2025年大學機械設計（機械零件設計）試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共30分）答題要求：本大題共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.以下哪種機械零件設計準則主要考慮材料的疲勞強度？A.強度準則B.剛度準則C.耐磨性準則D.疲勞壽命準則2.對于受軸向變載荷作用的緊螺栓連接，在計算螺栓的總拉力時，需要考慮的因素是（）。A.預緊力B.工作拉力C.螺栓的剛度D.被連接件的剛度3.普通平鍵連接傳遞動力是靠（）。A.兩側(cè)面的摩擦力B.兩側(cè)面的擠壓力C.上下面的擠壓力D.上下面的摩擦力4.帶傳動中，帶的彈性滑動發(fā)生的原因是（）。A.帶與帶輪之間的摩擦系數(shù)較小B.帶繞過帶輪時有離心力C.帶的緊邊拉力與松邊拉力不等D.帶的彈性變形5.在鏈傳動中，鏈節(jié)數(shù)宜采用（）。A.奇數(shù)B.偶數(shù)C.質(zhì)數(shù)D.無所謂6.下列哪種齒輪傳動效率最高？（）A.圓柱齒輪傳動B.錐齒輪傳動C.蝸輪蝸桿傳動D.鏈傳動7.滾動軸承的基本額定壽命是指（）。A.在額定動載荷作用下，軸承所能達到的壽命B.在額定靜載荷作用下，軸承所能達到的壽命C.一批同型號軸承在相同條件下運轉(zhuǎn)，其中90%的軸承所能達到的壽命D.一批同型號軸承在相同條件下運轉(zhuǎn)，其中50%的軸承所能達到的壽命8.設計一對減速軟齒面齒輪傳動時，從等強度要求出發(fā)，選擇硬度時應使（）。A.大、小齒輪的硬度相等B.小齒輪硬度高于大齒輪硬度C.大齒輪硬度高于小齒輪硬度D.小齒輪采用硬齒面，大齒輪采用軟齒面9.對于高速重載的滑動軸承，應選用（）。A.潤滑脂潤滑B.油環(huán)潤滑C.壓力潤滑D.飛濺潤滑10.聯(lián)軸器與離合器的主要作用是（）。A.補償兩軸的綜合位移B.連接兩軸，使其一同旋轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩C.緩和沖擊和振動D.防止機器過載第II卷（非選擇題，共70分）二、填空題（每題3分，共15分）1.機械零件設計時，計算載荷是考慮了______和______的載荷。2.螺紋連接防松的根本問題在于______。3.帶傳動的主要失效形式有______和______。4.齒輪傳動的主要失效形式有______、______、齒面膠合、齒面磨損和齒側(cè)間隙過大等。5.滾動軸承的主要失效形式有______、______和保持架損壞等。三、簡答題（每題10分，共20分）1.簡述機械零件設計的一般步驟。2.簡述帶傳動中彈性滑動和打滑的區(qū)別及后果。四、分析計算題（每題15分，共30分）材料：有一普通V帶傳動，傳遞功率P=7.5kW，帶速v=10m/s。已知小帶輪基準直徑dd1=100mm，大帶輪基準直徑dd2=300mm，小帶輪包角α1=150°，帶與帶輪之間的摩擦系數(shù)f=0.15，單根V帶的基本額定功率P0=1.32kW，單根V帶的額定功率增量ΔP0=0.17kW。1.計算所需V帶的根數(shù)z。2.計算V帶的緊邊拉力F1和松邊拉力F2。五、設計題（5分）材料：設計一圓柱齒輪傳動，已知傳遞功率P=4kW，小齒輪轉(zhuǎn)速n1=1450r/min，大齒輪轉(zhuǎn)速n2=362.5r/min，單向傳動，載荷有輕微沖擊。要求確定齒輪的材料、硬度、模數(shù)、齒數(shù)、分度圓直徑、齒寬等參數(shù)，并畫出齒輪的結構草圖（只要求畫出大致形狀）。答案：一、選擇題1.D2.ABCD3.B4.C5.B6.A7.C8.B9.C10.B二、填空題1.載荷系數(shù)；動載荷影響2.防止螺紋副相對轉(zhuǎn)動3.打滑；疲勞破壞4.輪齒折斷；齒面點蝕5.疲勞點蝕；磨損三、簡答題1.機械零件設計一般步驟：確定零件的工作要求和功能；選擇合適的材料；確定零件的基本尺寸和形狀；進行強度、剛度等計算；優(yōu)化設計方案；繪制零件工作圖和編寫技術要求。2.彈性滑動是由于帶的彈性變形而產(chǎn)生的帶與帶輪之間的微量滑動，不可避免，使傳動比不準確，降低傳動效率。打滑是帶與帶輪之間發(fā)生顯著相對滑動，是過載引起的失效形式，會使帶磨損加劇，甚至無法正常工作。四、分析計算題1.計算V帶的根數(shù)z：先計算單根V帶的許用功率[P0]=P0+ΔP0=1.32+0.17=1.49kWz=P/([P0]Kα)，其中Kα為包角系數(shù)，查得Kα=0.96z=7.5/(1.49×0.96)≈5.2，取z=6根2.計算V帶的緊邊拉力F1和松邊拉力F2：由P=zv(F1-F2)/1000可得7.5=6×10×(F1-F2)/1000F1-F2=125N又由F1/F2=evf/α1，其中α1=150°=2.62radF1/F2=e^(0.15×2.62)≈1.46聯(lián)立可得F1=355N，F(xiàn)2=23N五、設計題1.確定傳動比i=n1/n2=1450/362.5=42.選擇材料：小齒輪45鋼調(diào)質(zhì)，硬度240HBS左右；大齒輪45鋼正火，硬度190HBS左右。3.初選模數(shù)m=4mm4.計算齒數(shù)z1=20，z2=80