2025年高職機(jī)械設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)實(shí)操）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）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。1.以下哪種機(jī)械設(shè)計(jì)方法側(cè)重于滿足用戶對(duì)產(chǎn)品的功能需求？A.創(chuàng)新設(shè)計(jì)B.適應(yīng)性設(shè)計(jì)C.變型設(shè)計(jì)D.組合設(shè)計(jì)答案：A2.在機(jī)械設(shè)計(jì)中，計(jì)算載荷與名義載荷的關(guān)系是？A.計(jì)算載荷等于名義載荷B.計(jì)算載荷大于名義載荷C.計(jì)算載荷小于名義載荷D.兩者無關(guān)答案：B3.對(duì)于軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，下列說法錯(cuò)誤的是？A.應(yīng)便于軸上零件的裝拆B(yǎng).軸肩高度應(yīng)大于輪轂厚度C.有配合要求的軸段長(zhǎng)度應(yīng)略短于輪轂寬度D.應(yīng)盡量減少應(yīng)力集中答案：B4.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°答案：C5.鏈傳動(dòng)作用在軸和軸承上的載荷比帶傳動(dòng)要小，這主要是因?yàn)?？A.鏈傳動(dòng)只用來傳遞較小功率B.鏈速較高，在傳遞相同功率時(shí)，圓周力小C.鏈傳動(dòng)是嚙合傳動(dòng)，無需大的張緊力D.鏈的質(zhì)量大，離心力大答案：C6.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.鍵和輪轂?zāi)pD.鍵被彎斷答案：B7.對(duì)于齒輪傳動(dòng)，當(dāng)載荷平穩(wěn)、轉(zhuǎn)速較高時(shí)，宜選用的潤(rùn)滑方式是？A.油池潤(rùn)滑B.噴油潤(rùn)滑C.飛濺潤(rùn)滑D.人工定期潤(rùn)滑答案：C8.在蝸桿傳動(dòng)中，通常____為主動(dòng)件。A.蝸桿B.蝸輪C.兩者均可D.根據(jù)具體情況而定答案：A9.下列哪種聯(lián)軸器屬于剛性聯(lián)軸器？A.彈性柱銷聯(lián)軸器B.凸緣聯(lián)軸器C.十字滑塊聯(lián)軸器D.尼龍柱銷聯(lián)軸器答案：B10.機(jī)械設(shè)計(jì)中，確定安全系數(shù)時(shí)應(yīng)考慮的因素不包括？A.載荷性質(zhì)B.材料性能C.制造工藝D.設(shè)備外觀答案：D第II卷（非選擇題，共70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____、____、____、____、____。答案：使用功能要求、可靠性要求、經(jīng)濟(jì)性要求、操作性要求、外觀造型要求2.機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則主要有____、____、____、____。答案：強(qiáng)度準(zhǔn)則、剛度準(zhǔn)則、壽命準(zhǔn)則、振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則簡(jiǎn)答題（共20分，每題5分）1.簡(jiǎn)述機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序。答案：機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序包括：明確設(shè)計(jì)任務(wù)，進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，技術(shù)設(shè)計(jì)，詳細(xì)設(shè)計(jì)，試制、試驗(yàn)與改進(jìn)。首先要清楚設(shè)計(jì)的目標(biāo)和要求，然后從整體上規(guī)劃?rùn)C(jī)械的結(jié)構(gòu)和功能，接著對(duì)關(guān)鍵零部件進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)，細(xì)化到每個(gè)零件的尺寸等，最后通過試制和試驗(yàn)來檢驗(yàn)并改進(jìn)設(shè)計(jì)。2.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮哪些因素？答案：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮便于軸上零件的裝拆，合理確定軸的各部分尺寸，減少應(yīng)力集中，保證軸有足夠的強(qiáng)度和剛度，滿足加工工藝性要求等。