機械設(shè)計制造及其自動化專升本2025年重點檢測試卷（含答案）考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題均有四個選項，請將正確選項的字母填在題后的括號內(nèi)）1.下列哪一項不屬于機械設(shè)計的基本要求？（）A.可靠性B.經(jīng)濟性C.美觀性D.可制造性2.在進行零件強度計算時，通常將實際工作應(yīng)力與材料的哪個指標(biāo)進行比較？（）A.彈性模量B.屈服強度C.硬度D.泊松比3.對于承受動載荷的零件，通常優(yōu)先選用哪種材料？（）A.灰鑄鐵B.球墨鑄鐵C.低碳鋼D.高碳鋼4.標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動的傳動比計算公式i=z?/z?，其中z?和z?分別代表（）。A.小齒輪和大齒輪的模數(shù)B.小齒輪和大齒輪的齒數(shù)C.小齒輪和大齒輪的分度圓直徑D.小齒輪和大齒輪的齒寬5.軸按承載情況分為心軸、轉(zhuǎn)軸和傳動軸，其中主要承受扭矩的軸是（）。A.心軸B.轉(zhuǎn)軸C.傳動軸D.轉(zhuǎn)軸和傳動軸6.在機械設(shè)計中，提高零件疲勞強度的常用措施不包括（）。A.選擇合適的材料B.增大零件的截面尺寸C.增加應(yīng)力集中D.進行表面處理7.下列哪種加工方法屬于切削加工？（）A.鑄造B.鍛造C.焊接D.車削8.在機械制造中，切削刀具的磨損形式主要分為正常磨損和（）。A.蠕變磨損B.剝落磨損C.疲勞磨損D.蠕變磨損和剝落磨損9.下列哪種熱處理工藝主要用于改善鑄件的切削加工性能？（）A.淬火B(yǎng).回火C.正火D.調(diào)質(zhì)10.機床主軸箱中常用的潤滑方式是（）。A.氣體潤滑B.油霧潤滑C.油液循環(huán)潤滑D.液體潤滑二、填空題（每空1分，共15分）1.機械零件的失效形式主要有疲勞失效、______、磨損失效和腐蝕失效。2.在機械設(shè)計中，通常用______來衡量材料的剛度。3.一對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件是兩齒輪的______必須相等。4.螺紋連接的基本類型主要有螺栓連接、______和螺釘連接。5.齒輪傳動的優(yōu)點是傳動比恒定、______、結(jié)構(gòu)緊湊等。6.切削加工中，刀具的后面主要承受______。7.金屬材料的力學(xué)性能指標(biāo)主要有強度、硬度、塑性、______和韌性。8.表面粗糙度是衡量零件表面______的指標(biāo)。9.機床的精度等級通常分為______、中等精度和低精度三種。10.液壓傳動系統(tǒng)中的基本元件包括液壓泵、______、液壓缸和液壓控制閥。三、判斷題（每小題1分，共10分。請將正確的命題填“√”，錯誤的命題填“×”）1.()在進行零件設(shè)計時，應(yīng)該優(yōu)先考慮降低制造成本，即使?fàn)奚恍┬阅堋?.()斜齒輪傳動能夠?qū)崿F(xiàn)非平行軸之間的傳動。3.()鍵連接主要用于傳遞扭矩，不能傳遞軸向力。4.()灰鑄鐵具有良好的鑄造性能和減震性，常用于制造機床床身等大型零件。5.()軸的強度計算通常只需要考慮抗彎強度，不需要考慮抗扭強度。6.()疲勞極限是指材料在循環(huán)載荷作用下不發(fā)生斷裂的最大應(yīng)力。7.()切削加工中，進給速度越高，切削效率越高，加工質(zhì)量越好。8.()焊接是一種連接方法，它通過加熱或加壓，使兩個或多個分離的工件產(chǎn)生原子或分子層次的結(jié)合。9.()表面處理只能提高零件的耐磨性，不能提高其疲勞強度。10.()液壓傳動系統(tǒng)中的油液既是動力傳遞介質(zhì)，也是潤滑和冷卻介質(zhì)。四、簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述機械設(shè)計的基本過程通常包括哪些主要階段。2.簡述提高機械零件疲勞強度的常用措施有哪些。3.簡述切削加工中，影響刀具磨損的主要因素有哪些。4.簡述液壓傳動系統(tǒng)與機械傳動系統(tǒng)相比，具有哪些主要優(yōu)點。五、計算題（每小題10分，共20分）1.一對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，小齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒數(shù)為z?=20，模數(shù)m=2mm。大齒輪材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理，齒數(shù)為z?=50。試計算該對齒輪的傳動比i，并簡述小齒輪可能發(fā)生的失效形式及預(yù)防措施。2.有一軸類零件，傳遞扭矩T=300N·m，軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。若軸的直徑d=40mm，試計算該軸的抗扭強度是否足夠？