2026年自考02392机械设计基础试题及答案

2026年自考02392机械设计基础试题及答案一、单项选择题（每小题2分，共20分）1.在V带传动中，若中心距过小，最先出现的失效形式通常是A.带体疲劳断裂 B.带轮磨损 C.打滑 D.带齿剪断2.一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知模数m=4mm，小齿轮齿数z1=20，大齿轮齿数z2=60，则标准中心距为A.120mm B.140mm C.160mm D.180mm3.下列材料中，最适合制造承受冲击载荷的齿轮的是A.45钢调质 B.40Cr表面淬火 C.20CrMnTi渗碳淬火 D.QT600-3球墨铸铁4.滚动轴承6208的基本额定动载荷C=29.5kN，若当量动载荷P=5.9kN，则其寿命L10约为A.8×10^6r B.16×10^6r C.32×10^6r D.64×10^6r5.在凸轮机构中，若从动件采用等速运动规律，则其加速度曲线为A.零 B.常数 C.矩形脉冲 D.三角脉冲6.螺纹连接防松的“机械防松”措施不包括A.双螺母 B.弹簧垫圈 C.尼龙嵌件 D.串金属丝7.轴的当量弯矩Me=√(M^2+(αT)^2)中，α的物理意义是A.扭矩脉动系数 B.弯矩折算系数 C.扭矩折算系数 D.安全系数8.下列联轴器中，具有补偿两轴相对位移且能缓冲吸振的是A.凸缘联轴器 B.套筒联轴器 C.弹性柱销联轴器 D.齿轮联轴器9.在普通平键连接中，键的截面尺寸b×h主要根据A.轴径 B.轮毂长度 C.传递转矩 D.轴材料10.若将单万向联轴器改为双万向联轴器，则输出轴角速度A.仍为变速 B.恒等于输入角速度 C.为输入角速度两倍 D.为输入角速度一半二、多项选择题（每小题3分，共15分，多选少选均不得分）11.下列因素中，会显著降低带传动有效拉力的有A.增大初拉力 B.增大包角 C.增大摩擦因数 D.增大带速 E.增大中心距12.齿轮齿面点蚀的预防措施包括A.提高齿面硬度 B.降低齿面粗糙度 C.增大润滑油粘度 D.提高加工精度 E.减小齿面接触应力13.下列滚动轴承中，能够同时承受径向与轴向联合载荷的有A.深沟球轴承 B.角接触球轴承 C.圆锥滚子轴承 D.圆柱滚子轴承 E.调心球轴承14.轴系结构设计中，为降低应力集中可采取A.加大轴肩圆角 B.采用卸载槽 C.表面滚压强化 D.增大配合过盈量 E.采用阶梯轴15.下列关于凸轮机构的说法正确的有A.基圆半径越大，压力角越小 B.偏置移动从动件可减小回程压力角 C.滚子从动件比平底从动件易磨损 D.合理选择运动规律可消除刚性冲击 E.凸轮轮廓曲线与从动件运动规律一一对应三、判断题（每小题1分，共10分，正确打“√”，错误打“×”）16.链传动瞬时传动比恒定，因此适用于高速精密传动。17.对于闭式硬齿面齿轮，齿根弯曲疲劳是主要失效形式。18.滚动轴承寿命计算中，温度系数ft随工作温度升高而减小。19.普通螺纹的牙型角为55°。20.轴的临界转速仅与轴本身尺寸有关，与支承方式无关。21.弹性滑动是带传动固有的物理现象，无法消除。22.在液体动压滑动轴承中，最小油膜厚度越小，承载能力越大。23.楔键连接对轴的削弱比平键连接小。24.万向联轴器安装时，中间轴两端的叉头必须位于同一平面。25.弹簧指数C越小，则弹簧刚度越大。四、填空题（每空1分，共15分）26.一对齿轮传动，模数m=5mm，齿数和z1+z2=120，则其标准中心距a=________mm。27.带传动中，若小带轮包角α1=150°，则大带轮包角α2≈________°。28.滚动轴承寿命指数ε对于球轴承取________，对于滚子轴承取________。29.轴按承载方式可分为________轴、________轴和________轴。30.凸轮机构的压力角是指________与________之间所夹的锐角。31.螺纹的自锁条件为螺纹升角λ________当量摩擦角ρ′。32.闭式齿轮传动润滑方式通常采用________润滑，开式齿轮传动采用________润滑。33.弹簧的旋绕比C=________/d，其中d为簧丝直径。34.链节距p越大，则链传动的________越好，但________越大。五、简答题（每小题6分，共18分）35.简述带传动中弹性滑动与打滑的区别，并说明其对传动的影响。36.试述齿轮齿面点蚀的形成机理，并给出三种工程上常用的预防措施。37.轴系结构设计时，如何合理选择轴承的配置方式（固定—游动、两端固定、两端游动）？请结合工作温度与轴长说明。六、计算题（共32分）38.（10分）某单级直齿圆柱齿轮减速器，已知：输入功率P1=10kW，输入转速n1=960r/min，齿数z1=25，z2=75，模数m=4mm，齿宽b=60mm，载荷系数K=1.4，材料弹性系数ZE=189.8√MPa，节点区域系数ZH=2.5，许用接触应力[σH]=680MPa。试按齿面接触强度校核该齿轮传动是否安全。提示：齿面接触应力公式=其中T1=9550P1/n1(N·m)，u=z2/z1，d1=mz1。39.（12分）图示为一台带式输送机驱动系统，由电动机经V带传动至减速器。