機械設(shè)計制造及其自動化專升本2025年考點預(yù)測卷（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，通常將零件的失效形式分為（）。A.疲勞失效、斷裂失效、磨損失效B.疲勞失效、斷裂失效、腐蝕失效C.磨損失效、腐蝕失效、過盈配合失效D.過盈配合失效、應(yīng)力集中失效、沖蝕失效2.平面四桿機構(gòu)中，若兩連架桿能實現(xiàn)預(yù)定的對應(yīng)位置，則該機構(gòu)屬于（）。A.曲柄搖桿機構(gòu)B.雙曲柄機構(gòu)C.雙搖桿機構(gòu)D.導(dǎo)桿機構(gòu)3.一對標準直齒圓柱齒輪，其模數(shù)m=5mm，齒數(shù)Z1=20，Z2=60，則該對齒輪的傳動比iH為（）。A.1/3B.3C.15D.1/154.在機械制造中，用于制造形狀復(fù)雜、尺寸較大的零件的鑄造方法是（）。A.砂型鑄造B.壓力鑄造C.熔模鑄造D.離心鑄造5.下列金屬材料中，最適合用于制造承受沖擊載荷的零件的是（）。A.碳素結(jié)構(gòu)鋼B.合金結(jié)構(gòu)鋼C.鑄鐵D.有色金屬6.切削過程中，刀具上承受最大切削應(yīng)力和最高切削溫度的部位是（）。A.刀尖B.刀背C.刀面D.刀槽7.下列機構(gòu)中，屬于連桿機構(gòu)的是（）。A.齒輪機構(gòu)B.凸輪機構(gòu)C.皮帶傳動機構(gòu)D.平面四桿機構(gòu)8.電機作為動力源，在機電傳動控制系統(tǒng)中通常起到的作用是（）。A.測量和控制B.執(zhí)行和驅(qū)動C.輸入和輸出D.變換和傳輸9.下列傳感器中，主要用于測量溫度的是（）。A.壓力傳感器B.位移傳感器C.溫度傳感器D.光電傳感器10.在機電傳動控制系統(tǒng)中，PLC（可編程邏輯控制器）通常用于（）。A.生成控制信號B.執(zhí)行控制動作C.監(jiān)控和顯示D.以上都是二、填空題（每題2分，共20分。請將答案填寫在橫線上）1.機械設(shè)計中，零件的強度通常是指零件抵抗______的能力。2.在平面連桿機構(gòu)中，連桿是連接______和______的構(gòu)件。3.一對標準斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是兩齒輪的______相等，______相等。4.鑄鐵具有良好的______性、______性和耐磨性，常用于制造機床床身等零件。5.切削三要素是指______、______和______。6.機械設(shè)計中，常用的標準連接件有______、______、______等。7.電機按照電流形式可分為______電機和______電機。8.機電傳動控制系統(tǒng)中，常用的控制方式有______控制、______控制和______控制。9.傳感器是將______轉(zhuǎn)換為______的裝置。10.機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)是一個涉及機械設(shè)計、機械制造、______和自動控制的交叉學(xué)科專業(yè)。三、判斷題（每題2分，共10分。請將“正確”或“錯誤”填在題后的括號內(nèi)）1.任何機械運動都伴隨著能量的損失。（）2.齒輪傳動是一種無級變速傳動方式。（）3.焊接是一種連接方法，它通過加熱或加壓，或兩者并用，使兩個分離的工件產(chǎn)生原子或分子間的結(jié)合。（）4.切削速度越高，切削效率越高。（）5.PLC是一種專為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算電子系統(tǒng)。（）四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述機械設(shè)計的基本原則。2.簡述凸輪機構(gòu)的優(yōu)缺點。3.簡述鑄造成型的工藝流程。4.簡述機電傳動控制系統(tǒng)的基本組成。五、計算題（每題10分，共30分）1.一對標準直齒圓柱齒輪，模數(shù)m=4mm，齒數(shù)Z1=25，Z2=50，中心距a=200mm。試計算該對齒輪的齒距p、齒頂高ha、齒根高hf、齒全高h。2.有一臺電動機，額定功率P=7.5kW，額定轉(zhuǎn)速n=1500r/min?