（材料的許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力[τ]=60MPa）六、綜合題（15分）某機床主軸箱內(nèi)一軸需要承受徑向力F_r=5000N和軸向力F_a=2000N，軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。軸與軸承之間的配合為m6（基孔制），試簡述選擇該配合的原因，并說明在設(shè)計和使用中應(yīng)注意哪些問題以減少軸的磨損和提高其使用壽命。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.B4.B5.C6.C7.D8.D9.C10.B解析思路1.C：美觀性通常不是機械設(shè)計的核心要求，可靠性、經(jīng)濟性、可制造性更為重要。2.B：強度計算主要是比較工作應(yīng)力是否低于材料的屈服強度，以保證零件不發(fā)生塑性變形。3.B：球墨鑄鐵具有較好的強度和韌性，適合承受動載荷。4.B：齒輪傳動比i=z?/z?，z?和z?是主動輪和從動輪的齒數(shù)。5.C：傳動軸主要承受扭矩，實現(xiàn)動力傳遞。6.C：增加應(yīng)力集中會降低零件的疲勞強度，是提高疲勞強度的措施之一。7.D：車削屬于切削加工，A、B、C屬于成形加工。8.D：刀具磨損形式包括正常磨損和異常磨損（如疲勞磨損、剝落磨損等）。9.C：正火可以細化晶粒，改善鑄鐵的組織，提高切削加工性能。10.B：油霧潤滑常用于高速運轉(zhuǎn)的軸承和齒輪等，應(yīng)用廣泛。二、填空題1.斷裂2.彈性模量3.模數(shù)4.鍵連接5.效率高6.切削力7.韌性8.表面質(zhì)量9.高精度10.液壓缸解析思路1.常見的失效形式有疲勞、斷裂、磨損、腐蝕等。2.彈性模量表征材料抵抗彈性變形的能力，即剛度。3.標(biāo)準(zhǔn)齒輪正確嚙合條件是模數(shù)和壓力角必須相等，這里指模數(shù)。4.螺紋連接類型主要有螺栓、鍵連接、螺釘。5.齒輪傳動優(yōu)點包括傳動比恒定、效率高、結(jié)構(gòu)緊湊等。6.刀具后面主要承受切削力作用。7.常見的力學(xué)性能指標(biāo)有強度、硬度、塑性、韌性、剛度。8.表面粗糙度描述零件表面的微觀幾何形狀誤差，影響表面質(zhì)量。9.機床精度等級通常分為高精度、中等精度和低精度。10.液壓傳動基本元件包括泵、缸、閥、管路等。三、判斷題1.×2.√3.×4.√5.×6.√7.×8.√9.×10.√解析思路1.×：設(shè)計需綜合考慮性能、成本、可靠性等多種因素，并非優(yōu)先犧牲性能。2.√：斜齒輪可以實現(xiàn)交錯軸傳動。3.×：鍵連接可傳遞扭矩，也可通過緊固件傳遞軸向力。4.√：灰鑄鐵鑄造性好，減震性佳，常用于機床床身等。5.×：轉(zhuǎn)軸需同時考慮抗彎和抗扭強度。6.√：疲勞極限定義正確。7.×：進給速度過高可能導(dǎo)致切削溫度升高、刀具磨損加劇、加工質(zhì)量下降。8.√：焊接定義正確。9.×：表面處理可提高耐磨性和疲勞強度。10.√：液壓系統(tǒng)油液兼有傳動、潤滑、冷卻作用。四、簡答題1.機械設(shè)計的基本過程通常包括：需求分析、方案設(shè)計、技術(shù)設(shè)計（結(jié)構(gòu)設(shè)計、強度校核）、施工設(shè)計（繪制圖紙、編制文件）、樣機試制與測試、生產(chǎn)準(zhǔn)備、技術(shù)文件歸檔等階段。2.提高機械零件疲勞強度的常用措施有：選擇合適的材料；提高零件表面質(zhì)量，如減小表面粗糙度、進行表面硬化處理；消除或減緩應(yīng)力集中，如采用圓角過渡；進行適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚恚鐕娡?、滾壓；提高零件的制造精度等。3.影響刀具磨損的主要因素有：切削用量（切削速度、進給量、切削深度）；刀具材料性能；工件材料性能；切削液的使用；刀具幾何參數(shù)和刃磨質(zhì)量等。4.液壓傳動系統(tǒng)相比機械傳動系統(tǒng)的主要優(yōu)點有：功率密度大，結(jié)構(gòu)緊湊；傳動平穩(wěn)，無沖擊；易于實現(xiàn)無級調(diào)速；操作方便，易于實現(xiàn)自動化控制；過載保護性好；易于實現(xiàn)直線和回轉(zhuǎn)運動等。五、計算題1.解：i=z?/z?=50/20=2.5小齒輪（主動輪）齒數(shù)少，轉(zhuǎn)速高，承受的彎曲應(yīng)力較大，且通常先進入疲勞狀態(tài)，故主要失效形式為彎曲疲勞斷裂。預(yù)防措施：選擇合適的材料并熱處理提高強度；增大模數(shù)；改善齒形系數(shù)；增加齒數(shù)減少應(yīng)力集中；進行表面強化處理等。2.解：抗扭強度計算公式：τ=T/(Wp)軸材料為45鋼調(diào)質(zhì)，許用應(yīng)力[τ]=60MPa。圓軸的極截面模量Wp=(πd3)/16Wp=(π*403)/16=3.14*64000/16=125600mm3計算實際扭剪應(yīng)力：τ=300000N·mm/125600mm3≈2.39MPa比較：τ(2.39MPa)<[τ](60MPa)結(jié)論：該軸的抗扭強度足夠。六、綜合題選擇m6（基孔制）配合的原因：m6為中等公差等級的間隙配合，對于承受徑向力和軸向力的轉(zhuǎn)軸與軸承（如滾動軸承）配合，需要保證一定的間隙