机械设计基础考试题库及答案(选择填空题)

机械设计基础考试题库及答案(选择填空题)一、单项选择题1.在机械设计中，零件的强度是指抵抗______的能力。A.弹性变形B.塑性变形C.断裂或塑性变形D.磨损答案：C解析：强度是零件在载荷作用下抵抗断裂或发生不可恢复的塑性变形的能力。弹性变形是可恢复的，不属于强度失效范畴。2.一对渐开线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，压力角不等答案：A解析：根据渐开线齿轮的啮合原理，只有两齿轮的法向齿距相等才能正确啮合，而法向齿距=πcos，对于标准直齿圆柱齿轮，法向参数即为端面参数，因此正确啮合条件是模数3.在带传动中，主动轮圆周速度、从动轮圆周速度和带速v之间的关系是______。A.==vB.>v>答案：B解析：由于带传动存在弹性滑动，带在绕过主动轮时，由紧边进入松边，带的弹性变形减小，导致带速略低于主动轮圆周速度(v<)；在从动轮上，情况相反，带拉动轮子，带速略高于从动轮圆周速度(v>)。故有4.设计滚子链传动时，链节数最好取______。A.偶数B.奇数C.质数D.任意整数答案：A解析：链节数最好取偶数，这样可以使用连接链节来闭合链条。若链节数为奇数，则需要采用过渡链节，其强度较差，应尽量避免。5.下列联轴器中，能补偿两轴综合位移（径向、轴向、角向）的是______。A.凸缘联轴器B.齿式联轴器C.万向联轴器D.滑块联轴器答案：B解析：齿式联轴器通过内外齿啮合，齿侧间隙较大，且齿廓常为鼓形齿，允许两轴有较大的综合位移补偿能力。凸缘联轴器无补偿能力；万向联轴器主要补偿角位移；滑块联轴器补偿径向和角位移。6.在非液体摩擦滑动轴承设计中，限制p值（压强）是为了防止______。A.轴承过度磨损B.轴承发生疲劳点蚀C.轴承产生胶合D.轴承温升过高答案：A解析：限制轴承压强p，是为了保证润滑油不被过大的压力挤出，使轴承工作面保持一定厚度的油膜，避免轴瓦产生过度的磨损。7.型号为6310的滚动轴承，其内径尺寸为______mm。A.10B.31C.50D.310答案：C解析：滚动轴承代号中，右起第一、二位数字表示内径代号。当内径代号为00,01,02,03时，分别对应内径10,12,15,17mm。当内径代号为04及以上时，内径尺寸=内径代号×5mm。因此，内径代号10，对应内径为10×5=50mm。8.螺纹连接防松的根本问题在于防止______。A.螺栓杆断裂B.螺母与被连接件分离C.螺纹副发生相对转动D.螺栓发生弯曲变形答案：C解析：螺纹连接在冲击、振动或变载荷作用下，或温度变化较大时，可能发生松脱。防松的本质就是防止螺纹副（螺栓与螺母）之间产生相对转动。9.设计键连接时，键的截面尺寸（b×A.传递转矩的大小B.轴的直径C.轮毂的长度D.轴的结构答案：B解析：键是标准件，其剖面尺寸（宽度b和高度h）与相配合的轴和轮毂的尺寸有关。设计中，先根据轴的直径d从标准中选取键的剖面尺寸b×h，然后根据轮毂长度和传递转矩的要求确定键的长度10.在铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，则______。A.一定有曲柄存在B.一定无曲柄存在C.可能有曲柄存在D.一定是双摇杆机构答案：D解析：这是铰链四杆机构有曲柄的杆长条件（格拉霍夫定理）的推论。若最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，则无论以哪一杆为机架，均不满足有曲柄的条件，故机构均为双摇杆机构。11.凸轮机构中，从动件采用等速运动规律时，在行程的起点和终点会产生______。A.柔性冲击B.刚性冲击C.无冲击D.振动答案：B解析：等速运动规律在行程起点和终点，速度发生突变，加速度理论上为无穷大，从而产生无穷大的惯性力，导致机构产生强烈的刚性冲击。12.在机械运转中，安装飞轮可以______。A.消除速度波动B.减小速度波动C.增大速度波动D.调节周期性速度波动答案：B解析：飞轮是一个转动惯量很大的盘形零件，其作用是利用其储能和释能的特性来减小机械系统周期性速度波动的幅度，但不能完全消除波动，也不能调节非周期性速度波动。13.对于闭式软齿面（HBS≤350）齿轮传动，其主要失效形式是______，设计时通常先按______强度进行设计计算。A.轮齿折断，齿面接触疲劳B.齿面点蚀，齿面接触疲劳C.齿面胶合，齿根弯曲疲劳D.