2026年机械设计基础与原理练习题库

2026年机械设计基础与原理练习题库一、单选题（每题2分，共20题）1.在机械设计中，下列哪项不是影响零件疲劳强度的主要因素？A.材料的疲劳极限B.应力集中系数C.表面粗糙度D.零件尺寸效应2.某轴的直径为20mm，转速为1500r/min，传递功率为5kW，若材料的许用切应力为60MPa，则该轴的强度是否满足要求？A.满足，τ=31.8MPaB.不满足，τ=45.5MPaC.满足，τ=25.5MPaD.不满足，τ=55.2MPa3.在滚动轴承的组合设计中，为了提高轴承的轴向承载能力，通常采用哪种结构？A.单列向心轴承B.单列圆锥滚子轴承C.双列向心球轴承D.滚针轴承4.某减速器的输入转速为1000r/min，输出转速为100r/min，若采用两级圆柱齿轮减速器，则两级传动比分配合理的是？A.i₁=2.5，i₂=4B.i₁=3，i₂=3.33C.i₁=4，i₂=2.5D.i₁=2，i₂=55.在机械振动中，阻尼的主要作用是？A.增大系统的固有频率B.减小系统的共振幅度C.提高系统的稳定性D.增加系统的能量损耗6.某V带传动，中心距为800mm，小带轮直径为100mm，大带轮直径为250mm，若V带速度为10m/s，则传动比是多少？A.2.5B.1.67C.3D.1.257.在滑动轴承设计中，为了减少摩擦，通常采用哪种润滑方式？A.油浴润滑B.油环润滑C.喷油润滑D.液体动压润滑8.某轴的许用弯曲应力为80MPa，直径为30mm，若承受弯曲力F=2000N，则该轴的弯曲强度是否满足要求？A.满足，σ=83.8MPaB.不满足，σ=96.7MPaC.满足，σ=68.2MPaD.不满足，σ=75.2MPa9.在机械设计中，下列哪项不是影响零件刚度的因素？A.材料的弹性模量B.零件的几何形状C.零件的表面粗糙度D.零件的载荷分布10.某键连接，键的截面尺寸为6×14mm，传递扭矩T=500N·m，若键材料的许用剪切应力为100MPa，则该键连接的强度是否满足要求？A.满足，τ=87.5MPaB.不满足，τ=112.5MPaC.满足，τ=75.2MPaD.不满足，τ=98.6MPa二、多选题（每题3分，共10题）1.影响机械零件疲劳寿命的因素包括？A.材料的疲劳极限B.应力集中系数C.表面粗糙度D.环境温度E.零件尺寸效应2.滚动轴承预紧的主要目的是？A.提高轴承的旋转精度B.增大轴承的轴向承载能力C.减少轴承的摩擦力D.增长轴承的使用寿命E.提高轴承的刚度3.齿轮传动的失效形式包括？A.齿面磨损B.齿面点蚀C.齿根断裂D.齿面胶合E.齿轮变形4.机械振动的类型包括？A.自由振动B.受迫振动C.阻尼振动D.共振E.强迫振动5.V带传动的优点包括？A.传动平稳B.结构简单C.成本低D.传动效率高E.过载保护6.滑动轴承的优点包括？A.润滑方便B.传动效率高C.结构简单D.对对中要求不高E.承载能力强7.影响轴强度的主要因素包括？A.材料的许用应力B.轴的直径C.轴的几何形状D.轴的载荷分布E.轴的热处理工艺8.键连接的类型包括？A.平键连接B.半圆键连接C.楔键连接D.花键连接E.螺纹连接9.机械设计的标准化要求包括？A.尺寸标准化B.结构标准化C.材料标准化D.工艺标准化E.检验标准化10.影响机械零件可靠性的因素包括？A.材料的性能B.设计的合理性C.制造的精度D.使用条件E.维护保养三、判断题（每题1分，共10题）1.在机械设计中，材料的强度越高，其刚度也越高。（×）2.滚动轴承的预紧可以提高轴承的旋转精度。（√）3.齿轮传动的传动比与齿轮的直径成反比。（√）4.V带传动比平带传动效率更高。（×）5.滑动轴承的摩擦系数通常比滚动轴承高。（√）6.轴的强度计算通常包括弯曲强度和扭转强度。（√）7.键连接的强度主要取决于键的截面尺寸。（√）8.机械设计的标准化可以提高产品的互换性。（√）9.机械振动的阻尼越大，系统的稳定性越好。（×）10.零件的可靠性是指零件在规定时间内不发生失效的概率。（√）四、简答题（每题5分，共5题）1.简述影响机械零件疲劳强度的因素及其改善措施。2.简述滚动轴承预紧的原理及其作用。3.简述齿轮传动的失效形式及其预防措施。4.简述V带传动的优缺点及其适用场合。5.简述滑动轴承的优缺点及其适用场合。五、计算题（每题10分，共5题）1.某轴直径为40mm，转速为1200r/min，传递功率为10kW，材料的许用切应力为60MPa，试校核该轴的强度。2.某减速器的输入转速为1500r/min，输出转速为300r/min，采用两级圆柱齿轮减速器，若两级传动比分配为i₁=3，i₂=2，试计算该减速器的总传动比。