2025年高職機(jī)械設(shè)計(jì)與制造（機(jī)械零件設(shè)計(jì)）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______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(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.機(jī)械零件設(shè)計(jì)時(shí)，首要考慮的因素是（）A.強(qiáng)度B.剛度C.耐磨性D.耐腐蝕性2.以下哪種材料常用于制造承受重載的機(jī)械零件（）A.鋁合金B(yǎng).銅合金C.優(yōu)質(zhì)碳素鋼D.工程塑料3.零件的疲勞破壞是由于（）引起的。A.靜載荷B.交變載荷C.沖擊載荷D.過(guò)載4.計(jì)算齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度時(shí)，齒形系數(shù)YFa主要與（）有關(guān)。A.模數(shù)B.齒數(shù)C.齒寬D.齒面硬度5.帶傳動(dòng)中，帶的應(yīng)力不包括（）A.拉應(yīng)力B.彎曲應(yīng)力C.離心應(yīng)力D.扭轉(zhuǎn)應(yīng)力6.普通平鍵連接的主要失效形式是（）A.鍵被剪斷B.工作面被壓潰C.鍵被磨損D.鍵被彎曲7.滾動(dòng)軸承的基本額定壽命是指（）A.在額定動(dòng)載荷作用下，軸承所能達(dá)到的壽命B.在額定靜載荷作用下，軸承所能達(dá)到的壽命C.一批軸承中50%的軸承所能達(dá)到的壽命D.一批軸承中90%的軸承所能達(dá)到的壽命8.設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)時(shí)，選取小帶輪基準(zhǔn)直徑d1≥dmin，其主要目的是（）A.使帶輪結(jié)構(gòu)緊湊B.保證帶和帶輪之間有足夠的摩擦力C.限制帶中彎曲應(yīng)力D.限制帶的離心力9.一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，已知傳動(dòng)比i=3，主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n1=15r/min，中心距a=200mm，模數(shù)m=4mm，則從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n2和齒數(shù)z2分別為（）A.5r/min，30B.5r/min，60C.45r/min，30D.45r/min，6010.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，軸肩和軸環(huán)的作用是（）A.便于軸上零件的軸向定位B.便于軸上零件的周向定位C.提高軸的強(qiáng)度D.提高軸的剛度第II卷（非選擇題，共70分）二、填空題（共10分）答題要求：本大題共5小題，每空2分。請(qǐng)將正確答案填寫在題中的橫線上。1.機(jī)械零件的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則包括強(qiáng)度準(zhǔn)則、剛度準(zhǔn)則、______準(zhǔn)則、______準(zhǔn)則等。2.材料的力學(xué)性能指標(biāo)中，______是衡量材料抵抗塑性變形和斷裂的能力，______是衡量材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力。3.帶傳動(dòng)的打滑是指______，其本質(zhì)是______不足。4.齒輪傳動(dòng)的主要失效形式有齒面接觸疲勞點(diǎn)蝕、______、齒面膠合、______等。5.滾動(dòng)軸承的基本額定動(dòng)載荷C是指______。三、簡(jiǎn)答題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每題5分。簡(jiǎn)要回答問(wèn)題。1.簡(jiǎn)述機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般步驟。2.提高零件疲勞強(qiáng)度的措施有哪些？3.簡(jiǎn)述帶傳動(dòng)的工作原理及特點(diǎn)。4.簡(jiǎn)述滾動(dòng)軸承的安裝和拆卸注意事項(xiàng)。四、分析計(jì)算題（共20分）答題要求：本大題共2小題，每題10分。要求寫出詳細(xì)的計(jì)算過(guò)程和答案。1.已知一鋼制實(shí)心圓軸，直徑d=50mm，轉(zhuǎn)速n=120r/min，傳遞功率P=10kW。試求該軸橫截面上的最大切應(yīng)力。2.有一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，模數(shù)m=3mm，小齒輪齒數(shù)z1=20，大齒輪齒數(shù)z2=50，試計(jì)算這對(duì)齒輪的分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑和中心距。五、設(shè)計(jì)題（共20分）答題要求：本大題共1小題。根據(jù)給定的條件進(jìn)行機(jī)械零件的設(shè)計(jì)。材料：45鋼要求：設(shè)計(jì)一個(gè)減速箱中的齒輪軸，已知傳遞功率P=5kW，轉(zhuǎn)速n1=1450r/min，傳動(dòng)比i=3，單向轉(zhuǎn)動(dòng)，載荷有輕微沖擊。請(qǐng)確定齒輪軸的主要尺寸，并畫出齒輪軸的結(jié)構(gòu)草圖（標(biāo)注主要尺寸）。答案：1.A2.C3.B4.B5.D6.B7.D8.C9.D10.A11.耐磨性；耐腐蝕性12.強(qiáng)度極限；硬度13.帶與帶輪間發(fā)生顯著的相對(duì)滑動(dòng)；摩擦力14.齒根彎曲疲勞折斷；齒面磨損15.滾動(dòng)軸承在額定動(dòng)載荷作用下，運(yùn)轉(zhuǎn)106轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕的概率為10%時(shí)的載荷值16.機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般步驟：確定零件的工作要求和性能指標(biāo)；選擇合適的材料；進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；計(jì)算零件的工作能力；繪制零件工作圖。17.提高零件疲勞強(qiáng)度的措施：合理選擇材料；改進(jìn)零件結(jié)構(gòu)形狀；提高零件表面質(zhì)量；強(qiáng)化處理；改善零件的工作條件。18.帶傳動(dòng)的工作原理：依靠帶與帶輪之間的摩擦力傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低；能緩沖吸振，傳動(dòng)平穩(wěn)；過(guò)載時(shí)帶會(huì)打滑，可防止其他零件損壞；傳動(dòng)效率較低，帶壽命較短；不宜用于高溫、易燃易爆等場(chǎng)合。19.滾動(dòng)軸承的安裝和拆卸注意事項(xiàng)：安裝時(shí)要保證安裝位置正確，避免歪斜；施加合適的安裝力，防止過(guò)大或過(guò)??；注意配合精度。拆卸時(shí)要使用合適的工具，避免損傷軸承和軸；拆卸力要均勻，防止損壞零件。20.1.解：由公式P=Tω可得扭矩T=9550P/n=9550×10/120=795.83N·m。軸的抗扭截面系數(shù)Wt=πd3/16=π×503/16=2憨207.03mm3。最大切應(yīng)力τmax=T/Wt=795.83×1000/2憨207.03=35.9MPa。2.解：分度圓直徑：d1=mz1=3×20=60mm，d2=mz2=3×50=150mm。齒頂圓直徑：da1=d1+2ha=60+2×3=66mm，da2=d2+2ha=150+2×3=156mm。齒根圓直徑：df1=d1-2hf=60-（2×3+0.25×3）=52.5mm，df2=d2-2hf=150-（2×3+0.25×3）=142.5mm中心距：a=（d1+d2）/2=（60+150）/2=105mm。21.（1）確定齒輪參數(shù)：根據(jù)傳動(dòng)比i=3，z1=20，可得z2=60。計(jì)算齒輪分度圓直徑：d1=mz1=3×20=60mm，d2=mz2=3×60=180mm。計(jì)算齒輪齒頂圓直徑：da1=d1+2ha=60+2×3=66mm，da2=d2+2ha=180+2×3=186mm。計(jì)算齒輪齒根圓直徑：df1=d（1）-2hf=60-（2×3+0