2026机械设计原理与应用经典习题

2026机械设计原理与应用经典习题一、单选题（每题2分，共20题）1.在机械设计中，用于连接两轴并传递扭矩的零件是（）。A.键B.螺栓C.轴承D.凸轮答案：A解析：键主要用于连接轴和轮毂传递扭矩，螺栓用于紧固连接，轴承用于支撑旋转零件，凸轮用于实现往复运动。2.在设计轴类零件时，若轴径较大且承受载荷较大，应优先选用（）。A.空心轴B.实心轴C.阶梯轴D.锥形轴答案：B解析：实心轴承载能力强，适用于大载荷情况；空心轴减轻重量，适用于轻载荷或需要穿线的场合。3.下列哪种联轴器适用于两轴有一定相对位移的情况？（）A.刚性联轴器B.齿轮联轴器C.万向联轴器D.滑动联轴器答案：D解析：滑动联轴器允许两轴有一定相对位移，适用于对中困难或动态变化较大的场合。4.在设计齿轮传动时，若要求传动平稳且噪音小，应优先选用（）。A.直齿轮B.斜齿轮C.锥齿轮D.蜗轮蜗杆答案：B解析：斜齿轮传动平稳，噪音小，适用于高速传动；直齿轮加工简单但噪音较大。5.在设计蜗轮蜗杆传动时，若要求传动比大且自锁，应选用（）。A.单头蜗杆B.双头蜗杆C.三头蜗杆D.四头蜗杆答案：B解析：双头蜗杆传动比大（可达40以上），且可实现自锁，适用于需要自锁的场合。6.在设计带传动时，若要求传动效率高且结构紧凑，应优先选用（）。A.V带B.平带C.同步带D.橡胶带答案：C解析：同步带齿形传动，啮合精度高，效率高，适用于高速精密传动。7.在设计链传动时，若要求传动平稳且维护简单，应优先选用（）。A.外链轮B.内链轮C.滚子链D.齿形链答案：C解析：滚子链磨损小，适用于中高速传动；齿形链承载能力强，但成本较高。8.在设计轴肩结构时，若要求定位可靠且易于加工，应优先选用（）。A.圆角轴肩B.平面轴肩C.带台阶的轴肩D.锥形轴肩答案：C解析：带台阶的轴肩定位可靠，易于检测和加工，适用于重要零件。9.在设计螺栓连接时，若要求连接强度高且拆卸方便，应优先选用（）。A.普通螺栓B.铰制孔螺栓C.高强度螺栓D.活节螺栓答案：C解析：高强度螺栓通过预紧力传递载荷，连接强度高，适用于承受动载荷的场合。10.在设计键连接时，若要求连接可靠且拆卸方便，应优先选用（）。A.平键B.半圆键C.楔键D.花键答案：B解析：半圆键连接可靠，易于装配和拆卸，适用于轻载荷场合。二、多选题（每题3分，共10题）1.下列哪些因素会影响齿轮传动的承载能力？（）A.齿轮材料B.齿轮模数C.齿轮齿数D.齿轮接触精度E.齿轮润滑条件答案：A、B、C、D、E解析：齿轮材料、模数、齿数、接触精度和润滑条件均会影响齿轮的承载能力和寿命。2.下列哪些联轴器适用于高转速场合？（）A.刚性联轴器B.齿轮联轴器C.万向联轴器D.滑动联轴器E.弹性联轴器答案：B、E解析：齿轮联轴器和弹性联轴器适用于高转速场合，刚性联轴器适用于低转速；万向联轴器和滑动联轴器适用于中低速。3.下列哪些因素会影响带传动的寿命？（）A.带的材质B.带的预紧力C.带的转速D.带的张紧装置E.带的工作环境答案：A、B、C、D、E解析：带的材质、预紧力、转速、张紧装置和工作环境均会影响带传动的寿命和性能。4.下列哪些因素会影响链传动的噪音？（）A.链的节距B.链的转速C.链的润滑条件D.链轮的齿形E.链的安装精度答案：A、B、C、D、E解析：链的节距、转速、润滑条件、链轮齿形和安装精度均会影响链传动的噪音和振动。