3.某V带传动，中心距为1000mm，小带轮直径为200mm，大带轮直径为400mm，V带速度为15m/s，若V带传递功率为15kW，试计算该传动系统的效率。4.某滑动轴承，轴径为50mm，宽度为50mm，材料为青铜，润滑油的粘度为50mm²/s，试计算该轴承的动压油膜承载力。5.某轴承受弯曲力F=5000N，力臂L=200mm，轴的直径为30mm，材料的许用弯曲应力为80MPa，试校核该轴的弯曲强度。答案与解析一、单选题1.D材料的疲劳极限、应力集中系数和表面粗糙度都会影响零件的疲劳强度，而零件尺寸效应主要影响疲劳极限，不是直接影响因素。2.A轴的扭矩T=9550×P/n=9550×5/1500=31.8N·m，轴的直径d=20mm，抗扭截面系数Wp=πd³/16≈98.2mm³，切应力τ=T/Wp≈31.8MPa，小于许用切应力60MPa，满足要求。3.B单列圆锥滚子轴承具有较大的轴向承载能力，适合承受双向轴向力。4.B总传动比i=i₁i₂=3×3.33=9.99，接近10，分配合理。5.B阻尼的主要作用是减小系统的共振幅度，提高系统的稳定性。6.A传动比i=d₂/d₁=250/100=2.5。7.D液体动压润滑可以形成压力油膜，减少摩擦，适用于高速、重载场合。8.A弯曲应力σ=F×L/(Wz)=5000×200/(π×30²/32)≈83.8MPa，小于许用弯曲应力80MPa，满足要求。9.C材料的弹性模量、几何形状和载荷分布都会影响零件的刚度，表面粗糙度主要影响摩擦和疲劳强度。10.A键的剪切力Fb=τ×A=100×6×14=8400N，扭矩T=Fr×L=8400×7=58800N·mm=58.8N·m，小于实际扭矩500N·m，满足要求。二、多选题1.A、B、C、D、E材料的疲劳极限、应力集中系数、表面粗糙度、环境温度和尺寸效应都会影响零件的疲劳寿命。2.A、B、D、E预紧可以提高轴承的旋转精度、轴向承载能力、刚度和使用寿命。3.A、B、C、D齿轮传动的失效形式包括磨损、点蚀、断裂和胶合。4.A、B、C、D机械振动类型包括自由振动、受迫振动、阻尼振动和共振。5.A、B、CV带传动的优点是传动平稳、结构简单、成本低。6.A、C、D、E滑动轴承的优点是润滑方便、结构简单、对对中要求不高、承载能力强。7.A、B、C、D影响轴强度的主要因素包括材料的许用应力、直径、几何形状和载荷分布。8.A、B、C、D键连接的类型包括平键、半圆键、楔键和花键。9.A、B、C、D、E机械设计的标准化要求包括尺寸、结构、材料、工艺和检验的标准化。10.A、B、C、D、E影响机械零件可靠性的因素包括材料性能、设计合理性、制造精度、使用条件和维护保养。三、判断题1.×强度和刚度是不同的概念，强度与材料的抗力有关，刚度与材料的弹性模量有关。2.√预紧可以消除轴承的间隙，提高旋转精度。3.√传动比i=d₂/d₁，与齿轮直径成反比。4.×V带传动的效率低于平带传动。5.√滑动轴承的摩擦系数通常比滚动轴承高。6.√轴的强度计算通常包括弯曲强度和扭转强度。7.√键连接的强度主要取决于键的截面尺寸。8.√标准化可以提高产品的互换性。9.×阻尼过大会消耗能量，降低系统的稳定性。10.√可靠性是指零件在规定时间内不发生失效的概率。四、简答题1.影响机械零件疲劳强度的因素及其改善措施-因素：材料的疲劳极限、应力集中系数、表面粗糙度、环境温度、尺寸效应。-措施：选用高强度材料、减少应力集中（如圆角过渡）、提高表面光洁度、采用表面处理（如喷丸）、控制工作温度、减小零件尺寸。2.滚动轴承预紧的原理及其作用-原理：通过外力使轴承内外圈相对移动，消除间隙并产生预紧力。-作用：提高轴承的旋转精度、刚度和使用寿命。3.齿轮传动的失效形式及其预防措施-失效形式：磨损、点蚀、断裂、胶合。-预防措施：选用耐磨材料、提高齿面硬度、润滑、控制载荷、合理设计齿轮参数。4.V带传动的优缺点及其适用场合-优点：传动平稳、结构简单、成本低。-缺点：效率较低、易打滑。-适用场合：中低速、中小功率传动。5.滑动轴承的优缺点及其适用场合-优点：润滑方便、效率高、承载能力强。-缺点：摩擦系数较大、对对中要求高。-适用场合：高速、重载、对中要求不高的场合。五、计算题1.轴的强度校核轴的扭矩T=9550×P/n=9550×10/1200≈79.58N·m，轴的直径d=40mm，抗扭截面系数Wp=πd³/16≈1257mm³，切应力τ=T/Wp≈63.2MPa，小于许用切应力60MPa，满足要求。2.减速器传动比计算总传动比i=i₁i₂=3×2=6。3.V带传动效率计算效率η=(P₂/P₁)