机械设计制造知识考点解析

机械设计制造知识考点解析姓名_________________________地址_______________________________学号______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------线--------------------------1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和地址名称。2.请仔细阅读各种题目，在规定的位置填写您的答案。一、选择题1.机械设计制造基础知识

1.1机械零件的失效形式有哪几种？

A.过载断裂、磨损、疲劳、腐蚀

B.裂纹、变形、断裂、磨损

C.塑性变形、断裂、疲劳、腐蚀

D.摩擦、磨损、疲劳、变形

1.2滚动轴承与滑动轴承的主要区别是什么？

A.滚动轴承有滚动体，滑动轴承没有

B.滚动轴承有更好的承载能力，滑动轴承有更低的摩擦系数

C.滚动轴承主要用于高速旋转，滑动轴承主要用于低速旋转

D.滚动轴承有更好的耐磨性，滑动轴承有更好的散热功能

1.3常用的齿轮传动有哪些类型？

A.直齿齿轮、斜齿齿轮、人字齿轮、圆弧齿轮

B.蜗杆齿轮、锥齿轮、行星齿轮、谐波齿轮

C.皮带齿轮、链轮、齿轮箱、减速器

D.伞齿轮、摆线齿轮、锥齿伞齿轮、螺旋齿轮

1.4机械系统中的摩擦力有哪些影响？

A.影响运动效率、产生热量、影响运动速度、导致磨损

B.减小运动效率、增加能量消耗、降低运动速度、加速磨损

C.提高运动效率、减少能量消耗、提高运动速度、减少磨损

D.无明显影响、不影响运动效率、不影响能量消耗、不影响磨损

1.5机械制图的基本规定有哪些？

A.图线、字体、比例、尺寸标注、技术要求

B.颜色、线条粗细、符号、比例、尺寸标注

C.尺寸标注、字体、图线、比例、技术要求

D.颜色、线条粗细、比例、符号、技术要求

1.6零件的加工方法有哪些？

A.切削、磨削、锻造、铸造、焊接

B.热处理、表面处理、化学处理、机械加工、非金属加工

C.钻孔、车削、铣削、磨削、刨削

D.锻造、焊接、铆接、装配、拆卸

1.7机械设计的基本步骤是什么？

A.需求分析、方案设计、详细设计、试验验证、生产准备

B.需求分析、方案选择、初步设计、详细设计、优化设计

C.初步设计、方案设计、试验验证、详细设计、生产准备

D.试验验证、方案设计、生产准备、详细设计、需求分析

2.机械原理

2.1机器与设备的主要区别是什么？

A.机器是能量转换的装置，设备是能量使用的装置

B.机器是执行动作的装置，设备是储存物品的装置

C.机器是自动化程度高的装置，设备是手动操作的装置

D.机器是固定不动的装置，设备是可移动的装置

2.2常见的传动方式有哪些？

A.齿轮传动、皮带传动、链条传动、丝杠传动、液压传动

B.磁悬浮传动、空气传动、电传动、光传动、超声波传动

C.机械传动、电气传动、流体传动、热力传动、磁性传动

D.气动传动、电动传动、手动传动、液压传动、机械传动

2.3平面机构的自由度是什么？

A.平面机构自由运动的独立参数的个数

B.平面机构可能运动的独立参数的个数

C.平面机构可能运动的自由参数的个数

D.平面机构在空间中的独立参数的个数

2.4机器的运动速度如何计算？

A.通过运动方程计算

B.通过能量守恒定律计算

C.通过机械效率计算

D.通过牛顿第二定律计算

2.5机械动力系统如何进行优化设计？

A.通过增加动力源的功率

B.通过减小系统阻力

C.通过优化结构设计

D.通过增加机械效率

2.6机器效率的计算公式是什么？

A.效率=输出功率/输入功率

B.效率=输出功率/(输出功率输入功率)

C.效率=输入功率/输出功率

D.效率=输入功率/(输出功率输入功率)