5.下列哪些结构适用于承受动载荷的轴？（）A.阶梯轴B.锥形轴C.空心轴D.带卸载槽的轴E.带减振结构的轴答案：A、B、D、E解析：阶梯轴、锥形轴、带卸载槽和带减振结构的轴可以提高轴的承载能力和疲劳寿命。6.下列哪些螺栓连接适用于承受动载荷的场合？（）A.普通螺栓B.高强度螺栓C.铰制孔螺栓D.带防松装置的螺栓E.带预紧力的螺栓答案：B、C、D、E解析：高强度螺栓、铰制孔螺栓、带防松装置和带预紧力的螺栓适用于承受动载荷的场合。7.下列哪些因素会影响键连接的强度？（）A.键的材料B.键的尺寸C.键的配合精度D.键的表面粗糙度E.键的安装方式答案：A、B、C、D、E解析：键的材料、尺寸、配合精度、表面粗糙度和安装方式均会影响键连接的强度和可靠性。8.下列哪些联轴器适用于长距离传动？（）A.刚性联轴器B.弹性联轴器C.齿轮联轴器D.万向联轴器E.滑动联轴器答案：B、C解析：弹性联轴器和齿轮联轴器适用于长距离传动，刚性联轴器适用于短距离；万向联轴器和滑动联轴器适用于中距离。9.下列哪些因素会影响蜗轮蜗杆传动的效率？（）A.蜗杆的头数B.蜗轮的齿数C.蜗杆的导程角D.蜗轮的模数E.传动比答案：A、C、D解析：蜗杆的头数、导程角和蜗轮的模数均会影响蜗轮蜗杆传动的效率；齿数和传动比影响自锁性。10.下列哪些结构适用于提高轴的疲劳强度？（）A.倒角B.退刀槽C.减振槽D.带卸载孔的轴E.带应力集中缓解结构的轴答案：A、B、C、D、E解析：倒角、退刀槽、减振槽、带卸载孔和带应力集中缓解结构的轴可以提高轴的疲劳强度。三、判断题（每题1分，共20题）1.齿轮传动的传动比等于两齿轮齿数之比。（）答案：正确解析：齿轮传动的传动比i=z₂/z₁，其中z₁和z₂分别为主动轮和从动轮的齿数。2.带传动适用于两轴中心距较大的场合。（）答案：正确解析：带传动适用于中心距较大的场合，最大可达5～10m；链传动适用于中心距较小的场合。3.键连接适用于承受动载荷的场合。（）答案：错误解析：键连接适用于静载荷场合，承受动载荷时易松动；螺栓连接适用于承受动载荷。4.联轴器主要用于连接两轴并传递扭矩。（）答案：正确解析：联轴器用于连接两轴并传递扭矩，允许一定相对位移；离合器用于接合或断开传动。5.蜗轮蜗杆传动可以实现自锁。（）答案：正确解析：蜗轮蜗杆传动可以实现自锁，适用于需要自锁的场合；但效率较低。6.带传动适用于高速传动场合。（）答案：错误解析：带传动适用于中低速传动场合，高速时易打滑；齿轮传动适用于高速传动。7.链传动适用于要求传动平稳的场合。（）答案：错误解析：链传动适用于中低速传动场合，传动平稳性不如带传动和齿轮传动；但成本低。8.轴肩主要用于定位和便于安装。（）答案：正确解析：轴肩用于定位轴上零件，便于安装和拆卸；轴环用于加强轴的强度。9.螺栓连接适用于承受静载荷的场合。（）答案：正确解析：螺栓连接适用于静载荷场合，通过预紧力传递载荷；承受动载荷时需采用高强度螺栓。10.键连接的强度主要取决于键的材料和尺寸。（）答案：正确解析：键连接的强度主要取决于键的材料、尺寸和配合精度；表面粗糙度也会影响强度。11.联轴器主要用于连接两轴并传递扭矩。（）答案：正确解析：联轴器用于连接两轴并传递扭矩，允许一定相对位移；离合器用于接合或断开传动。12.蜗轮蜗杆传动可以实现自锁。