2025年大學機械設計制造及其自動化（機器人技術）試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：請將每小題正確答案的序號填在括號內。(總共10題，每題3分)1.以下哪種傳動方式能實現較大的傳動比且傳動平穩(wěn)？（）A.帶傳動B.鏈傳動C.齒輪傳動D.蝸桿傳動2.在機械設計中，計算零件的受力時，通常需要考慮的載荷類型不包括（）A.靜載荷B.動載荷C.沖擊載荷D.電磁載荷3.對于機器人的關節(jié)設計，以下哪種關節(jié)類型具有較高的靈活性和精度？（）A.轉動關節(jié)B.移動關節(jié)C.球面關節(jié)D.圓柱關節(jié)4.以下關于材料力學性能的說法，正確的是（）A.強度是指材料在外力作用下抵抗變形的能力B.塑性是指材料在外力作用下產生永久變形而不破壞的能力C.硬度是指材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力D.以上說法都正確5.機械制造中，加工精度包括尺寸精度、形狀精度和（）A.位置精度B.表面粗糙度C.加工余量D.公差等級6.機器人編程中，常用的編程語言不包括（）A.C語言B.匯編語言C.機器人專用語言D.BASIC語言7.以下哪種傳感器常用于檢測機器人周圍的距離信息？（）A.視覺傳感器B.觸覺傳感器C.超聲波傳感器D.溫度傳感器8.在設計機器人的結構時，需要考慮的因素不包括（）A.機器人的工作任務B.機器人的運動方式C.機器人的外觀造型D.機器人的負載能力9.以下關于機械零件疲勞強度的說法，錯誤的是（）A.疲勞強度是指材料在交變應力作用下所能承受的最大應力B.提高零件的表面質量可以提高其疲勞強度C.零件的尺寸越大，其疲勞強度越高D.交變應力的循環(huán)次數越多，零件越容易發(fā)生疲勞破壞10.機器人的控制系統(tǒng)主要由控制器、驅動器和（）組成。A.傳感器B.執(zhí)行機構C.電源D.人機界面第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（每空2分，共20分）答題要求：請在橫線上填寫正確的答案。1.機械設計的一般過程包括明確設計任務、______、方案設計、技術設計和______。2.齒輪傳動的失效形式主要有輪齒折斷、______、齒面膠合、齒面磨損和______。3.機器人的自由度是指機器人______的數目。4.在材料選擇時，需要考慮材料的力學性能、______、______和經濟性等因素。5.加工中心是一種集______、______和自動換刀裝置于一體的高效數控機床。三、簡答題（每題10分，共30分）答題要求：簡要回答問題，條理清晰，內容準確。1.簡述機器人的主要組成部分及其功能。2.說明影響機械零件磨損的主要因素。3.簡述數控編程的主要步驟。四、材料分析題（20分）答題要求：閱讀以下材料，回答問題。材料：在某機器人研發(fā)項目中，設計團隊遇到了一個問題：機器人在執(zhí)行任務時，關節(jié)處出現了較大的磨損，導致機器人的精度下降，影響了工作效率。經過分析，發(fā)現是由于關節(jié)處的潤滑不足以及材料選擇不當造成的。問題：針對該問題，提出你的解決方案。（要求：方案合理可行，字數150字到200字之間）五、綜合設計題（20分）答題要求：根據以下任務要求，進行機器人的簡單設計。任務：設計一個用于物料搬運的機器人，要求能夠在一個平面內自主移動，抓取物料并將其放置到指定位置。機器人的負載能力為5kg，工作半徑為2m。請描述該機器人的整體結構、主要組成部分及其功能。（要求：描述詳細準確，字數150字到200字之間）答案1.D2.D3.A4.D5.A6.D7.C8.C9.C10.A二、1.進行總體設計、設計評價與改進2.齒面疲勞點蝕、齒面塑性變形3.獨立運動軸4.物理性能、化學性能5.數控加工、自動測量三、1.機器人主要由機械本體、控制器、驅動器、傳感器和末端執(zhí)行器組成。機械本體提供支撐和運動基礎；控制器控制機器人的運動和動作；驅動器驅動各關節(jié)運動；傳感器獲取機器人自身狀態(tài)和外界環(huán)境信息；末端執(zhí)行器完成各種作業(yè)任務。2.影響機械零件磨損的主要因素有：摩擦副的材料性能，如硬度、耐磨性等；潤滑條件，良好潤滑可減少磨損；工作載荷，載荷越大磨損越嚴重；工作速度，速度過高或過低都可能影響磨損；工作環(huán)境，如溫度、濕度、腐蝕性介質等。3.數控編程主要步驟：分析零件圖樣，確定加工工藝；數值計算，計算零件輪廓和刀具運動軌跡坐標值；編寫程序，按照數控系統(tǒng)編程語言編寫加工程序；程序校驗與首件試切，檢查程序正確性，通過首件試切進一步驗證程序和工藝的合理性。四、解決方案：首先，選用合適的潤滑劑，根據關節(jié)的工作條件和要求，選擇具有良好潤滑性能和抗磨損性能的潤滑劑，定期進行潤滑。其次，重新選擇關節(jié)材料，選用硬度高、耐磨性好的材料制造關節(jié)。同時，優(yōu)化關節(jié)的結構設計，減少摩擦和磨損。此外，加強對機器人的日常維護和檢查，及時發(fā)現并處理潤滑和磨損問題。五、整體結構：采用輪式移動平臺作為基礎，上方安裝垂直升降機構和