2026年【机械设计考研】题库及答案

2026年【机械设计考研】题库及答案一、选择题（每题2分，共20分）1.螺纹连接中，属于摩擦防松的方法是（）。A.双螺母防松B.止动垫片防松C.冲点防松D.焊接防松答案：A2.闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是（）。A.齿面磨损B.齿面胶合C.齿面点蚀D.轮齿折断答案：C3.承受较大径向载荷和单向轴向载荷的机械系统中，宜选用（）。A.深沟球轴承B.圆柱滚子轴承C.角接触球轴承D.推力球轴承答案：C4.V带传动中，弹性滑动的根本原因是（）。A.带的预紧力不足B.带与带轮间的摩擦力不够C.带的弹性变形与拉力差D.带轮包角过小答案：C5.只承受弯矩而不传递扭矩的轴称为（）。A.心轴B.转轴C.传动轴D.曲轴答案：A6.普通平键连接的工作面是（）。A.上表面B.下表面C.两侧面D.端面答案：C7.蜗杆传动效率较低的主要原因是（）。A.蜗杆头数少B.啮合面间相对滑动速度大C.蜗轮齿数多D.材料硬度低答案：B8.滚动轴承的基本额定寿命是指（）。A.一批轴承中10%失效时的寿命B.单个轴承的平均寿命C.一批轴承中90%失效时的寿命D.单个轴承的最长寿命答案：A9.刚性联轴器与弹性联轴器的主要区别是（）。A.能否补偿两轴偏移B.传递扭矩的大小C.结构复杂度D.适用转速范围答案：A10.机械零件的对称循环变应力中，应力比r=（）。A.0B.1C.-1D.0.5答案：C二、填空题（每空1分，共20分）1.机械零件的主要失效形式包括断裂、表面损伤和__________。答案：过量变形2.螺纹连接预紧的主要目的是提高连接的__________和紧密性。答案：可靠性3.V带传动中，带的最大应力发生在__________处。答案：紧边进入小带轮4.齿轮传动中，齿面接触疲劳强度计算的理论依据是__________。答案：赫兹接触应力理论5.滚动轴承的基本额定动载荷C是指额定寿命为__________转时所能承受的最大载荷。答案：10⁶6.轴按受载性质可分为心轴、转轴和__________。答案：传动轴7.平键连接的主要失效形式是工作面的压溃或__________（用于动连接时）。答案：磨损8.蜗杆传动中，通常以__________为主动件，__________为从动件。答案：蜗杆；蜗轮9.滑动轴承的润滑方式选择主要取决于轴承的平均压强和__________。答案：滑动速度10.链传动的主要失效形式包括链板疲劳破坏、滚子和套筒的冲击疲劳破坏、销轴与套筒的__________。答案：胶合三、简答题（每题6分，共30分）1.比较普通平键与楔键连接的特点及应用场合。答案：普通平键以两侧面为工作面，靠键与键槽的挤压传递扭矩，对中性好，适用于高精度、高速或频繁拆卸的连接；楔键以上下面为工作面，靠摩擦力传递扭矩，安装后会使轴与轮毂产生偏斜，破坏对中性，适用于对中性要求不高、低速且载荷平稳的场合。2.闭式齿轮传动为何通常以接触疲劳强度为设计准则，而开式齿轮传动以弯曲疲劳强度为设计准则？答案：闭式齿轮传动润滑良好，齿面不易磨损，主要失效形式为齿面点蚀，故需按接触疲劳强度设计；开式齿轮传动润滑条件差，齿面易发生磨粒磨损，点蚀尚未明显发生时齿厚已减薄，最终因弯曲疲劳断裂失效，因此以弯曲疲劳强度设计，并适当增大模数以补偿磨损。3.滚动轴承的基本额定寿命与基本额定动载荷的关系是什么？答案：基本额定寿命L₁₀（单位：10⁶转）与基本额定动载荷C、当量动载荷P的关系为：L₁₀=(C/P)^ε，其中ε为寿命指数（球轴承ε=3，滚子轴承ε=10/3）。该公式表明，轴承在当量动载荷P下的额定寿命与C/P的ε次方成正比。4.V带传动中，为何要求小带轮包角α≥120°？答案：包角α是带与带轮接触弧所对应的中心角，α越小，接触弧越短，带与带轮间的总摩擦力越小，传动能力越低，易发生打滑。因此，为保证足够的摩擦力，通常要求小带轮包角不小于120°，若无法满足，需增大中心距或采用张紧轮。5.轴的结构设计需满足哪些基本要求？答案：①轴上零件的定位与固定可靠（轴向、周向固定）；②减小应力集中，提高疲劳强度；③便于加工制造（如轴段直径阶梯变化、退刀槽等）；④便于零件装配（如轴端倒角、直径从装配端向里递增）；⑤满足刚度和振动稳定性要求。四、计算题（共30分）1.（10分）某闭式直齿圆柱齿轮传动，已知小齿轮转速n₁=960r/min，传递功率P=15kW，齿数z₁=25，z₂=75，模数m=4mm，齿宽b=100mm，压力角α=20°，载荷系数K=1.3，许用接触应力[σ_H1]=650MPa（小齿轮）、[σ_H2]=580MPa（大齿轮）。试校核其接触疲劳强度（取弹性系数Z_E=189.8MPa^0.5）。解：①计算小齿轮扭矩：T₁=9550×10³×P/n₁=9550×15/960≈149.22N·m；②传动比u=z₂/z₁=3；③小齿轮分度圆直径d₁=mz₁=4×25=100mm；④接触应力计算公式：σ_H=Z_E√(2KT₁(u+1)/(bd₁²u))；代入数据：σ_H=189.8×√(2×1.3×149.22×(3+1)/(100×100²×3))；计算括号内值：2×1.3×149.22×4=1551.89；分母=100×10000×3=3×10⁶；则σ_H=189.8×√(1551.89/3×10⁶)=189.8×√(5.17×10⁻⁴)=189.8×0.0227≈4.31MPa；⑤比较：σ_H≈4.31MPa＜[σ_H2]=580MPa（取较小许用值），接触疲劳强度满足。2.（10分）某转轴受径向载荷Fᵣ=3000N（作用于跨中），轴向载荷Fₐ=800N，传递扭矩T=400N·m，轴的直径d=50mm，材料为45钢（调质，许用弯曲应力[σ₋₁b]=60MPa）。试校核轴的弯扭合成强度（取折合系数α=0.6）。解：①计算支反力：径向支反力F=3000/2=1500N（假设跨距L=200mm）；②弯矩M=F×(L/2)=1500×0.1=150N·m（跨中弯矩最大）；③当量弯矩Mₑ=√(M²+(αT)²)=√(150²+(0.6×400)²)=√(22500+57600)=√80100≈283N·m；④弯曲应力σ=Mₑ/(0.1d³)=283/(0.1×50³×10⁻⁹)=283/(1.25×10⁻⁴)=2.26×10⁶Pa=22.6MPa；⑤比较：σ=22.6MPa＜[σ₋₁b]=60MPa，强度满足。3.（10分）某机械系统采用一对7212C角接触球轴承（基本额定动载荷C=47.8kN），当量动载荷P=6kN，转速n=1200r/min，试计算其基