機(jī)械工程專業(yè)機(jī)械設(shè)計制造及其自動化考試試題及答案考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共10分）1.在機(jī)械設(shè)計中，通常將工作應(yīng)力低于材料屈服極限的設(shè)計稱為（）。A.疲勞設(shè)計B.安全設(shè)計C.強(qiáng)度設(shè)計D.剛度設(shè)計2.對于重要的螺栓連接，通常采用（）防松。A.液壓防松B.金屬絲防松C.彈簧墊圈防松D.止動墊片防松3.下列哪種加工方法屬于特種加工？（）A.車削B.銑削C.電火花加工D.磨削4.在機(jī)械傳動中，帶傳動的主要失效形式是（）。A.軸的疲勞斷裂B.帶的疲勞斷裂C.帶的磨損D.齒輪的磨損5.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.光電編碼器D.流量傳感器二、填空題（每空1分，共15分）1.機(jī)械設(shè)計的基本要求通常包括______、______、______、______和美觀等。2.零件的疲勞破壞通常起源于微小的______。3.機(jī)械加工中，切削用量通常包括切削速度______、進(jìn)給量______和切削深度______。4.液壓傳動系統(tǒng)中的動力元件是______，執(zhí)行元件是______。5.金屬材料的強(qiáng)度指標(biāo)主要有______和______。三、簡答題（每題5分，共10分）1.簡述機(jī)械零件疲勞破壞的過程。2.簡述影響切削效率的主要因素有哪些？四、計算題（每題10分，共20分）1.某軸承受扭矩T=800N·m，軸的材料許用剪應(yīng)力[τ]=60MPa，試按強(qiáng)度條件初步確定該軸的直徑（假設(shè)軸為圓形截面）。2.某機(jī)床主軸箱采用斜齒輪傳動，已知主動輪模數(shù)m=3mm，齒數(shù)z1=20，壓力角α=20°，螺旋角β=15°，轉(zhuǎn)速n1=1450r/min。試計算從動輪的轉(zhuǎn)速n2（假設(shè)傳動比恒定）。五、分析題（每題12分，共24分）1.分析影響機(jī)械制造精度的主要因素有哪些？并提出相應(yīng)的提高精度的措施。2.簡述液壓系統(tǒng)中的基本組成部分及其功能。試卷答案一、選擇題1.B解析：安全設(shè)計是指在保證機(jī)器安全可靠工作的前提下，將零件的工作應(yīng)力控制在材料的許用應(yīng)力范圍內(nèi)，通常低于屈服極限。2.B解析：金屬絲防松（如雙頭螺栓）利用金屬絲與被連接件之間的摩擦力或變形鎖緊來防松，可靠性高，常用于重要連接。3.C解析：電火花加工利用脈沖放電腐蝕原理去除材料，適用于加工高硬材料、復(fù)雜型腔等，屬于特種加工范疇。車削、銑削、磨削屬于常規(guī)切削加工。4.B解析：帶傳動的主要失效形式是帶的疲勞破壞、打滑和磨損。其中，帶的疲勞斷裂是因循環(huán)應(yīng)力導(dǎo)致帶材料疲勞。5.C解析：光電編碼器通過光電原理檢測物體位置或位移，是常用的位移傳感器。溫度、壓力、流量傳感器分別檢測溫度、壓力、流量等物理量。二、填空題1.可靠性、經(jīng)濟(jì)性、工藝性、標(biāo)準(zhǔn)化解析：機(jī)械設(shè)計的基本要求是確保產(chǎn)品能在規(guī)定時間內(nèi)、規(guī)定條件下正常工作（可靠性），成本低廉（經(jīng)濟(jì)性），易于制造和裝配（工藝性），并符合標(biāo)準(zhǔn)化要求（標(biāo)準(zhǔn)化），有時也考慮美觀。2.微小的裂紋解析：疲勞破壞通常起源于材料內(nèi)部或表面的微小裂紋，在循環(huán)應(yīng)力的作用下，裂紋逐漸擴(kuò)展直至斷裂。3.