机械基础知识竞赛试题及答案

机械基础知识竞赛试题及答案一、单项选择题1.金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力称为（）。A.硬度B.强度C.塑性D.韧性2.在液压系统中，用于控制油液流动方向、压力和流量的元件是（）。A.动力元件B.执行元件C.控制元件D.辅助元件3.普通平键的工作面是（）。A.上、下两面B.左、右两侧面C.一侧面和一底面D.所有面4.一对标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是（）。A.模数相等，压力角相等B.模数相等，压力角不等C.模数不等，压力角相等D.模数不等，压力角不等5.下列联轴器中，能够补偿两轴较大角度位移的是（）。A.凸缘联轴器B.套筒联轴器C.万向联轴器D.齿式联轴器6.滚动轴承代号6208中，“08”表示轴承的（）。A.类型代号B.宽度系列代号C.直径系列代号D.内径尺寸（d=40mm）7.在带传动中，小带轮直径越小，则带绕过带轮时的弯曲应力（）。A.越小B.越大C.不变D.无法确定8.螺纹标记M24×2-5g6g-L中，“5g”表示（）。A.中径公差带代号B.顶径公差带代号C.旋合长度代号D.螺距代号9.下列热处理工艺中，能够显著提高钢件表面硬度，而心部仍保持良好韧性的方法是（）。A.退火B.正火C.淬火D.渗碳淬火10.在四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和，且以最短杆的邻边为机架，则构成（）。A.曲柄摇杆机构B.双曲柄机构C.双摇杆机构D.曲柄滑块机构11.用于测量孔径的量具中，精度较高且能直接读出尺寸的是（）。A.游标卡尺B.内径千分尺C.塞规D.内径百分表12.齿轮传动中，齿面点蚀通常首先出现在（）。A.齿顶附近B.齿根附近C.节线附近D.齿端附近13.下列密封形式中，属于静密封的是（）。A.毡圈密封B.唇形密封圈密封C.O形圈用于端面密封D.迷宫密封14.在绘制零件图时，对于轴、杆、型材等较长零件，沿长度方向形状一致或按一定规律变化时，可采用（）。A.局部放大图B.剖视图C.断裂画法D.简化画法15.液压泵的工作压力取决于（）。A.泵的额定压力B.泵的流量C.外负载D.泵的转速二、多项选择题1.下列属于机械制造中常用的毛坯成形方法的有（）。A.铸造B.锻造C.焊接D.冲压E.粉末冶金2.影响零件疲劳强度的主要因素包括（）。A.应力集中B.零件尺寸C.表面状态D.载荷频率E.环境温度3.滚动轴承的预紧目的是（）。A.增加轴承的刚度B.提高轴承的旋转精度C.减小工作时的振动和噪声D.增大轴承的承载能力E.延长轴承的使用寿命4.齿轮传动的主要优点有（）。A.传动比恒定B.传动效率高C.结构紧凑D.工作可靠，寿命长E.制造和安装精度要求低5.下列属于液压系统基本回路的有（）。A.方向控制回路B.压力控制回路C.速度控制回路D.顺序动作回路E.同步回路三、判断题1.公差是零件尺寸允许的变动量，公差值永远为正值。（）2.带传动中，打滑是由于过载引起的，是可以避免的；而弹性滑动是带传动的固有特性，是不可避免的。（）3.蜗杆传动具有自锁性，即只能由蜗杆带动蜗轮，反之则不能。（）4.调质处理就是淬火加高温回火，目的是获得良好的综合力学性能。（）5.液压系统中的压力损失绝大部分转变为热能，使系统温度升高。（）6.平键联接中，键的剖面尺寸（b×h）通常根据轴的直径按标准选取。（）7.滚动轴承的内圈与轴颈的配合采用基孔制，外圈与轴承座孔的配合采用基轴制。（）8.零件的表面粗糙度值Ra越小，表示表面越光滑，加工成本也越低。（）9.凸轮机构中，从动件的运动规律只取决于凸轮的轮廓形状。（）10.在拧紧螺栓组联接时，为使各螺栓受力均匀，应按照一定的顺序分次逐步拧紧。（）四、填空题1.机械图样中，比例是指图中________与其________相应要素的线性尺寸之比。2.钢按化学成分可分为________和________两大类。3.螺纹联接防松的根本问题在于防止螺纹副之间的________。常用的机械防松方法有________防松、________防松和串联钢丝防松等。4.滑动轴承中，轴瓦是直接与________接触的零件，其内孔表面常浇铸一层减摩材料，称为________。5.