2025年大學(xué)大二（機(jī)電一體化技術(shù)）機(jī)械設(shè)計(jì)綜合測(cè)試題

（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。請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在括號(hào)內(nèi)。1.以下哪種材料通常不用于機(jī)械設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)件？（）A.鋁合金B(yǎng).不銹鋼C.陶瓷D.碳鋼2.在機(jī)械設(shè)計(jì)中，計(jì)算齒輪傳動(dòng)的接觸疲勞強(qiáng)度時(shí)，主要考慮的參數(shù)不包括（）A.齒輪模數(shù)B.齒面接觸應(yīng)力C.材料的彈性模量D.節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)3.對(duì)于軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，下列說法錯(cuò)誤的是（）A.軸上零件的定位和固定要可靠B.應(yīng)便于加工和裝配C.軸的形狀應(yīng)盡量復(fù)雜以增加強(qiáng)度D.要有利于提高軸的疲勞強(qiáng)度4.帶傳動(dòng)中，小帶輪的包角一般要求不小于（）A.90°B.120°C.150°D.180°5.下列不屬于機(jī)械設(shè)計(jì)中常用的強(qiáng)度計(jì)算方法的是（）A.許用應(yīng)力法B.安全系數(shù)法C.概率設(shè)計(jì)法D.經(jīng)驗(yàn)估算法6.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.一批同型號(hào)軸承在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，其中90%的軸承所能達(dá)到的壽命D.一批同型號(hào)軸承在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，其中50%的軸承所能達(dá)到的壽命7.在設(shè)計(jì)螺栓連接時(shí)，若被連接件之一較厚，且需要經(jīng)常拆卸，宜采用（）A.螺栓連接B.雙頭螺柱連接C.螺釘連接D.緊定螺釘連接8.漸開線齒輪的齒廓曲線形狀取決于（）A.分度圓B.基圓C.齒頂圓D.齒根圓9.對(duì)于高速重載齒輪傳動(dòng)，可選用的潤(rùn)滑方式為（）A.油池潤(rùn)滑B.噴油潤(rùn)滑C.脂潤(rùn)滑D.飛濺潤(rùn)滑10.機(jī)械設(shè)計(jì)中，當(dāng)需要傳遞較大功率且要求傳動(dòng)比準(zhǔn)確時(shí)，通常選用（）A.帶傳動(dòng)B.鏈傳動(dòng)C.齒輪傳動(dòng)D.蝸桿傳動(dòng)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)將答案填寫在橫線上。1.機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求有______、______、______、______、______。2.軸的材料主要有______和______。3.齒輪傳動(dòng)的失效形式主要有______、______、______、______、______。4.帶傳動(dòng)的主要類型有______和______。5.滾動(dòng)軸承的主要類型有______、______、______、______、______。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)要回答問題。1.簡(jiǎn)述機(jī)械設(shè)計(jì)的一般流程。2.說明選擇軸的材料時(shí)應(yīng)考慮哪些因素？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。解答應(yīng)寫出文字說明、計(jì)算過程和答案。材料：有一圓柱齒輪傳動(dòng)，已知小齒輪的齒數(shù)z1=20，大齒輪的齒數(shù)z2=60，模數(shù)m=4mm，齒寬b=50mm，小齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度為240HBS，大齒輪材料為45鋼正火處理，硬度為190HBS，傳遞功率P=5kW，小齒輪轉(zhuǎn)速n1=1450r/min。1.計(jì)算該齒輪傳動(dòng)的中心距a、傳動(dòng)比i、小齒輪的分度圓直徑d1、齒頂圓直徑da1、齒根圓直徑df1。2.計(jì)算該齒輪傳動(dòng)的齒面接觸應(yīng)力σH和齒根彎曲應(yīng)力σF，并判斷齒輪的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度是否滿足要求（已知接觸疲勞極限σHlim1=550MPa，σHlim2=500MPa，彎曲疲勞極限σFlim1=160MPa，σFlim2=140MPa，接觸疲勞壽命系數(shù)ZN1=1.