2026年机械设计基础模拟考试试题

2026年机械设计基础模拟考试试题一、单选题（共10题，每题2分，合计20分）注：每题只有一个正确答案。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.零件的尺寸2.在轴类零件的键连接设计中，平键连接的主要失效形式是（）。A.键的磨损B.键的断裂C.轴的挤压D.轴的疲劳3.一对直齿圆柱齿轮的啮合传动，其齿数分别为20和40，则传动比i为（）。A.1:2B.2:1C.1:1D.3:14.在滚动轴承的选型中，主要考虑的因素不包括（）。A.轴承的载荷类型B.轴承的转速C.轴承的安装空间D.轴承的制造精度5.一对斜齿圆柱齿轮的螺旋角为10°，则其当量齿数为（）。A.20B.40C.22.9D.38.56.在机械设计中，提高零件疲劳强度的有效措施是（）。A.增大零件的应力集中系数B.减小零件的应力集中系数C.降低零件的表面粗糙度D.增大零件的尺寸7.一对圆锥齿轮的节锥角分别为20°和70°，则其传动比i为（）。A.1:2B.2:1C.1:3D.3:18.在轴的强度计算中，当轴受弯曲和扭转联合作用时，其强度条件为（）。A.σ≤[σ]B.τ≤[τ]C.σ≤[σ]且τ≤[τ]D.στ≤[στ]9.一对蜗杆蜗轮的传动比i为40，则其传动效率η约为（）。A.20%B.30%C.50%D.70%10.在机械设计中，提高零件耐磨性的有效措施是（）。A.增大零件的接触应力B.降低零件的接触应力C.增大零件的表面粗糙度D.降低零件的表面硬度二、多选题（共5题，每题3分，合计15分）注：每题有多个正确答案，漏选、错选均不得分。1.在机械设计中，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E.零件的工作环境2.一对斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件包括（）。A.模数相等B.压力角相等C.螺旋角相等D.螺旋角互为相反数E.齿宽相等3.在滚动轴承的选型中，需要考虑的因素包括（）。A.轴承的载荷类型B.轴承的转速C.轴承的安装空间D.轴承的精度等级E.轴承的寿命要求4.一对圆锥齿轮的正确啮合条件包括（）。A.节锥角之和为90°B.模数相等C.压力角相等D.齿宽相等E.节锥角之和为180°5.在机械设计中，提高零件耐磨性的有效措施包括（）。A.提高零件的表面硬度B.降低零件的表面粗糙度C.增大零件的接触应力D.使用润滑剂E.改善零件的表面形貌三、判断题（共10题，每题1分，合计10分）注：每题判断正确得1分，错误得0分。1.零件的疲劳强度与其材料的疲劳极限成正比。（√）2.键连接的主要失效形式是键的断裂。（×）3.一对直齿圆柱齿轮的传动比与其齿数成反比。（√）4.滚动轴承的寿命与其载荷大小成正比。（×）5.一对斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是其螺旋角相等。（×）6.提高零件的表面粗糙度可以提高其疲劳强度。（×）7.一对圆锥齿轮的传动比与其节锥角成反比。（√）8.轴的强度计算中，当轴受弯曲和扭转联合作用时，其强度条件为σ≤[σ]且τ≤[τ]。（√）9.蜗杆蜗轮的传动效率与其传动比成正比。（×）10.提高零件的表面硬度可以提高其耐磨性。（√）四、简答题（共5题，每题5分，合计25分）注：要求简明扼要，突出重点。1.简述影响零件疲劳强度的因素。答：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、零件的尺寸和零件的工作环境。2.简述平键连接的主要失效形式及其预防措施。答：平键连接的主要失效形式是键的断裂，预防措施包括合理选择键的尺寸、提高键的强度、改善键的安装工艺等。3.简述一对斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件。