機械設計制造及其自動化專升本2025年真題核心卷（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。請將正確選項的字母填在題后的括號內(nèi)）1.一對漸開線直齒圓柱齒輪要正確嚙合，必須滿足的條件之一是（）。A.模數(shù)相等B.壓力角相等C.齒數(shù)相等D.中心距相等2.下列材料中，通常最適合用于制造承受靜載荷且強度要求較高的軸的是（）。A.45鋼調(diào)質(zhì)B.20鋼正火C.ZG45鑄鋼D.QT600-3球墨鑄鐵3.在機械設計中，通常將零件的失效形式分為疲勞失效、磨損失效、靜強度失效和（）。A.蠕變失效B.塑性變形C.沖擊破壞D.熱變形4.一對平鍵連接中，平鍵的工作面是（）。A.上下表面B.兩側表面C.端面D.鍵槽底面5.在軸上安裝齒輪時，為了便于拆卸，常采用（）結構。A.過盈配合B.間隙配合C.過渡配合D.零配合6.下列表面粗糙度符號中，表示去除材料表面的是（）。A.▄B.▇C.△D.×7.在機械加工中，通常將零件圖上標注的尺寸按其功能在加工過程中的重要性分為（）。A.主要尺寸、輔助尺寸、未注尺寸B.軸向尺寸、徑向尺寸、高度尺寸C.裝配尺寸、配合尺寸、位置尺寸D.總體尺寸、局部尺寸、相對尺寸8.切削用量三要素中，對切削熱量影響最大的是（）。A.切削速度B.進給量C.背吃刀量D.刀尖圓弧半徑9.數(shù)控加工中，G00指令用于（）。A.直線插補B.圓弧插補C.快速定位D.進給率設定10.下列材料中，通常具有良好鑄造性能和減震性能的是（）。A.碳素工具鋼B.灰鑄鐵C.合金結構鋼D.有色金屬合金二、填空題（每空2分，共30分。請將正確答案填在題中的橫線上）1.一對直齒圓柱齒輪傳動的傳動比i等于其兩輪齒數(shù)之比，即i=______/______。2.軸按承載情況可分為承受扭矩的傳動軸、主要承受彎矩的心軸和同時承受扭矩和彎矩的______。3.鍵連接是一種可拆的剛性連接，主要用于軸和輪轂之間的______連接。4.表面粗糙度參數(shù)值越小，表示零件表面______。5.機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零件制造過程和操作方法的______。6.在切削加工中，切屑的形成過程主要包括擠壓、______和斷裂三個階段。7.機械制造中常用的熱處理方法有退火、正火、淬火、回火和______。8.互換性是指機器零件在裝配時無需選擇或修配，就能滿足使用要求的______。9.數(shù)控機床按控制運動軌跡可分為點位控制機床、直線控制機床、輪廓控制機床和______機床。10.零件的尺寸公差是指零件尺寸允許的變動范圍。三、簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述機械設計中進行強度計算的基本思路。2.簡述選擇機械零件材料時需要考慮的主要因素。3.簡述切削加工中，背吃刀量、進給量和切削速度對加工質(zhì)量的影響。4.簡述軸上零件軸向固定的常用方法及其原理。四、計算題（每小題10分，共30分）1.一對標準直齒圓柱齒輪，模數(shù)m=3mm，齒數(shù)z1=20，z2=40。試計算該對齒輪的傳動比i、分度圓直徑d1和d2、齒距p和中心距a。2.一根鋼軸承受交變彎矩M=200N·m的作用，軸的直徑d=40mm。若軸材料的疲勞極限σ-1=350MPa，安全系數(shù)n=1.5，試校核該軸的疲勞強度。（假設彎曲應力幅σa是平均應力σm為零的純彎曲）3.某零件需加工一個孔，圖紙要求孔的尺寸為Φ20±0.021mm。試計算孔的最大極限尺寸、最小極限尺寸和公差值。五、設計計算題（15分）某單級直齒圓柱齒輪減速器，輸入功率P1=2.5kW，輸入轉速n1=960rpm，輸出轉速n2=300rpm。減速器選用電動機直接驅(qū)動，齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)，載荷有輕微沖擊。試簡述齒輪的設計步驟，并計算該對齒輪的齒數(shù)z1、z2（假設傳動比i≈3.2，模數(shù)m取標準值）。