机械设计硕士测试题及完整答案

机械设计硕士测试题及完整答案

一、单选题（每题2分，共20分）

1.下列机构中，属于连杆机构的是（）A.凸轮机构B.齿轮机构C.螺旋机构D.曲柄滑块机构【答案】D【解析】曲柄滑块机构属于连杆机构，其他选项均不属于

2.在机械设计中，用于传递动力和运动的元件称为（）A.轴承B.联轴器C.弹簧D.离合器【答案】B【解析】联轴器用于传递动力和运动，其他选项功能不同

3.下列材料中，最适合用于制造高耐磨零件的是（）A.45钢B.QT600-2C.20CrMnTiD.Cr12MoV【答案】D【解析】Cr12MoV具有高耐磨性，适合制造高耐磨零件

4.机械设计中，用于连接两轴并传递扭矩的元件是（）A.键B.销C.螺钉D.螺母【答案】A【解析】键用于连接两轴并传递扭矩，其他选项功能不同

5.下列公差等级中，精度最高的是（）A.IT8B.IT6C.IT12D.IT18【答案】B【解析】IT6精度最高，IT值越小精度越高

6.机械设计中，用于承受拉力的基本变形形式是（）A.拉伸B.弯曲C.剪切D.扭转【答案】A【解析】拉伸是承受拉力的基本变形形式

7.下列热处理方法中，主要用于提高材料表面硬度的方法是（）A.正火B.淬火C.回火D.渗碳【答案】D【解析】渗碳主要用于提高材料表面硬度

8.机械设计中，用于限制零件相对运动的元件是（）A.轴承B.弹簧C.离合器D.密封件【答案】A【解析】轴承用于限制零件相对运动，其他选项功能不同

9.下列机构中，属于周转轮系的是（）A.定轴轮系B.周转轮系C.复合轮系D.行星轮系【答案】B【解析】周转轮系属于周转轮系，其他选项属于不同类型

10.机械设计中，用于连接两轴并允许一定相对转动的元件是（）A.键B.销C.联轴器D.螺钉【答案】C【解析】联轴器用于连接两轴并允许一定相对转动，其他选项功能不同

二、多选题（每题4分，共20分）

1.下列哪些属于机械设计的基本要求？（）A.强度B.刚度C.耐磨性D.精度E.寿命【答案】A、B、C、D、E【解析】机械设计的基本要求包括强度、刚度、耐磨性、精度和寿命

2.下列哪些属于常用机械零件？（）A.轴B.齿轮C.轴承D.弹簧E.离合器【答案】A、B、C、D、E【解析】轴、齿轮、轴承、弹簧和离合器都是常用机械零件

3.下列哪些属于机械加工方法？（）A.车削B.铣削C.钻孔D.磨削E.铸造【答案】A、B、C、D【解析】车削、铣削、钻孔和磨削是机械加工方法，铸造属于毛坯制造方法

4.下列哪些属于机械设计中常用的材料？（）A.钢B.铸铁C.铝合金D.青铜E.塑料【答案】A、B、C、D、E【解析】钢、铸铁、铝合金、青铜和塑料都是机械设计中常用的材料

5.下列哪些属于机械设计中常用的机构？（）A.连杆机构B.凸轮机构C.齿轮机构D.螺旋机构E.轮系【答案】A、B、C、D、E【解析】连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、螺旋机构和轮系都是机械设计中常用的机构

三、填空题（每题4分，共20分）

1.机械设计中，用于传递动力和运动的元件称为______【答案】传动元件

2.机械设计中，用于承受拉力的基本变形形式是______【答案】拉伸

3.机械设计中，用于限制零件相对运动的元件是______【答案】轴承

4.机械设计中，用于连接两轴并允许一定相对转动的元件是______【答案】联轴器

5.机械设计中，用于提高材料表面硬度的方法是______【答案】渗碳

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.机械设计中，用于承受压力的基本变形形式是弯曲（）【答案】（×）【解析】承受压力的基本变形形式是压缩，不是弯曲

3.机械设计中，用于连接两轴并传递扭矩的元件是键（）【答案】（√）【解析】键用于连接两轴并传递扭矩

4.机械设计中，用于限制零件相对运动的元件是弹簧（）【答案】（×）【解析】弹簧主要用于减振和储能，不是限制零件相对运动

5.机械设计中，用于提高材料表面硬度的方法是淬火（）【答案】（×）【解析】淬火主要用于提高材料整体硬度，渗碳主要用于提高表面硬度

五、简答题（每题5分，共15分）

1.简述机械设计的基本要求【答案】机械设计的基本要求包括强度、刚度、耐磨性、精度和寿命强度要求零件在载荷作用下不发生断裂；刚度要求零件在载荷作用下变形在允许范围内；耐磨性要求零件在摩擦条件下不磨损过度；精度要求零件的尺寸和形状符合设计要求；寿命要求零件在一定使用时间内不失效

2.简述机械加工方法有哪些【答案】机械加工方法包括车削、铣削、钻孔、磨削、镗削、铣削、刨削、拉削、滚压等车削用于圆柱形零件的加工；铣削用于平面和沟槽的加工；钻孔用于孔的加工；磨削用于高精度表面的加工

3.简述机械设计中常用的材料有哪些【答案】机械设计中常用的材料包括钢、铸铁、铝合金、青铜、塑料等钢具有高强度、良好的塑性和加工性能；铸铁具有良好的减振性和耐磨性；铝合金具有轻质、高强度的特点；青铜具有良好的耐磨性和耐腐蚀性；塑料具有轻质、绝缘、成本低等优点