2.7机械振动的原因有哪些？

A.外部激励、系统固有频率、阻尼、不平衡

B.激励力、阻尼力、惯性力、外部干扰

C.惯性力、阻尼力、激励力、不平衡

D.外部激励、不平衡、系统固有频率、阻尼

3.机械制造工艺

3.1机械加工的基本原则有哪些？

A.适应性、经济性、可靠性、准确性

B.可靠性、适应性、经济性、安全性

C.经济性、准确性、可靠性、适应性

D.安全性、可靠性、适应性、经济性

3.2热处理的主要方法有哪些？

A.正火、退火、淬火、回火、化学热处理

B.冷处理、退火、正火、热处理、固溶处理

C.化学热处理、冷处理、固溶处理、热处理、正火

D.淬火、回火、固溶处理、热处理、化学热处理

3.3钳工的基本操作有哪些？

A.锯、锉、钻孔、扩孔、铰孔

B.锯、磨、钻孔、扩孔、铰孔

C.锯、锉、铣、扩孔、铰孔

D.锯、钻孔、扩孔、铰孔、磨

3.4机械装配的基本要求是什么？

A.精确度、可靠性、经济性、安全性

B.可靠性、精确度、经济性、安全性

C.精确度、安全性、经济性、可靠性

D.经济性、精确度、安全性、可靠性

3.5机械加工质量检测的方法有哪些？

A.测量工具、仪器、标准样件、检验人员、检验方法

B.测量仪器、标准样件、检验人员、检测设备、检测方法

C.检验人员、检测设备、测量工具、标准样件、检测方法

D.检测设备、检验人员、测量工具、标准样件、检测方法

3.6机械制造中的安全技术有哪些？

A.防爆、防尘、防毒、防辐射、防静电

B.防护、警示、隔离、监测、防护设备

C.防护、隔离、监测、警示、防辐射

D.防爆、防尘、防毒、防护、警示

3.7机械加工中的废品分类有哪些？

A.完整废品、缺陷废品、多余废品、非标准废品

B.标准废品、非标准废品、多余废品、缺陷废品

C.完整废品、多余废品、缺陷废品、非标准废品

D.多余废品、非标准废品、标准废品、缺陷废品

4.材料科学与工程

4.1常用金属材料的功能有哪些？

A.强度、硬度、塑性、韧性、耐腐蚀性、耐磨损性

B.密度、熔点、导电性、导热性、磁性、耐热性

C.颜色、形状、尺寸、表面质量、重量、价格

D.电阻率、电导率、比热容、热膨胀系数、密度、弹性模量

4.2常用非金属材料的功能有哪些？

A.硬度、韧性、强度、耐热性、耐腐蚀性、耐磨损性

B.密度、熔点、导电性、导热性、磁性、耐热性

C.颜色、形状、尺寸、表面质量、重量、价格

D.电阻率、电导率、比热容、热膨胀系数、密度、弹性模量

4.3非晶态材料的制备方法有哪些？

A.快速冷却法、化学气相沉积法、激光熔化法、等离子体法

B.熔融法、凝固法、化学气相沉积法、离子束沉积法

C.熔融法、蒸发法、激光熔化法、离子束溅射法

D.等离子体法、蒸发法、凝固法、化学气相沉积法

4.4复合材料的主要类型有哪些？

A.纤维增强复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、碳基复合材料

B.陶瓷复合材料、金属纤维复合材料、塑料基复合材料、碳纤维复合材料

C.纤维复合材料、金属复合材料、陶瓷复合材料、碳复合材料

D.纤维复合材料、塑料基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料

4.5材料力学功能测试的方法有哪些？

A.冲击试验、弯曲试验、拉伸试验、压缩试验、扭转试验

B.冲击试验、硬度试验、磨损试验、疲劳试验、腐蚀试验

C.拉伸试验、硬度试验、冲击试验、压缩试验、扭转试验

D.硬度试验、疲劳试验、腐蚀试验、磨损试验、冲击试验

4.6材料腐蚀的原因有哪些？

A.化学反应、电化学反应、机械磨损、热应力、生物作用

B.机械磨损、热应力、化学反应、电化学反应、生物作用

C.电化学反应、生物作用、机械磨损、化学反应、热应力

D.热应力、化学反应、电化学反应、生物作用、机械磨损

4.7材料疲劳功能的测试方法有哪些？

A.拉伸试验、压缩试验、弯曲试验、扭转试验、疲劳试验

B.冲击试验、硬度试验、磨损试验、疲劳试验、腐蚀试验

C.拉伸试验、硬度试验、压缩试验、弯曲试验、疲劳试验

D.硬度试验、腐蚀试验、拉伸试验、扭转试验、疲劳试验

答案及解题思路：

1.1A.过载断裂、磨损、疲劳、腐蚀

解题思路：机械零件的失效形式主要包括由于过载引起的断裂、由于磨损引起的尺寸变化、由于疲劳引起的裂纹扩展，以及由于腐蚀引起的材料破坏。

1.2C.滚动轴承主要用于高速旋转，滑动轴承主要用于低速旋转

解题思路：滚动轴承和滑动轴承的主要区别在于其运动方式，滚动轴承通过滚动体滚动，适用于高速旋转；滑动轴承通过滑动面滑动，适用于低速旋转。

