机械计算考试真题及答案分享

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一、单选题（每题2分，共20分）

1.下列哪种连接方式适用于承受较大拉力的场合？（）A.销钉连接B.螺栓连接C.铆钉连接D.焊接连接【答案】B【解析】螺栓连接适用于承受较大拉力的场合，因为螺栓连接通过螺栓杆承受拉力，而螺母承受剪切力

2.某轴的直径为20mm，转速为1200r/min，材料的许用应力为60MPa，则该轴的临界扭矩为多少？（）A.240N·mB.480N·mC.720N·mD.960N·m【答案】B【解析】临界扭矩T=πd³σ/16=π×20³×60/16≈

471.24N·m，取B选项

3.某零件的材料为45钢，经调质处理后，其强度极限约为多少？（）A.350MPaB.400MPaC.500MPaD.600MPa【答案】C【解析】45钢调质处理后，强度极限一般在500MPa左右

4.下列哪种方法不属于零件的表面处理方法？（）A.喷丸B.渗碳C.热处理D.焊接【答案】D【解析】焊接是连接方法，不是表面处理方法

5.某齿轮的模数为3mm，齿数为20，则其分度圆直径为多少？（）A.60mmB.90mmC.120mmD.150mm【答案】A【解析】分度圆直径d=zm=3×20=60mm

6.某轴的直径为30mm，长度为200mm，材料的弹性模量为200GPa，泊松比为

0.3，则该轴受拉力100kN时的伸长量为多少？（）A.

0.15mmB.

0.25mmC.

0.35mmD.

0.45mm【答案】B【解析】伸长量ΔL=FL/EA=100000200/20010³π15²=

0.248mm，取B选项

7.某梁的截面为矩形，宽度为100mm，高度为150mm，材料的许用应力为160MPa，则该梁能承受的最大弯矩为多少？（）A.120kN·mB.150kN·mC.180kN·mD.210kN·m【答案】C【解析】最大弯矩M=Wσ=bh²/6σ=100150²/6160=

7.510⁶N·mm=

7.5kN·m，取C选项

8.某零件的材料为铸铁，其许用应力为30MPa，则其安全系数为多少？（）A.2B.3C.4D.5【答案】B【解析】安全系数n=σu/σ=σu/σe=σu/σ许用=σu/30，铸铁的强度极限σu通常为200MPa，则n=200/30≈

6.67，取B选项

9.某轴的直径为40mm，材料的许用切应力为60MPa，则该轴能承受的最大扭矩为多少？（）A.120N·mB.240N·mC.360N·mD.480N·m【答案】B【解析】最大扭矩T=Wpτ=πd³/16τ=π40³/1660≈

9424.78N·mm=

9.42N·m，取B选项

10.某零件的材料为铝合金，其密度为

2.7g/cm³，则其单位体积的质量为多少？（）A.

2.7kg/m³B.27kg/m³C.270kg/m³D.2700kg/m³【答案】D【解析】单位体积的质量即密度，铝合金密度为

2.7g/cm³=

2.710³kg/m³=2700kg/m³

二、多选题（每题4分，共20分）

1.以下哪些属于机械零件的常见失效形式？（）A.疲劳断裂B.磨损C.腐蚀D.变形E.焊接【答案】A、B、C、D【解析】机械零件的常见失效形式包括疲劳断裂、磨损、腐蚀和变形，焊接是连接方法

2.以下哪些属于机械制图的规范要求？（）A.视图方向B.尺寸标注C.表面粗糙度D.材料标注E.焊接符号【答案】A、B、C、D、E【解析】机械制图的规范要求包括视图方向、尺寸标注、表面粗糙度、材料标注和焊接符号

3.以下哪些属于轴类零件的常见结构？（）A.轴肩B.键槽C.螺纹D.退刀槽E.销钉孔【答案】A、B、D【解析】轴类零件的常见结构包括轴肩、键槽、退刀槽，螺纹和销钉孔不属于轴类零件的常见结构

4.以下哪些属于齿轮传动的优缺点？（）A.传动比恒定B.传动效率高C.可实现自锁D.结构紧凑E.磨损大【答案】A、B、D、E【解析】齿轮传动的优点包括传动比恒定、传动效率高、结构紧凑，缺点包括磨损大，不可实现自锁

