2025年大學(xué)（機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化）機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)階綜合測(cè)試卷及答案

（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：本卷共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.對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度計(jì)算，以下哪種說(shuō)法是錯(cuò)誤的（）A.靜強(qiáng)度計(jì)算主要針對(duì)承受靜態(tài)載荷的零件B.疲勞強(qiáng)度計(jì)算考慮了交變載荷作用下零件的失效C.強(qiáng)度計(jì)算只需考慮材料的屈服極限，無(wú)需考慮其他因素D.不同的工作條件對(duì)零件強(qiáng)度要求不同2.在設(shè)計(jì)軸類零件時(shí)，為了提高其剛度，以下措施不合理的是（）A.增大軸的直徑B.合理安排軸上零件的位置以減小彎矩C.采用高強(qiáng)度合金鋼制造軸D.改進(jìn)軸的結(jié)構(gòu)形狀3.下列關(guān)于齒輪傳動(dòng)的說(shuō)法，正確的是（）A.模數(shù)越大，齒輪的承載能力越小B.標(biāo)準(zhǔn)齒輪的分度圓壓力角為20°C.齒輪傳動(dòng)效率低于帶傳動(dòng)D.斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)比直齒圓柱齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)性差4.設(shè)計(jì)滑動(dòng)軸承時(shí)，選擇合適的潤(rùn)滑劑主要考慮的因素不包括（）A.工作載荷B.轉(zhuǎn)速C.軸頸表面粗糙度D.環(huán)境溫度5.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)，通常優(yōu)先選用（）A.帶傳動(dòng)B.鏈傳動(dòng)C.齒輪傳動(dòng)D.蝸桿傳動(dòng)6.對(duì)于聯(lián)軸器的選擇，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.剛性聯(lián)軸器適用于兩軸嚴(yán)格對(duì)中且工作中無(wú)相對(duì)位移的場(chǎng)合B.撓性聯(lián)軸器能補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移C.彈性聯(lián)軸器具有緩沖吸振作用D.聯(lián)軸器的型號(hào)只與傳遞的轉(zhuǎn)矩大小有關(guān)7.在設(shè)計(jì)減速器中的齒輪時(shí)，首先應(yīng)確定的參數(shù)是（）A.模數(shù)B.齒數(shù)C.齒寬D.分度圓直徑8.機(jī)械設(shè)計(jì)中，計(jì)算螺栓連接的預(yù)緊力時(shí)，不需要考慮的因素是（）A.被連接件的材料B.螺栓的擰緊力矩C.連接的工作載荷D.螺栓的許用應(yīng)力9.以下哪種結(jié)構(gòu)不屬于軸的結(jié)構(gòu)組成部分（）A.軸頭B.軸頸C.鍵槽D.軸肩10.在設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí)，考慮材料的經(jīng)濟(jì)性主要從以下方面入手，但不包括（）A.材料的價(jià)格B.材料的加工工藝性C.材料的利用率D.材料的物理性能第II卷（非選擇題共70分）（一）填空題（共10分）答題要求：本大題共5小題，每小題2分。請(qǐng)?jiān)跈M線上填寫正確答案。1.機(jī)械設(shè)計(jì)中，確定零件尺寸的主要依據(jù)是________________。2.帶傳動(dòng)中，帶的張緊力不足會(huì)導(dǎo)致________________。3.減速器中，高速軸的直徑通常比低速軸的直徑________________。4.滾動(dòng)軸承的基本額定壽命是指一批相同的軸承，在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，其中________________的軸承發(fā)生點(diǎn)蝕前所能達(dá)到的總轉(zhuǎn)數(shù)。5.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________________連接。（二）簡(jiǎn)答題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每小題5分。簡(jiǎn)要回答問(wèn)題。1.