六、分析题（每题10分，共20分）

1.分析机械设计中强度和刚度的区别及联系【答案】强度是指零件在载荷作用下抵抗破坏的能力，刚度是指零件在载荷作用下抵抗变形的能力强度和刚度都是零件的重要性能指标，但两者区别在于强度关注的是零件是否会发生断裂或过度变形，而刚度关注的是零件的变形是否在允许范围内强度和刚度之间有联系，一般来说，强度高的零件刚度也较高，但两者并非完全成正比关系在机械设计中，需要根据具体工况和要求，合理选择强度和刚度

2.分析机械设计中常用的机构有哪些及其应用【答案】机械设计中常用的机构包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、螺旋机构、轮系等连杆机构用于实现直线运动和往复运动，如内燃机中的活塞连杆机构；凸轮机构用于实现复杂运动轨迹，如缝纫机中的凸轮机构；齿轮机构用于实现变速和变扭，如汽车中的变速箱；螺旋机构用于实现旋转运动和直线运动的转换，如千斤顶；轮系用于实现复杂运动传递，如行星齿轮系这些机构在机械设计中应用广泛，根据具体需求选择合适的机构可以实现各种运动和功能

七、综合应用题（每题25分，共25分）

1.设计一个简单的曲柄滑块机构，要求已知曲柄长度为100mm，滑块行程为200mm，求连杆长度和传动角【答案】

（1）根据滑块行程计算曲柄半径和连杆长度滑块行程=2×曲柄半径200mm=2×100mm曲柄半径=100mm连杆长度=√曲柄长度^2+曲柄半径^2连杆长度=√100mm^2+100mm^2连杆长度=√10000mm^2+10000mm^2连杆长度=√20000mm^2连杆长度≈

141.42mm

（2）计算传动角传动角=arccos曲柄半径/√曲柄长度^2+曲柄半径^2传动角=arccos100mm/

141.42mm传动角≈arccos

0.7071传动角≈45°因此，设计的曲柄滑块机构中，连杆长度约为

141.42mm，传动角约为45°---完整标准答案

一、单选题

1.D

2.B

3.D

4.A

5.B

6.A

7.D

8.A

9.B

10.C

二、多选题

1.A、B、C、D、E

2.A、B、C、D、E

3.A、B、C、D

4.A、B、C、D、E

5.A、B、C、D、E

三、填空题

1.传动元件

2.拉伸

3.轴承

4.联轴器

5.渗碳

四、判断题

1.（×）

2.（×）

3.（√）

4.（×）

5.（×）

五、简答题

1.机械设计的基本要求包括强度、刚度、耐磨性、精度和寿命强度要求零件在载荷作用下不发生断裂；刚度要求零件在载荷作用下变形在允许范围内；耐磨性要求零件在摩擦条件下不磨损过度；精度要求零件的尺寸和形状符合设计要求；寿命要求零件在一定使用时间内不失效

2.机械加工方法包括车削、铣削、钻孔、磨削、镗削、铣削、刨削、拉削、滚压等车削用于圆柱形零件的加工；铣削用于平面和沟槽的加工；钻孔用于孔的加工；磨削用于高精度表面的加工

3.机械设计中常用的材料包括钢、铸铁、铝合金、青铜、塑料等钢具有高强度、良好的塑性和加工性能；铸铁具有良好的减振性和耐磨性；铝合金具有轻质、高强度的特点；青铜具有良好的耐磨性和耐腐蚀性；塑料具有轻质、绝缘、成本低等优点

六、分析题

1.强度是指零件在载荷作用下抵抗破坏的能力，刚度是指零件在载荷作用下抵抗变形的能力强度和刚度都是零件的重要性能指标，但两者区别在于强度关注的是零件是否会发生断裂或过度变形，而刚度关注的是零件的变形是否在允许范围内强度和刚度之间有联系，一般来说，强度高的零件刚度也较高，但两者并非完全成正比关系在机械设计中，需要根据具体工况和要求，合理选择强度和刚度

2.机械设计中常用的机构包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、螺旋机构、轮系等连杆机构用于实现直线运动和往复运动，如内燃机中的活塞连杆机构；凸轮机构用于实现复杂运动轨迹，如缝纫机中的凸轮机构；齿轮机构用于实现变速和变扭，如汽车中的变速箱；螺旋机构用于实现旋转运动和直线运动的转换，如千斤顶；轮系用于实现复杂运动传递，如行星齿轮系这些机构在机械设计中应用广泛，根据具体需求选择合适的机构可以实现各种运动和功能

七、综合应用题

1.设计一个简单的曲柄滑块机构，要求已知曲柄长度为100mm，滑块行程为200mm，求连杆长度和传动角

（1）根据滑块行程计算曲柄半径和连杆长度滑块行程=2×曲柄半径200mm=2×100mm曲柄半径=100mm连杆长度=√曲柄长度^2+曲柄半径^2连杆长度=√100mm^2+100mm^2连杆长度=√10000mm^2+10000mm^2连杆长度≈

141.42mm

（2）计算传动角传动角=arccos曲柄半径/√曲柄长度^2+曲柄半径^2传动角=arccos100mm/

141.42mm传动角≈arccos

0.7071传动角≈45°因此，设计的曲柄滑块机构中，连杆长度约为

141.42mm，传动角约为45°。