機械工程原理與設計實踐題集姓名_________________________地址_______________________________學號______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------線--------------------------1.請首先在試卷的標封處填寫您的姓名，身份證號和地址名稱。2.請仔細閱讀各種題目，在規定的位置填寫您的答案。一、選擇題1.機械工程中，下列哪個機構能實現連續運動？

A.定滑輪

B.輪軸

C.齒輪傳動

D.棘輪

2.機械設計中，以下哪個標準用于表示材料硬度？

A.抗拉強度

B.壓縮強度

C.硬度

D.伸長率

3.機械傳動中，下列哪種聯軸器主要用于補償兩軸的相對位移？

A.齒輪聯軸器

B.彈性聯軸器

C.楔形聯軸器

D.平鍵聯軸器

4.在機械設計中，以下哪個參數表示材料抵抗塑性變形的能力？

A.硬度

B.抗拉強度

C.壓縮強度

D.伸長率

5.機械中，下列哪個機構主要用于實現往復運動？

A.定滑輪

B.輪軸

C.齒輪傳動

D.棘輪

6.在機械設計中，以下哪個標準用于表示材料的韌性？

A.抗拉強度

B.壓縮強度

C.硬度

D.伸長率

7.機械中，以下哪個參數表示材料抵抗沖擊載荷的能力？

A.抗拉強度

B.壓縮強度

C.硬度

D.伸長率

8.機械設計中，以下哪個標準用于表示材料的耐磨性？

A.抗拉強度

B.壓縮強度

C.硬度

D.伸長率

答案及解題思路：

1.答案：C

解題思路：齒輪傳動可以實現連續的運動，因為它通過齒輪的嚙合傳遞動力，而輪軸和棘輪通常用于間歇運動，定滑輪則用于改變力的方向。

2.答案：C

解題思路：硬度是材料抵抗局部塑性變形的能力，是衡量材料硬度功能的標準。

3.答案：B

解題思路：彈性聯軸器能夠吸收振動和補償兩軸的相對位移，而齒輪聯軸器主要用于傳遞動力，楔形聯軸器和平鍵聯軸器則不主要用于位移補償。

4.答案：B

解題思路：抗拉強度是材料在拉伸時抵抗斷裂的能力，它直接反映了材料抵抗塑性變形的能力。

5.答案：D

解題思路：棘輪機構通過棘爪和棘輪的配合，能夠實現單向的往復運動，而定滑輪、輪軸和齒輪傳動主要用于其他類型的運動。

6.答案：D

解題思路：伸長率是材料在拉伸過程中長度增加的百分比，它反映了材料的韌性，即材料在斷裂前能承受多大的變形。

7.答案：A

解題思路：抗拉強度是指材料在拉伸時抵抗斷裂的能力，它間接反映了材料抵抗沖擊載荷的能力。

8.答案：C

解題思路：硬度是材料抵抗硬表面刮擦或磨損的能力，因此硬度是表示材料耐磨性的標準。二、填空題1.機械設計中，常用的強度設計方法有靜力強度設計、動載荷強度設計、穩定設計。

2.機械傳動中，常用的聯軸器有剛性聯軸器、彈性聯軸器、剛性齒形聯軸器、十字軸聯軸器。

3.機械設計中，常用的耐磨材料有鑄鐵、高錳鋼、淬硬合金鋼、工程陶瓷。

4.機械中，常用的滑動軸承有向心滑動軸承、推力滑動軸承、多油楔軸承、非液體摩擦滑動軸承。

5.機械設計中，常用的塑性變形方法有擠壓、拉拔、鍛造、沖壓。

6.機械傳動中，常用的傳動方式有皮帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動。

7.機械設計中，常用的彈性元件有彈簧、橡膠制品、軟木制品、彈性金屬元件。

8.機械中，常用的密封元件有唇形密封圈、O形密封圈、矩形密封圈、組合密封。

答案及解題思路：

1.答案：靜力強度設計、動載荷強度設計、穩定設計

解題思路：強度設計方法是根據機械零件在受到外力作用時的響應情況來確定其結構設計的方法。靜力強度設計適用于受力穩定的系統，動載荷強度設計用于受力不穩定的動態系統，穩定設計用于保證系統的動態穩定性。

