2026年机械设计制造基础试题及答案解析集

2026年机械设计制造基础试题及答案解析集一、单选题（每题2分，共20题）1.在机械设计中，零件的疲劳强度主要取决于其（）。A.材料的屈服强度B.材料的疲劳极限C.零件的刚度D.零件的表面粗糙度2.某轴的许用扭矩为[τ]，当实际工作扭矩为[τ]时，该轴的强度（）。A.一定安全B.一定失效C.可能安全也可能失效D.与材料无关3.键连接中，平键连接的主要失效形式是（）。A.剪切破坏B.挤压破坏C.弯曲破坏D.疲劳破坏4.某滑动轴承的压强p=5MPa，滑动速度v=2m/s，根据非液体润滑轴承的设计准则，其p·v值应（）。A.≤5MPa·m/sB.≤10MPa·m/sC.≤15MPa·m/sD.≤20MPa·m/s5.滚动轴承的预紧主要是为了（）。A.提高轴承的承载能力B.减少轴承的摩擦力C.增加轴承的旋转精度D.延长轴承的使用寿命6.某齿轮传动的齿面接触应力σH，其应力循环特性（）。A.对称循环B.脉动循环C.静态循环D.视具体工况而定7.在机械设计中，提高零件疲劳强度的有效措施是（）。A.增大零件的尺寸B.降低零件的表面粗糙度C.减少零件的应力集中D.提高零件的加工精度8.某螺栓连接的预紧力为[F]，当承受工作载荷[F]时，螺栓的实际受力为（）。A.0B.[F]C.2[F]D.[F]/29.在机械设计中，滚动轴承的寿命计算公式中，基本额定寿命L10与可靠度有关，当可靠度为90%时，L10与L10h的关系是（）。A.L10h>L10B.L10h=L10C.L10h<L10D.无法确定10.某轴的临界转速ncr，当实际工作转速n<ncr时，该轴的稳定性（）。A.一定稳定B.一定失稳C.可能稳定也可能失稳D.与材料无关二、多选题（每题3分，共10题）1.影响滑动轴承润滑性能的因素包括（）。A.轴承材料B.润滑油粘度C.轴承间隙D.轴承转速E.轴承载荷2.机械设计中，提高零件疲劳强度的措施包括（）。A.降低零件的表面粗糙度B.增大零件的尺寸C.减少零件的应力集中D.提高零件的加工精度E.选择合适的材料3.滚动轴承的预紧方式包括（）。A.弹簧预紧B.振动预紧C.轴承间隙调整D.油膜预紧E.外力预紧4.齿轮传动的失效形式包括（）。A.齿面点蚀B.齿面磨损C.齿根断裂D.齿面胶合E.齿轮变形5.螺栓连接的设计中，需要考虑的因素包括（）。A.螺栓的预紧力B.螺栓的剪切强度C.螺栓的拉伸强度D.螺栓头与被连接件的接触面积E.螺栓的疲劳强度6.滑动轴承的润滑方式包括（）。A.油润滑B.气润滑C.水润滑D.固体润滑E.油脂润滑7.滚动轴承的失效形式包括（）。A.疲劳点蚀B.液体摩擦C.磨损D.胶合E.卡死8.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.零件的应力集中系数C.零件的表面粗糙度D.零件的尺寸效应E.零件的载荷谱9.齿轮传动的强度计算中，需要考虑的因素包括（）。A.齿面接触强度B.齿根弯曲强度C.齿轮的模数D.齿轮的齿数E.齿轮的材料10.滑动轴承的设计中，需要考虑的因素包括（）。A.轴承的压强B.轴承的滑动速度C.轴承的润滑方式D.轴承的材料E.轴承的冷却方式三、判断题（每题1分，共10题）1.零件的疲劳强度与其尺寸无关。（）2.平键连接的主要失效形式是剪切破坏。（）3.滚动轴承的预紧可以提高轴承的旋转精度。（）4.齿轮传动的齿面点蚀主要发生在齿根部位。（）5.螺栓连接的预紧力越大越好。（）6.滑动轴承的润滑性能主要取决于润滑油的粘度。（）7.滚动轴承的基本额定寿命L10与可靠度无关。（）8.轴的临界转速与其刚度有关。（）9.机械设计中，提高零件疲劳强度的有效措施是降低零件的表面粗糙度。（）10.滑动轴承的压强过大时，容易发生胶合失效。