大学一年级机械设计基础课程技能考核试题及答案

大学一年级机械设计基础课程技能考核试题及答案考试时长：120分钟满分：100分班级：__________姓名：__________学号：__________得分：__________一、单选题（总共10题，每题2分，总分20分）1.在机械设计中，用于连接两轴并传递扭矩的元件称为（）A.键B.螺栓C.齿轮D.联轴器2.材料的强度极限σb与屈服极限σs之比（σb/σs）通常用于衡量材料的（）A.塑性B.硬度C.韧性D.强度3.在轴的结构设计中，为了便于安装和拆卸，轴端通常采用（）倒角A.45°B.30°C.60°D.90°4.螺纹连接中，用于提高连接强度和防松性能的装置是（）A.螺母B.垫圈C.弹簧垫圈D.螺栓头5.在齿轮传动中，若两齿轮的模数m和压力角α相同，则其齿形（）A.完全相同B.仅齿数不同时相同C.与齿宽有关D.与材料有关6.滚动轴承的基本额定寿命L10表示（）A.轴承在额定载荷下能运转的寿命B.轴承在额定转速下能运转的寿命C.轴承在额定温度下能运转的寿命D.轴承在极限转速下能运转的寿命7.在机械设计中，用于承受拉力的连接件是（）A.螺栓B.键C.销钉D.螺母8.齿轮传动的中心距a与模数m和齿数z的关系为（）A.a＝m×zB.a＝m×z/2C.a＝2×m×zD.a＝m/z9.在轴的强度计算中，弯矩M和扭矩T的合成应力计算公式为（）A.σ＝√(M²＋T²)/WB.σ＝(M＋T)/WC.σ＝M/WD.σ＝T/W10.机械设计中常用的材料牌号45钢，其“45”表示（）A.碳含量为0.45%B.硬度为45HRCC.屈服强度为45MPaD.抗拉强度为45MPa二、填空题（总共10题，每题2分，总分20分）1.机械设计的基本要求包括______、______和______。2.螺纹的牙型角常见的有______和______两种。3.齿轮传动的传动比i与主动轮齿数z1和从动轮齿数z2的关系为______。4.滚动轴承的寿命计算公式______中，L10h表示______。5.轴的强度计算中，剪应力τ的计算公式为______。6.键连接中，平键的截面形状为______。7.齿轮传动的齿形角α通常取______或______。8.联轴器主要用于______和______。9.材料的许用应力[σ]通常取______与安全系数S的比值。10.机械设计中常用的热处理方法有______、______和______。三、判断题（总共10题，每题2分，总分20分）1.螺栓连接中，预紧力越大，连接强度越高。（）2.齿轮传动的中心距与模数成正比。（）3.滚动轴承的基本额定寿命L10与载荷P的关系为P越高，L10越长。（）4.轴的强度计算中，弯矩和扭矩的合成应力采用叠加法计算。（）5.键连接中，平键适用于传递扭矩和轴向力。（）6.齿轮传动的齿形角越大，传动效率越高。（）7.联轴器主要用于连接两轴并传递扭矩。（）8.材料的屈服极限σs通常小于强度极限σb。（）9.机械设计中常用的热处理方法有淬火、回火和退火。（）10.轴的刚度计算中，挠度与载荷成正比。（）四、简答题（总共3题，每题4分，总分12分）1.简述螺栓连接的基本类型及其特点。2.解释齿轮传动中模数的意义及其作用。3.简述滚动轴承的基本结构及其工作原理。五、应用题（总共2题，每题9分，总分18分）1.某轴传递扭矩T＝500N·m，轴的直径d＝50mm，材料为45钢，σb＝600MPa，σs＝360MPa，安全系数S＝2。试计算该轴的强度是否满足要求。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，压力角α＝20°。试计算该齿轮传动的中心距a及传动比i。【标准答案及解析】一、单选题1.D2.C3.A4.C5.A6.A7.A8.B9.A10.A解析：1.联轴器用于连接两轴并传递扭矩，故选D。5.模数和压力角相同的齿轮齿形完全相同，故选A。二、填空题1.可靠性、经济性、工艺性2.矩形、三角形3.i＝z2/z14.L10h＝(C/P)^3，基本额定寿命（小时）5.τ＝T/(0.2πd³)6.矩形7.20°、25°8.连接两轴、传递扭矩9.极限应力10.淬火、回火、退火解析：4.L10h表示基本额定寿命，公式中C为额定动载荷，P为当量动载荷。三、判断题1.√2.×3.×4.√5.×6.×7.√8.√9.√10.√解析：2.中心距与模数无关，与齿数有关。四、简答题1.螺栓连接的基本类型有普通螺栓连接、铰制孔螺栓连接和螺钉连接。普通螺栓连接适用于被连接件厚度较大、需经常拆卸的情况；铰制孔螺栓连接用于承受较大剪切力的情况；螺钉连接适用于被连接件厚度较小、无需拆卸的情况。2.模数是齿轮计算的基本参数，表示齿距与π的比值。模数越大，齿形越大，承载能力越强。模数的作用是确定齿轮的尺寸和强度。3.滚动轴承的基本结构包括内圈、外圈、滚动体和保持架。内圈与轴配合，外圈与座孔配合，滚动体在内圈和外圈之间滚动，保持架将滚动体均匀分布。工作原理是通过滚动体传递载荷，减少摩擦。五、应用题1.解：轴的许用应力[σ]＝σs/S＝360/2＝180MPa轴的截面模数W＝πd³/32＝π×50³/32≈2464mm³合成应力σ＝√(M²＋T²)/W，但题目未给出弯矩M，假设M＝0，则σ＝T/(0.2πd³)＝5