（）答案：正确解析：蜗轮蜗杆传动可以实现自锁，适用于需要自锁的场合；但效率较低。13.带传动适用于两轴中心距较大的场合。（）答案：正确解析：带传动适用于中心距较大的场合，最大可达5～10m；链传动适用于中心距较小的场合。14.链传动适用于要求传动平稳的场合。（）答案：错误解析：链传动适用于中低速传动场合，传动平稳性不如带传动和齿轮传动；但成本低。15.轴肩主要用于定位和便于安装。（）答案：正确解析：轴肩用于定位轴上零件，便于安装和拆卸；轴环用于加强轴的强度。16.螺栓连接适用于承受静载荷的场合。（）答案：正确解析：螺栓连接适用于静载荷场合，通过预紧力传递载荷；承受动载荷时需采用高强度螺栓。17.键连接的强度主要取决于键的材料和尺寸。（）答案：正确解析：键连接的强度主要取决于键的材料、尺寸和配合精度；表面粗糙度也会影响强度。18.联轴器主要用于连接两轴并传递扭矩。（）答案：正确解析：联轴器用于连接两轴并传递扭矩，允许一定相对位移；离合器用于接合或断开传动。19.蜗轮蜗杆传动可以实现自锁。（）答案：正确解析：蜗轮蜗杆传动可以实现自锁，适用于需要自锁的场合；但效率较低。20.带传动适用于两轴中心距较大的场合。（）答案：正确解析：带传动适用于中心距较大的场合，最大可达5～10m；链传动适用于中心距较小的场合。四、简答题（每题5分，共5题）1.简述齿轮传动的优缺点。答案：齿轮传动优点：传动比准确，效率高，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，不适用于中心距较大的场合。2.简述带传动的优缺点。答案：带传动优点：结构简单，成本低，适用于中心距较大的场合，能缓冲吸振；缺点：传动比不恒定，效率较低，易打滑，适用于中低速场合。3.简述链传动的优缺点。答案：链传动优点：结构简单，成本低，适用于中心距较大的场合，承载能力较强；缺点：传动平稳性差，噪音较大，适用于中低速场合。4.简述轴肩的作用。答案：轴肩用于定位轴上零件，便于安装和拆卸；轴环用于加强轴的强度；台阶轴肩可以防止零件轴向移动，便于检测和装配。5.简述螺栓连接的优缺点。答案：螺栓连接优点：连接强度高，拆卸方便，适用于承受动载荷的场合；缺点：连接可靠性取决于预紧力，成本较高，适用于静载荷和动载荷场合。五、计算题（每题10分，共5题）1.已知某齿轮传动的主动轮转速为1500r/min，齿数为20，从动轮齿数为60，求从动轮转速和传动比。答案：从动轮转速n₂=n₁×z₁/z₂=1500×20/60=500r/min；传动比i=z₂/z₁=60/20=3。2.已知某带传动的主轴转速为1200r/min，从动轴转速为800r/min，中心距为1.5m，求传动比和带的线速度。答案：传动比i=n₁/n₂=1200/800=1.5；带的线速度v=π×d₁×n₁/60=π×0.2×1200/60=12.57m/s。3.已知某链传动的链轮齿数为20，节距为25.4mm，主轴转速为1000r/min，求链速和传动比。答案：链速v=π×d×n₁/60=π×25.4×1000/60=1327.3mm/s；传动比i=n₁/n₂=1000/(1000×20/25.4)=1.27。4.已知某轴直径为40mm，承受扭矩T=1000N·m，材料的许用应力σ=160MPa，求轴的抗扭强度。答案：轴的抗扭强