已知：电动机功率P=7.5kW，转速n1=1440r/min，小带轮基准直径dd1=160mm，大带轮基准直径dd2=400mm，中心距a≈800mm，采用B型V带3根，单根带额定功率P0=2.2kW，传动比系数Ki=1.14，包角系数Kα=0.92，长度系数KL=0.96。试校核该带传动能否满足要求，并计算带的有效拉力Fe。40.（10分）一转轴受稳定弯矩M=800N·m及脉动扭矩T=600N·m作用，轴材料为45钢调质，抗拉强度σb=650MPa，屈服强度σs=360MPa，对称循环弯曲疲劳极限σ-1=300MPa，脉动循环扭转疲劳极限τ0=180MPa，综合影响系数Kσ=1.8，Kτ=1.5，安全系数S=2.0。试按第三强度理论校核该轴的疲劳强度是否足够。提示：当量应力=其中抗弯截面系数W=0.1d^3，暂取d=40mm。七、综合设计题（15分）41.某轻工机械需设计一对外啮合直齿圆柱齿轮，传动比i=3.2，输入功率P=5.5kW，输入转速n1=720r/min，每日工作8h，工作寿命10年（年工作300天），载荷平稳，电动机驱动，单向回转。试完成：（1）选择齿轮材料、热处理方式并给出齿面硬度；（2）初定模数m与齿数z1、z2（要求z1≥18，且满足标准中心距系列）；（3）按齿面接触强度初算所需小齿轮分度圆直径d1；（4）确定齿宽b并计算圆周速度v，选择齿轮精度等级；（5）给出润滑方式与润滑油牌号建议。要求写出主要计算公式、数据来源及设计步骤，结果取标准值。———试题结束———【参考答案与解析】一、单项选择1.C 2.C 3.C 4.C 5.A 6.B 7.C 8.C 9.A 10.B二、多项选择11.DE 12.ABCDE 13.ABCE 14.ABC 15.ABDE三、判断16× 17√ 18√ 19× 20× 21√ 22√ 23× 24√ 25√四、填空26.300 27.210 28.3，10/3 29.转，心，传动 30.从动件运动方向，接触点法线31.≤ 32.喷油，涂抹 33.D2 34.承载能力，多边形效应五、简答35.弹性滑动：带弹性变形引起的微量相对滑动，不可避免，导致传动比不恒定、效率略降；打滑：载荷超过最大有效拉力，带与轮全面滑动，可避免的失效，造成磨损、带温升、传动失效。36.机理：齿面接触应力超过材料疲劳极限，反复作用产生微裂纹，润滑油进入裂纹形成高压，使裂纹扩展并剥落形成麻点。预防：1.提高齿面硬度；2.降低齿面粗糙度；3.采用高粘度或极压润滑油；4.提高齿轮精度；5.优化变位系数降低接触应力。37.固定—游动：轴长>300mm或温升高>50℃，固定端限制轴向双向位移，游动端允许热胀冷缩；两端固定：轴较短、温升小，预留热补偿间隙0.2–0.4mm；两端游动：人字齿轮轴，由齿轮自身定位，轴系两端均不限制轴向位移。六、计算38.解：T1=9550×10/960=99.48N·m=99480N·mmd1=4×25=100mm u=3σH=189.8×2.5×√[(2×1.4×99480)/(60×100^2)×(4/3)]=189.8×2.5×√[0.186×1.333]=189.8×2.5×0.498≈236MPa236MPa≤680MPa，安全。39.解：传动比i=400/160=2.5，n2=1440/2.5=576r/min单根带许用功率Pr=(P0+ΔP0)KiKαKLΔP0≈0.17kW（查表B型带i=2.5）Pr=(2.2+0.17)×1.14×0.92×0.96=2.37×1.005≈2.38kW3根带总功率P=3×2.38=7.14kW<7.5kW，裕度不足，需改用4根或选窄V带SPA型。有效拉力Fe=1000P/v v=πdd1n1/60000=π×160×1440/60000≈12.06m/sFe=1000×7.5/12.06≈622N40.解：W=0.1×40^3=6400mm^3σe=√[(1.8×800×10^3/6400)^2+3×(1.5×600×10^3/(2×6400))^2]=√[(225)^2+3×(70.3)^2]=√[50625+14820]=√65445≈256MPa许用值σ-1/S=300/2=150MPa256MPa>150MPa，强度不足，需增大轴径或改材料。重新取d=50mm，W=0.1×50^3=12500mm^3σe=√[(1.8×800000/12500)^2+3×(1.5×600000/25000)^2]=√[144^2+3×36^2]=√[20736+3888]=√24624≈157MPa≈150MPa，基本满足。七、综合设计（1）材料：小齿轮20CrMnTi渗碳淬火，齿面硬度58–62HRC；大齿轮40Cr调质+表面淬火，齿面硬度50–55HRC。（2）初取m=3mm，z1=25，z2=80，i=3.2，a=3×(25+80)/2=157.5mm→圆整标准中心距160mm，调整m=3.2mm非标准，改m=3.5mm，z1=25，z2=80，a=183.75→取标准a=180mm，则z2=180×2/3.5−25≈77.85→取z2=78，i=3.12，满足。（3）齿面接触强度公式：≥取K=1.2，ϕd=1.0，