机械基础试题库及答案2025年

机械基础试题库及答案2025年一、单项选择题（每题2分，共20分）1.静力学中，二力平衡公理适用于（）。A.刚体B.变形体C.任意物体D.弹性体答案：A2.材料在拉伸试验中，若σs为屈服强度，σb为抗拉强度，则塑性材料的强度设计指标通常取（）。A.σsB.σbC.(σs+σb)/2D.1.5σs答案：A3.标准直齿圆柱齿轮的分度圆上，齿厚与齿槽宽的关系为（）。A.齿厚＞齿槽宽B.齿厚＝齿槽宽C.齿厚＜齿槽宽D.无固定关系答案：B4.普通V带传动中，带的楔角为40°，带轮的轮槽角应（）。A.等于40°B.大于40°C.小于40°D.任意角度答案：C（因带受拉后楔角减小，轮槽角需略小以保证贴合）5.螺纹连接中，为防止振动或冲击导致松动，采用双螺母防松属于（）。A.摩擦防松B.机械防松C.永久防松D.破坏螺纹副防松答案：A6.尺寸公差带由（）决定。A.公差等级和基本偏差B.上偏差和下偏差C.最大极限尺寸和最小极限尺寸D.公称尺寸和公差值答案：A7.轴的结构设计中，轴肩的主要作用是（）。A.提高轴的强度B.便于轴上零件的轴向定位C.减小应力集中D.便于加工答案：B8.滚动轴承的基本额定寿命是指（）。A.一组轴承中10%的轴承发生点蚀前的总转数B.一组轴承中90%的轴承发生点蚀前的总转数C.单个轴承发生点蚀前的总转数D.单个轴承不发生点蚀的最大转数答案：B9.下列传动中，瞬时传动比恒定的是（）。A.带传动B.链传动C.齿轮传动D.摩擦轮传动答案：C10.液压缸的活塞直径D=100mm，活塞杆直径d=50mm，工作压力p=5MPa，则活塞杆伸出时的推力为（）。（π取3.14）A.39250NB.19625NC.58875ND.78500N答案：A（推力F=p×π(D²-d²)/4=5×10⁶×3.14×(0.1²-0.05²)/4=39250N）二、判断题（每题1分，共10分，正确打“√”，错误打“×”）1.作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要充分条件是：这两个力大小相等、方向相反、作用线相同。（）答案：√2.材料的延伸率δ越大，说明其塑性越好。（）答案：√3.带传动中，弹性滑动是不可避免的，而打滑是可以避免的。（）答案：√4.普通平键连接的工作面是键的两侧面，主要用于传递转矩。（）答案：√5.基孔制配合中，孔的基本偏差为下偏差，且数值为0。（）答案：×（基孔制中孔的下偏差为0，基本偏差代号为H）6.轴的强度计算中，弯扭合成强度校核需考虑弯曲应力和扭转切应力的复合作用，通常将弯曲应力视为对称循环变应力，扭转切应力视为脉动循环变应力。（）答案：√7.滚动轴承的内径尺寸代号为04时，其内径为4mm。（）答案：×（内径尺寸代号为04时，内径=04×5=20mm）8.齿轮传动中，软齿面齿轮（硬度≤350HBS）的设计一般先按接触疲劳强度设计，再校核弯曲疲劳强度。（）答案：√9.螺纹的螺距P与导程S的关系为S=P×n（n为线数），故单线螺纹的导程等于螺距。（）答案：√10.液压缸的速度仅与输入流量有关，与活塞面积无关。（）答案：×（速度v=Q/A，与流量Q和活塞面积A均有关）三、简答题（每题5分，共30分）1.简述平面汇交力系平衡的几何条件和解析条件。答案：几何条件：力系的力多边形自行封闭（即各力矢量首尾相接后，起点与终点重合）；解析条件：力系在x轴和y轴上的投影代数和均为零，即ΣFx=0，ΣFy=0。2.说明塑性材料与脆性材料在拉伸破坏时的主要区别。答案：塑性材料（如低碳钢）拉伸时会经历弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段，破坏时断口呈杯锥状，延伸率大（δ＞5%）；脆性材料（如铸铁）拉伸时无明显屈服现象，断裂突然发生，断口平齐且与轴线垂直，延伸率小（δ＜5%）。3.带传动的主要失效形式有哪些？设计时如何防止？答案：主要失效形式：打滑（过载时带在轮上滑动，失去传动能力）和带的疲劳破坏（长期受变应力作用，发生脱层、撕裂或断裂）。