例如要有合適的軸肩高度、軸段長(zhǎng)度等，采用過渡圓角等措施減少應(yīng)力集中。3.簡(jiǎn)述帶傳動(dòng)的工作原理及特點(diǎn)。答案：帶傳動(dòng)是依靠帶與帶輪之間的摩擦力來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。其特點(diǎn)有：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低；能緩沖吸振，傳動(dòng)平穩(wěn)；過載時(shí)帶會(huì)在帶輪上打滑，可防止其他零件損壞；但傳動(dòng)效率較低，帶的壽命較短，且不適用于高溫、易燃等場(chǎng)合。4.簡(jiǎn)述齒輪傳動(dòng)的失效形式有哪些？答案：齒輪傳動(dòng)的失效形式主要有輪齒折斷，齒面接觸疲勞點(diǎn)蝕，齒面磨損，齒面膠合，齒側(cè)間隙過大導(dǎo)致的齒側(cè)間隙過大導(dǎo)致的振動(dòng)、噪聲和沖擊等。輪齒折斷可能是疲勞折斷或過載折斷；齒面接觸疲勞點(diǎn)蝕是常見的失效形式之一；齒面磨損有磨粒磨損、粘著磨損等；齒面膠合在高速重載時(shí)易發(fā)生。分析計(jì)算題（共20分，每題10分）1.已知一普通V帶傳動(dòng)，傳遞功率P=5kW，小帶輪基準(zhǔn)直徑d1=100mm，轉(zhuǎn)速n1=1450r/min，帶與帶輪間的當(dāng)量摩擦系數(shù)fv=0.51，包角α1=160°，試求帶傳動(dòng)所需的有效拉力Fe。答案：由公式P=FeV/1000，V=πd1n1/60×1000。先算出V=π×100×1450/60×1000≈7.6m/s。再由公式Fe=500P/(zv)(2.5-α1/α1)，α1=160°=160×π/180≈2.79rad，α1/α1=1，zv=0.51×2.79=1.42，F(xiàn)e=500×5/(1.42×7.6)≈184.5N。2.一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)安裝的漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，已知模數(shù)m=4mm，齒數(shù)z1=20，z2=50，求兩齒輪的分度圓直徑d1、d2，中心距a。答案：分度圓直徑d1=mz1=4×20=80mm，d2=mz2=4×50=200mm。中心距a=(d1+d2)/2=(80+200)/2=140mm。設(shè)計(jì)題（共20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=7.5kW，轉(zhuǎn)速n1=1440r/min，工作機(jī)轉(zhuǎn)速n2=600r/min，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷有輕微沖擊。答案：1.確定傳動(dòng)比i=n1/n2=1440/600=2.4。2.選擇齒輪材料：小齒輪用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度240HBS；大齒輪用45鋼正火，硬度200HBS。3.計(jì)算齒輪的主要尺寸：-初選模數(shù)m=4mm。-計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1=mz1，通過傳動(dòng)比計(jì)算大齒輪分度圓直徑d2。-計(jì)算中心距a=(d1+d2)/2。4.進(jìn)行齒輪的強(qiáng)度計(jì)算，確保滿足強(qiáng)度要求。5.設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)，包括確定軸的直徑、形狀，考慮軸上零件的定位和固定等。6.選擇軸承類型和尺寸。7.設(shè)計(jì)減速器的箱體結(jié)構(gòu)，包括箱體的材料、壁厚等。論述題（共10分）論述在機(jī)械設(shè)計(jì)中如何提高機(jī)械產(chǎn)品的可靠性。答案：在機(jī)械設(shè)計(jì)中提高機(jī)械產(chǎn)品可靠性可從多方面著手。首先要進(jìn)行可靠性預(yù)測(cè)，根據(jù)已知的零部件可靠性數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)參數(shù)，預(yù)估產(chǎn)品整體可靠性水平，找出薄弱環(huán)節(jié)。選用高質(zhì)量、可靠性好的材料和零部件，嚴(yán)格控制原材料和外購(gòu)件質(zhì)量。優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減少應(yīng)力集中、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，提高結(jié)構(gòu)