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机械设计基础试题及答案解析

一、选择题（每题2分，共20分）

1.机械零件的最基本失效形式是（）。

A.过量变形B.断裂C.表面损伤D.功能丧失

2.普通螺栓连接中，螺栓所受的载荷是（）。

A.工作载荷B.预紧力C.工作载荷与预紧力的和D.工作载荷与预紧力的差

3.带传动中，弹性滑动的主要原因是（）。

A.带的紧边与松边拉力差B.带与带轮间的摩擦力不足C.带的材料不符合要求D.带轮直径过小

4.一对标准直齿圆柱齿轮传动，若中心距不变，增大模数m，则（）。

A.齿数减少，齿根弯曲强度提高B.齿数增加，齿根弯曲强度降低

C.齿数减少，齿根弯曲强度降低D.齿数增加，齿根弯曲强度提高

5.滚动轴承的基本额定寿命是指（）。

A.一组轴承中10%的轴承发生点蚀前的总转数B.一组轴承中90%的轴承发生点蚀前的总转数

C.单个轴承发生点蚀前的总转数D.单个轴承不发生点蚀的最小转数

6.轴的材料通常优先选用（）。

A.铸铁B.铝合金C.碳素钢D.合金钢

7.平键连接的主要失效形式是（）。

A.键的剪切破坏B.键的挤压破坏C.轮毂的挤压破坏D.轴的剪切破坏

8.对于高速重载的齿轮传动，最可能的失效形式是（）。

A.齿面磨损B.齿面胶合C.齿面塑性变形D.轮齿折断

9.滑动轴承的轴瓦材料应具备的主要性能是（）。

A.高硬度B.高耐磨性C.高耐腐蚀性D.良好的减摩性和抗胶合性

10.V带传动设计中，带轮的最小直径主要取决于（）。

A.带的型号B.带的速度C.传递的功率D.带的长度

二、填空题（每空1分，共20分）

1.机械设计中，零件的强度分为________强度和________强度，前者对应静应力，后者对应变应力。

2.螺纹连接的防松方法可分为________防松、________防松和________防松三类。

3.带传动的主要失效形式是________和________。

4.齿轮传动中，齿面接触疲劳强度计算的理论基础是________，其校核公式的核心参数是________。

5.滚动轴承按承受载荷的方向可分为________轴承、________轴承和________轴承。

6.轴按受载情况可分为________、________和________，其中________既承受弯矩又承受扭矩。

7.滑动轴承的润滑方法中，适用于高速重载场合的是________润滑，适用于低速轻载场合的是________润滑。

8.键连接中，________键对中性好但不能承受轴向力；________键可传递轴向力但对中性较差。

三、简答题（每题6分，共30分）

1.简述螺纹连接预紧的目的及预紧力的控制方法。

2.比较带传动与链传动的优缺点（各列举3点）。

3.齿轮传动设计中，如何选择齿数z1？需考虑哪些因素？

4.滚动轴承的寿命计算中，基本额定动载荷C和当量动载荷P的物理意义分别是什么？

5.轴系结构设计中，为什么要考虑轴的合理刚度？需避免哪些问题？

四、计算题（共25分）

1.（10分）某转轴承受的弯矩M=1500N·m，扭矩T=1000N·m，轴的材料为45钢（σb=600MPa，σs=355MPa，σ-1=275MPa），许用弯曲应力[σ-1b]=60MPa。试按第三强度理论校核该轴的强度（注：第三强度理论计算当量应力σe=√(σ2+4τ2)，其中σ=M/W，τ=T/(2W)，W为轴的抗弯截面系数，假设W=5×10??m3）。

2.（15分）某受轴向工作载荷的普通螺栓连接，螺栓组由4个M16（d1=13.835mm）的螺栓组成，螺栓材料的许用拉应力[σ]=120MPa。已知接合面间的摩擦系数f=0.15，可靠性系数Kf=1.2，工作载荷FΣ=8000N。试计算：（1）单个螺栓的预紧力F0；（2）校核螺栓的强度（螺栓拉应力σ=4F0/(πd12)）。

五、分析题（5分）

指出图1所示轴系结构中的5处错误（无需画图，用文字描述）。（注：图中包含以下元素：左端轴承采用轴肩定位，右端轴承采用套筒定位；轴与轮毂通过平键连接，键槽未贯通；轴承采用脂润滑，端盖与轴之间无密封；齿轮靠近右端轴承布置；轴肩高度高于轴承内圈高度；轴承内圈与轴采用间隙配合）

答案及解析

一、选择题

1.D解析：失效的本质是零件无法完成规定功能，过量变形、断裂等是具体表现形式。

2.B解析：普