机械工程原理与设计知识考点

综合试卷第=PAGE1*2-11页（共=NUMPAGES1*22页） 综合试卷第=PAGE1*22页（共=NUMPAGES1*22页）PAGE①姓名所在地区姓名所在地区身份证号密封线1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和所在地区名称。2.请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写您的答案。3.不要在试卷上乱涂乱画，不要在标封区内填写无关内容。一、选择题1.机械工程中，用于改变运动形式和运动方向的机构称为：

A.传动机构

B.传递机构

C.调速机构

D.控制机构

2.在机械设计中，下列哪个参数表示材料在受拉时达到屈服极限的应力值？

A.抗拉强度

B.弹性极限

C.屈服极限

D.伸长率

3.关于轮系的特性，下列说法错误的是：

A.增加齿轮齿数可增加速度比

B.轮系的传动比与输入轴转速成正比

C.轮系可以传递动力

D.轮系可用来增速

4.机械零件设计中，为保证零件具有良好的耐磨性，一般采用的材料为：

A.不锈钢

B.硬质合金

C.铝合金

D.钢板

5.下列哪种机构不能实现速度和转向的同时改变？

A.定轴轮系

B.定轴转动副

C.移动副

D.摆动副

6.在机械设计中，下列哪种方法适用于确定机构的尺寸和结构？

A.矢量合成法

B.力分析法

C.力法分解法

D.力的传递分析

7.在机械工程中，以下哪个是描述机构功能的主要参数？

A.结构效率

B.转速

C.运动轨迹

D.机构效率

8.以下哪种机械零件设计方法，适用于要求零件强度高、刚度好的场合？

A.概念设计法

B.几何设计法

C.强度设计法

D.优化设计法

答案及解题思路：

1.答案：A.传动机构

解题思路：传动机构是用于改变运动形式和运动方向的机构，如齿轮、皮带等。

2.答案：C.屈服极限

解题思路：屈服极限是指材料在受拉或受压时，开始发生塑性变形的应力值。

3.答案：B.轮系的传动比与输入轴转速成正比

解题思路：轮系的传动比是指输出轴转速与输入轴转速的比值，与输入轴转速成反比。

4.答案：B.硬质合金

解题思路：硬质合金因其高硬度和耐磨性，常用于制造刀具和耐磨件。

5.答案：A.定轴轮系

解题思路：定轴轮系只能改变速度，不能改变转向。

6.答案：B.力分析法

解题思路：力分析法是通过对机构进行受力分析，来确定机构的尺寸和结构的常用方法。

7.答案：D.机构效率

解题思路：机构效率是指机构输出功率与输入功率的比值，是描述机构功能的主要参数。

8.答案：C.强度设计法

解题思路：强度设计法通过保证零件在各种工作条件下不会发生破坏，适用于要求零件强度高、刚度好的场合。二、填空题1.机械设计的基本内容可分为：机械总体设计、机械结构设计、机械零件设计和工作原理设计。

2.在机械工程中，摩擦对机构的功能有能量损失、磨损和效率等方面的影响。

3.机械设计中，机械零件的失效形式主要有疲劳破坏、断裂和塑性变形。

4.机械设计中，常用材料有钢铁、有色金属和塑料等。

5.以下哪一公式表示齿轮的模数？

A.d=mt

B.m=dt

C.m=d/n

D.n=mt

答案：C.m=d/n

解题思路：齿轮的模数是指齿轮的齿厚与齿宽的比值，用字母m表示。根据齿轮的定义，模数m等于齿距p除以齿数z，即m=p/z。而齿距p等于齿轮直径d除以齿数z，即p=d/z。将p的表达式代入m=p/z中，得到m=d/z，因此答案为C。