齿面磨损，齿根弯曲疲劳答案：B解析：闭式软齿面齿轮传动，齿面硬度较低，在交变接触应力作用下，齿面容易产生疲劳点蚀。由于其齿面接触疲劳强度相对较弱，故设计准则为：先按齿面接触疲劳强度设计，确定主要几何参数（如中心距、分度圆直径等），再校核齿根弯曲疲劳强度。14.蜗杆传动中，蜗杆分度圆直径的计算公式为=mq，其中qA.蜗杆直径系数B.蜗杆模数C.蜗杆头数D.蜗杆导程角答案：A解析：为了限制蜗轮滚刀的数量，便于标准化，将蜗杆分度圆直径与模数m的比值q=/15.转轴工作时主要承受______。A.扭矩B.弯矩C.扭矩和弯矩D.轴向力答案：C解析：根据轴的承载情况，轴可分为转轴、心轴和传动轴。转轴既传递转矩（承受扭矩）又承受弯矩，是机器中最常见的轴。16.角接触球轴承承受轴向载荷的能力，随接触角α的增大而______。A.增大B.减小C.不变D.先增后减答案：A解析：角接触球轴承的接触角α是轴承滚动体与滚道接触点的法线与轴承径向平面之间的夹角。接触角越大，轴承承受轴向载荷的能力就越强。17.在螺栓连接的强度计算中，对紧螺栓连接（受预紧力和工作拉力）进行强度校核时，应将总拉力增大30%，这是为了考虑______的影响。A.应力集中B.扭转切应力C.弯曲应力D.装配应力答案：B解析：紧螺栓连接在装配时需要拧紧螺母，螺栓在承受预紧力引起的拉应力的同时，还受到螺纹副间摩擦力矩引起的扭转切应力。在拉伸和扭转复合应力状态下，按第四强度理论，其当量应力约为纯拉伸应力的1.3倍。故计算时将总拉力增大30%，相当于按纯拉伸强度进行计算，以简化计算并考虑扭转切应力的影响。18.V带传动设计中，限制小带轮的最小基准直径是为了防止______。A.带的寿命过短B.包角过小C.带速过高D.弯曲应力过大答案：D解析：V带绕过带轮时会发生弯曲，带轮直径越小，带的弯曲应力就越大。过大的弯曲应力是引起带疲劳破坏的主要原因之一。限制小带轮的最小基准直径，主要是为了控制带的弯曲应力，避免其过大而影响带的疲劳寿命。19.链传动中，链节距p越大，则______。A.承载能力越高，传动越平稳B.承载能力越低，传动越平稳C.承载能力越高，动载荷越大D.承载能力越低，动载荷越大答案：C解析：链节距p是链传动最主要的参数。节距越大，链条各零件的尺寸越大，承载能力越高。但同时，多边形效应也越显著，链条和链轮啮合时的冲击、速度波动及动载荷也越大，传动平稳性越差。20.设计闭式蜗杆传动时，除进行强度计算外，还必须进行______。A.刚度计算B.磨损计算C.热平衡计算D.稳定性计算答案：C解析：蜗杆传动效率较低，工作时发热量大。若散热不良，会引起箱体内油温过高，导致润滑油粘度下降，润滑失效，加剧磨损，甚至发生胶合。因此，对连续工作的闭式蜗杆传动，必须进行热平衡计算，以保证油温在许用范围内。二、填空题1.机构具有确定运动的条件是______且______。答案：机构的原动件数目；等于机构的自由度数目解析：根据机构的结构原理，只有当给定的原动件数目等于机构的自由度数目时，机构才能有确定的运动。若原动件数少于自由度数，则运动不确定；若多于自由度数，则机构会在薄弱处破坏。2.平面连杆机构中，压力角越小，则传动角越______，传动性能越______。答案：大；好解析：压力角α是从动件受力方向与受力点速度方向所夹的锐角。传动角γ是压力角的余角，即γ=3.凸轮机构中，从动件的运动规律取决于______的形状。答案：凸轮廓线解析：凸轮机构是一种高副机构，从动件的位移、速度、加速度等运动规律完全由凸轮的轮廓曲线形状决定。设计凸轮时，就是根据从动件的运动要求来设计凸轮的廓线。4.齿轮传动中，重合度ε越大，表示同时参与啮合的轮齿对数越______，传动越______。答案：多；平稳解析：重合度ε是齿轮连续传动的条件，表示实际啮合线段长度与齿轮法向齿距的比值。ε越大，意味着平均同时参与啮合的轮齿对数越多，每对轮齿分担的载荷越小，传动越平稳，承载能力也相对提高。5.斜齿圆柱齿轮的当量齿数与其实际齿数z的关系为=______，它是用于______计算和______选择。答案：z/解析：斜齿轮的当量齿轮是一个假想的直齿圆柱齿轮，其齿形与斜齿轮法面齿形近似相同。当量齿数=z/c6.带传动中，打滑是由于______引起的，多发生在______带轮上。打滑可以起到______作用。答案：过载；小；过载保护解析：当带传动所需传递的有效圆周力超过了带与带轮接触面间的最大摩擦力（即极限摩擦力）时，带就会沿整个接触弧滑动，这种现象称为打滑。