5.以下哪些属于机械加工的常用方法？（）A.车削B.铣削C.钻孔D.磨削E.焊接【答案】A、B、C、D【解析】机械加工的常用方法包括车削、铣削、钻孔、磨削，焊接是连接方法

三、填空题（每题2分，共16分）

1.某轴的直径为30mm，材料的许用应力为60MPa，则该轴能承受的最大拉力为______N【答案】

42441.16（4分）解析最大拉力F=σA=σπd²/4=60π30²/4≈

42441.16N

2.某零件的材料为45钢，经调质处理后，其硬度约为______HB【答案】241-286（4分）解析45钢调质处理后，硬度一般在241-286HB之间

3.某齿轮的模数为4mm，齿数为25，则其分度圆直径为______mm【答案】100（4分）解析分度圆直径d=zm=4×25=100mm

4.某轴的直径为40mm，材料的弹性模量为200GPa，泊松比为

0.3，则该轴受压100kN时的缩短量为______mm【答案】

0.12（4分）解析缩短量ΔL=FL/EA=100000400/20010³π20²=

0.125mm，取

0.12mm

5.某梁的截面为矩形，宽度为120mm，高度为180mm，材料的许用应力为150MPa，则该梁能承受的最大剪力为______kN【答案】

43.37（4分）解析最大剪力V=τbh=150120180/1000=

32.4kN，取

43.37kN

6.某零件的材料为铸铁，其许用应力为25MPa，则其安全系数为______【答案】8（4分）解析安全系数n=σu/σ=σu/σe=σu/σ许用=σu/25，铸铁的强度极限σu通常为200MPa，则n=200/25=

87.某轴的直径为50mm，材料的许用切应力为70MPa，则该轴能承受的最大扭矩为______N·m【答案】

21806.25（4分）解析最大扭矩T=Wpτ=πd³/16τ=π50³/1670≈

21806.25N·m

8.某零件的材料为铝合金，其密度为

2.7g/cm³，则其单位体积的质量为______kg/m³【答案】2700（4分）解析单位体积的质量即密度，铝合金密度为

2.7g/cm³=

2.710³kg/m³=2700kg/m³

四、判断题（每题2分，共20分）

1.两个正数相乘，积一定比其中一个数大（）【答案】（×）【解析】如

0.5×

0.5=

0.25，积比两个数都小

2.某零件的材料为钢，其强度极限为600MPa，则其许用应力一定小于600MPa（）【答案】（√）【解析】许用应力=强度极限/安全系数，安全系数大于1，所以许用应力小于强度极限

3.某轴的直径为40mm，材料的弹性模量为200GPa，泊松比为

0.3，则该轴受拉100kN时的横向收缩量为______mm（）【答案】（

0.12）（2分）【解析】横向收缩量Δd=-νΔL=-

0.

30.12=-

0.036mm，取

0.12mm

4.某梁的截面为矩形，宽度为100mm，高度为150mm，材料的许用应力为160MPa，则该梁能承受的最大弯矩为______kN·m（）【答案】

（120）（2分）【解析】最大弯矩M=Wσ=bh²/6σ=100150²/6160=

7.510⁶N·mm=

7.5kN·m，取120kN·m

5.某零件的材料为铸铁，其许用应力为30MPa，则其安全系数为______（）【答案】（

6.67）（2分）【解析】安全系数n=σu/σ=σu/σe=σu/σ许用=σu/30，铸铁的强度极限σu通常为200MPa，则n=200/30≈

6.

676.某轴的直径为50mm，材料的许用切应力为70MPa，则该轴能承受的最大扭矩为______N·m（）【答案】（

21806.25）（2分）【解析】最大扭矩T=Wpτ=πd³/16τ=π50³/1670≈

21806.25N·m

7.某零件的材料为铝合金，其密度为

2.7g/cm³，则其单位体积的质量为______kg/m³（）【答案】

（2700）（2分）【解析】单位体积的质量即密度，铝合金密度为

2.7g/cm³=

2.710³kg/m³=2700kg/m³

8.某零件的材料为钢，其强度极限为600MPa，则其许用应力一定小于600MPa（）【答案】（√）（2分）【解析】许用应力=强度极限/安全系数，安全系数大于1，所以许用应力小于强度极限

9.某轴的直径为40mm，材料的弹性模量为200GPa，泊松比为

0.3，则该轴受拉100kN时的横向收缩量为______mm（）【答案】（

0.12）（2分）【解析】横向收缩量Δd=-νΔL=-

0.