1.3A.直齿齿轮、斜齿齿轮、人字齿轮、圆弧齿轮

解题思路：齿轮传动根据齿形和安装方式的不同，可以分为直齿齿轮、斜齿齿轮、人字齿轮和圆弧齿轮等类型。

1.4A.影响运动效率、产生热量、影响运动速度、导致磨损

解题思路：摩擦力在机械系统中会导致能量损失，从而降低运动效率，同时也会产生热量和磨损。

1.5A.图线、字体、比例、尺寸标注、技术要求

解题思路：机械制图的基本规定包括图线的类型、字体要求、图形比例、尺寸标注方法以及技术要求等。

1.6A.切削、磨削、锻造、铸造、焊接

解题思路：零件的加工方法包括切削加工、磨削加工、锻造、铸造和焊接等，这些方法适用于不同类型和要求的零件。

1.7B.需求分析、方案选择、初步设计、详细设计、优化设计

解题思路：机械设计的基本步骤通常包括需求分析、方案选择、初步设计、详细设计和优化设计等，以保证设计的机械满足功能和使用要求。

2.1A.机器是能量转换的装置，设备是能量使用的装置

解题思路：机器和设备的主要区别在于它们的功能，机器主要用于能量的转换，而设备主要用于能量的使用。

2.2A.齿轮传动、皮带传动、链条传动、丝杠传动、液压传动

解题思路：常见的传动方式包括齿轮传动、皮带传动、链条传动、丝杠传动和液压传动等，它们适用于不同的工作条件和功能要求。

2.3A.平面机构自由运动的独立参数的个数

解题思路：平面机构的自由度是指机构在平面内可以独立运动的方向数，即独立参数的个数。

2.4D.通过牛顿第二定律计算

解题思路：机器的运动速度可以通过牛顿第二定律，即力等于质量乘以加速度的公式来计算。

2.5C.通过优化结构设计

解题思路：机械动力系统的优化设计通常是通过优化结构设计来实现的，以减少能量损失和提高系统效率。

2.6A.效率=输出功率/输入功率

解题思路：机器效率是指输出功率与输入功率的比值，表示能量转换的有效性。

2.7A.外部激励、系统固有频率、阻尼、不平衡

解题思路：机械振动的原因主要包括外部激励、系统固有频率、阻尼作用以及不平衡力等因素。

（此处其他题目的解答思路，格式与上述类似）二、填空题1.机械设计的基本原则是（可靠性、经济性、实用性、安全性、可维护性）。

2.机械制造中的切削力主要来自（切削刃与工件之间的摩擦力和切削刃对工件的切削压力）。

3.平面机构的自由度是由（机构的运动副数量）和（机构的约束条件）决定的。

4.机械系统中的能量传递形式主要有（机械能、热能、电能）。

5.机械加工中的精度等级分为（20）级。

答案及解题思路：

答案：

1.可靠性、经济性、实用性、安全性、可维护性

2.切削刃与工件之间的摩擦力和切削刃对工件的切削压力

3.机构的运动副数量、机构的约束条件

4.机械能、热能、电能

5.20

解题思路：

1.机械设计的基本原则涵盖了设计过程中需要考虑的多个方面，包括保证机械的可靠性、经济性、实用性、安全性以及便于维护等。

2.切削力是机械制造中影响加工效率和质量的重要因素，它主要来源于切削过程中切削刃与工件之间的相互作用。

3.平面机构的自由度是机构能够独立运动的数量，由机构的运动副数量和约束条件共同决定。

4.机械系统能量传递的形式多样，包括机械能、热能和电能，这些能量形式在机械系统中相互转换。

5.机械加工精度等级是衡量加工质量的重要指标，根据国家标准，机械加工精度分为20个等级。三、判断题1.机械零件的失效形式磨损、断裂和变形。

2.滚动轴承与滑动轴承的主要区别在于其摩擦类型。

3.机器的效率是指输出功与输入功之比。

4.钳工的基本操作有划线、錾削、锯割、锉削、钻孔、扩孔、铰孔等。

5.机械制造中的安全技术主要包括防护、警告、控制、隔离和个体防护。

答案及解题思路：

1.答案：错误。

解题思路：机械零件的失效形式不仅包括磨损、断裂和变形，还包括腐蚀、疲劳、电蚀、高温等。

2.答案：正确。

解题思路：滚动轴承与滑动轴承的主要区别确实在于其摩擦类型，滚动轴承利用滚动元件的滚动来减小摩擦，而滑动轴承则利用滑动元件的滑动来减小摩擦。

3.答案：正确。

解题思路：机器的效率是指输出功与输入功之比，通常用百分比表示。效率是衡量机器功能的重要指标之一。

4.答案：正确。

解题思路：钳工的基本操作确实包括划线、錾削、锯割、锉削、钻孔、扩孔、铰孔等，这些操作是钳工进行工件加工和装配的基本技能。

5.答案：正确。

解题思路：机械制造中的安全技术主要包括防护、警告、控制、隔离和个体防护。这些安全措施旨在降低机械操作过程中的风险，保障操作人员的安全。四、简答题1.简述机械零件的失效形式及原因。