链传动中，为避免链条垂度过大引起啮合不良和振动，通常需要设置________或________。6.在液压传动中，液体单位面积上所受的法向力称为________，其国际单位是________。7.一个标准直齿圆柱齿轮，其齿数z=40，模数m=5mm，则其分度圆直径d=________mm，齿顶圆直径da=________mm。8.滚动轴承的基本额定寿命是指一批相同的轴承，在相同条件下运转，其中________的轴承不发生________破坏前的总转数或工作小时数。9.机构具有确定运动的条件是：机构的自由度数目必须________零，且等于机构的________数目。10.公差带是由________和________两个要素确定的，前者确定公差带位置，后者确定公差带大小。五、简答题1.简述带传动中，为什么需要张紧装置？常见的张紧方法有哪些？2.说明齿轮传动中，闭式传动与开式传动的主要区别及其应用场合。3.简述滚动轴承的失效形式主要有哪几种？其产生的主要原因是什么？4.什么是配合？配合分为哪三大类？请简述各类配合的特点。5.液压系统中，节流阀和调速阀都是用来调节流量的，它们的主要区别是什么？在什么情况下应选用调速阀？六、计算与综合题1.计算图示平面机构的自由度，并判断该机构是否具有确定的相对运动。（图中A、D为固定铰链，B、C为活动铰链，AB、BC、CD为杆件，AB杆为原动件）。（图示说明：一个铰链四杆机构ABCD，其中AD为机架，AB为原动件，AB、BC、CD长度分别标注为L1、L2、L3，AD为L4。此处为文字描述，实际应有简图）已知：活动构件数n=3，低副数PL=4，高副数PH=0。请根据自由度公式计算。2.一对标准直齿圆柱齿轮传动。已知：小齿轮齿数z1=24，大齿轮齿数z2=72，模数m=4mm，压力角α=20°，齿宽b=60mm，传递功率P=10kW，小齿轮转速n1=1450r/min。试求：(1)标准中心距a；(2)小齿轮分度圆直径d1、大齿轮分度圆直径d2；(3)小齿轮所受的转矩T1；(4)若忽略摩擦损失，求作用于大齿轮上的圆周力Ft2。3.某液压系统，液压泵的输出压力p=6.3MPa，输出流量Q=40L/min，泵的总效率η=0.85。电动机驱动，试计算：(1)液压泵的输出功率P_out（单位：kW）；(2)驱动该液压泵所需的电动机功率P_in（单位：kW）。（提示：注意单位换算，1L=1×10^{-3}m³，1MPa=1×10^6Pa，1W=1J/s=1N·m/s）答案与解析一、单项选择题1.B解析：强度是金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力。硬度是抵抗局部塑性变形的能力；塑性是产生永久变形而不破坏的能力；韧性是吸收塑性变形功和断裂功的能力。2.C解析：液压控制元件（如各种阀）用于控制油液的方向、压力和流量。3.B解析：普通平键靠键的侧面与键槽的侧面相互挤压来传递转矩，故其工作面是两侧面。4.A解析：一对齿轮要正确啮合，必须保证两轮的模数m和压力角α分别相等。5.C解析：万向联轴器允许两轴有较大的角位移。凸缘和套筒联轴器补偿能力差，齿式联轴器主要补偿径向和角度位移，但角度补偿量通常小于万向联轴器。6.D解析：滚动轴承基本代号右起第一、二位数字表示内径尺寸。内径代号00-03分别对应内径10,12,15,17mm；代号04及以上，内径=代号×5mm。08×5=40mm。7.B解析：带弯曲应力与带轮直径成反比，小轮直径越小，带弯曲越厉害，弯曲应力越大。8.A解析：螺纹公差带代号中，前者（5g）为中径公差带，后者（6g）为顶径（大径）公差带。9.D解析：渗碳淬火是表面化学热处理，使低碳钢件表面获得高碳马氏体组织，硬度高，耐磨，心部保持低碳马氏体或索氏体组织，韧性好。10.A解析：根据“杆长条件”和取不同杆为机架判断机构类型。满足杆长条件且以最短杆邻边为机架，为曲柄摇杆机构。11.B解析：内径千分尺是直接测量读数量具，精度高于游标卡尺。塞规是极限量规，只能判断合格与否。内径百分表是相对测量，需用标准环规校对。12.C解析：齿面点蚀是闭式软齿面齿轮的主要失效形式，由于接触应力在节线附近最大，且该处为单对齿啮合，润滑条件相对较差，故通常首先出现在节线附近的齿根表面。13.C解析：静密封指结合面间没有相对运动的密封。O形圈用于端面（如法兰面）密封时属于静密封。其他选项多用于旋转轴或往复运动轴的动密封。