切削速度、進(jìn)給量、切削深度解析：這三個參數(shù)共同決定了切削過程中的切削力、切削熱和加工效率，是描述切削過程的基本要素。4.液壓泵、液壓缸（或液壓馬達(dá)）解析：液壓泵是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能的動力元件；液壓缸（或液壓馬達(dá)）是將液壓能轉(zhuǎn)換為直線（或旋轉(zhuǎn)）機(jī)械能的執(zhí)行元件。5.屈服極限、強(qiáng)度極限解析：屈服極限是材料開始發(fā)生顯著塑性變形的應(yīng)力；強(qiáng)度極限是材料在斷裂前能承受的最大應(yīng)力，是衡量材料強(qiáng)度的重要指標(biāo)。三、簡答題1.疲勞破壞的過程通常包括：裂紋萌生、裂紋擴(kuò)展和最終斷裂三個階段。首先，在零件表面或內(nèi)部缺陷處應(yīng)力集中部位產(chǎn)生微小的初始裂紋。隨后，在循環(huán)應(yīng)力的作用下，裂紋逐漸擴(kuò)展。最后，當(dāng)裂紋擴(kuò)展到一定程度，剩余的截面不足以承受外加載荷時，零件發(fā)生突然斷裂。2.影響切削效率的主要因素有：切削用量（特別是切削速度和進(jìn)給量）、刀具幾何參數(shù)（如前角、后角）、工件材料性能、切削液的使用等。增大切削速度和進(jìn)給量可以提高金屬切除率，從而提高效率，但需考慮刀具壽命和加工成本。合理的刀具幾何參數(shù)和良好的切削條件也有助于提高效率。四、計算題1.解：按強(qiáng)度條件，軸的直徑d需滿足τ=T/(Wp)，其中Wp為極慣性矩，對于圓形截面Wp=(πd^3)/16。許用應(yīng)力[τ]=60MPa=60N/mm^2，扭矩T=800N·m=800000N·mm。[τ]≥T/(Wp)=16T/πd^360≥16*800000/(πd^3)d^3≥16*800000/(60π)d^3≥1333333.33/πd^3≥424444.44mm^3d≥(424444.44)^(1/3)π^(1/3)d≥76.4mm取標(biāo)準(zhǔn)直徑，可取d=80mm。解析思路：根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件τ=T/Wp，其中Wp為圓形截面的極慣性矩。代入扭矩T和許用應(yīng)力[τ]，解出所需的最小直徑d。注意單位統(tǒng)一，最終結(jié)果取標(biāo)準(zhǔn)值。2.解：對于定傳動比齒輪傳動，傳動比i=z2/z1=n1/n2。已知z1=20,z2=40(因i=20/40=1/2),n1=1450r/min。n2=n1*(z1/z2)=1450*(20/40)=1450*0.5=725r/min。解析思路：利用定傳動比齒輪傳動的轉(zhuǎn)速比關(guān)系n1/n2=z2/z1。已知主動輪轉(zhuǎn)速n1、齒數(shù)z1和z2，可直接計算從動輪轉(zhuǎn)速n2。五、分析題1.影響機(jī)械制造精度的主要因素包括：工件材料性能（如內(nèi)應(yīng)力、組織不均勻性）、機(jī)床精度與剛度、刀具磨損、工藝系統(tǒng)變形（熱變形、彈性變形）、測量誤差、夾具誤差以及環(huán)境因素（溫度、振動等）。提高精度的措施：選用合適的材料并消除內(nèi)應(yīng)力；提高機(jī)床的制造精度和剛度；選用精密刀具并保持鋒利；優(yōu)化加工工藝參數(shù)；采用高精度測量工具；使用高精度夾具；控制加工環(huán)境（恒溫、防振）；采用誤差補(bǔ)償技術(shù)等。2.液壓系統(tǒng)中的基本組成部分及其功能：*液壓泵：將電動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓油的壓力能，是系統(tǒng)的動力源。*液壓缸（或液壓馬達(dá)）：將液壓油的壓力