30.12=-

0.036mm，取

0.12mm

10.某梁的截面为矩形，宽度为100mm，高度为150mm，材料的许用应力为160MPa，则该梁能承受的最大剪力为______kN（）【答案】（

43.37）（2分）【解析】最大剪力V=τbh=150120180/1000=

32.4kN，取

43.37kN

五、简答题（每题4分，共20分）

1.简述机械零件的常见失效形式及其产生原因【答案】机械零件的常见失效形式包括疲劳断裂、磨损、腐蚀和变形疲劳断裂是由于循环应力引起的材料局部永久性断裂；磨损是由于零件表面相对运动导致的材料损失；腐蚀是由于化学或电化学作用导致的材料损坏；变形是由于外力作用导致的零件形状改变这些失效形式产生的原因包括材料缺陷、载荷过载、环境因素、加工误差等

2.简述机械制图的规范要求及其重要性【答案】机械制图的规范要求包括视图方向、尺寸标注、表面粗糙度、材料标注和焊接符号等这些规范要求的重要性在于确保图纸的清晰性、准确性和可读性，便于生产、装配和维护，减少误解和错误，提高生产效率和产品质量

3.简述轴类零件的常见结构及其功能【答案】轴类零件的常见结构包括轴肩、键槽、螺纹和退刀槽等轴肩用于定位和支撑；键槽用于安装传动件；螺纹用于连接和紧固；退刀槽用于方便加工和装配这些结构的功能是确保轴的强度、刚度和功能要求

4.简述齿轮传动的优缺点及其应用场合【答案】齿轮传动的优点包括传动比恒定、传动效率高、结构紧凑等；缺点包括磨损大、不可实现自锁等齿轮传动广泛应用于各种机械中，如汽车、机床、机器人等，用于传递动力和运动

六、分析题（每题10分，共30分）

1.某轴的直径为40mm，材料的许用应力为60MPa，若该轴受弯矩100kN·m，试计算该轴是否满足强度要求【答案】最大弯矩M=100kN·m=10010³N·m=10010⁶N·mm，抗弯截面系数W=πd³/32=π40³/32≈

12566.37N·mm，所需弯曲应力σ=M/W=10010⁶/

12566.37≈

79.6MPa60MPa，不满足强度要求

2.某零件的材料为45钢，经调质处理后，其强度极限为600MPa，若该零件受拉力50kN，试计算该零件的安全系数【答案】零件横截面积A=πd²/4=π20²/4≈

314.16mm²，最大拉应力σ=F/A=5010³/

314.16≈

159.15MPa，安全系数n=σu/σ=600/

159.15≈

3.

773.某轴的直径为30mm，材料的弹性模量为200GPa，泊松比为

0.3，若该轴受压100kN，试计算该轴的缩短量和横向膨胀量【答案】轴的长度L=200mm，横截面积A=πd²/4=π30²/4≈

706.86mm²，缩短量ΔL=FL/EA=10010³200/20010³

706.86≈

0.141mm，横向膨胀量Δd=-νΔL=-

0.

30.141≈-

0.042mm

七、综合应用题（每题25分，共50分）

1.某轴的直径为50mm，材料的许用应力为70MPa，若该轴受扭矩200kN·m，试计算该轴是否满足强度要求，并说明理由【答案】最大扭矩T=200kN·m=20010³N·m=20010⁶N·mm，抗扭截面系数Wp=πd³/16=π50³/16≈

2463.01N·mm，所需切应力τ=T/Wp=20010⁶/

2463.01≈

81.4MPa70MPa，不满足强度要求因为所需切应力大于许用应力，所以该轴不满足强度要求

2.某零件的材料为铝合金，其密度为

2.7g/cm³，若该零件的质量为500kg，试计算该零件的体积和表面积（假设零件为长方体，长宽高分别为100mm、50mm、200mm）【答案】零件体积V=10050200=110⁶mm³=1000cm³，零件表面积S=10050+100200+502002=30000mm²=300cm²，零件密度ρ=

2.7g/cm³，质量m=ρV，体积V=m/ρ=500/

2.7≈

185.19cm³，表面积S=210050+100200+50200=30000mm²=300cm²。