機械設(shè)計制造及其自動化專升本2025年專項測試試卷（含答案）考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的字母填在題后的括號內(nèi)）1.在機械設(shè)計中，若某構(gòu)件所受的載荷是隨時間作用位置而周期性變化的，則該載荷屬于（）。A.靜載荷B.動載荷C.循環(huán)載荷D.沖擊載荷2.一對漸開線直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件是（）。A.模數(shù)m和壓力角α必須分別相等B.模數(shù)m必須相等，壓力角α可以不等C.模數(shù)m和壓力角α可以不等，只要傳動比i相等D.齒數(shù)z1和z2必須分別相等3.對于轉(zhuǎn)軸，其強度計算的主要依據(jù)是（）。A.最大拉應(yīng)力理論B.最大剪應(yīng)力理論C.最大總應(yīng)力理論D.形狀改變比能理論4.在滾動軸承中，通常通過（）來限制軸的旋轉(zhuǎn)方向。A.單列向心球軸承B.單列圓錐滾子軸承C.雙列向心球面滾子軸承D.深溝球軸承5.下面四種連接方式中，屬于不可拆連接的是（）。A.螺栓連接B.鍵連接C.銷連接D.焊接6.機械加工中，產(chǎn)生積屑瘤的主要原因是（）。A.切削速度過高B.切削速度過低C.切削熱的作用D.刀具材料硬度不夠7.在機械加工中，用于提高加工精度的方法是（）。A.冷卻B.加熱C.進給量小的精加工D.使用高硬度刀具8.機床主運動的動力源通常是（）。A.機床的液壓系統(tǒng)B.機床的氣動系統(tǒng)C.機床的電力驅(qū)動系統(tǒng)D.機床的機械傳動系統(tǒng)9.下列傳感器中，主要用于檢測位移的是（）。A.溫度傳感器B.壓力傳感器C.光電傳感器D.磁電傳感器10.PLC控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)相比，其主要優(yōu)點之一是（）。A.成本低B.接線復雜C.可靠性高，抗干擾能力強D.維護困難二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填在題后的橫線上）1.機械零件根據(jù)其功能的不同，可以分為______、______和______三大類。2.在進行軸的強度計算時，通常需要考慮彎矩和______的共同作用。3.滾動軸承的基本額定壽命是指一批相同的軸承在相同條件下運轉(zhuǎn)，其中______%的軸承發(fā)生______時的總轉(zhuǎn)數(shù)。4.切削用量三要素是指切削速度、______和切削深度。5.機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品零件______、______、______等的工藝過程文件。6.液壓傳動系統(tǒng)中的基本組成部分包括：能源部分（______）、執(zhí)行部分（______）和控制部分（______）。7.在自動控制系統(tǒng)中，將偏差信號反饋到輸入端，以減小偏差的控制系統(tǒng)稱為______控制系統(tǒng)。三、判斷題（每題1分，共10分。請將判斷結(jié)果正確的填“√”，錯誤的填“×”）1.（）機構(gòu)自由度越大，其運動的確定性越好。2.（）對于靜載荷作用下的零件，只需要進行強度校核即可。3.（）鍵連接主要用于軸和輪轂之間的周向固定和傳遞扭矩。4.（）切削液的主要作用是冷卻和潤滑。5.（）零件的加工精度越高，其加工成本一定越高。6.（）機床的加工精度是指機床在無載荷情況下的精度。7.（）液壓傳動具有功率密度大、傳動平穩(wěn)、易于實現(xiàn)自動控制等優(yōu)點。8.（）傳感器是將非電量轉(zhuǎn)換為電量的裝置。9.（）PLC是一種基于微處理器的數(shù)字運算操作電子系統(tǒng)。10.（）閉環(huán)控制系統(tǒng)比開環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述機械設(shè)計應(yīng)滿足的基本要求。2.簡述選擇金屬材料時應(yīng)考慮的主要因素。3.簡述切削加工中，影響切削溫度的主要因素有哪些？4.簡述液壓傳動與機械傳動、電氣傳動相比，其主要優(yōu)缺點。五、計算題（每題10分，共30分）1.