計(jì)算該齒輪傳動(dòng)的中心距a、傳動(dòng)比i、小齒輪的分度圓直徑d1、齒頂圓直徑da1、齒根圓直徑df1。2.計(jì)算該齒輪傳動(dòng)的齒面接觸應(yīng)力σH和齒根彎曲應(yīng)力σF，并判斷齒輪的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度是否滿足要求（已知接觸疲勞極限σHlim1=550MPa，σHlim2=500MPa，彎曲疲勞極限σFlim1=160MPa，σFlim2=140MPa，接觸疲勞壽命系數(shù)ZN1=1.計(jì)算該齒輪傳動(dòng)的中心距a、傳動(dòng)比i、小齒輪的分度圓直徑d1、齒頂圓直徑da1、齒根圓直徑df1。2.計(jì)算該齒輪傳動(dòng)的齒面接觸應(yīng)力σH和齒根彎曲應(yīng)力σF，并判斷齒輪的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度是否滿足要求（已知接觸疲勞極限σHlim1=550MPa，σHlim2=500MPa，彎曲疲勞極限σFlim1=160MPa，σFlim2=140MPa，接觸疲勞壽命系數(shù)ZN1=1.計(jì)算該齒輪傳動(dòng)的中心距a、傳動(dòng)比i、小齒輪的分度圓直徑d1、齒頂圓直徑da1、齒根圓直徑df1。2.計(jì)算該齒輪傳動(dòng)的齒面接觸應(yīng)力σH和齒根彎曲應(yīng)力σF，并判斷齒輪接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度是否滿足要求（已知接觸疲勞極限σHlim1=550MPa，σHlim2=500MPa，彎曲疲勞極限σFlim1=1）五、設(shè)計(jì)題（共20分）答題要求：本大題共1小題，20分。根據(jù)題目要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)一單級(jí)圓柱齒輪減速器，已知電動(dòng)機(jī)功率P=7.5kW，轉(zhuǎn)速n1=1450r/min，傳動(dòng)比i=3，工作機(jī)轉(zhuǎn)速n2=483r/min，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷有輕微沖擊，每天工作8小時(shí)，要求結(jié)構(gòu)緊湊。請(qǐng)確定齒輪的材料、模數(shù)、齒數(shù)、齒寬等參數(shù)，并畫出減速器的裝配圖草圖（只要求畫出大致結(jié)構(gòu)，標(biāo)注主要尺寸和零件名稱）。答案：一、選擇題1.C2.A3.C4.B5.D6.C7.B8.B9.B10.C二、填空題1.功能要求、可靠性要求、經(jīng)濟(jì)性要求、操作性要求、外觀造型要求2.碳素鋼合金鋼3.輪齒折斷、齒面接觸疲勞點(diǎn)蝕、齒面磨損、齒面膠合、塑性變形4.平帶傳動(dòng)V帶傳動(dòng)5.深溝球軸承、圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承、推力球軸承、角接觸球軸承三、簡(jiǎn)答題1.機(jī)械設(shè)計(jì)的一般流程：明確設(shè)計(jì)任務(wù)，進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)，技術(shù)設(shè)計(jì)，詳細(xì)設(shè)計(jì)，改進(jìn)設(shè)計(jì)。2.選擇軸的材料時(shí)應(yīng)考慮的因素：軸的工作條件，載荷性質(zhì)，應(yīng)力狀態(tài)，對(duì)疲勞強(qiáng)度、韌性、耐磨性等的要求，材料的工藝性，經(jīng)濟(jì)性。3.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，過載時(shí)帶會(huì)打滑可保護(hù)其他零件，傳動(dòng)比不準(zhǔn)確，效率較低，帶的壽命較短。4.滾動(dòng)軸承安裝和拆卸注意事項(xiàng)：安裝時(shí)要保證安裝位置正確，避免歪斜和強(qiáng)行裝配；注意配合精度，過盈配合要適當(dāng)；安裝過程中要防止雜物進(jìn)入軸承。拆卸時(shí)要使用合適工具，避免損傷軸承和軸；對(duì)于過盈配合的軸承，可采用加熱或液壓拆卸等方法。四、分析計(jì)算題1.中心距a=m(z1+z2)/2=4×(20+60)/2=160mm；傳動(dòng)比i=z2/z1=60/20=3；小齒輪分度圓直徑d1=mz1=4×20=80mm；齒頂圓直徑da1=d1+2ha=80+2×4=88mm；齒根圓直徑df1=d1-2hf=80-2×5=70mm。2.齒面接觸應(yīng)力σH=500MPa（計(jì)算過程略），接觸強(qiáng)度滿足要求；齒根彎曲應(yīng)力σF=1