开放大学机械设计基础评估试题及答案

开放大学机械设计基础评估试题及答案考试时长：120分钟满分：100分班级：__________姓名：__________学号：__________得分：__________试卷名称：开放大学机械设计基础评估试题考核对象：机械设计基础课程学生（中等级别）题型分值分布：-判断题（10题，每题2分）总分20分-单选题（10题，每题2分）总分20分-多选题（10题，每题2分）总分20分-案例分析（3题，每题6分）总分18分-论述题（2题，每题11分）总分22分总分：100分---一、判断题（每题2分，共20分）1.机械零件的疲劳强度与其应力循环特性无关。2.键连接主要用于传递扭矩，不能承受轴向力。3.滚动轴承的极限转速主要取决于润滑方式和润滑剂粘度。4.螺纹连接的预紧力越大，连接强度越高。5.平面连杆机构的死点位置与其传动角有关。6.齿轮传动的接触强度计算中，齿面接触应力与模数成正比。7.弹簧的刚度系数越大，其变形能力越强。8.蜗杆传动的传动比计算公式为i＝z₂/z₁。9.液体动压润滑的油膜厚度主要取决于相对运动速度。10.机械设计的标准化程度越高，产品的生产成本越低。二、单选题（每题2分，共20分）1.下列哪种连接方式适用于承受较大冲击载荷？A.螺栓连接B.销钉连接C.过盈配合D.焊接连接2.机械零件的强度计算中，安全系数通常取值范围是？A.1.0～1.5B.1.5～3.0C.3.0～5.0D.5.0～10.03.滚动轴承的预紧方式不包括？A.游隙调整B.轴承间隙C.拧紧螺母D.外圈压装4.齿轮传动的齿面接触强度计算中，接触应力σH与齿面硬度HBS的关系是？A.正相关B.负相关C.无关D.平方关系5.蜗杆传动的传动比i＝？A.z₁/z₂B.z₂/z₁C.z₁×z₂D.1/z₁+z₂6.液体动压润滑的油膜形成条件不包括？A.相对运动B.润滑剂粘度C.表面粗糙度D.油膜厚度7.弹簧的刚度系数k与变形量δ的关系是？A.k∝δB.k∝1/δC.k=δ²D.k与δ无关8.平面连杆机构的死点位置与其传动角θ的关系是？A.θ越大，死点越明显B.θ越小，死点越明显C.θ=0°时出现死点D.与θ无关9.机械设计的标准化程度越高，产品的生产成本？A.越高B.越低C.不变D.线性增加10.键连接的强度计算中，主要考虑的应力是？A.剪应力B.拉应力C.扭应力D.弯曲应力三、多选题（每题2分，共20分）1.机械零件的失效形式包括？A.疲劳断裂B.塑性变形C.蠕变D.腐蚀E.磨损2.滚动轴承的预紧方式包括？A.游隙调整B.轴承间隙C.拧紧螺母D.外圈压装E.内圈压装3.齿轮传动的强度计算中，影响接触强度的因素包括？A.模数mB.齿面硬度HBSC.载荷大小D.材料弹性模量EE.齿宽b4.蜗杆传动的特点包括？A.传动比大B.效率高C.传动平稳D.结构紧凑E.成本低5.液体动压润滑的油膜形成条件包括？A.相对运动B.润滑剂粘度C.表面粗糙度D.油膜厚度E.压力差6.弹簧的失效形式包括？A.疲劳断裂B.塑性变形C.弹性后效D.振动E.腐蚀7.平面连杆机构的优缺点包括？A.结构简单B.传动比稳定C.运动轨迹复杂D.效率低E.成本高8.机械设计的标准化程度越高，产品的优势包括？A.生产效率高B.成本低C.质量稳定D.维护方便E.创新性强9.键连接的强度计算中，主要考虑的应力包括？A.剪应力B.拉应力C.扭应力D.弯曲应力E.接触应力10.齿轮传动的失效形式包括？A.齿面磨损B.齿根断裂C.齿面点蚀D.齿面胶合E.齿轮变形四、案例分析（每题6分，共18分）1.案例：某机械装置采用一对直齿圆柱齿轮传动，模数m=3mm，齿数z₁=20，z₂=60，材料为45钢调质，齿面硬度HBS=250。传递功率P=5kW，转速n₁=960rpm。试分析该齿轮传动的强度是否满足要求？（已知许用接触应力[σH]=600MPa，许用弯曲应力[σF]=150MPa）2.案例：某设备采用一对角接触球轴承（7208C），承受径向载荷Fr=4000N，轴向载荷Fa=1500N，转速n=1200rpm，预期寿命Lh=8000小时。试计算该轴承的寿命是否满足要求？（已知基本额定寿命Lh0=15000小时）3.案例：某设备采用矩形截面弹簧，材料为60Si2MnA，弹簧钢丝直径d=6mm，有效圈数n=10，中径D=60mm，承受载荷F1=2000N，F2=4000N。试计算该弹簧的刚度系数k及变形量δ。（已知剪切弹性模量G=80GPa）五、论述题（每题11分，共22分）1.试论述机械设计中标准化、系列化、通用化的意义及其对产品生产的影响。2.试论述液体动压润滑的原理及其应用条件，并分析影响油膜形成的主要因素。---标准答案及解析一、判断题1.×（疲劳强度与应力循环特性密切相关）2.×（键连接可承受一定轴向力）3.√4.√5.√6.√7.×（刚度系数越大，变形能力越弱）8.×（i＝z₂/z₁）9.√10.√二、单选题1.C2.B3.B4.A5.B6.C7.B8.A9.B10.A三、多选题1.A,B,C,D,E2.A,C,D,E3.A,B,C,D,E4.A,B,C,D5.A,B,D,E6.A,B,C,D,E7.A,B,C,D8.A,B,C,D9.A,B,C,D10.A,B,C,D,E四、案例分析1.解析：-接触强度计算：σH＝σH0×(u+1)/u×(m/z₁)²×(E/2.6×10⁵)σH0＝(σH×u)/(u+1)＝(600×60)/(60+1)≈545MPaσH＝545×(3/20)²×(200/2.6×10⁵)≈0.6MPa＜[σH]-弯曲强度计算：σF＝σF0×(m/z₁)×(E/0.6×10⁵)σF0＝(σF×0.6×10⁵)/(m/z₁)＝(150×0.6×10⁵)/(3/20)≈6×10⁶PaσF＝6×10⁶×(3/20)×(200/0.6×10⁵)≈3MPa＜[σF]结论：强度满足要求。2.解析：-当量动载荷：Fe＝(Fr²+Fa²)^(1/2)＝(4000²+1500²)^(1/2)≈4260N-寿命计算：Lh＝(C/P)^p＝(15000/4260)^3≈3.2×10³小时＜8000小时结论：寿命不满足要求。3.解析：-刚度系数：k＝Gd⁴/(8Dn)＝(80×10⁹×6⁴)/(8×60×10)≈1.2×10⁶N/m-变形量：δ＝(F2-F1)/k＝(4000-2000)/1.2×10⁶≈1.67×10⁻³m结论：k=1.2×10⁶N/m，δ=1.67mm。五、论述题1.解析：