答：一对斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件包括模数相等、压力角相等、螺旋角相等且互为相反数、齿宽相等。4.简述滚动轴承的选型需要考虑的因素。答：滚动轴承的选型需要考虑的因素包括轴承的载荷类型、轴承的转速、轴承的安装空间、轴承的精度等级和轴承的寿命要求。5.简述提高零件耐磨性的有效措施。答：提高零件耐磨性的有效措施包括提高零件的表面硬度、降低零件的表面粗糙度、使用润滑剂、改善零件的表面形貌等。五、计算题（共5题，每题10分，合计50分）注：要求步骤完整，结果准确。1.一根直径为30mm的轴，受弯曲载荷Fb=5kN，扭转载荷Fx=2kN，材料的许用应力[σ]=160MPa，许用切应力[τ]=80MPa。试校核该轴的强度。解：（1）计算弯曲应力σ：σ=Fb/A=5×10^3N/(π×(30/2)^2mm^2)=55.7MPa（2）计算切应力τ：τ=Fx/Wp=2×10^3N/(π×(30/2)^3mm^3)=27.7MPa（3）校核强度：σ≤[σ]且τ≤[τ]55.7MPa≤160MPa，27.7MPa≤80MPa结论：该轴满足强度要求。2.一对直齿圆柱齿轮，齿数分别为20和40，模数m=2mm，压力角α=20°。试计算该对齿轮的传动比和中心距。解：（1）计算传动比i：i=z2/z1=40/20=2（2）计算中心距a：a=m(z1+z2)/2=2(20+40)/2=60mm3.一对斜齿圆柱齿轮，模数m=3mm，压力角α=20°，螺旋角β=15°，齿数分别为20和40。试计算该对齿轮的当量齿数和传动比。解：（1）计算当量齿数zv：zv1=z1/cos^3β=20/cos^3(15°)≈21.5zv2=z2/cos^3β=40/cos^3(15°)≈43（2）计算传动比i：i=z2/z1=40/20=24.一对圆锥齿轮，节锥角分别为20°和70°，齿数分别为20和40。试计算该对齿轮的传动比和中心距。解：（1）计算传动比i：i=z2/z1=40/20=2（2）计算中心距a：a=(z1+z2)m/2sin(δ1)sin(δ2)=(20+40)2mm/(2sin(20°)sin(70°))≈60mm5.一对蜗杆蜗轮，传动比i=40，模数m=4mm，压力角α=20°，蜗杆头数z1=2。试计算该对蜗轮蜗杆的传动效率和蜗轮齿数z2。解：（1）计算蜗轮齿数z2：i=z2/z1⇒z2=iz1=402=80（2）计算传动效率η：η=(z1/(z1+z2))tan(α)/tan(αm)≈(2/(2+80))tan(20°)/tan(18.4°)≈0.50.364/0.324≈0.5625（约56.25%）答案与解析一、单选题答案1.B2.B3.B4.D5.C6.B7.B8.C9.C10.B二、多选题答案1.ABCDE2.ABDE3.ABCD4.ABCD5.ABDE三、判断题答案1.√2.×3.√4.×5.×6.×7.√8.√9.×10.√四、简答题解析1.疲劳强度的影响因素：材料的疲劳极限（基础决定因素）、应力集中系数（几何形状变化导致应力集中）、表面粗糙度（表面缺陷易引发裂纹）、尺寸效应（尺寸越大，疲劳极限越低）、工作环境（腐蚀、温度变化等加速疲劳）。2.平键连接失效与预防：失效形式主要是键的断裂（过载或材料不足），预防措施包括合理选择键的尺寸（依据载荷计算）、提高键的强度（采用高强度材料或热处理）、改善安装工艺（避免冲击、保证配合精度）。3.斜齿轮正确啮合条件：模数m、压力角α必须相等；螺旋角β大小相等且方向相反（外啮合），内啮合时方向相同；齿宽b需匹配。4.滚动轴承选型因素：载荷类型（径向/轴向）、转速（高速需球轴承）、安装空间（尺寸限制）、精度等级（应用场景决定）、寿命要求（寿命计算选择）。5.提高耐磨性措施：表面硬化（渗碳、淬火）、降低粗糙度（抛光、超精加工）、润滑（选择合适润滑剂）、表面处理（镀层、喷涂）。五、计算题解析1.强度校核：弯曲应力55.7MPa<160MPa