---試卷答案一、選擇題1.A2.A3.A4.B5.B6.A7.A8.A9.C10.B二、填空題1.z2z12.轉軸3.固定4.光滑5.工藝文件6.剪斷7.化學熱處理8.基本要求9.柔性10.允許偏差三、簡答題1.解析思路：分析零件在服役條件下可能承受的載荷類型（靜載荷、動載荷、沖擊載荷等），確定主要的失效形式（疲勞、斷裂、屈服、磨損等），根據(jù)失效形式選擇合適的強度理論（如最大拉應力理論、最大剪應力理論、能量理論等），計算零件危險截面上的應力或應變，并與材料的許用應力或許用應變進行比較，從而判斷零件是否滿足強度要求。2.解析思路：考慮零件的功能要求（強度、剛度、耐磨性、耐熱性、耐腐蝕性等）、使用條件（工作環(huán)境、載荷性質(zhì)、工作溫度等）、經(jīng)濟性（材料成本、加工成本、維護成本等）、工藝性（材料的可加工性、可焊性等）以及標準化、通用化程度。3.解析思路：分析背吃刀量對切削力、切削熱、刀具磨損的影響；分析進給量對切削力、表面粗糙度、切削熱的影響；分析切削速度對切削溫度、刀具磨損、表面粗糙度的影響。例如，增大背吃刀量通常增大切削力和切削熱，可能降低刀具壽命；增大進給量通常增大切削力和表面粗糙度；增大切削速度通常顯著升高切削溫度和刀具磨損。4.解析思路：介紹常用的軸向固定方法：軸肩、套筒、螺母、擋圈、緊定螺釘。闡述其工作原理：利用軸肩實現(xiàn)軸向定位，限制軸的移動；利用套筒在軸端定位，防止零件轉動；利用螺母擰緊在軸上，通過墊片壓緊或利用彈簧墊圈防松來固定零件；利用擋圈裝在軸上的槽或孔中，壓緊零件；利用緊定螺釘直接擰入零件孔中，頂緊零件端面或側面，防止零件轉動。四、計算題1.解析思路：根據(jù)傳動比公式i=n1/n2=z2/z1計算i；根據(jù)分度圓直徑公式d=m*z計算d1和d2；根據(jù)齒距公式p=π*m計算p；根據(jù)中心距公式a=(z1+z2)*m/2計算a。答案：i=40/20=2；d1=3*20=60mm；d2=3*40=120mm；p=π*3≈9.42mm；a=(20+40)*3/2=90mm。2.解析思路：計算彎曲應力幅σa，σa=MA/Wz，其中M為彎矩，Wz為軸的抗彎截面系數(shù)（Wz=πd^3/32對于圓軸）；計算許用應力[σa]=σ-1/n；比較σa與[σa]的大小，若σa≤[σa]，則疲勞強度足夠。答案：σa=200N·m*32/(π*(40mm)^3)≈3.14MPa；[σa]=350MPa/1.5≈233.3MPa；3.14MPa≤233.3MPa，故疲勞強度足夠。3.解析思路：根據(jù)孔的尺寸Φ20±0.021mm，最大極限尺寸=20+0.021=20.021mm；最小極限尺寸=20-0.021=19.979mm；公差值=最大極限尺寸-最小極限尺寸=20.021-19.979=0.042mm。答案：最大極限尺寸=20.021mm；最小極限尺寸=19.979mm；公差值=0.042mm。五、設計計算題解析思路：1.確定設計功率Pd：Pd=P1*η，其中η為減速器總效率（需根據(jù)具體各級傳動類型估算，如齒輪傳動效率ηg，軸承效率ηb）。假設η=0.9，則Pd=2.5*0.9=2.25kW。2.計算傳動比i：i=n1/n2=960/300≈3.2（題目已給）。3.確定模數(shù)m：根據(jù)公式m=(9550*Pd)/(i*sqrt(T))，其中T為轉矩，T=9550*Pd/i=9550*2.25/3.2≈6645.3N·m。假設選用正常齒標準齒輪，根據(jù)強度計算或經(jīng)驗選取合適的模數(shù)，此處假設選取m=3mm（與計算題1保持一致，但實際設計應選擇標準模數(shù)，如3.5或4）。4.確定齒數(shù)z1：z1=n1*i/m=960*3.2/3≈1024。齒數(shù)必須為整數(shù)，且需圓整，并考慮實際模數(shù)，z1=1024。若按i≈3.2嚴格計算，用m=3，則z1=1024，z2=3.2*1024≈3277，齒數(shù)過大，不符合實際。應選擇標準齒數(shù)，重新計算i。假設選擇z1=25，則z2≈i*z1=3.2*25=