失效形式：

过载断裂：由于超出了材料承受的极限应力导致零件断裂。

摩擦磨损：零件在摩擦过程中，由于材料表面的磨损而失去原有的几何形状。

腐蚀：由于腐蚀介质的作用，零件表面材料逐渐消耗。

弹性变形：由于材料受到超过弹性极限的应力，导致永久变形。

疲劳破坏：零件在交变载荷作用下，因累积损伤导致失效。

原因：

设计不合理：如零件强度不足、应力集中等。

材料选择不当：如选用材料硬度、韧性不符合要求等。

加工工艺问题：如热处理不当、表面粗糙度过高等。

使用维护不当：如超负荷工作、润滑不良等。

2.简述齿轮传动的主要类型及其特点。

主要类型：

齿轮齿条传动：以齿条作为主动件，齿轮作为从动件，实现旋转与直线运动的转换。

齿轮与齿轮传动：主动齿轮带动从动齿轮，实现两个旋转轴之间的运动转换。

齿轮与带轮传动：齿轮与带轮配合，实现两个旋转轴之间的运动转换。

齿轮与蜗轮传动：蜗轮与齿轮配合，实现两个垂直旋转轴之间的运动转换。

特点：

齿轮齿条传动：结构简单、传动精度高，但效率较低。

齿轮与齿轮传动：传动平稳、可靠，但加工工艺要求较高。

齿轮与带轮传动：传动平稳、无冲击，但传动比有限。

齿轮与蜗轮传动：传动效率低，但能实现较大的传动比。

3.简述机械加工中的基本原则。

基本原则：

保证加工精度：严格控制加工过程中的各项参数，保证零件的尺寸精度和形状精度。

保证表面质量：合理选用加工方法、润滑冷却条件和刀具，以减小表面粗糙度、裂纹等缺陷。

提高生产效率：优化加工工艺，缩短加工时间，提高生产效率。

保证加工安全：保证加工过程中的人员安全，遵守操作规程，预防发生。

4.简述材料疲劳功能的测试方法。

测试方法：

恒幅应力法：通过改变应力幅值，测定材料在循环载荷作用下的疲劳寿命。

变幅应力法：通过改变应力幅度，测定材料在循环载荷作用下的疲劳寿命。

变频率应力法：通过改变加载频率，测定材料在循环载荷作用下的疲劳寿命。

5.简述机械制造中的安全技术。

安全技术：

设备操作安全：严格遵守操作规程，正确使用机械设备，防止误操作。

电气安全：保证电气设备接地良好，防止触电发生。

防尘防毒：在加工过程中，采取措施降低粉尘和有害气体的浓度，保障员工健康。

高处作业安全：在进行高处作业时，做好安全防护措施，防止坠落发生。

答案及解题思路：

1.答案：

失效形式：过载断裂、摩擦磨损、腐蚀、弹性变形、疲劳破坏。

原因：设计不合理、材料选择不当、加工工艺问题、使用维护不当。

解题思路：

根据题目要求，分析机械零件失效的常见形式及其原因，结合实际案例，从设计、材料、加工、使用维护等方面进行阐述。

2.答案：

主要类型：齿轮齿条传动、齿轮与齿轮传动、齿轮与带轮传动、齿轮与蜗轮传动。

特点：齿轮齿条传动结构简单、传动精度高，但效率较低；齿轮与齿轮传动传动平稳、可靠，但加工工艺要求较高；齿轮与带轮传动传动平稳、无冲击，但传动比有限；齿轮与蜗轮传动传动效率低，但能实现较大的传动比。

解题思路：

根据题目要求，列举齿轮传动的主要类型及其特点，结合实际应用案例，对各类传动方式进行简要分析。

3.答案：

基本原则：保证加工精度、保证表面质量、提高生产效率、保证加工安全。

解题思路：

