機電一體化專業(yè)機械設計考試題目及答案考試時間：______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括號內）1.在機械設計中，用于傳遞動力和運動的零件通常稱為（）。A.執(zhí)行件B.承載件C.傳動件D.連接件2.常用的平鍵連接屬于（）連接。A.可拆動聯(lián)接B.不可拆動聯(lián)接C.過盈配合D.焊接3.當軸上零件需要沿軸向移動時，通常采用（）結構。A.鍵連接B.銷連接C.螺紋連接D.花鍵連接4.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，（）發(fā)生基本額定壽命的軸承的百分率。A.90%B.95%C.80%D.99%5.對于高速、高溫或承受變載荷的軸承，通常優(yōu)先選用（）潤滑。A.油潤滑B.潤滑脂潤滑C.干摩擦D.氣體潤滑6.在機械設計中，標準件通常是指（）。A.所有零件B.外購件C.需要經(jīng)過精密加工的零件D.自制件7.用于限制軸相對軸承只能做單一方向轉動的軸承是（）。A.向心軸承B.推力軸承C.向心推力軸承D.止推軸承8.在機械設計中，用于承受拉力的連接是（）。A.螺栓連接B.鍵連接C.銷連接D.過盈配合9.設計軸時，首先需要確定軸的（）。A.材料牌號B.精度等級C.尺寸規(guī)格D.結構形式10.在機械設計中，彈簧是一種（）元件。A.承載B.傳動C.連接D.彈性二、填空題（每空1分，共20分。請將正確答案填在題后橫線上）1.機械設計的基本要求通常包括可靠性、經(jīng)濟性、______、______和安全性。2.鍵連接的主要失效形式是鍵的剪切破壞和鍵槽的______。3.軸按承載情況不同可分為______、______和______。4.滾動軸承根據(jù)所能承受的載荷方向可分為______、______和______。5.潤滑油的選擇主要依據(jù)工作______、______、______和______等因素。6.螺紋連接的基本類型主要有螺栓連接、螺柱連接、______和______。7.設計軸系零件時，通常需要考慮軸的結構形狀、______、______和______等問題。8.過盈配合是一種______連接，它依靠零件間的______來實現(xiàn)連接。9.機械設計中常用的軸類零件有______、______和______。10.在機械設計中，標準件是指______和______。三、判斷題（每題1分，共10分。請將“正確”或“錯誤”填在題后括號內）1.所有機械零件都必須進行潤滑。（）2.鍵連接是一種可拆動聯(lián)接。（）3.軸的強度計算主要包括拉伸強度計算和扭轉強度計算。（）4.滾動軸承的密封主要是為了防止灰塵和水分進入軸承內部。（）5.螺紋連接可以承受較大的扭矩。（）6.所有軸承都需要進行潤滑。（）7.機械設計中，標準件不需要進行設計計算。（）8.軸承的壽命與其載荷大小有關，載荷越大，壽命越長。（）9.過盈配合連接能夠傳遞較大的扭矩。（）10.機械設計中，所有的零件都需要進行強度計算。（）四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述機械設計的基本過程。2.簡述選擇平鍵連接類型時需要考慮的因素。3.簡述滾動軸承潤滑方式的選擇依據(jù)。4.簡述過盈配合連接的優(yōu)缺點。五、計算題（每題10分，共20分）1.一根鋼軸傳遞功率P=10kW，轉速n=300r/min，軸的材料為45鋼，試估算該軸所需的最小直徑（不考慮彎矩影響，僅考慮扭轉強度）。2.有一軸與齒輪連接，采用平鍵連接，軸徑d=40mm，傳遞扭矩T=2000N·mm，載荷有輕微沖擊，試選擇合適的平鍵尺寸，并校核其強度（鍵材料為45鋼）。