6.机构的运动精度分为运动方向精度、运动轨迹精度和运动速度精度。

7.在机械设计中，为了提高机构的效率，可采取以下措施：减少摩擦、优化传动比和采用高效传动机构。

8.机械设计中，为了提高机械零件的耐磨性，可采取以下措施：选用耐磨材料、进行表面处理和优化结构设计。

答案及解题思路：

1.答案：机械总体设计、机械结构设计、机械零件设计和工作原理设计。

解题思路：机械设计是一个系统性的过程，包括对整个机械系统的设计、具体结构的设计、零件的设计以及工作原理的设计。

2.答案：能量损失、磨损和效率。

解题思路：摩擦是机械运动中不可避免的物理现象，它会影响机械的效率和寿命，因此在设计中要尽量减少摩擦。

3.答案：疲劳破坏、断裂和塑性变形。

解题思路：机械零件在长期工作过程中可能会发生各种失效形式，了解这些失效形式有助于设计出更可靠的机械。

4.答案：钢铁、有色金属和塑料。

解题思路：根据不同的机械设计和应用需求，选择合适的材料是保证机械功能的关键。

5.答案：C.m=d/n。

解题思路：根据齿轮模数的定义和计算公式，确定正确的答案。

6.答案：运动方向精度、运动轨迹精度和运动速度精度。

解题思路：机构的运动精度是评价机构功能的重要指标，分为这三个方面。

7.答案：减少摩擦、优化传动比和采用高效传动机构。

解题思路：提高机构效率的方法多种多样，包括减少能量损失、提高传动效率等。

8.答案：选用耐磨材料、进行表面处理和优化结构设计。

解题思路：提高机械零件耐磨性是保证机械寿命的关键，通过材料选择、表面处理和结构优化来实现。三、判断题1.机械工程原理与设计中，轮系的传动比只与轮系的结构有关，而与输入轴和输出轴的转速无关。

答案：正确。

解题思路：传动比定义为输入轴转速与输出轴转速的比值，其计算公式为传动比=输入轴转速/输出轴转速。由于传动比是转速的比值，因此它只与轮系的结构有关，而与输入轴和输出轴的具体转速无关。

2.机械零件的强度是指零件在承受载荷时不发生塑性变形的能力。

答案：正确。

解题思路：机械零件的强度是其在承受载荷时抵抗变形和破坏的能力。强度主要分为屈服强度和抗拉强度，其中屈服强度指材料在承受载荷时开始发生塑性变形的应力值。

3.在机械设计中，为了提高机构的传动比，应采用较小的齿轮模数。

答案：错误。

解题思路：传动比与齿轮的模数成正比，模数越小，齿轮的齿数越多，相应的传动比会增大。但是较小的齿轮模数会导致齿轮尺寸减小，可能降低齿轮的承载能力和机械强度。

4.在机械工程中，为了提高齿轮的承载能力，应增加齿轮的齿数。

答案：错误。

解题思路：齿轮的承载能力主要与其尺寸、材料、齿轮模数和齿数有关。增加齿数可以提高齿轮的平稳性，但不会直接提高承载能力。承载能力主要通过增加齿轮的直径和采用更坚硬的材料来提高。