防止措施：限制最大有效拉力（通过合理选择带的型号、根数和初拉力）；控制带的应力循环次数（限制带速v在5~25m/s范围内，避免过小或过大）。4.普通螺栓连接与铰制孔螺栓连接的受力特点和应用场合有何不同？答案：普通螺栓连接靠预紧力产生的摩擦力传递载荷，螺栓杆与孔壁间有间隙，主要承受轴向载荷（如受拉螺栓）；铰制孔螺栓连接靠螺栓杆与孔壁的挤压和剪切传递载荷，螺栓杆与孔壁无间隙（或间隙很小），主要承受横向载荷（如受剪螺栓）。普通螺栓连接结构简单、成本低，用于载荷较小或对精度要求不高的场合；铰制孔螺栓连接承载能力高、定位精度好，用于载荷大或需要精确固定的场合。5.什么是尺寸公差？说明公差带图中基本尺寸、上偏差、下偏差和公差的关系。答案：尺寸公差（简称公差）是允许尺寸的变动量，等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之差，也等于上偏差与下偏差之差。公差带图中，基本尺寸为公称尺寸，上偏差=最大极限尺寸-基本尺寸，下偏差=最小极限尺寸-基本尺寸，公差=上偏差-下偏差（绝对值）。6.简述机械零件的主要失效形式及设计时的应对措施。答案：主要失效形式：断裂（如疲劳断裂、静强度断裂）、过量变形（弹性变形或塑性变形超过允许值）、表面破坏（磨损、点蚀、胶合）、功能失效（如传动精度下降）。应对措施：合理选择材料（如高强度材料抗断裂，耐磨材料抗磨损）；优化结构设计（避免应力集中，减小变形）；进行强度、刚度、寿命校核（如疲劳强度计算、接触强度计算）；采用表面处理（如淬火、渗碳提高表面硬度）。四、计算题（每题10分，共40分）1.如图1所示，水平梁AB受集中载荷F=10kN，均布载荷q=5kN/m（作用于BC段，长度2m），求支座A、B的约束反力。（图中AB=4m，BC=2m）解：取梁AB为研究对象，受力分析：A为固定铰支座，反力为FAx、FAy；B为活动铰支座，反力为FBy（竖直向上）。列平衡方程：ΣFx=0→FAx=0ΣFy=0→FAy+FByFq×2=0ΣMA=0→FBy×4F×2q×2×(2+1)=0（均布载荷合力作用点距A为2+1=3m）代入数据：F=10kN，q=5kN/m，q×2=10kN，均布载荷力矩=10×3=30kN·m，F×2=20kN·m则ΣMA=0→4FBy-20-30=0→FBy=50/4=12.5kNΣFy=0→FAy=10+10-12.5=7.5kN答案：FAx=0，FAy=7.5kN（向上），FBy=12.5kN（向上）2.某圆截面钢轴受扭转力矩T=2000N·m，轴的直径d=50mm，材料的许用切应力[τ]=40MPa，切变模量G=80GPa，许用扭转角[θ]=0.5°/m。试校核该轴的强度和刚度。解：（1）强度校核：扭转切应力τ=T/Wp，Wp=πd³/16=3.14×0.05³/16≈2.45×10⁻⁵m³τ=2000/(2.45×10⁻⁵)≈81.63×10⁶Pa=81.63MPa＞[τ]=40MPa，强度不满足。（2）刚度校核（若强度不满足，仍需计算）：扭转角θ=TL/(GIp)×(180/π)，Ip=πd⁴/32=3.14×0.05⁴/32≈3.07×10⁻⁷m⁴θ=(2000×1)/(80×10⁹×3.07×10⁻⁷)×(180/3.14)≈(2000)/(24560)×57.3≈4.67°/m＞[θ]=0.5°/m，刚度也不满足。结论：该轴强度和刚度均不满足要求。3.一对标准直齿圆柱齿轮传动，模数m=4mm，齿数z1=20，z2=60，小齿轮转速n1=1440r/min，求：（1）传动比i；（2）大齿轮转速n2；（3）分度圆直径d1、d2；（4）中心距a。解：（1）传动比i=z2/z1=60/20=3（2）大齿轮转速n2=n1/i=1440/3=480r/min（3）分度圆直径d1=mz1=4×20=80mm，d2=mz2=4×60=240mm（4）中心距a=(d1+d2)/2=(80+240)/2=160mm答案：i=3；n2=480r/min；d1=80mm，d2=240mm；a=160mm4.某螺栓组连接如图2所示（图示为俯视图），受横向载荷FR=10kN