2026年机械设计基础知识考试题

2026年机械设计基础知识考试题一、单选题（共10题，每题2分，计20分）说明：下列每题只有一个正确选项。1.在机械设计中，材料强度的主要指标是（）。A.硬度B.弹性模量C.屈服强度D.疲劳极限2.一对标准直齿圆柱齿轮，其模数为5mm，齿数为20，则该齿轮的分度圆直径为（）。A.100mmB.50mmC.25mmD.10mm3.螺纹连接中，防松效果最好的方法是（）。A.滚动螺母B.开口销C.止动垫圈D.弹簧垫圈4.轴的常用材料中，强度和韧性要求较高时，应选用（）。A.Q235钢B.45钢C.HT200铸铁D.60Si2Mn钢5.在机械设计中，轴上零件的轴向固定常用（）。A.键连接B.螺纹连接C.销连接D.热胀配合6.滚动轴承的基本额定寿命是指（）。A.轴承达到疲劳点前的总转数B.轴承达到磨损极限前的总转数C.轴承达到热变形前的总转数D.轴承达到噪声增大前的总转数7.键连接中，平键的工作面是（）。A.两侧面B.上下面C.端面D.键槽底面8.在机械设计中，V带传动的传动比准确度低于平带传动，主要原因是（）。A.V带弹性较大B.V带易打滑C.V带结构复杂D.V带中心距要求严格9.润滑油牌号中的“40”表示（）。A.运动粘度范围为40mm²/sB.粘度等级为40C.油的密度为40kg/m³D.油的闪点为40℃10.齿轮传动中，齿面接触疲劳强度计算的主要依据是（）。A.齿轮模数B.齿轮材料C.齿面接触应力D.齿轮齿形二、多选题（共5题，每题3分，计15分）说明：下列每题有多个正确选项。1.机械设计中，影响零件疲劳强度的因素包括（）。A.材料的疲劳极限B.应力集中系数C.表面粗糙度D.载荷循环特性E.零件尺寸2.轴承润滑方式的选择主要考虑（）。A.轴承类型B.工作温度C.轴承转速D.场所清洁度E.成本因素3.螺纹连接的失效形式主要有（）。A.螺栓剪断B.螺栓弯曲C.螺纹滑脱D.螺母磨损E.零件压溃4.带传动中，提高传动效率的措施包括（）。A.减小带轮直径B.使用张紧装置C.选择合适的带型D.减小传动中心距E.保持带与轮槽的良好接触5.齿轮传动的失效形式主要有（）。A.齿面磨损B.齿面点蚀C.齿面胶合D.齿轮断裂E.齿轮变形三、判断题（共10题，每题1分，计10分）说明：下列每题判断为“正确”或“错误”。1.（）滚动轴承比滑动轴承的摩擦系数大。2.（）机械设计中，所有零件都必须进行强度校核。3.（）V带传动比平带传动更平稳，适用于高速场合。4.（）键连接中，楔键连接的承载能力优于平键连接。5.（）润滑油粘度越高，其润滑效果越好。6.（）齿轮齿面点蚀主要发生在齿根部位。7.（）螺栓连接中，采用预紧力可以提高连接的可靠性。8.（）机械设计中，所有轴都必须进行刚度校核。9.（）滚动轴承的基本额定寿命与载荷的立方根成反比。10.（）机械设计中，所有零件的表面粗糙度要求越高越好。四、简答题（共5题，每题4分，计20分）说明：请简要回答下列问题。1.简述机械设计中，材料强度的主要指标及其意义。2.简述滚动轴承的基本额定寿命与额定动载荷的关系。3.简述平键连接的工作原理及其优缺点。4.简述带传动中，弹性滑动现象产生的原因及其影响。5.简述机械设计中，润滑的目的及其主要方式。五、计算题（共3题，每题10分，计30分）说明：请根据题目要求进行计算，并写出计算过程。1.一对标准直齿圆柱齿轮，模数m=4mm，齿数Z1=20，Z2=40，中心距a=120mm。试计算该对齿轮的传动比i及分度圆直径d1、d2。2.一根受扭圆轴，直径d=40mm，材料许用剪应力τ=60MPa，试计算该轴的最大许可扭矩T。3.一对平带传动，主动轮直径D1=200mm，从动轮直径D2=400mm，主动轮转速n1=1500r/min。试计算该带传动的传动比i及从动轮转速n2。六、综合应用题（共2题，每题15分，计30分）说明：请根据题目要求，结合所学知识进行分析和解答。1.某机械设计中，采用螺栓连接两零件，螺栓材料为45钢，许用剪应力τ=60MPa，螺栓直径d=10mm。