（）四、简答题（每题5分，共5题）1.简述影响滑动轴承润滑性能的主要因素及其作用。2.简述提高零件疲劳强度的主要措施及其原理。3.简述滚动轴承预紧的目的及其常用方法。4.简述齿轮传动的主要失效形式及其预防措施。5.简述螺栓连接的主要失效形式及其预防措施。五、计算题（每题10分，共5题）1.某轴的直径d=50mm，材料为45钢，许用剪切应力[τ]=60MPa，试计算该轴的许用扭矩。2.某平键连接的键截面b×h=14mm×9mm，键长L=100mm，键的许用剪切应力[τ]=100MPa，许用挤压应力[σp]=200MPa，试计算该键连接的许用载荷。3.某滑动轴承的直径D=120mm，宽度B=80mm，材料为青铜，许用压强p=8MPa，许用滑动速度v=3m/s，试计算该轴承的许用载荷。4.某滚动轴承的基本额定寿命L10h=10000h，可靠度为90%，试计算该轴承的实际寿命L10h。5.某齿轮传动的模数m=5mm，齿数z1=20，z2=80，材料为45钢，许用接触应力[σH]=600MPa，试计算该齿轮传动的许用扭矩。答案解析一、单选题1.B解析：零件的疲劳强度主要取决于其材料的疲劳极限，疲劳极限是材料抵抗疲劳破坏的能力，是决定零件疲劳强度的关键因素。2.A解析：当实际工作扭矩等于许用扭矩时，该轴的强度处于临界状态，但只要设计合理，仍可认为是一定安全的。3.B解析：平键连接的主要失效形式是挤压破坏，即键与键槽之间的接触面因应力过大而损坏。4.B解析：根据非液体润滑轴承的设计准则，p·v值应≤10MPa·m/s，以避免轴承过热。5.C解析：滚动轴承的预紧主要是为了增加轴承的旋转精度，通过预紧消除轴承的间隙，使轴承运转更加平稳。6.A解析：齿轮传动的齿面接触应力σH为对称循环应力，因为齿面接触应力在啮合过程中始终存在。7.C解析：减少零件的应力集中是提高零件疲劳强度的有效措施，应力集中是导致疲劳裂纹产生的的主要原因。8.B解析：螺栓连接的预紧力为[F]，当承受工作载荷[F]时，螺栓的实际受力仍为[F]，因为预紧力和工作载荷是叠加的。9.A解析：当可靠度为90%时，L10h>L10，因为可靠度越高，实际寿命越长。10.A解析：当实际工作转速n<ncr时，该轴的稳定性一定稳定，因为临界转速是轴失稳的最低转速。二、多选题1.A、B、C、D、E解析：影响滑动轴承润滑性能的因素包括轴承材料、润滑油粘度、轴承间隙、轴承转速和轴承载荷。2.A、C、D、E解析：提高零件疲劳强度的措施包括降低零件的表面粗糙度、减少零件的应力集中、提高零件的加工精度和选择合适的材料。3.A、C、E解析：滚动轴承的预紧方式包括弹簧预紧、轴承间隙调整和外力预紧。4.A、B、C、D解析：齿轮传动的失效形式包括齿面点蚀、齿面磨损、齿根断裂和齿面胶合。5.A、B、C、D、E解析：螺栓连接的设计中，需要考虑的因素包括螺栓的预紧力、螺栓的剪切强度、螺栓的拉伸强度、螺栓头与被连接件的接触面积和螺栓的疲劳强度。6.A、B、C、D、E解析：滑动轴承的润滑方式包括油润滑、气润滑、水润滑、固体润滑和油脂润滑。7.A、C、D、E解析：滚动轴承的失效形式包括疲劳点蚀、磨损、胶合和卡死。8.A、B、C、D、E解析：影响零件疲劳强度的因素包括材料的疲劳极限、零件的应力集中系数、零件的表面粗糙度、零件的尺寸效应和零件的载荷谱。9.A、B、C、D、E解析：齿轮传动的强度计算中，需要考虑的因素包括齿面接触强度、齿根弯曲强度、齿轮的模数、齿轮的齿数和齿轮的材料。10.A、B、C、D、E解析：滑动轴承的设计中，需要考虑的因素包括轴承的压强、轴承的滑动速度、轴承的润滑方式、轴承的材料和轴承的冷却方式。三、判断题1.×解析：零件的疲劳强度与其尺寸有关，尺寸越大，疲劳强度越高。2.√解析：平键连接的主要失效形式是挤压破坏。