2025年高職（機(jī)械設(shè)計(jì)與制造）機(jī)械設(shè)計(jì)技能試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題，共40分）本大題共20小題，每小題2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)填在題后的括號(hào)內(nèi)。1.機(jī)械設(shè)計(jì)中，確定設(shè)計(jì)方案的首要步驟是（）A.功能分析B.運(yùn)動(dòng)分析C.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)D.材料選擇2.以下哪種機(jī)械傳動(dòng)方式能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速（）A.齒輪傳動(dòng)B.帶傳動(dòng)C.鏈傳動(dòng)D.蝸桿傳動(dòng)3.在設(shè)計(jì)軸時(shí)，計(jì)算當(dāng)量彎矩時(shí)需考慮應(yīng)力的（）A.大小B.方向C.循環(huán)特性D.作用點(diǎn)4.對(duì)于受軸向變載荷的緊螺栓連接，在計(jì)算螺栓的總拉力時(shí)，需考慮（）A.預(yù)緊力B.工作拉力C.殘余預(yù)緊力D.以上都要考慮5.普通平鍵連接的主要失效形式是（）A.鍵的剪斷B.鍵的磨損C.工作面的壓潰D.鍵的彎曲6.滾動(dòng)軸承的基本額定壽命是指（）A.一批軸承中90%的軸承所能達(dá)到的壽命B.一批軸承中50%的軸承所能達(dá)到的壽命C.單個(gè)軸承所能達(dá)到的壽命D.所有軸承所能達(dá)到的平均壽命7.在帶傳動(dòng)中，帶的彈性滑動(dòng)發(fā)生在（）A.主動(dòng)輪上B.從動(dòng)輪上C.主動(dòng)輪和從動(dòng)輪上都有D.不一定8.設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)時(shí)，限制帶速v≤25m/s的目的是（）A.提高傳動(dòng)效率B.保證帶的使用壽命C.避免產(chǎn)生振動(dòng)D.減小帶的彎曲應(yīng)力9.一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線圓柱齒輪傳動(dòng)，其正確嚙合的條件是（）A.兩齒輪的模數(shù)和壓力角分別相等B.兩齒輪的模數(shù)相等，壓力角可以不相等C.兩齒輪的壓力角相等，模數(shù)可以不相等D.兩齒輪的模數(shù)、壓力角和齒寬都相等10.漸開(kāi)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11.蝸桿傳動(dòng)中，蝸桿的頭數(shù)z1增加，傳動(dòng)效率（）A.提高B.降低C.不變D.不一定12.以下哪種聯(lián)軸器能補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移（）A.凸緣聯(lián)軸器B.套筒聯(lián)軸器C.彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器D.剛性聯(lián)軸器13.在設(shè)計(jì)圓柱齒輪減速器時(shí)，高速級(jí)齒輪的材料一般比低速級(jí)齒輪的材料（）A.好B.差C.相同D.不確定14.對(duì)于開(kāi)式齒輪傳動(dòng)，主要的失效形式是（）A.齒面疲勞點(diǎn)蝕B.齒面磨損C.齒面膠合D.輪齒折斷15.設(shè)計(jì)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)時(shí)，螺旋角β一般在（）范圍內(nèi)選取。A.5°～15°B.8°～25°C.15°～30°D.20°～40°16.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，軸肩的作用是（）A.定位B.固定C.便于加工D.美觀17.以下哪種材料適合制造軸（）A.45鋼B.HT200C.QT400-15D.ZL10218.設(shè)計(jì)減速器箱體時(shí)，箱壁的厚度應(yīng)根據(jù)（）來(lái)確定。A.齒輪的模數(shù)B.軸的直徑C.箱體的大小D.經(jīng)驗(yàn)19.在計(jì)算齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度時(shí)，齒形系數(shù)YFa主要取決于（）A.齒輪的模數(shù)B.齒輪的齒數(shù)C.齒輪的材料D.齒輪的精度20.帶傳動(dòng)中，帶的緊邊拉力F1和松邊拉力F2的關(guān)系是（）A.F1=F2B.F1>F2C.F1<F2D.不確定第II卷（非選擇題，共60分）填空題（共10分，每空1分）1.機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求有______、______、______、______等。2.齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑方式有______和______兩種。3.滾動(dòng)軸承的主要類(lèi)型有______、______、______等。4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的因素有______、______、______等。5.帶傳動(dòng)的打滑是指______。簡(jiǎn)答題（共20分，每題5分）1.簡(jiǎn)述機(jī)械設(shè)計(jì)的一般步驟。2.說(shuō)明鏈傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)。