若螺栓预紧力F=8000N，试计算螺栓的剪切强度是否足够。2.某减速机采用滚动轴承，型号为6210，工作转速n=1200r/min，载荷系数f=1.2，基本额定动载荷Cr=48.5kN。试计算该轴承的基本额定寿命（以小时为单位）。答案与解析一、单选题1.C（屈服强度是材料抵抗塑性变形的能力，是强度设计的主要指标）2.B（分度圆直径=模数×齿数=5×20=100mm）3.D（弹簧垫圈利用其弹性变形产生的预紧力防松，效果最好）4.D（60Si2Mn钢是中碳合金钢，强度和韧性均较高，适合高强度轴）5.D（热胀配合通过温度变化实现轴向固定，适用于重载或高温场合）6.A（基本额定寿命指轴承在额定载荷下达到疲劳点前的总转数）7.A（平键工作面为两侧面，靠两侧面传递扭矩）8.A（V带弹性较大，传动时易产生相对位移，导致传动比不稳定）9.A（润滑油牌号中的数字表示运动粘度范围，40表示40mm²/s）10.C（齿面接触疲劳强度计算基于齿面接触应力，需满足接触强度条件）二、多选题1.ABCDE（疲劳强度受材料、应力集中、表面粗糙度、载荷循环、尺寸等多种因素影响）2.ABCD（润滑方式需考虑轴承类型、温度、转速、清洁度等因素）3.ABCD（螺栓连接易发生剪断、弯曲、滑脱、压溃等失效形式）4.BCE（带传动效率受带型、张紧装置、中心距、接触状态等因素影响）5.ABCD（齿轮传动易发生磨损、点蚀、胶合、断裂等失效形式）三、判断题1.错误（滚动轴承摩擦系数小于滑动轴承）2.错误（仅对重要或可能失效的零件进行强度校核）3.错误（V带传动不如平带平稳，适用于低速场合）4.正确（楔键连接有自锁性，承载能力更强）5.错误（粘度过高会导致油膜过厚，润滑效果反而下降）6.正确（点蚀易发生在齿根部位，因弯曲应力较大）7.正确（预紧力可提高连接强度和可靠性）8.错误（仅对刚度要求高的轴进行刚度校核）9.正确（基本额定寿命与载荷的立方根成反比，即L10=（Cr/P）³）10.错误（表面粗糙度需根据功能要求确定，并非越高越好）四、简答题1.材料强度指标及其意义：-屈服强度：材料开始发生塑性变形的最大应力，是强度设计的主要指标。-强度极限：材料断裂前承受的最大应力，反映材料的抗拉能力。-疲劳极限：材料在循环载荷下不发生疲劳破坏的最大应力，是疲劳设计的关键。-振动疲劳强度：材料在振动载荷下抵抗疲劳破坏的能力，对高速机械尤为重要。2.滚动轴承基本额定寿命与额定动载荷的关系：基本额定寿命（L10）指轴承在额定载荷（Cr）下达到疲劳点前的总转数或小时数。若实际载荷（P）大于额定载荷，寿命会按比例缩短，即L10∝（Cr/P）³。3.平键连接的工作原理及优缺点：-工作原理：平键通过两侧面传递扭矩，键槽与键紧密配合。-优点：结构简单、成本低、装拆方便、承载能力适中。-缺点：键槽会削弱轴的强度，适用于中载传动。4.带传动弹性滑动现象：原因：带在主动轮上受拉伸长，在从动轮上受压缩短，导致带与轮槽间产生相对滑动。影响：降低传动比准确度，增加传动损耗。5.润滑的目的及主要方式：-目的：减少摩擦、散热、防锈、清洁、密封。-主要方式：油润滑（浸油、飞溅、压力润滑）、脂润滑（润滑脂填充）、干润滑（固体润滑剂）。五、计算题1.齿轮传动计算：-传动比i=Z2/Z1=40/20=2。-分度圆直径：d1=mZ1=4×20=80mm，d2=mZ2=4×40=160mm。2.圆轴受扭计算：-扭矩公式：T=τWp，其中Wp=πd³/16。-Wp=π(40)³/16≈1256.64mm³。-T=60×10⁶×1256.64×10⁻⁶≈75.4kN·m。3.带传动计算：-传动比i=n1/n2=D2/D1=400/200=2。-从动轮转速n2=n1/i=1500/2=750r/min。六、综合应用题1.螺栓连接强度校核：-剪切力F=8000N，螺栓直径d=10mm，剪切面积A=πd²/4。-A=π(10)²/4=78.54mm²。-剪应力τ=F/A=8000/7