2026年机械工程师认证机械设计基础与原理题库

2026年机械工程师认证：机械设计基础与原理题库一、单选题（共10题，每题2分）1.在机械设计中，用于传递动力和运动的机构，其主要功能是（）。A.减速增扭B.增速减扭C.变向传动D.调节速度2.在齿轮传动中，若主动轮齿数为20，从动轮齿数为40，则传动比i为（）。A.2B.0.5C.1D.0.253.轴承的基本额定寿命是指（）。A.轴承在额定载荷下的使用寿命B.轴承在疲劳失效前的总转数C.轴承的初始磨损量D.轴承的极限转速4.在机械设计中，应力集中的主要原因是（）。A.材料不均匀B.过盈配合C.键槽或孔洞D.温度变化5.滚动轴承的预紧主要是为了（）。A.提高轴承刚度B.减少轴承摩擦C.增加轴承寿命D.降低轴承成本6.在轴的强度计算中，许用应力通常取（）。A.极限应力的一半B.极限应力除以安全系数C.屈服应力的一半D.屈服应力除以安全系数7.机械设计中，用于连接两轴并传递扭矩的联轴器，其常用类型包括（）。A.齿轮联轴器B.万向联轴器C.滑动联轴器D.以上都是8.在机械设计中，材料的疲劳极限通常（）。A.大于材料的屈服极限B.小于材料的屈服极限C.等于材料的抗压强度D.与材料的硬度无关9.机械设计中，V带传动的传动比计算公式为（）。A.i=n1/n2B.i=d2/d1C.i=(d2-d1)/(d2+d1)D.i=πd1/d210.在机械设计中，机构自由度的计算公式为（）。A.F=3n-2pL-pHB.F=2n-2pL-pHC.F=n-2pL-pHD.F=3n-4pL-pH二、多选题（共5题，每题3分）1.机械设计中，常见的轴系零件包括（）。A.轴B.轴承C.键D.联轴器E.密封件2.齿轮传动的失效形式主要包括（）。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3.机械设计中，影响轴承寿命的因素包括（）。A.轴承的转速B.轴承的载荷C.轴承的润滑条件D.轴承的材料E.轴承的安装方式4.在机械设计中，应力集中的地方通常包括（）。A.键槽B.螺纹孔C.过盈配合区域D.键连接处E.轴肩过渡处5.机械设计中，常见的机械传动方式包括（）。A.齿轮传动B.带传动C.链传动D.液压传动E.气压传动三、判断题（共10题，每题1分）1.机械设计中，所有轴都需要进行强度校核。（）2.螺纹连接的预紧力越大，连接强度越高。（）3.滚动轴承的预紧可以提高轴承的刚度和寿命。（）4.齿轮传动的传动比与齿轮的模数有关。（）5.机械设计中，V带传动的传动效率高于齿轮传动。（）6.轴的刚度计算主要考虑弯曲变形。（）7.机械设计中，所有材料都有疲劳极限。（）8.联轴器主要用于连接两轴并传递扭矩。（）9.机械设计中，应力集中的地方通常是疲劳失效的起源。（）10.齿轮传动的中心距调整会影响传动比。（）四、简答题（共5题，每题4分）1.简述机械设计中应力集中的概念及其危害。2.简述机械设计中，滚动轴承预紧的作用。3.简述机械设计中，轴的强度计算的基本步骤。4.简述机械设计中，齿轮传动的失效形式及其预防措施。5.简述机械设计中，联轴器的类型及其应用场合。五、计算题（共5题，每题6分）1.某轴传递功率P=10kW，转速n=300r/min，材料许用应力σ=160MPa，轴的直径d=40mm，试校核该轴的强度。2.某齿轮传动中，主动轮齿数Z1=20，从动轮齿数Z2=40，模数m=2mm，主动轮转速n1=600r/min，试计算从动轮转速n2及传动比i。3.某滚动轴承的基本额定寿命L10h=10000h，载荷系数fP=1.2，试计算当实际载荷为额定载荷的1.5倍时的额定寿命。4.某V带传动中，主动轮直径d1=200mm，从动轮直径d2=400mm，主动轮转速n1=1000r/min，试计算从动轮转速n2及传动比i。5.某轴系采用齿轮联轴器连接，传递扭矩T=200N·m，联轴器材料许用应力σ=100MPa，试选择合适的联轴器型号。答案与解析一、单选题1.A（减速增扭是齿轮传动的主要功能）2.A（传动比i=Z2/Z1=40/20=2）3.B（轴承的基本额定寿命是指疲劳失效前的总转数）4.C（键槽或孔洞是应力集中的主要来源）5.A（预紧可以提高轴承刚度）6.D（许用应力=屈服应力/安全系数）7.D（以上都是常用联轴器类型）8.A（疲劳极限通常大于屈服极限）9.B（V带传动比i=d2/d1）10.A（机构自由度F=3n-2pL-pH）二、多选题1.ABCDE（轴、轴承、键、联轴器、密封件都是轴系零件）2.ABCD（齿面磨损、点蚀、断裂、胶合是齿轮传动的主要失效形式）3.ABCDE（转速、载荷、润滑条件、材料、安装方式都会影响轴承寿命）4.ABCDE（键槽、螺纹孔、过盈配合、键连接、轴肩过渡处都是应力集中点）5.ABC（齿轮传动、带传动、链传动是常见的机械传动方式）三、判断题1.×（仅重要轴需校核强度）2.√（预紧力越大，连接强度越高）3.√（预紧可提高刚度和寿命）4.×（传动比与模数无关，与齿数有关）5.×（V带传动效率低于齿轮传动）6.√（刚度主要考虑弯曲变形）7.√（所有材料都有疲劳极限）8.√（联轴器用于连接两轴传递扭矩）9.√（应力集中处是疲劳失效起源）10.×（中心距调整不改变传动比，但影响啮合）四、简答题1.应力集中的概念及其危害：应力集中是指材料在受力时，由于几何形状突变（如孔洞、键槽）导致局部应力远大于名义应力的现象。危害包括：易引发疲劳裂纹、降低零件寿命、可能导致断裂。2.滚动轴承预紧的作用：预紧可消除轴承内部间隙，提高轴承刚度和旋转精度，延长轴承寿命，减少振动和噪音。3.轴的强度计算步骤：①确定轴的材料和许用应力；②绘制轴的受力图；③计算轴的弯矩和扭矩；④进行强度校核（σ≤[σ]）；⑤必要时进行刚度校核（φ≤[φ]）。4.齿轮传动的失效形式及其预防措施：失效形式包括齿面磨损、点蚀、断裂、胶合。预防措施：选择合适材料、提高齿面硬度、润滑良好、避免过载。5.联轴器的类型及其应用：类型包括齿轮联轴器（刚性高）、万向联轴器（角度变化）、滑动联轴器（补偿位移）。应用场合：齿轮联轴器用于刚性连接；万向联轴器用于角度变化；滑动联轴器用于补偿位移。五、计算题1.轴强度校核：强度公式：σ=T/(Wp)=(16T/πd³)扭矩T=9550P/n=9550×10/300=318.3N·m抗扭截面系数Wp=πd³/16=π×40³/16≈1256.6mm³σ=318.3×10³/(1256.6)≈253.8MPa<160MPa，安全。2.齿轮传动计算：传动比i=Z2/Z1=40/20=2n2=n1/i=600/2=300r/min。3.滚动轴承寿命计算：L10h'=L10h/(fP)³=10000/