3.簡(jiǎn)述螺栓連接的防松方法。4.簡(jiǎn)述圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。分析計(jì)算題（共20分，每題10分）1.已知一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，模數(shù)m=4mm，齒數(shù)z1=20，z2=50，試計(jì)算：（1）兩齒輪的分度圓直徑d1、d2；（2）齒頂圓直徑da1、da2；（3）齒根圓直徑df1、df2。2.有一鋼制實(shí)心軸，傳遞功率P=5kW，轉(zhuǎn)速n=100r/min，軸上有一個(gè)鍵連接，鍵的尺寸為b×h×L=14×9×50mm，鍵的材料為45鋼，許用擠壓應(yīng)力[σp]=100MPa，試計(jì)算鍵連接所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩T。設(shè)計(jì)題（共10分）設(shè)計(jì)一單級(jí)圓柱齒輪減速器，用于帶式輸送機(jī)，已知電動(dòng)機(jī)功率P=4kW，轉(zhuǎn)速n1=1450r/min，工作機(jī)轉(zhuǎn)速n2=500r/min，工作機(jī)載荷平穩(wěn)，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，兩班制工作，使用壽命10年。要求：（1）確定傳動(dòng)比i；（2）選擇齒輪材料；（3）計(jì)算齒輪的主要參數(shù)；（4）簡(jiǎn)述減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。論述題（共10分）論述提高機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的措施。答案：1.A2.B3.C4.D5.C6.A7.C8.B9.A10.B11.A12.C13.A14.B15.B16.A17.A18.B19.B20.B填空題答案：1.滿足使用要求、滿足經(jīng)濟(jì)性要求、滿足可靠性要求、滿足安全性要求2.油潤(rùn)滑、脂潤(rùn)滑3.深溝球軸承、圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承4.便于軸上零件的安裝和拆卸、有利于軸的受力和強(qiáng)度、便于加工和裝配5.帶與帶輪之間的摩擦力達(dá)到極限值，帶在帶輪上發(fā)生全面滑動(dòng)簡(jiǎn)答題答案：1.機(jī)械設(shè)計(jì)的一般步驟：確定設(shè)計(jì)任務(wù)、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.鏈傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：能保證準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比；傳遞功率大；過(guò)載能力強(qiáng)；能在高溫、多塵、潮濕等惡劣環(huán)境下工作。缺點(diǎn)：瞬時(shí)傳動(dòng)比不恒定；工作時(shí)有噪聲；磨損后易發(fā)生跳齒；安裝和維護(hù)要求較高。3.螺栓連接的防松方法：摩擦防松，如采用彈簧墊圈、雙螺母等；機(jī)械防松，如采用開(kāi)口銷(xiāo)、止動(dòng)墊圈等；永久防松，如采用沖點(diǎn)、焊接等。4.圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：對(duì)于閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度；對(duì)于閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)，按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度；對(duì)于開(kāi)式齒輪傳動(dòng)，按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，并適當(dāng)增大模數(shù)。分析計(jì)算題答案：1.（1）d1=mz1=4×20=80mm，d2=mz2=4×50=200mm；（2）da1=d1+2ha=80+2×4=88mm，da2=d2+2ha=200+2×4=208mm；（3）df1=d1-2hf=80-2×1.25×4=70mm，df2=d2-2hf=200-2×1.25×4=190mm。2.由P=Tn/9550，可得T=9550P/n=9550×5/100=477.5N·m。鍵的有效工作長(zhǎng)度l=L-b=50-14=36mm。鍵連接所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩Tmax=2[σp]bh/2×d/2=[σp]bhd/2=100×14×9×80/2=504000N·mm=504N·m>T，故鍵連接安全。設(shè)計(jì)題答案：（1）傳動(dòng)比i=n1/n2=1450/500=2.9。（2）小齒輪選45鋼調(diào)質(zhì)，硬度240HBS；大齒輪選45鋼調(diào)質(zhì)，硬度220HBS。（3）模數(shù)m=4mm，齒數(shù)z1=20，z2=58，分度圓直徑d1=80mm，d2=232mm，齒寬b=80mm。（4）減速器箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：要有足夠的強(qiáng)度和剛度；合理設(shè)計(jì)箱壁厚度；設(shè)置合理的筋板；設(shè)計(jì)合理的軸承座結(jié)構(gòu)；保證良好的密封性；設(shè)置觀察孔、通氣器、油面指示器等。論述