一對標準直齒圓柱齒輪，已知模數(shù)m=3mm，壓力角α=20°，小齒輪齒數(shù)z1=21，大齒輪齒數(shù)z2=63。試計算該對齒輪的傳動比i、中心距a和分度圓直徑d1、d2。2.一根直徑d=40mm的軸，傳遞功率P=7.5kW，轉(zhuǎn)速n=150r/min。假設(shè)材料的許用切應(yīng)力[τ]=60MPa，試校核該軸的強度。3.在某加工過程中，要求保證零件的尺寸精度為±0.02mm。已知該工序的經(jīng)濟加工精度為±0.1mm，試問是否需要采用光整加工方法來保證尺寸精度要求？并簡述理由。六、設(shè)計/分析題（15分）某簡單機床的進給機構(gòu)采用液壓缸驅(qū)動。已知液壓缸的工作壓力p=5MPa，缸內(nèi)徑D=80mm，活塞桿直徑d=50mm。試計算：（1）液壓缸能產(chǎn)生多大的推力？（2）若要實現(xiàn)快速回退，是否需要改變液壓缸的結(jié)構(gòu)？如何改變？簡述其工作原理。試卷答案一、選擇題1.C2.A3.B4.B5.D6.C7.C8.C9.C10.C二、填空題1.承載零件，傳動零件，連接零件2.扭矩3.10%，疲勞破壞4.進給量5.加工過程，工藝參數(shù)，工序安排6.液壓泵，液壓缸，液壓控制閥7.閉環(huán)三、判斷題1.×2.×3.√4.√5.×6.×7.√8.√9.√10.×四、簡答題1.機械設(shè)計應(yīng)滿足的基本要求包括：功能實現(xiàn)、可靠性與耐久性、經(jīng)濟性、安全性、人機工程學、美學、環(huán)保性等。2.選擇金屬材料時應(yīng)考慮的主要因素包括：零件的工作條件（載荷、溫度、介質(zhì)等）、力學性能要求（強度、剛度、韌性、硬度等）、工藝性（鑄造、鍛造、焊接、切削加工等）、經(jīng)濟性、材料的可獲得性等。3.影響切削溫度的主要因素有：切削用量（切削速度、進給量、切削深度）、刀具幾何參數(shù)（前角、后角、刃傾角等）、刀具材料、工件材料、切削液的使用等。其中，切削速度和切削深度對切削溫度的影響最為顯著。4.液壓傳動優(yōu)點：功率密度大、傳動平穩(wěn)、易于實現(xiàn)無級調(diào)速和自動控制、過載保護性好、布局靈活。缺點：傳動效率相對較低、存在泄漏、對油液清潔度要求高、對溫度變化敏感、系統(tǒng)故障診斷較難。機械傳動優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、傳動效率高、成本較低。缺點：傳遞動力范圍有限、運動平穩(wěn)性差、精度不高、不便于實現(xiàn)自動控制。電氣傳動優(yōu)點：功率范圍廣、控制靈活方便、易于實現(xiàn)自動化、效率較高。缺點：質(zhì)量大、體積大、需要額外的電源。五、計算題1.解：i=z2/z1=63/21=3a=(z1+z2)*m/2=(21+63)*3/2=120mmd1=z1*m=21*3=63mmd2=z2*m=63*3=189mm答：傳動比i=3，中心距a=120mm，分度圓直徑d1=63mm，d2=189mm。2.解：轉(zhuǎn)矩T=9550*P/n=9550*7.5/150=482.5N·m最大切應(yīng)力τ_max=T*16/(π*d^3)=482.5*16/(π*40^3)≈15.3MPa因為τ_max(15.3MPa)<[τ](60MPa)，所以該軸的強度足夠。答：校核結(jié)果，軸的強度足夠。3.解：零件要求的尺寸精度為±0.02mm，高于經(jīng)濟加工精度±0.1mm。因此，僅靠該工序的經(jīng)濟加工精度無法保證要求，需要采用光整加工方法（如超精加工、拋光等）來提高尺寸精度，達到±0.02mm的要求。答：需要采用光整加工方法。因為零件要求的尺寸精度（±0.02mm）高于該工序的經(jīng)濟加工精度（±0.1mm），必須通過光整加工來達到精度要求。六、設(shè)計/分析題（1）解：液壓缸的有效面積A=π*(D^2-d^2)/4=π*(80^2-50^2)/4=π*(6400-2500)/4=π*3900/4≈3079mm^2推力F=p*A=5*10^6Pa*3079*10^-6m^2=15395N≈15.4kN答：液壓缸能產(chǎn)生的推力約為15.4kN。（2）解：要實現(xiàn)快速回退，需要改變液壓缸的進出油口方向。可以采用換向閥來改變