5.机械设计的主要目的是在满足使用要求的前提下，保证机械的安全、可靠、高效和耐用。

答案：正确。

解题思路：机械设计的目标是在满足使用要求的基础上，保证机械的运行安全、稳定，同时提高其工作效率和耐用性，以适应实际工作环境。

6.在机械设计中，摩擦对机构功能的影响主要表现为能量损耗和机械效率的降低。

答案：正确。

解题思路：摩擦是机械运动中的普遍现象，它会消耗能量，导致机械效率降低。摩擦产生的热量还会影响机械零件的寿命和运行稳定性。

7.机械零件的磨损主要是由材料表面层的疲劳破坏引起的。

答案：正确。

解题思路：机械零件在长期运行过程中，表面层会受到循环载荷的作用，导致材料微观结构发生变化，最终形成疲劳破坏，从而引起磨损。

8.在机械设计中，采用高强度、高硬度材料可以保证机械零件具有更好的耐磨性。

答案：正确。

解题思路：高强度和高硬度的材料具有更好的抗变形和抗磨损功能，因此在机械设计中，采用这类材料可以提高机械零件的耐磨性。四、名词解释1.传动比

传动比是指在传动过程中，主动轴和从动轴转速之比或转矩之比。传动比是决定机械传动功能和结构设计的重要参数。

2.基础尺寸

基础尺寸是指机械零部件设计中的基本尺寸，它是确定其他尺寸和公差的基础。基础尺寸的选取应遵循国家标准和设计原则，以保证零件的互换性和装配精度。

3.紧固件

紧固件是指用于连接和固定两个或多个零件的机械元件。紧固件种类繁多，包括螺栓、螺母、螺钉、销钉等。紧固件在机械设计中具有重要作用，可保证零部件的稳定性和可靠性。

4.齿轮传动

齿轮传动是利用齿轮副相互啮合实现动力传递和运动的机械传动方式。齿轮传动具有传动效率高、结构紧凑、传递扭矩大等优点，广泛应用于各种机械设备中。

5.机构

机构是指由多个零件按照一定的几何关系和运动规律组合而成的、能够实现特定运动或功能的整体。机构是机械系统的基本单元，其设计原则和结构特点对机械系统的功能和可靠性具有直接影响。

6.机械设计

机械设计是指根据机械系统的工作要求，对零部件进行选型、设计、计算、绘制图纸等一系列工作。机械设计是机械工程的核心内容，涉及力学、材料学、热力学等多个学科。

7.机械强度

机械强度是指机械零部件在承受载荷作用时，抵抗破坏的能力。机械强度是衡量机械零部件可靠性和安全性的重要指标，包括抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等。