2.答案：剛性聯軸器、彈性聯軸器、剛性齒形聯軸器、十字軸聯軸器

解題思路：聯軸器是用于連接兩個軸使其一起旋轉的裝置。不同類型的聯軸器適用于不同場合，剛性聯軸器適用于載荷較小的場合，彈性聯軸器適用于載荷較大或軸間距變化的場合。

3.答案：鑄鐵、高錳鋼、淬硬合金鋼、工程陶瓷

解題思路：耐磨材料是在磨損條件下具有較長使用壽命的材料。這些材料適用于工作環境惡劣、磨損嚴重的場合。

4.答案：向心滑動軸承、推力滑動軸承、多油楔軸承、非液體摩擦滑動軸承

解題思路：滑動軸承按照摩擦性質和工作原理不同，分為多種類型，每種軸承都有其特定的應用場合。

5.答案：擠壓、拉拔、鍛造、沖壓

解題思路：塑性變形方法是指通過外部力量使材料產生塑性變形的方法。不同的變形方法適用于不同類型的材料和加工要求。

6.答案：皮帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動

解題思路：傳動方式是能量和運動的傳遞方式。每種傳動方式都有其特點和適用條件。

7.答案：彈簧、橡膠制品、軟木制品、彈性金屬元件

解題思路：彈性元件是指在外力作用下可以產生變形，去除外力后可以恢復原狀的元件。彈簧、橡膠、軟木和彈性金屬都具有良好的彈性功能。

8.答案：唇形密封圈、O形密封圈、矩形密封圈、組合密封

解題思路：密封元件是防止流體或氣體泄漏的部件。根據工作條件選擇合適的密封元件對于機械的正常工作。三、判斷題1.機械設計中，強度是指材料抵抗斷裂的能力。（）

答案：正確

解題思路：在機械設計中，強度是指材料在力的作用下抵抗變形和斷裂的能力。強度是衡量材料在特定應力條件下安全工作的重要指標。

2.機械傳動中，齒輪傳動具有較高的傳動效率。（）

答案：正確

解題思路：齒輪傳動因其良好的傳遞精度和效率而被廣泛應用于各種機械傳動系統中。在相同的條件下，齒輪傳動的效率通常高于皮帶傳動和鏈條傳動。

3.機械設計中，耐磨性是指材料抵抗磨損的能力。（）

答案：正確

解題思路：耐磨性是材料在反復摩擦和磨損條件下保持原有物理和化學功能的能力。在機械設計中，耐磨性是保證機械零件使用壽命和功能穩定性的重要指標。

4.機械中，滑動軸承主要用于承受軸向載荷。（）

答案：錯誤

解題思路：滑動軸承主要承受徑向載荷，而滾動軸承更適合承受軸向載荷。雖然某些特殊設計的滑動軸承可以承受一定的軸向載荷，但這不是其主要用途。

5.機械設計中，塑性變形可以提高材料的強度。（）

答案：錯誤

解題思路：塑性變形會導致材料內部產生裂紋和孔洞，從而降低其強度。材料的強度通常通過熱處理、合金化等方法提高，而非塑性變形。

6.機械傳動中，彈性聯軸器主要用于傳遞扭矩。（）

答案：正確

解題思路：彈性聯軸器利用其彈性元件（如橡膠）來緩沖和吸收軸間相對位移，從而在傳遞扭矩的同時減少震動和沖擊。

7.機械設計中，硬度是指材料抵抗壓痕的能力。（）

答案：正確

解題思路：硬度是衡量材料抵抗壓痕和變形能力的一個物理量。常用的硬度指標有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度等。

8.機械中，密封元件主要用于防止介質泄漏。（）

答案：正確

解題思路：密封元件是防止流體、氣體或其他介質泄漏的關鍵部件，廣泛應用于閥門、泵、管道等機械系統中，保證系統的正常工作和安全運行。四、簡答題1.簡述機械設計中常用的強度設計方法。