3.√解析：滚动轴承的预紧可以提高轴承的旋转精度。4.×解析：齿轮传动的齿面点蚀主要发生在齿面啮合区域，而不是齿根部位。5.×解析：螺栓连接的预紧力过大可能导致螺栓过载失效。6.√解析：滑动轴承的润滑性能主要取决于润滑油的粘度。7.×解析：滚动轴承的基本额定寿命L10与可靠度有关，可靠度越高，实际寿命越长。8.√解析：轴的临界转速与其刚度有关，刚度越大，临界转速越高。9.√解析：降低零件的表面粗糙度是提高零件疲劳强度的有效措施。10.√解析：滑动轴承的压强过大时，容易发生胶合失效。四、简答题1.简述影响滑动轴承润滑性能的主要因素及其作用。答：影响滑动轴承润滑性能的主要因素包括：-轴承材料：材料的热导率、耐磨性等影响润滑油的分布和散热。-润滑油粘度：粘度越高，润滑性能越好，但摩擦力也越大。-轴承间隙：间隙过小，润滑油易被挤出；间隙过大，润滑不良。-轴承转速：转速越高，润滑油流动越快，润滑性能越好。-轴承载荷：载荷越大，润滑油易被挤出，润滑性能越差。2.简述提高零件疲劳强度的主要措施及其原理。答：提高零件疲劳强度的主要措施包括：-降低零件的表面粗糙度：表面粗糙度越低，应力集中越小，疲劳强度越高。-减少零件的应力集中：通过设计避免尖角、缺口等应力集中部位。-提高零件的加工精度：加工精度越高，表面质量越好，疲劳强度越高。-选择合适的材料：材料的疲劳极限越高，疲劳强度越高。3.简述滚动轴承预紧的目的及其常用方法。答：滚动轴承预紧的目的包括：-提高轴承的旋转精度：消除轴承的间隙，使轴承运转更加平稳。-增加轴承的承载能力：预紧可以提高轴承的接触刚度。-延长轴承的使用寿命：预紧可以减少轴承的振动和噪声。常用方法包括弹簧预紧、轴承间隙调整和外力预紧。4.简述齿轮传动的主要失效形式及其预防措施。答：齿轮传动的主要失效形式包括：-齿面点蚀：齿面接触应力超过材料的疲劳极限。-齿面磨损：齿面因摩擦而逐渐磨损。-齿根断裂：齿根弯曲应力超过材料的强度极限。-齿面胶合：齿面因高温和摩擦而粘合。预防措施包括：-选择合适的材料：提高材料的疲劳强度和耐磨性。-合理设计：保证齿轮的强度和刚度。-正确润滑：保证齿轮的润滑良好。5.简述螺栓连接的主要失效形式及其预防措施。答：螺栓连接的主要失效形式包括：-螺栓的拉伸破坏：螺栓的拉伸应力超过材料的强度极限。-螺栓的剪切破坏：螺栓的剪切应力超过材料的剪切强度。-螺栓头与被连接件的挤压破坏：接触面因应力过大而损坏。预防措施包括：-选择合适的材料：提高材料的强度和韧性。-合理设计：保证螺栓的预紧力和工作载荷。-正确装配：保证螺栓的预紧力均匀。五、计算题1.某轴的直径d=50mm，材料为45钢，许用剪切应力[τ]=60MPa，试计算该轴的许用扭矩。解：许用扭矩[T]=πd³[τ]/16=π(50)³(60)/16=1178000N·mm=1178N·m2.某平键连接的键截面b×h=14mm×9mm，键长L=100mm，键的许用剪切应力[τ]=100MPa，许用挤压应力[σp]=200MPa，试计算该键连接的许用载荷。解：许用剪切力[Fτ]=bhl[τ]=14×9×100×100=1260000N=1260kN许用挤压力[Fσp]=bhL[σp]=14×9×100×200=2520000N=2520kN许用载荷取较小值，为1260kN。3.某滑动轴承的直径D=120mm，宽度B=80mm，材料为青铜，许用压强p=8MPa，许用滑动速度v=3m/s，试计算该轴承的许用载荷。解：许用载荷[F]=πD²Bp/4=π(120)²(80)(8)/4=2310200N=2310kN4.某滚动轴承的基本额定寿命L10h=10000h，可靠度为90%，试计算该轴承的实际寿命L10h。解：根据可靠度90%，查表得L10h/L10