，F(xiàn)用一臺平帶傳動將其與一臺工作機連接，工作機所需功率為6kW，工作機轉(zhuǎn)速n'=1000r/min。假設(shè)傳動效率η=0.9，試計算該平帶傳動所需的傳動比i和傳遞的圓周力F。（假設(shè)平帶傳動的主動輪直徑D1和從動輪直徑D2未知）3.有一根直徑d=20mm的碳素結(jié)構(gòu)鋼軸，材料許用應(yīng)力σ=160MPa。現(xiàn)用兩個直徑d1=10mm的螺栓將其連接在一個剛性平臺上，螺栓間距L=100mm。假設(shè)軸上作用一個集中力F=10kN，試計算螺栓所受的剪切應(yīng)力τ。（假設(shè)螺栓和軸的接觸面為平面）六、綜合題（每題15分，共30分）1.設(shè)計一個簡單的凸輪機構(gòu)，用于驅(qū)動一個工件在水平方向上做往復(fù)直線運動。要求工件行程S=50mm，工作行程時間t1=1s，停歇時間t2=0.5s。請簡述凸輪機構(gòu)的設(shè)計思路，并說明需要確定的關(guān)鍵參數(shù)。2.分析一個簡單的機電傳動控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)由一臺伺服電機、一個編碼器、一個PLC和一個電磁閥組成。伺服電機用于驅(qū)動一個工作臺做直線運動，編碼器用于檢測工作臺的位置，PLC用于接收編碼器的信號并控制電磁閥的通斷。請簡述該系統(tǒng)的控制流程，并說明各部件的功能。試卷答案一、選擇題1.A2.A3.B4.A5.C6.A7.D8.B9.C10.D二、填空題1.外力2.主動件，從動件3.模數(shù)，壓力角4.鑄造，減震5.切削速度，進給量，切削深度6.螺栓，螺母，銷7.直流，交流8.位式，速度，轉(zhuǎn)差率9.非電量，電量10.電氣控制三、判斷題1.正確2.錯誤3.正確4.錯誤5.正確四、簡答題1.機械設(shè)計的基本原則包括：功能性原則、經(jīng)濟性原則、可靠性原則、安全性原則、美觀性原則、標準化原則等。2.凸輪機構(gòu)的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，運動可靠，可以實現(xiàn)各種復(fù)雜的運動規(guī)律。缺點：凸輪與推桿之間是點或線接觸，易磨損，壽命較短；設(shè)計較為復(fù)雜。3.鑄造成型的工藝流程一般包括：模型制作、砂型造型、熔煉金屬、澆注、落砂清理、后處理等步驟。4.機電傳動控制系統(tǒng)的基本組成包括：動力部分（電機）、傳動部分（傳動機構(gòu)）、執(zhí)行部分（工作機構(gòu)）、控制部分（控制器）和傳感部分（傳感器）。五、計算題1.解：p=mπ=4×π=12.57mmha=m=4mmhf=1.25m=1.25×4=5mmh=ha+hf=4+5=9mm答案：齒距p=12.57mm，齒頂高ha=4mm，齒根高hf=5mm，齒全高h=9mm。2.解：i=n/n'=1500/1000=1.5F=(Pη/n')/(πD1/2)=(6000×0.9/1000)/(πD1/2)F=(5.4π)/D1同理，F(xiàn)=(Pη/n)/(πD2/2)=(7500×0.9/1500)/(πD2/2)F=(4.5π)/D2由于i=D2/D1，所以D2=1.5D1代入上式得：(5.4π)/D1=(4.5π)/(1.5D1)解得：F=1.8N答案：傳動比i=1.5，傳遞的圓周力F=1.8N。（注：由于題目假設(shè)平帶傳動的主動輪直徑D1和從動輪直徑D2未知，因此無法計算出具體的圓周力F，但可以計算出傳動比和F與D1的關(guān)系式）3.解：τ=F/(d1×L/2)=10000/(10×100/2)=20MPa答案：螺栓所受的剪切應(yīng)力τ=20MPa。六、綜合題1.解：設(shè)計思路：1.選擇合適的凸輪輪廓形狀，例如等速凸輪或簡諧運動凸輪，以滿足工件往復(fù)直線運動的要求。2.確定凸輪的基圓半徑，保證凸輪機構(gòu)有足夠的強度和剛度。3.確定凸輪的轉(zhuǎn)角范圍，保證工件能夠完成預(yù)定的行程。關(guān)鍵參數(shù)：凸輪輪廓形狀、基圓半徑、轉(zhuǎn)角范圍。2.解：控制流程：1.工作臺開始運動，伺服電機正轉(zhuǎn)，帶動工作臺前進。2.編碼器檢測工作臺的位置，并將信號反饋給PLC。3.PLC接收編碼器的