根据题目要求，阐述机械加工中的基本原则，结合实际加工案例，从加工精度、表面质量、生产效率和加工安全等方面进行阐述。

4.答案：

测试方法：恒幅应力法、变幅应力法、变频率应力法。

解题思路：

根据题目要求，列举材料疲劳功能的测试方法，结合实际测试案例，简要说明各类测试方法的原理和应用。

5.答案：

安全技术：设备操作安全、电气安全、防尘防毒、高处作业安全。

解题思路：

根据题目要求，列举机械制造中的安全技术，结合实际生产案例，从设备操作、电气安全、防尘防毒和高处作业等方面进行阐述。五、论述题1.论述机械设计的基本原则在机械设计中的应用。

机械设计的基本原则包括：可靠性、经济性、可维护性、美观性、标准化和模块化等。以下为这些原则在机械设计中的应用：

可靠性：在设计过程中，保证机械系统的各个部件在规定的工作条件下能够正常工作，避免故障和。

经济性：在满足功能要求的前提下，尽量降低制造成本，提高经济效益。

可维护性：设计时考虑维修的便捷性，减少维修时间和成本。

美观性：在保证功能的前提下，追求外观的美观性，提升产品竞争力。

标准化和模块化：采用标准化零部件和模块化设计，提高设计效率，降低生产成本。

2.论述机械制造中的切削力及其影响因素。

切削力是机械制造中重要的物理量，它对切削加工的质量和效率有重要影响。切削力的影响因素包括：

工件材料：不同材料的切削功能不同，切削力也会有所不同。

刀具材料：刀具的硬度、韧性、耐磨性等都会影响切削力。

切削速度：切削速度越高，切削力越大。

切削深度：切削深度越大，切削力越大。

切削宽度：切削宽度越大，切削力越大。

3.论述机械加工中的精度等级及其应用。

机械加工中的精度等级分为IT01、IT0、IT1、IT2、IT3、IT4、IT5、IT6、IT7、IT8、IT9共11个等级。以下为精度等级的应用：

IT0、IT1、IT2：适用于高精度、高效率的加工。

IT3、IT4、IT5：适用于一般精度加工。

IT6、IT7、IT8、IT9：适用于低精度加工。

4.论述材料腐蚀的原因及其防护措施。

材料腐蚀的原因包括：

化学腐蚀：由于化学物质的侵蚀导致材料表面发生化学反应。

电化学腐蚀：由于金属在电解质中的电化学反应导致材料表面发生腐蚀。

机械腐蚀：由于材料表面的磨损、刮擦等机械作用导致材料表面损坏。

防护措施包括：

表面处理：采用涂层、镀层等方法保护材料表面。

选择耐腐蚀材料：根据使用环境选择合适的耐腐蚀材料。

合理设计：优化结构设计，减少腐蚀发生的可能性。

5.论述机械制造中的安全技术对提高生产效率的意义。

机械制造中的安全技术包括：

设备安全：保证设备在正常工作状态下不会发生意外。

操作安全：保证操作人员能够安全地操作设备。

环境安全：保证生产环境符合安全要求。

安全技术对提高生产效率的意义：

减少停机时间：降低设备故障率，减少因导致的停机时间。

提高员工满意度：保障员工的生命安全，提高员工的工作积极性。

降低生产成本：减少造成的损失，降低生产成本。

答案及解题思路：

1.答案：机械设计的基本原则在机械设计中的应用包括可靠性、经济性、可维护性、美观性、标准化和模块化等。解题思路：分析每个原则在机械设计中的应用案例，如可靠性设计在汽车发动机中的应用，经济性设计在空调中的应用等。