14.C解析：断裂画法（也称折断画法）用于长杆件、型材等，以节省图幅，使图面布局紧凑。15.C解析：液压泵输出油液的压力（工作压力）是由其驱动的负载所决定的，负载越大，工作压力越高，直至达到泵的额定压力。二、多项选择题1.ABCDE解析：所有选项均为常见的毛坯成形方法。2.ABC解析：应力集中、尺寸效应（尺寸越大，疲劳强度越低）、表面粗糙度及强化状态是影响零件本身疲劳强度的三大主要因素。载荷频率和环境温度在一定条件下有影响，但不是主要或普遍考虑的因素。3.ABC解析：预紧是通过在安装时给予轴承一定的轴向载荷，消除内部游隙，使滚动体与滚道预先接触变形。主要目的是提高刚度和旋转精度，减少振动。预紧不当可能降低承载能力和寿命。4.ABCD解析：齿轮传动优点包括A、B、C、D。其缺点是制造和安装精度要求高，成本高，不适用于远距离传动。故E错误。5.ABCDE解析：所有选项均为液压系统中常见的基本功能回路。三、判断题1.√解析：公差是允许尺寸的变动量，是一个没有符号的绝对值。2.√解析：打滑是过载引起的全面滑动，应避免。弹性滑动是由带的紧、松边拉力差引起的局部滑动，是带传动固有现象。3.√解析：当蜗杆导程角小于当量摩擦角时，蜗杆传动具有自锁性。4.√解析：调质处理（淬火+高温回火）得到回火索氏体组织，具有良好的强度、塑性和韧性配合。5.√解析：液压系统中的压力损失（沿程和局部损失）消耗的能量最终转化为热能。6.√解析：平键的剖面尺寸b×h根据轴的公称直径d从标准中查取。7.√解析：滚动轴承是标准件，内圈与轴配合采用基孔制（但内圈公差带在零线下方），外圈与孔配合采用基轴制（但外圈公差带在零线下方）。8.×解析：Ra值越小表面越光滑，但加工工艺越复杂，成本通常越高。9.√解析：在凸轮机构中，从动件的位移、速度、加速度规律完全由凸轮的轮廓曲线决定。10.√解析：对于螺栓组联接，为保障各螺栓受力均匀，防止被联接件变形，应采用对称、交叉或分步拧紧的顺序。四、填空题1.图形；实物2.碳素钢；合金钢3.相对转动；开口销与槽形螺母；止动垫片4.轴颈；轴承衬（或减摩层、巴氏合金层）5.张紧轮；调整中心距6.压力；帕斯卡（Pa）7.200；210（计算：d=mz=5×40=200mm；da=d+2m=200+2×5=210mm）8.90%；疲劳点蚀（或滚动疲劳）9.大于；原动件10.基本偏差；标准公差五、简答题1.答：带传动工作一段时间后，会因为带的塑性伸长和磨损而松弛，导致初拉力减小，传动能力下降，甚至打滑。因此需要张紧装置来调整带的张紧程度，保持必要的初拉力。常见的张紧方法有：①调整中心距法（如滑道式、摆架式）；②张紧轮法（定期张紧或自动张紧），张紧轮通常应安装在松边内侧靠近大带轮处。2.答：闭式传动是指齿轮被封闭在具有良好润滑和密封的刚性箱体内的传动。其润滑条件好，能保证精确啮合，适用于重要、高速、重载的场合，如减速器、机床主轴箱等。开式传动是指齿轮暴露在外，没有防尘和良好润滑的传动。其齿轮易磨损，多用于低速、不重要的场合，如农业机械、建筑机械等。3.答：主要失效形式有：①疲劳点蚀：滚动体与滚道在循环接触应力作用下表面金属剥落，是闭式轴承最常见的失效形式。②塑性变形：在过大静载荷或冲击载荷下，滚道或滚动体表面产生凹坑，影响平稳运转。③磨损：在多尘、润滑不良条件下，滚动体、滚道、保持架发生磨损，导致游隙增大、精度丧失。④破裂：安装不当、过载或疲劳扩展导致套圈或滚动体破裂。4.答：配合是指公称尺寸相同、相互结合的孔和轴公差带之间的关系。分为三大类：①间隙配合：孔的公差带在轴的公差带之上，保证具有间隙（包括最小间隙为零）。用于有相对运动的联接。②过盈配合：孔的公差带在轴的公差带之下，保证具有过盈（包括最小过盈为零）。用于无相对运动、靠过盈传递载荷的永久或半永久联接。③过渡配合：孔与轴的公差带相互交叠，可能具有间隙，也可能具有过盈。用于要求对中性好、拆卸方便但无相对运动的定位联接。5.答：主要区别在于调速阀是由定差减压阀和节流阀串联而成。定差减压阀能自动补偿负载变化引起的压力波动，保持节流阀前后压差基本恒定，从而保证通过节流阀的流量稳定。而普通节流阀的流量受其前后压差（即负载）影响很大，负载变化时速度不稳定。因此，当执行元件（如液压缸）的负载变化较大，而又要求运动速度稳定时，应选用调速阀。六、计算与综合题1.解：根据平面机构自由度公式：F已知：n=3，P_L=4，P_H=0。代入公式：F=