解答：

機械設計中的強度設計方法主要有以下幾種：

計算方法：基于材料力學的基本方程，根據工作載荷和幾何參數進行結構尺寸的計算。

比較方法：通過對同類產品的功能進行比較，確定設計參數。

試錯方法：通過試制和試驗，逐步調整設計參數以達到設計要求。

2.簡述機械傳動中常用的聯軸器及其作用。

解答：

常用的聯軸器有：

彈性聯軸器：如橡膠聯軸器，主要用于傳遞較大扭矩，補償軸線位移。

剛性聯軸器：如齒式聯軸器，傳遞精度要求較高的扭矩，對軸線位移的適應性差。

作用：

聯軸器主要用于連接軸對軸的旋轉傳動，具有傳遞扭矩、連接軸、調整軸間相對位置的功能。

3.簡述機械設計中常用的耐磨材料及其特點。

解答：

常用的耐磨材料有：

鋼鐵合金：如高速鋼，具有高硬度和耐磨性。

工具鋼：如硬質合金，硬度高，耐磨性良好。

非金屬材料：如碳化硅、氮化硼等，耐磨性好，抗高溫，抗沖擊。

特點：

這些材料具有較高的硬度和耐磨性，抗沖擊功能良好，適用于高速、高溫、重載的工況。

4.簡述機械中常用的滑動軸承及其分類。

解答：

常用的滑動軸承有：

滑動軸承：如球軸承、滾柱軸承，分為自調心軸承和非自調心軸承。

潤滑軸承：如滑動軸承，分為干式和油浸式。

分類：

根據結構和工作條件，滑動軸承可以分為多種類型，如單層滑動軸承、多層滑動軸承、滑動軸承組合等。

5.簡述機械設計中常用的塑性變形方法及其應用。

解答：

常用的塑性變形方法有：

鍛造：用于改變零件的形狀、尺寸和功能。

沖壓：用于加工板金零件，提高其精度和表面光潔度。

熱處理：通過加熱、保溫和冷卻過程，改變零件的組織和功能。

應用：

這些方法在機械設計中廣泛應用于零部件的加工、熱處理、形狀和尺寸的改變等。

6.簡述機械傳動中常用的傳動方式及其特點。

解答：

常用的傳動方式有：

傳動帶傳動：結構簡單，適用于速度要求較低的場合。

齒輪傳動：精度高，傳遞扭矩大，應用廣泛。

輪鏈傳動：適用于重載和高速場合。

特點：

不同傳動方式具有不同的特點，如傳動帶傳動成本低、維護方便；齒輪傳動傳遞精度高、傳動效率高；輪鏈傳動適用于重載、高速和惡劣工況。

7.簡述機械設計中常用的彈性元件及其作用。

解答：

常用的彈性元件有：

彈簧：用于緩沖、吸振、儲存能量等。

軟軸：用于連接兩根軸，補償軸線位移。

作用：

彈性元件在機械設計中起到緩沖、吸振、連接和調節作用，提高系統的動態功能和可靠性。

8.簡述機械中常用的密封元件及其類型。

解答：

常用的密封元件有：

O形圈：適用于軸封和孔封，密封功能良好。

套筒式密封：適用于軸向移動的密封。

橡膠密封：用于油封、氣封等，具有耐油、耐酸堿等特點。

類型：

密封元件按照其形狀和密封機理可分為多種類型，如環形、盤狀、條狀等。不同類型具有不同的適用場合和特點。

答案及解題思路：

1.答案：計算方法、比較方法、試錯方法。解題思路：根據工作條件，選擇合適的設計方法進行強度計算，并對結果進行分析和比較。

2.答案：彈性聯軸器、剛性聯軸器。解題思路：分析傳動系統的工作要求，選擇合適的聯軸器類型以滿足扭矩、精度等需求。

3.答案：鋼鐵合金、工具鋼、非金屬材料。解題思路：根據使用工況，選擇合適的耐磨材料，以保證零件的使用壽命和功能。

4.答案：滑動軸承、滾動軸承、潤滑軸承。解題思路：分析軸與軸承的工作條件，選擇合適的軸承類型以滿足功能要求。

5.答案：鍛造、沖壓、熱處理。解題思路：根據零件形狀和尺寸要求，選擇合適的塑性變形方法，以提高零件精度和功能。

6.答案：傳動帶傳動、齒輪傳動、輪鏈傳動。解題思路：分析傳動系統的工作條件和要求，選擇合適的傳動方式以滿足效率、扭矩、精度等需求。

7.答案：彈簧、軟軸。解題思路：分析機械系統的工作條件和需求，選擇合適的彈性元件類型以滿足緩沖、吸振、連接和調節等功能。

8.答案：O形圈、套筒式密封、橡膠密封。解題思路：分析密封部位的工作條件，選擇合適的密封元件類型以滿足密封功能和耐介質能力的需求。五、計算題1.一根直徑為d的圓鋼，其許用應力為[σ]，求圓鋼的許用載荷。

解題思路：

圓鋼的許用載荷可以通過計算其橫截面積乘以許用應力來求得。圓鋼的橫截面積公式為A=π(d/2)^2，因此許用載荷F=A[σ]。

答案：

圓鋼的許用載荷F=π(d/2)^2[σ]。

2.某齒輪傳動，主動齒輪的轉速為n1，齒數為z1，從動齒輪的齒數為z2，求從動齒輪的轉速n2。

解題思路：

齒輪傳動的轉速比等于兩齒輪齒數的反比，即n1/n2=z2/z1。因此，從動齒輪的轉速n2=n1(z1/z2)。

答案：

從動齒輪的轉速n2=n1(z1/z2)。

3.某滑動軸承，軸承內徑為d，轉速為n，求軸承的當量摩擦系數f。

解題思路：

當量摩擦系數f的計算公式為f=0.5μln(d/δ)，其中μ為摩擦系數，δ為潤滑層厚度。通常δ可以通過經驗公式或實驗數據確定。

答案：

軸承的當量摩擦系數f=0.5μln(d/δ)。

4.某軸的直徑為d，材料為45鋼，許用應力為[σ]，求軸的臨界轉速。

解題思路：

軸的臨界轉速可以通過計算其扭轉剛度與抗扭截面模量的比值來求得。扭轉剛度GIp與抗扭截面模量Wp的關系為ωc=√(GIp/Wp)，其中G為剪切模量，I為轉動慣量，p為軸的半徑。

答案：

軸的臨界轉速ωc=√(GIp/Wp)。

5.某彈性聯軸器，兩軸的轉速分別為n1和n2，轉速差為△n，求聯軸器的角速度變化率ω。

解題思路：

聯軸器的角速度變化率ω可以通過計算轉速差與時間的比值來求得。即ω=△n/t。

答案：

聯軸器的角速度變化率ω=△n/t。

6.某齒輪傳動，主動齒輪的轉速為n1，齒數為z1，從動齒輪的齒數為z2，求兩齒輪的傳動比i。

解題思路：

齒輪傳動的傳動比i等于從動齒輪齒數與主動齒輪齒數的比值，即i=z1/z2。

答案：

兩齒輪的傳動比