2025年機(jī)械設(shè)計(jì)與制造試卷及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.某軸類零件材料為40Cr，要求表面硬度HRC50-55，心部保持良好韌性（硬度HRC25-30），應(yīng)采用的熱處理工藝是（）。A.正火B(yǎng).調(diào)質(zhì)+表面淬火C.完全退火D.球化退火2.普通平鍵連接的主要失效形式是（）。A.鍵的剪切破壞B.輪轂的擠壓破壞C.鍵的彎曲破壞D.軸的扭轉(zhuǎn)破壞3.以下哪種傳動(dòng)方式能實(shí)現(xiàn)恒定的瞬時(shí)傳動(dòng)比？（）A.帶傳動(dòng)B.鏈傳動(dòng)C.齒輪傳動(dòng)D.摩擦輪傳動(dòng)4.加工精度為IT7級(jí)的孔，批量生產(chǎn)時(shí)最合理的加工路線是（）。A.鉆→擴(kuò)→鉸B.鉆→粗鏜→精鏜C.鉆→拉削D.鉆→粗磨→精磨5.某零件圖中尺寸標(biāo)注為φ50H7/g6，其中H7表示（）。A.軸的公差帶B.孔的公差帶C.基軸制配合D.過(guò)渡配合6.滾動(dòng)軸承的基本額定壽命是指（）。A.一組軸承中10%發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕前的壽命B.單個(gè)軸承發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕前的壽命C.一組軸承中90%發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕前的壽命D.軸承的最大壽命7.車削加工時(shí)，影響表面粗糙度的主要因素是（）。A.背吃刀量B.進(jìn)給量C.切削速度D.主軸轉(zhuǎn)速8.設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)時(shí)，若大、小齒輪的材料相同，一般應(yīng)使小齒輪的齒面硬度比大齒輪（）。A.高30-50HBSB.低30-50HBSC.相同D.高100HBS以上9.以下哪種加工方法屬于特種加工？（）A.車削B.銑削C.電火花加工D.磨削10.為提高軸的剛度，應(yīng)優(yōu)先采取的措施是（）。A.增大軸的直徑B.采用高強(qiáng)度合金鋼C.減小軸的跨距D.增加軸的長(zhǎng)度二、填空題（每空1分，共20分）1.金屬材料的力學(xué)性能主要包括強(qiáng)度、塑性、硬度、（）和（）。2.齒輪傳動(dòng)的常見(jiàn)失效形式有齒面磨損、齒面膠合、（）、（）和齒根折斷。3.機(jī)械加工工藝過(guò)程由若干個(gè)（）組成，每個(gè)（）又可分為安裝、工位、（）和走刀。4.螺紋連接的防松方法可分為（）防松、（）防松和（）防松三類。5.表面粗糙度的評(píng)定參數(shù)中，輪廓算術(shù)平均偏差的符號(hào)是（），輪廓最大高度的符號(hào)是（）。6.常用的鑄造方法有（）鑄造、（）鑄造和壓力鑄造等。7.滾動(dòng)軸承按承受載荷的方向可分為（）軸承、（）軸承和（）軸承。8.切削用量三要素是指（）、（）和背吃刀量（切削深度）。三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共32分）1.簡(jiǎn)述機(jī)械零件設(shè)計(jì)中“等強(qiáng)度原則”的含義及其應(yīng)用實(shí)例。2.比較鑄造和鍛造兩種成型方法的優(yōu)缺點(diǎn)，各舉2個(gè)典型應(yīng)用零件。3.說(shuō)明表面粗糙度對(duì)零件使用性能的影響（至少列舉4點(diǎn)）。4.分析滾動(dòng)軸承預(yù)緊的目的及常用預(yù)緊方法。四、計(jì)算題（共28分）1.（10分）某傳動(dòng)軸傳遞的扭矩T=1500N·m，軸的材料為45鋼，許用切應(yīng)力[τ]=40MPa，試按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)軸的最小直徑（扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)Wp=πd3/16，π取3.14）。2.（18分）設(shè)計(jì)一對(duì)閉式軟齒面直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，已知：傳遞功率P=10kW，小齒輪轉(zhuǎn)速n1=960r/min，傳動(dòng)比i=3，單向傳動(dòng)，載荷平穩(wěn)，工作壽命10年（每年工作300天，每天8小時(shí)）。