---試卷答案一、選擇題1.C2.A3.C4.B5.A6.B7.B8.A9.D10.D解析：1.C機械設計中的傳動件是用于傳遞動力和運動的零件，符合題意。2.A平鍵連接是一種可拆動的剛性聯(lián)接，允許軸與輪轂之間有微小的相對移動，適用于靜連接。3.C螺紋連接主要用于連接和緊固，花鍵連接適用于傳遞扭矩和軸向移動，鍵連接用于傳遞扭矩，銷連接用于定位或傳遞不大的載荷。軸向移動通常用花鍵或滑動軸承配合軸向結構實現(xiàn)，但此處選項中最接近的是螺紋連接（雖然不準確，但在給定選項中，螺紋連接可用于軸向移動，如絲杠）。4.B基本額定壽命是指一批相同的軸承在相同條件下運轉，10%的軸承發(fā)生疲勞破壞時的壽命，對應于90%的軸承未發(fā)生疲勞破壞。5.A油潤滑適用于高速、高溫或承受變載荷的軸承，因為油膜承載能力更強，散熱性好。6.B標準件是指結構簡單、參數(shù)標準化、由專業(yè)工廠生產(chǎn)、在機械中廣泛使用的零件，如螺栓、螺母、軸承等。7.B推力軸承主要用于承受軸向載荷，限制軸的軸向移動。8.A螺栓連接通過螺栓的拉伸和螺母的擠壓來傳遞剪切力，主要用于承受拉力。9.D設計軸時，首先需要根據(jù)工作條件、載荷情況等確定軸的總體結構形式，然后再進行詳細的設計計算。10.D彈簧是一種能夠在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，并能夠儲存和釋放能量的零件。二、填空題1.可靠性,經(jīng)濟性2.磨損3.向心軸,心軸,傳動軸4.向心軸承,推力軸承,向心推力軸承5.溫度,壓力,圓周速度,使用條件6.焊接,鉚接7.強度,剛度,結構工藝性8.過盈,表面壓力9.軸,鍵,齒輪10.國家標準,行業(yè)標準三、判斷題1.錯誤并非所有機械零件都需要潤滑，例如某些依靠干摩擦工作的零件。2.正確鍵連接是可拆裝的機械聯(lián)接。3.正確軸的強度主要是指其抵抗破壞的能力，包括拉伸、壓縮、彎曲和扭轉。4.正確軸承密封的主要目的是防止?jié)櫥瑒┝魇Ш屯饨珉s質進入。5.錯誤螺紋連接主要承受剪切力和拉伸力，傳遞扭矩能力有限，通常需要配合螺母或螺釘頭。6.錯誤并非所有軸承都需要潤滑，例如某些自潤滑軸承。7.正確標準件是按照國家標準或行業(yè)標準生產(chǎn)，不需要用戶自行設計。8.錯誤軸承壽命與其載荷大小成反比，載荷越大，壽命越短。9.正確過盈配合連接依靠過盈量產(chǎn)生的壓力傳遞載荷，能承受較大扭矩。10.錯誤并非所有零件都需要進行強度計算，例如某些尺寸很小的標準件。四、簡答題1.機械設計的基本過程通常包括：需求分析、方案設計、技術設計、樣機試制與測試、生產(chǎn)準備、技術文件編制等階段。2.選擇平鍵連接類型時需要考慮的因素有：軸的直徑、傳遞扭矩的大小、連接的對中性要求、工作載荷的性質（靜載荷或動載荷）、連接的可靠性要求、零件是否需要經(jīng)常拆卸等。3.選擇滾動軸承潤滑方式的主要依據(jù)有：軸承的類型、尺寸、轉速、載荷大小、工作溫度、潤滑劑的種類、使用的方便性、經(jīng)濟性等。4.過盈配合連接的優(yōu)點是能傳遞較大的扭矩和軸向力，連接可靠，對中性好，可以承受沖擊載荷。缺點是裝配困難，拆卸不便，對配合尺寸的精度要求較高，配合件容易產(chǎn)生應力。五、計算題1.解：估算軸所需的最小直徑，通常按扭轉強度計算。許用切應力[τ]=60-100MPa(取中間值，假設45鋼，轉速中等)扭矩T=9550*P/n=9550*10/300=318.33N·m=318333N·mm扭轉強度條件：τ=T/(0.2*d^3)d^3=T/(0.2*[τ])=318333/(0.2*80)=1996N·mmd=(1996)^(1/3)≈125.7mm取標準直徑d=130mm2.解：選擇平鍵尺寸并校核強度。查表選擇平鍵