机械设计工程师试题及答案

机械设计工程师试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1.以下哪种螺纹常用于连接？A.三角形螺纹B.矩形螺纹C.梯形螺纹D.锯齿形螺纹答案：A。三角形螺纹牙型角大，自锁性能好，主要用于连接；矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹主要用于传动。2.带传动中，带在带轮上的包角一般要求不小于（）。A.90°B.120°C.150°D.180°答案：B。包角越大，带与带轮间的摩擦力就越大，一般要求包角不小于120°。3.滚动轴承的基本额定寿命是指一批同规格的轴承，在相同条件下运转，其中（）的轴承发生疲劳点蚀前运转的总转数或工作小时数。A.1%B.5%C.10%D.50%答案：C。滚动轴承的基本额定寿命是指一批同规格的轴承，在相同条件下运转，其中10%的轴承发生疲劳点蚀前运转的总转数或工作小时数。4.齿轮传动中，为了减小动载荷，可采取的措施是（）。A.增大齿轮模数B.提高齿轮制造精度C.减小齿宽D.降低齿轮转速答案：B。提高齿轮制造精度可以减小齿轮的制造误差，从而减小动载荷；增大齿轮模数主要影响齿轮的承载能力；减小齿宽会使承载能力下降；降低齿轮转速会影响传动效率。5.轴的结构设计时，轴肩的主要作用是（）。A.便于轴的加工B.便于安装零件C.定位和固定零件D.提高轴的强度答案：C。轴肩可以对轴上的零件进行轴向定位和固定，保证零件在轴上的正确位置。6.滑动轴承中，润滑油的粘度随温度的升高而（）。A.升高B.降低C.不变D.先升高后降低答案：B。润滑油的粘度随温度的升高而降低，温度降低时粘度升高。7.联轴器和离合器的主要区别是（）。A.联轴器只能在停机时离合，离合器可在运转时离合B.联轴器可在运转时离合，离合器只能在停机时离合C.联轴器和离合器都只能在停机时离合D.联轴器和离合器都可在运转时离合答案：A。联轴器用于将两轴连接在一起，只有在停机时才能进行拆卸和连接；离合器则可以在机器运转过程中实现两轴的接合和分离。8.在链传动中，链条的节数最好取（）。A.奇数B.偶数C.任意数D.质数答案：B。链条的节数最好取偶数，这样可以避免使用过渡链节，过渡链节的强度较低。9.对于受轴向变载荷的紧螺栓连接，在平均拉力不变的情况下，增加螺栓的刚度，则螺栓的应力幅（）。A.增大B.减小C.不变D.可能增大也可能减小答案：A。根据紧螺栓连接的受力分析，在平均拉力不变的情况下，增加螺栓的刚度，会使螺栓的应力幅增大。10.设计蜗杆传动时，为了提高传动效率，应选择（）的蜗杆头数。A.较少B.较多C.适中D.任意答案：B。蜗杆头数越多，传动效率越高，但蜗杆头数过多会使蜗杆的加工难度增加。二、填空题（每题2分，共20分）1.机械零件的失效形式主要有______、______、______等。答案：断裂、磨损、变形。2.螺纹连接的防松方法可分为______防松、______防松和______防松。答案：摩擦防松、机械防松、永久防松。3.带传动的主要失效形式是______和______。答案：打滑、疲劳破坏。4.滚动轴承按承受载荷的方向可分为______轴承、______轴承和______轴承。答案：向心轴承、推力轴承、向心推力轴承。5.齿轮传动的主要失效形式有______、______、______、______和______等。答案：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形。6.轴按所受载荷的不同可分为______、______和______。答案：心轴、传动轴、转轴。7.滑动轴承的润滑方式有______、______和______等。答案：油润滑、脂润滑、固体润滑。8.联轴器可分为______联轴器和______联轴器两大类。答案：刚性联轴器、挠性联轴器。9.链传动的运动特性是______和______。答案：多边形效应、动载荷。10.蜗杆传动的主要失效形式有______、______和______等。答案：齿面胶合、齿面磨损、轮齿折断。三、简答题（每题10分，共30分）1.简述螺纹连接预紧的目的和方法。答：预紧的目的：预紧可以提高连接的可靠性、紧密性和防松能力，防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对滑移。预紧的方法：（1）使用普通扳手、风动扳手、电动扳手等工具拧紧螺母，通过控制拧紧力矩来实现预紧。（2）利用测量螺栓伸长量的方法来控制预紧力，先计算出达到所需预紧力时螺栓的伸长量，然后在拧紧过程中测量螺栓的伸长，达到规定伸长量时停止拧紧。（3）采用液压拉伸器，通过液压系统对螺栓施加拉力，使螺栓达到所需的预紧力。2.简述齿轮传动的设计准则。答：齿轮传动的设计准则主要根据齿轮的失效形式来确定：（1）对于闭式软齿面（硬度≤350HBS）齿轮传动，主要失效形式是齿面点蚀，设计准则是按齿面接触疲劳强度设计，按齿根弯曲疲劳强度校核。（2）对于闭式硬齿面（硬度＞350HBS）齿轮传动，主要失效形式是齿根折断，设计准则是按齿根弯曲疲劳强度设计，按齿面接触疲劳强度校核。（3）对于开式齿轮传动，主要失效形式是齿面磨损和齿根折断，一般按齿根弯曲疲劳强度设计，考虑磨损的影响，适当增大模数。3.简述滚动轴承的选择步骤。答：滚动轴承的选择步骤如下：（1）根据工作条件和使用要求，确定轴承的类型。考虑载荷的大小、方向、性质，转速的高低，对调心性能的要求等因素。例如，承受径向载荷为主时可选向心轴承；承受轴向载荷为主时可选推力轴承；同时承受径向和轴向载荷时可选向心推力轴承。（2）确定轴承的尺寸。根据轴承所受的载荷和转速，计算轴承的当量动载荷，然后根据轴承的寿命计算公式，确定轴承的基本额定动载荷，从轴承产品样本中选择合适的轴承型号。（3）进行轴承的验算。验算轴承的寿命是否满足要求，对于高速轴承还需验算极限转速；对于承受轴向载荷较大的轴承，还需验算静强度。（4）考虑其他因素。如轴承的安装、拆卸、润滑、密封等问题，确保轴承能够正常工作。四、计算题（每题15分，共30分）1.已知一紧螺栓连接，螺栓的许用拉应力[σ]=120MPa，所受轴向工作载荷F=8000N，残余预紧力F′=1.5F，试计算该螺栓的小径d1。解：（1）计算螺栓所受的总拉力F0F0=F′+F已知F′=1.5F，F=8000N则F0=1.5×8000+8000=20000N（2）根据紧螺栓连接的强度条件公式σ可得≥将F0=20000N，[σ]=120MPa代入上式≥≥≥≥根据标准螺纹尺寸，选取d1=17.294mm（M20螺栓的小径）。2.一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知模数m=4mm，齿数z1=20，z2=40，中心距a=120mm，试计算：（1）齿轮的分度圆直径