北京理工大學(xué)2025年卓越工程師計(jì)劃（機(jī)械工程）機(jī)械設(shè)計(jì)試題及答案考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______1.選擇題（每題2分，共40分）（1）機(jī)械原理中，描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量是：A.力B.速度C.加速度D.力矩（2）下列哪個(gè)機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)四桿機(jī)構(gòu)的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)：A.間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)B.旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)C.平移運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)D.循環(huán)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（3）在機(jī)械零件設(shè)計(jì)中，為了保證零件的強(qiáng)度，應(yīng)優(yōu)先考慮以下哪個(gè)因素：A.材料的硬度B.材料的韌性C.材料的耐磨性D.材料的抗沖擊性（4）下列哪個(gè)參數(shù)是衡量齒輪傳動(dòng)效率的指標(biāo)：A.齒輪的模數(shù)B.齒輪的齒數(shù)C.齒輪的齒距D.齒輪的齒形系數(shù)（5）在機(jī)械動(dòng)力學(xué)中，描述物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的合外力與速度變化率之間關(guān)系的物理定律是：A.牛頓第一定律B.牛頓第二定律C.牛頓第三定律D.達(dá)朗貝爾定律2.填空題（每題2分，共20分）（1）機(jī)械設(shè)計(jì)的基本過(guò)程包括：______、______、______、______。（2）機(jī)械設(shè)計(jì)的基本準(zhǔn)則包括：______、______、______、______。（3）機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算中，強(qiáng)度計(jì)算的基本公式是：______。（4）機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)例中，典型機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：______、______、______。3.計(jì)算題（每題10分，共50分）（1）一齒輪傳動(dòng)，已知主動(dòng)齒輪的齒數(shù)z1=20，齒距p=5mm，轉(zhuǎn)速n1=1000r/min，求從動(dòng)齒輪的齒數(shù)z2和轉(zhuǎn)速n2。（2）一軸上安裝兩個(gè)齒輪，已知主動(dòng)齒輪的齒數(shù)z1=30，齒距p=5mm，轉(zhuǎn)速n1=1200r/min，從動(dòng)齒輪的齒數(shù)z2=40，求從動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速n2。（3）一軸承的額定載荷為C=100kN，許用應(yīng)力為[σ]=160MPa，求軸承的直徑d。（4）一軸上安裝一齒輪，已知齒輪的齒數(shù)z=20，齒距p=5mm，軸的轉(zhuǎn)速n=1000r/min，求齒輪的圓周速度v。4.分析題（每題10分，共20分）（1）分析齒輪傳動(dòng)中，如何提高齒輪的傳動(dòng)效率。（2）分析軸在承受彎矩和扭矩作用下的應(yīng)力分布情況。5.綜合題（10分）一軸上安裝一齒輪，已知齒輪的齒數(shù)z=30，齒距p=5mm，軸的轉(zhuǎn)速n=1200r/min，軸的直徑d=50mm，材料的許用應(yīng)力[σ]=160MPa，求軸的強(qiáng)度校核。試卷答案1.選擇題（1）B解析：速度是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量。（2）A解析：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)屬于四桿機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)曲柄搖桿的運(yùn)動(dòng)。（3）C解析：為了提高零件的強(qiáng)度，應(yīng)優(yōu)先考慮材料的耐磨性。（4）D解析：齒輪的齒形系數(shù)是衡量齒輪傳動(dòng)效率的指標(biāo)。（5）B解析：牛頓第二定律描述了物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的合外力與速度變化率之間的關(guān)系。2.填空題（1）方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、強(qiáng)度計(jì)算、運(yùn)動(dòng)分析（2）可靠性、經(jīng)濟(jì)性、安全性、環(huán)保性（3）σ=F/A（4）傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.計(jì)算題（1）z2=40，n2=800r/min解析：根據(jù)齒輪傳動(dòng)比公式n1/n2=z2/z1，得z2=(n1/n2)*z1=(1000/800)*20=40。根據(jù)齒輪轉(zhuǎn)速公式n2=n1*(z1/z2)，得n2=1000*(20/40)=800r/min。（2）n2=960r/min解析：根據(jù)齒輪傳動(dòng)比公式n1/n2=z2/z1，得n2=(n1/z1)*z2=(1200/30)*40=960r/min。（3）d=25mm解析：根據(jù)軸承額定載荷公式C=K*(d^3/16)，得d=√(16*C/K)=√(16*100000/0.1)=25mm。（4）v=15.7m/s解析：根據(jù)齒輪圓周速度公式v=π*d*n/60，得v=π*50*1000/60=15.7m/s。4.分析題（1）提高齒輪傳動(dòng)效率的方法包括：優(yōu)化齒輪設(shè)計(jì)、減少摩擦損失、提高材料強(qiáng)度和耐磨性、合理選擇潤(rùn)滑方式等。（2）軸在承受彎矩和扭矩作用下的應(yīng)力分布情況：軸的應(yīng)力主要分布在靠近軸心的區(qū)域，且彎矩引起的應(yīng)力與扭矩引起的應(yīng)力疊加，形成復(fù)合應(yīng)力。5.綜合題軸的強(qiáng)度校核結(jié)果為：滿足強(qiáng)度要求解析：根據(jù)軸的強(qiáng)度計(jì)算公式σ=(T