試完成以下計(jì)算：（1）確定小齒輪齒數(shù)z1（取z1=24），計(jì)算大齒輪齒數(shù)z2；（2）計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩T1（T1=9550×103P/n1）；（3）若齒寬系數(shù)φd=0.8，許用接觸應(yīng)力[σH]=600MPa，接觸疲勞強(qiáng)度公式為：\[d_1\geq\sqrt[3]{\left(\frac{2KT_1}{\phi_d}\right)\left(\frac{Z_HZ_EZ_{\varepsilon}}{\left[\sigma_H\right]}\right)^2}\]其中K=1.2（載荷系數(shù)），Z_H=2.5（節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)），Z_E=189.8MPa1/2（材料彈性系數(shù)），Z_ε=0.85（重合度系數(shù)），計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1（保留兩位小數(shù)）。答案一、單項(xiàng)選擇題1.B2.B3.C4.A5.B6.A7.B8.A9.C10.A二、填空題1.韌性；疲勞強(qiáng)度2.齒面點(diǎn)蝕；塑性變形3.工序；工序；工步4.摩擦；機(jī)械；永久5.Ra；Rz6.砂型；熔模（或金屬型）7.向心；推力；向心推力8.切削速度；進(jìn)給量三、簡(jiǎn)答題1.等強(qiáng)度原則是指零件各截面的危險(xiǎn)應(yīng)力均達(dá)到材料的許用應(yīng)力，避免局部應(yīng)力過(guò)高或過(guò)低，以充分利用材料強(qiáng)度。應(yīng)用實(shí)例：汽車板簧（變截面設(shè)計(jì)）、階梯軸（大直徑處承受更大扭矩）。2.鑄造優(yōu)點(diǎn)：可成型復(fù)雜形狀零件，成本低；缺點(diǎn)：力學(xué)性能較低，內(nèi)部可能存在縮孔等缺陷。典型零件：機(jī)床床身、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體。鍛造優(yōu)點(diǎn)：改善金屬內(nèi)部組織，力學(xué)性能高；缺點(diǎn)：形狀較簡(jiǎn)單，設(shè)備投資大。典型零件：曲軸、齒輪毛坯。3.影響包括：①表面粗糙度大，零件耐磨性差；②易產(chǎn)生應(yīng)力集中，降低疲勞強(qiáng)度；③影響配合精度（如間隙配合易磨損，過(guò)盈配合結(jié)合力下降）；④表面粗糙處易腐蝕，降低耐蝕性。4.預(yù)緊目的：提高軸承剛度、減少振動(dòng)和噪聲、改善載荷分布。常用方法：①調(diào)整墊片預(yù)緊（通過(guò)加減墊片厚度）；②螺紋壓蓋預(yù)緊（通過(guò)螺母調(diào)整軸向壓力）；③彈簧預(yù)緊（利用彈簧的彈性力保持預(yù)緊力）。四、計(jì)算題1.解：由扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件\(\tau=\frac{T}{W_p}\leq[\tau]\)，其中\(zhòng)(W_p=\frac{\pid^3}{16}\)，代入得：\[d\geq\sqrt[3]{\frac{16T}{\pi[\tau]}}\]代入數(shù)據(jù)：\(T=1500N·m=1.5×10^6N·mm\)，\([\tau]=40MPa=40N/mm2\)，\[d\geq\sqrt[3]{\frac{16×1.5×10^6}{3.14×40}}=\sqrt[3]{\frac{24×10^6}{125.6}}\approx\sqrt[3]{191,083.4}\approx57.6mm\]取d=58mm（圓整后）。2.解：（1）大齒輪齒數(shù)\(z_2=i×z_1=3×24=72\)。（2）小齒輪轉(zhuǎn)矩\(T_1=9550×103×\frac{P}{n_1}=9550×103×\frac{10}{960}\approx99,479.17N·mm\)。（3）代入接觸疲勞強(qiáng)度公式：\[d_1\geq\sqrt[3]{\left(\frac{2×1.2×99,479.17}{0.8}\right)×\left(\frac{2.5×189.8×0.85}{600}\right)^2}\]計(jì)算括號(hào)內(nèi)各項(xiàng)：分子部分：\(\frac{2×1.2×99,479.17}{0.8}=\frac{238,749.99}{0.8}=298,437.49\)；接觸應(yīng)力系數(shù)部分：\(\