由于小带轮包角较小，其最大摩擦力也较小，故打滑通常先发生在小带轮上。打滑虽然使传动失效，但也起到了过载保护的作用。7.链传动中，即使主动链轮的角速度为常数，也只有当______时，瞬时传动比i才为常数。答案：=，且中心距为链节距的整数倍解析：由于链条是以折线形式绕在链轮上的多边形效应，即使主动链轮匀速转动，链条的瞬时速度和从动链轮的瞬时角速度也是周期性变化的，导致瞬时传动比不恒定。只有当两链轮齿数相等且中心距为链节距的整数倍时，传动比变化的影响因素相互抵消，瞬时传动比才恒为1。8.滑动轴承中，形成流体动压润滑的必要条件是：①______；②______；③______。答案：两工作表面间必须构成收敛的楔形间隙；两工作表面间必须有足够的相对速度，且其方向使润滑油从大口流入，小口流出；润滑油必须有一定的粘度，且供油充分。解析：这是形成流体动压润滑的三个基本条件，缺一不可。满足这些条件，润滑油才能被带入楔形间隙，产生压力油膜将两表面完全隔开。9.滚动轴承的基本额定寿命是指，同一批轴承在相同条件下运转，其中______的轴承所能达到的寿命。基本额定动载荷C是指，轴承的基本额定寿命恰好为______转时，轴承所能承受的载荷。答案：90%；一百万（）解析：这是滚动轴承寿命与可靠性标准中的基本定义。基本额定寿命与90%的可靠度相对应。基本额定动载荷C是衡量轴承承载能力的主要指标，是在一百万转的基本额定寿命下定义的。10.螺纹连接中，被连接件受横向工作载荷F时，普通螺栓连接是靠______来平衡F的，而铰制孔用螺栓连接是靠______来平衡F的。答案：螺栓预紧力在被连接件接合面间产生的摩擦力；螺栓杆与被连接件孔壁间的挤压和剪切解析：这是两种螺栓连接传递横向载荷的不同机理。普通螺栓连接需要施加较大的预紧力，使接合面间产生足够大的摩擦力来抵抗横向载荷。铰制孔用螺栓连接中，螺栓杆与孔采用过渡配合，直接承受横向载荷引起的挤压和剪切。11.平键连接中，键的______面是工作面，其主要失效形式是______，除非有严重过载。答案：两侧；工作面的压溃（挤压破坏）解析：平键连接靠键的侧面与轴槽、轮毂槽的侧面相互挤压来传递转矩。因此，键的两侧面是工作面。对于标准键连接，键的尺寸已标准化，通常有足够的剪切强度，其主要失效形式是工作面（较弱零件，通常是轮毂）上的压溃。12.轴的结构设计中，轴上零件轴向固定的常用方法有：轴肩、轴环、______、______、______等。答案：套筒；圆螺母与止动垫圈；轴端挡圈（任选其三，顺序不限）解析：这些是保证轴上零件在轴上具有确定轴向位置的常用方法。轴肩和轴环结构简单可靠；套筒用于两个零件间距离较短的场合；圆螺母常用于轴端，可承受较大轴向力；轴端挡圈用于轴端零件的固定。13.联轴器和离合器都是用来连接两轴以传递运动和转矩的装置，两者的根本区别在于：在机器运转过程中，______。答案：联轴器连接的两轴必须停车后才能分离，而离合器连接的两轴可以在运转中随时接合或分离。解析：这是联轴器与离合器功能上的本质区别。联轴器是一种固定连接，而离合器是一种可控的连接，可以根据需要随时接通或断开动力的传递。14.在机械系统速度波动调节中，飞轮主要用来调节______速度波动，而对于______速度波动，则需采用调速器。答案：周期性；非周期性解析：周期性速度波动是由于等效驱动力矩和等效阻力矩的周期性变化引起的，其变化周期与机械系统的运动周期相同，可以用飞轮来减小其波动的幅度。非周期性速度波动是由于驱动力或工作阻力的无规律突变引起的，飞轮无法调节，必须采用调速器来重新建立能量平衡关系。15.蜗杆传动的正确啮合条件中，在中间平面内，蜗杆的______模数和______压力角应分别等于蜗轮的______模数和______压力角。答案：轴向；轴向；端面；端面解析：由于蜗杆传动在中间平面内相当于齿轮与齿条的啮合，因此其正确啮合条件是：在中间平面内，蜗杆的轴向模数和轴向压力角必须分别等于蜗轮的端面模数和端面压力角，且均为标准值。16.弹簧的旋绕比（弹簧指数）C=D/d，其中D为______，答案：弹簧中径；弹簧丝直径；大解析：旋绕比C是弹簧设计中的重要参数，它影响弹簧的刚度、应力及制造工艺。C值小意味着弹簧丝相对较粗或中径较小，导致弹簧刚度大，但弯曲应力大，卷制困难。17.机械零件的主要失效形式有______、______、______、______和______等。（至少写出五种）答案：断裂；过量变形；表面失效（点蚀、磨损、胶合等）；破坏正常工作条件引起的失效（如共振、打滑等