8.机械效率

机械效率是指机械系统输出功率与输入功率之比。机械效率反映了机械系统的能量损失情况，是衡量机械系统功能的重要指标。

答案及解题思路：

1.传动比

答案：传动比是指在传动过程中，主动轴和从动轴转速之比或转矩之比。

解题思路：根据定义，传动比是主动轴转速与从动轴转速的比值，或者是主动轴转矩与从动轴转矩的比值。

2.基础尺寸

答案：基础尺寸是指机械零部件设计中的基本尺寸，它是确定其他尺寸和公差的基础。

解题思路：根据定义，基础尺寸是设计中的基本尺寸，对其他尺寸和公差有决定性影响。

3.紧固件

答案：紧固件是指用于连接和固定两个或多个零件的机械元件。

解题思路：根据定义，紧固件具有连接和固定零件的功能，种类繁多。

4.齿轮传动

答案：齿轮传动是利用齿轮副相互啮合实现动力传递和运动的机械传动方式。

解题思路：根据定义，齿轮传动是通过齿轮副的啮合实现动力传递和运动。

5.机构

答案：机构是指由多个零件按照一定的几何关系和运动规律组合而成的、能够实现特定运动或功能的整体。

解题思路：根据定义，机构是由多个零件按照一定规律组合而成的整体，具有实现特定运动或功能的作用。

6.机械设计

答案：机械设计是指根据机械系统的工作要求，对零部件进行选型、设计、计算、绘制图纸等一系列工作。

解题思路：根据定义，机械设计是对零部件进行选型、设计、计算等工作，以满足机械系统的工作要求。

7.机械强度

答案：机械强度是指机械零部件在承受载荷作用时，抵抗破坏的能力。

解题思路：根据定义，机械强度是零部件承受载荷时的抵抗破坏能力。

8.机械效率

答案：机械效率是指机械系统输出功率与输入功率之比。

解题思路：根据定义，机械效率是输出功率与输入功率的比值，反映了能量损失情况。五、简答题1.简述机械工程原理与设计的基本内容。

机械工程原理与设计的基本内容主要包括以下几个方面：

机械原理：研究机械系统的运动规律、受力分析和能量转换等问题。

机械设计：根据机械原理，结合实际应用需求，进行机械系统的设计，包括结构设计、运动设计、强度设计等。

材料力学：研究材料在各种载荷作用下的变形和破坏规律。

机械制造：研究机械产品的制造工艺、加工设备和生产组织。

机械测试：研究机械系统的功能测试、故障诊断和优化设计。

2.简述摩擦对机构功能的影响。

摩擦对机构功能的影响主要体现在以下几个方面：

摩擦力会导致机械运动部件之间的磨损，降低机械的使用寿命。

摩擦力影响机械的运动精度，导致运动部件之间产生相对运动，从而影响机构的传动精度。

摩擦力产生的热量会影响机械的正常工作，甚至可能引起火灾等安全隐患。

摩擦力还会影响机械的效率，增加能量消耗。

3.简述提高机械零件耐磨性的措施。

提高机械零件耐磨性的措施包括：

采用耐磨材料，如硬质合金、陶瓷等。

通过表面处理技术，如渗碳、氮化、阳极氧化等，提高零件表面的硬度。

优化设计，减小零件之间的接触压力，降低磨损速率。

采用润滑技术，减少零件之间的直接接触，降低磨损。

4.简述齿轮传动的分类及特点。

齿轮传动的分类及特点

圆柱齿轮传动：适用于高速、大功率的场合，具有传动精度高、效率高的特点。

锥齿轮传动：适用于斜交轴之间的传动，具有结构紧凑、传动平稳的特点。

圆弧齿轮传动：适用于中、小功率的场合，具有结构简单、制造容易的特点。

斜齿轮传动：适用于斜交轴之间的传动，具有传动平稳、噪音小的特点。

5.简述机械设计中提高机构效率的方法。

机械设计中提高机构效率的方法包括：

采用高效的传动方式，如齿轮传动、皮带传动等。

优化机构结构，减小运动部件之间的摩擦，提高机械效率。

采用先进的制造技术，提高零件的加工精度和表面质量。

优化润滑系统，减少能量损耗。

答案及解题思路：

1.解题思路：根据机械工程原理与设计的基本内容，从机械原理、机械设计、材料力学、机械制造和机械测试五个方面进行简述。

2.解题思路：从摩擦力对机械运动部件的磨损、运动精度、热量和效率四个方面阐述摩擦对机构功能的影响。

3.解题思路：从采用耐磨材料、表面处理、优化设计和润滑技术四个方面阐述提高机械零件耐磨性的措施。

4.解题思路：从圆柱齿轮传动、锥齿轮传动、圆弧齿轮传动和斜齿轮传动四个方面进行分类，并简述各自的特点。

5.解题思路：从采用高效的传动方式、优化机构结构、采用先进的制造技术和优化润滑系统四个方面阐述提高机构效率的方法。六、论述题1.论述机械设计的基本原则及其在机械设计中的应用。

答案：

机械设计的基本原则包括：1）实用性原则；2）可靠性原则；3）经济性原则；4）标准化原则；5）美观性原则。

在机械设计中的应用：1）实用性原则要求设计的产品必须满足使用要求；2）可靠性原则要求设计的产品必须具有稳定性和耐用性；3）经济性原则要求在满足使用和可靠性的前提下，降低成本；4）标准化原则要求设计的产品应遵循相关标准，提高互换性；5）美观性原则要求设计的产品具有良好的外观和舒适度。

解题思路：首先阐述机械设计的基本原则，然后结合实际案例，说明这些原则在机械设计中的应用。

2.论述齿轮传动的设计要点及在设计过程中的注意事项。

答案：

齿轮传动的设计要点包括：1）确定传动比；2）选择齿轮类型；3）确定齿轮几何尺寸；4）进行强度校核。

设计过程中的注意事项：1）正确选择齿轮