2.答案：机械制造中的切削力的影响因素包括工件材料、刀具材料、切削速度、切削深度和切削宽度等。解题思路：列举不同因素对切削力的影响，并举例说明。

3.答案：机械加工中的精度等级及其应用包括IT01、IT0、IT1、IT2、IT3、IT4、IT5、IT6、IT7、IT8、IT9共11个等级，适用于不同精度要求的加工。解题思路：分析每个精度等级的适用范围，如IT0、IT1适用于高精度加工，IT7、IT8适用于低精度加工。

4.答案：材料腐蚀的原因包括化学腐蚀、电化学腐蚀和机械腐蚀，防护措施包括表面处理、选择耐腐蚀材料和合理设计等。解题思路：分析不同腐蚀原因的特点和防护措施，如化学腐蚀的防护措施为表面处理，电化学腐蚀的防护措施为选择耐腐蚀材料。

5.答案：机械制造中的安全技术对提高生产效率的意义包括减少停机时间、提高员工满意度和降低生产成本等。解题思路：分析安全技术对生产效率的具体影响，如减少设备故障率，提高员工积极性等。六、问答题1.如何提高机械零件的疲劳寿命？

答：提高机械零件的疲劳寿命可以从以下几个方面着手：

优化零件的设计，采用合理的结构形状和尺寸；

选择合适的材料，提高材料的疲劳功能；

对零件表面进行强化处理，如表面硬化、渗氮等；

减少应力集中，优化加工工艺，避免零件表面粗糙；

进行适当的预加载，以消除残余应力；

在设计时考虑足够的疲劳安全系数。

2.如何减小机械系统的振动？

答：减小机械系统的振动可以通过以下方法实现：

采用合适的减振材料和减振装置，如弹簧、阻尼器等；

对系统进行动态平衡，减少不平衡质量；

采用隔振措施，如隔振垫、隔振台等；

优化系统的动力学设计，如增加阻尼比、调整系统刚度等；

对可能产生振动的部件进行润滑，减少摩擦引起的振动。

3.如何选择合适的传动方式？

答：选择合适的传动方式需要考虑以下因素：

转矩和速度要求；

传动效率；

可靠性和维护成本；

工作环境和条件；

设备的尺寸和重量；

常见的传动方式包括齿轮传动、皮带传动、链条传动、同步带传动等。

4.如何提高机械加工的精度？

答：提高机械加工精度可以通过以下途径：

选用高精度的机床和工具；

优化加工工艺，如合理选用切削参数；

采用先进的加工技术，如数控加工、激光加工等；

加强工人的操作技能培训；

建立完善的检测和质量控制体系。

5.如何提高材料的使用寿命？

答：提高材料的使用寿命可以从以下几个方面进行：

选择合适的材料，根据使用环境和工作条件进行材料匹配；

对材料进行表面处理，如热处理、涂层等，以提高其耐磨性和耐腐蚀性；

优化零件的设计，减少应力集中和磨损；

采用合适的润滑和冷却措施，减少磨损；

定期检查和维护，及时发觉并修复潜在的问题。

答案及解题思路：

1.答案：通过优化设计、选择合适材料、表面处理、减少应力集中、预加载和设置安全系数等方法提高机械零件的疲劳寿命。

解题思路：首先分析疲劳失效的原因，然后针对这些原因提出相应的解决方案。

2.答案：通过采用减振材料、动态平衡、隔振措施、优化动力学设计和润滑冷却等方法减小机械系统的振动。

解题思路：识别振动源，分析振动传递路径，选择合适的减振措施。

3.答案：根据转矩、速度、效率、可靠性、维护成本、工作环境和尺寸等因素选择合适的传动方式。

解题