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《机械设计基础》试题及答案(精选篇)

一、选择题（每题2分，共20分）

1.下列哪个选项不是机械设计的基本要求？

A.安全可靠性

B.经济性

C.美观性

D.可维修性

答案：C

2.在机械设计中，下列哪个零件主要用于传递运动和动力？

A.螺纹

B.键

C.轴承

D.齿轮

答案：D

3.下列哪个传动方式属于有级传动？

A.链传动

B.齿轮传动

C.摩擦轮传动

D.皮带传动

答案：B

4.在机械设计中，下列哪个机构用于实现间歇运动？

A.凸轮机构

B.齿轮机构

C.摇杆机构

D.槽轮机构

答案：D

5.下列哪个材料具有较高的弹性模量？

A.钢

B.铝

C.铜

D.塑料

答案：A

6.在机械设计中，下列哪个因素对零件疲劳强度影响最大？

A.材料的疲劳极限

B.零件尺寸

C.表面粗糙度

D.零件的工作条件

答案：D

7.下列哪个零件主要用于连接两根轴？

A.联轴器

B.轴承

C.齿轮

D.键

答案：A

8.在机械设计中，下列哪个零件主要用于减少摩擦和磨损？

A.滑动轴承

B.滚动轴承

C.齿轮

D.皮带

答案：B

9.下列哪个机构可以实现快速返回？

A.凸轮机构

B.齿轮机构

C.摇杆机构

D.槽轮机构

答案：A

10.在机械设计中，下列哪个零件主要用于支撑和固定其他零件？

A.螺纹

B.键

C.轴承

D.垫片

答案：C

二、填空题（每题2分，共20分）

1.机械设计的基本要求包括：安全可靠性、经济性、（）、可维修性。

答案：美观性

2.机械设计中常用的传动方式有：齿轮传动、（）、（）、（）。

答案：链传动、摩擦轮传动、皮带传动

3.零件的疲劳强度主要取决于：材料的疲劳极限、（）、（）、（）。

答案：零件尺寸、表面粗糙度、零件的工作条件

4.机械设计中的常用机构有：凸轮机构、（）、（）、（）。

答案：齿轮机构、摇杆机构、槽轮机构

5.在机械设计中，常用的连接零件有：螺栓、（）、（）、（）。

答案：螺母、垫圈、键

三、判断题（每题2分，共20分）

1.机械设计中的安全可靠性是首要考虑的因素。（）

答案：正确

2.在机械设计中，经济性不是主要考虑的因素。（）

答案：错误

3.零件的疲劳强度与材料的选择无关。（）

答案：错误

4.机械设计中的常用机构包括：凸轮机构、齿轮机构、摇杆机构和槽轮机构。（）

答案：正确

5.在机械设计中，常用的连接零件有：螺栓、螺母、垫圈和键。（）

答案：正确

四、计算题（每题10分，共30分）

1.已知一轴的直径为40mm，长度为500mm，材料为45号钢，求该轴的扭转切应力。

答案：扭转切应力为：τ=(Td)/(2Wp)=(40500)/(2π20^3)≈31.825N/mm2

2.已知一齿轮的齿数为20，模数为2.5mm，求该齿轮的齿顶圆直径。

答案：齿顶圆直径为：Da=mz+2m=2.520+22.5=55mm

3.已知一弹簧的直径为10mm，材料为不锈钢，求该弹簧的弹性模量。

答案：弹性模量E=2Gπd^4/(8D^3)，其中G为剪切模量，不锈钢的剪切模量约为77GPa。代入计算得：E≈1.97×10^5N/mm2

五、论述题（每题10分，共20分）

1.论述机械设计中提高零件疲劳强度的措施。

答案：提高零件疲劳强度的措施包括：选择合适的材料、优化零件结构、提高表面质量、减小应力集中、控制工作条件等。

2.论述机械设计中常用机构的优缺点。

答案：机械设计中常用机构的优缺点如下：

（1）凸轮机构：优点是结构简单，易于实现复杂运动；缺点是制造精度要求高，易磨损。

（2）齿轮机构：优点是传动可靠，承载能力大；缺点是制造和安装精度要求高，易产生噪声。

（3）摇杆机构：优点是结构简单，易于制造；缺点是传动效率低，适用范围有限。

（4）槽轮机构：优点是结构紧凑，传动平稳；缺点是制造精度要求高，易磨损。