意义：在冲击、振动或变载荷作用下，螺纹连接可能会松动，导致连接失效，影响机器的正常工作，甚至引发安全事故，因此需要采取防松措施。方法：摩擦防松：如采用弹簧垫圈、对顶螺母等，利用摩擦力防止螺纹松动。机械防松：如采用开口销与槽形螺母、止动垫圈等，通过机械装置限制螺纹副的相对转动。永久防松：如采用点焊、铆接、胶接等方法，使螺纹副失去运动副特性而连接成为不可拆连接。五、计算题（每题10分，共20分）1.计算图1所示平面机构的自由度，并判断该机构是否具有确定的运动。已知构件1为原动件。答案：首先确定活动构件数n、低副数PL和高副数PH。设活动构件数n=4（除去机架），转动副有4个，移动副有1个，所以低副数PL=4+1=5，高副数PH=0。根据平面机构自由度计算公式F=3n2PLPH，可得：F=3×42×50=2。因为原动件数为1，而自由度F=2，原动件数不等于自由度，所以该机构不具有确定的运动。2.一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知模数m=5mm，小齿轮齿数z1=20，大齿轮齿数z2=60，压力角α=20°，试求：（1）两轮的分度圆直径d1、d2；（2）两轮的齿顶圆直径da1、da2；（3）两轮的齿根圆直径df1、df2；（4）中心距a。答案：（1）根据分度圆直径公式d=mz，可得：小齿轮分度圆直径d1=mz1=5×20=100mm；大齿轮分度圆直径d2=mz2=5×60=300mm。（2）对于标准直齿圆柱齿轮，齿顶高系数ha=1，齿顶圆直径公式da=d+2ham，可得：小齿轮齿顶圆直径da1=d1+2ham=100+2×1×5=110mm；大齿轮齿顶圆直径da2=d2+2