簡(jiǎn)述提高齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)性的主要措施。2.說(shuō)明滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承各自的優(yōu)缺點(diǎn)及適用場(chǎng)合。3.機(jī)械設(shè)計(jì)中，如何確定軸的合理結(jié)構(gòu)形狀？4.簡(jiǎn)述鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合。（三）分析計(jì)算題（共20分）答題要求：本大題共2小題，每小題10分。要求寫出計(jì)算過(guò)程和答案。1.已知一標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，模數(shù)m=4mm，齒數(shù)z1=20，z2=40，求兩齒輪的分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑以及中心距。2.有一螺栓連接，已知螺栓所受軸向工作拉力F=10000N，螺栓的預(yù)緊力F0=15000N，螺栓的許用拉應(yīng)力[σ]=160MPa，試計(jì)算螺栓所需的小徑d1（螺栓小徑計(jì)算公式：$d_1\geq\sqrt{\frac{4\times1.3F}{\pi[\sigma]}}$，其中1.3為考慮擰緊時(shí)的應(yīng)力集中系數(shù)）。（四）材料分析題（共10分）答題要求：閱讀以下材料，回答問(wèn)題。材料：某機(jī)械廠設(shè)計(jì)一款新型機(jī)床的主軸，要求主軸具有較高的強(qiáng)度、剛度和耐磨性。在選擇材料時(shí)，考慮了多種因素。最終選用了45鋼，并進(jìn)行了調(diào)質(zhì)處理。問(wèn)題：1.為什么選用45鋼？（5分）2.調(diào)質(zhì)處理的目的是什么？對(duì)主軸性能有何影響？（5分）（五）設(shè)計(jì)題（共10分）答題要求：設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置，要求包括電動(dòng)機(jī)、V帶傳動(dòng)、單級(jí)圓柱齒輪減速器、聯(lián)軸器、工作機(jī)等部分。已知工作機(jī)所需功率P=5kW，工作機(jī)轉(zhuǎn)速nW=100r/min，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速nM=1440r/min。請(qǐng)確定V帶傳動(dòng)的型號(hào)、中心距，齒輪減速器的傳動(dòng)比、模數(shù)、齒數(shù)、齒寬等參數(shù)，并選擇合適的聯(lián)軸器型號(hào)。答案：第I卷：1.C2.C3.B4.C5.C6.D7.A8.D9.C10.D第II卷：（一）1.強(qiáng)度、剛度、耐磨性等要求2.打滑3.小4.90%5.雙頭螺柱（二）1.適當(dāng)減小模數(shù)，增加齒數(shù)；采用斜齒圓柱齒輪；提高齒輪制造精度等。2.滑動(dòng)軸承優(yōu)點(diǎn)：工作平穩(wěn)、噪聲低、承載能力大等；缺點(diǎn)：摩擦損失大、效率低等。適用重載、高精度、低速場(chǎng)合。滾動(dòng)軸承優(yōu)點(diǎn)：摩擦系數(shù)小、效率高、便于安裝等；缺點(diǎn)：承載能力相對(duì)較小等。適用一般機(jī)械中轉(zhuǎn)速較高、載荷較小的場(chǎng)合。3.考慮軸上零件的定位與固定、加工工藝性、裝配工藝性等因素來(lái)確定合理結(jié)構(gòu)形狀。4.特點(diǎn)：平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確、能在惡劣環(huán)境工作等。應(yīng)用場(chǎng)合：適用于中心距較大、低速重載、高溫等場(chǎng)合。（三）1.分度圓直徑：$d_1=mz_1=4×20=80mm$，$d_2=mz_2=4×40=160mm$；齒頂圓直徑：$d_{a1}=m(z_1+2)=4×(20+2)=88mm$，$d_{a2}=m(z_2+2)=4×(40+2)=168mm$；齒根圓直徑：$d_{f1}=m(z_1-2.5)=4×(20-2.5)=70mm$，$d_{f2}=m(z_2-2.5)=4×(40-2.5)=150mm$；中心距：$a=\frac{d_1+d_2}{2}=\frac{80+160}{2}=120mm$。2.代入公式可得：$d_1\geq\sqrt{\frac{4×1.3×10000}{\pi×160}}\approx10.2mm$。（四）1.45鋼具有一定的強(qiáng)度和韌性，綜合機(jī)械性能較好，能滿足主軸的強(qiáng)度、剛度要求，且價(jià)格相對(duì)合理，加工工藝性好。2.調(diào)質(zhì)處理目的是獲得良好的綜合機(jī)械性能。能提高主軸的強(qiáng)度