北京工業(yè)大學(xué)2025年機械設(shè)計制造及其自動化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30分）1.機械設(shè)計的基本原則不包括以下哪項？A.可靠性B.經(jīng)濟性C.美觀性D.可維修性2.下列哪個機構(gòu)屬于平面連桿機構(gòu)？A.輪系B.螺旋機構(gòu)C.斜齒輪機構(gòu)D.凸輪機構(gòu)3.下列哪個材料屬于塑性材料？A.鋼鐵B.鋁合金C.塑料D.玻璃4.機械加工過程中，切削力的大小主要取決于以下哪個因素？A.切削速度B.進給量C.背吃刀量D.以上都是5.下列哪個不屬于金屬切削液的作用？A.冷卻B.切削C.潤滑D.清潔6.下列哪個屬于自動化控制系統(tǒng)？A.PLC控制系統(tǒng)B.人工控制系統(tǒng)C.伺服控制系統(tǒng)D.手動控制系統(tǒng)7.機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的主要研究內(nèi)容包括以下哪些？A.機械設(shè)計B.制造工藝C.自動化技術(shù)D.以上都是8.下列哪個屬于金屬切削加工方法？A.焊接B.銑削C.鉆削D.熱處理9.下列哪個不屬于機械設(shè)計的基本準(zhǔn)則？A.可靠性B.經(jīng)濟性C.安全性D.舒適性10.下列哪個不屬于機械設(shè)計的基本方法？A.概念設(shè)計B.結(jié)構(gòu)設(shè)計C.材料設(shè)計D.成本設(shè)計二、填空題（每題2分，共20分）1.機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的主要研究方向包括______、______和______。2.機械設(shè)計的基本步驟包括______、______、______和______。3.金屬切削加工的三個基本要素是______、______和______。4.自動化控制系統(tǒng)的基本組成包括______、______和______。5.機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)方向主要包括______、______和______。三、計算題（每題5分，共30分）1.已知一軸的直徑為40mm，轉(zhuǎn)速為1200r/min，求該軸的角速度。2.一齒輪的模數(shù)為2mm，齒數(shù)為40，求該齒輪的齒頂圓直徑。3.某零件的加工要求為：加工深度10mm，進給量0.2mm/r，求加工該零件所需的切削時間。4.一電機功率為10kW，轉(zhuǎn)速為1500r/min，求該電機的扭矩。5.一凸輪機構(gòu)的凸輪半徑為50mm，從動件的運動規(guī)律為簡諧運動，行程為20mm，求凸輪的轉(zhuǎn)速。四、綜合應(yīng)用題（10分）某工廠需要設(shè)計一臺自動化設(shè)備，用于完成零件的裝配。請根據(jù)以下要求進行設(shè)計：1.設(shè)備應(yīng)能完成零件的自動抓取、放置和裝配。2.設(shè)備應(yīng)具備自動識別零件的功能。3.設(shè)備應(yīng)具備故障診斷和報警功能。4.設(shè)備應(yīng)滿足一定的精度要求。5.設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、可靠、易于維護。試卷答案一、選擇題1.C解析：機械設(shè)計的基本原則包括可靠性、經(jīng)濟性和可維修性，美觀性不屬于基本原則。2.D解析：凸輪機構(gòu)屬于平面連桿機構(gòu)，其他選項屬于不同的機構(gòu)類型。3.C解析：塑性材料在受力后能夠發(fā)生永久變形，塑料屬于塑性材料。4.D解析：切削力的大小受切削速度、進給量和背吃刀量的共同影響。5.B解析：金屬切削液的作用包括冷卻、潤滑、清潔和防銹，切削不屬于其作用。6.A解析：PLC控制系統(tǒng)屬于自動化控制系統(tǒng)，人工控制系統(tǒng)和手動控制系統(tǒng)不屬于自動化。7.D解析：機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的研究內(nèi)容包括機械設(shè)計、制造工藝和自動化技術(shù)。8.B解析：銑削屬于金屬切削加工方法，焊接、熱處理不屬于切削加工。9.D解析：機械設(shè)計的基本準(zhǔn)則包括可靠性、經(jīng)濟性、安全性和可維護性，舒適性不屬于基本準(zhǔn)則。10.D解析：機械設(shè)計的基本方法包括概念設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料設(shè)計和工藝設(shè)計。二、填空題1.機械設(shè)計制造自動化技術(shù)解析：機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的研究方向涵蓋了機械設(shè)計、制造和自動化技術(shù)。2.概念設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計材料設(shè)計工藝設(shè)計解析：機械設(shè)計的基本步驟包括概念設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料設(shè)計和工藝設(shè)計。3.切削速度進給量背吃刀量解析：金屬切削加工的三個基本要素是切削速度、進給量和背吃刀量。4.控制器傳感器執(zhí)行器解析：自動化控制系統(tǒng)的基本組成包括控制器、傳感器和執(zhí)行器。5.機械設(shè)計制造自動化解析：機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)方向主要包括機械設(shè)計、制造和自動化。三、計算題1.解析：角速度ω=2πn/60=2π*1200/60=62.83rad/s2.解析：齒頂圓直徑da=m*z=2*40=80mm3.解析：切削時間t=(加工深度/進給量)*(齒數(shù)/2)=(10/0.2)*(40/2)=200s4.解析：扭矩T=9.55*P/n=9.55*10000/1500=63.7Nm5.解析：轉(zhuǎn)速n=(2*π*r*f)/(2*π*s)=(2*π*50*1)/(2*π*20)=2.5r/min四、綜合應(yīng)用題解析：設(shè)計自動化設(shè)備需要考慮以下步驟：1.