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机械设计制造专项训练题集答案

一、单选题（每题2分，共10题）

1.在机械设计中，影响零件疲劳强度的主要因素是（）。

A.材料的屈服强度

B.应力集中系数

C.零件表面粗糙度

D.温度变化

答案：B

解析：应力集中系数是影响零件疲劳强度的主要因素，应力集中会导致局部应力显著增大，加速疲劳裂纹的产生。

2.以下哪种连接方式适用于承受较大冲击载荷的场合？（）

A.螺栓连接

B.键连接

C.过盈配合连接

D.钩头螺栓连接

答案：C

解析：过盈配合连接具有良好的刚性和承载能力，适用于承受冲击载荷的场合。

3.机械设计中，常用的高速轴转速一般大于（）。

A.500r/min

B.1000r/min

C.1500r/min

D.2000r/min

答案：B

解析：高速轴通常指转速高于1000r/min的轴，需考虑临界转速和振动问题。

4.下列哪种润滑方式适用于高温、重载的场合？（）

A.油浴润滑

B.油雾润滑

C.液体动力润滑

D.油环润滑

答案：C

解析：液体动力润滑（如滑动轴承）适用于高温、重载工况，通过油膜承载和润滑。

5.机械设计中，零件的耐磨性主要取决于（）。

A.材料的硬度

B.润滑条件

C.载荷大小

D.工作温度

答案：A

解析：材料的硬度是影响耐磨性的关键因素，硬度越高，耐磨性越好。

二、多选题（每题3分，共5题）

1.机械设计中，提高零件疲劳强度的措施包括（）。

A.减小应力集中系数

B.提高材料表面硬度

C.采用弹性变形设计

D.增大零件尺寸

答案：A、B

解析：减小应力集中系数和提高表面硬度是提高疲劳强度的有效措施，弹性变形设计和尺寸增大影响较小。

2.下列哪些属于机械加工中常见的表面缺陷？（）

A.划痕

B.毛刺

C.表面硬化

D.表面粗糙度超差

答案：A、B、D

解析：划痕、毛刺和表面粗糙度超差是常见缺陷，表面硬化属于加工工艺。

3.机械设计中，轴类零件常用的材料包括（）。

A.45钢

B.40Cr

C.QT600-2

D.60Si2Mn

答案：A、B、D

解析：45钢、40Cr和60Si2Mn是常用轴类材料，QT600-2属于铸铁，较少用于轴。

4.机械装配中，常用的紧固件包括（）。

A.螺栓

B.螺母

C.垫圈

D.键

答案：A、B、C

解析：螺栓、螺母和垫圈是紧固件，键属于连接件。

5.影响机械加工精度的因素包括（）。

A.机床精度

B.刀具磨损

C.工件装夹方式

D.夹具刚度

答案：A、B、C

解析：机床精度、刀具磨损和工件装夹方式均影响加工精度，夹具刚度影响装夹稳定性。

三、判断题（每题1分，共10题）

1.机械设计中，过盈配合连接可以提高连接的可靠性。（√）

2.高速轴的临界转速越高，振动越小。（√）

3.油环润滑适用于高速轻载的场合。（×）

4.材料硬度越高，耐磨性越好。（√）

5.螺栓连接的预紧力越大越好。（×）

6.机械加工中，切削速度越高，加工精度越高。（×）

7.过盈配合连接适用于频繁拆卸的场合。（×）

8.轴类零件的强度主要取决于抗扭强度。（√）

9.机械装配中，螺栓预紧力过大可能导致连接松动。（×）

10.液体动力润滑适用于低速重载的场合。（×）

四、简答题（每题5分，共4题）

1.简述影响机械零件疲劳强度的因素及其改进措施。

答案：

-影响因素：应力集中系数、材料表面质量、载荷循环特性、环境温度、材料成分等。

-改进措施：

1.减小应力集中（如圆角过渡、开槽设计）；

2.提高表面质量（如喷丸、滚压）；

3.选择合适的材料及热处理工艺。

2.简述机械加工中影响加工精度的因素。

答案：

-机床精度、刀具磨损、工件装夹方式、切削用量、环境振动、工艺系统刚度等。

3.简述过盈配合连接的优缺点。

答案：

-优点：连接强度高、刚性好、能承受冲击载荷、无需键槽等结构。

-缺点：装配困难、拆卸成本高、对材料要求严格。

4.简述机械设计中高速轴的设计要点。

答案：

-控制临界转速、避免共振；采用轻质材料；优化轴承润滑；加强动平衡设计。

五、计算题（每题10分，共2题）

1.某轴直径d=50mm，材料为45钢，承受交变弯曲载荷，应力幅σa=120MPa，平均应力σm=60MPa。试计算其疲劳极限σ-1。（已知材料σb=600MPa，应力集中系数Kf=1.5，尺寸系数η=0.85，表面质量系数β=0.9。）

答案：

-疲劳极限计算公式：σ-1=σb×η×β×(1-Kf)

-σ-1=600×0.85×0.9×(1-1.5)=315MPa

2.某滑动轴承宽度B=20mm，直径d=10