2025年大學機械工程（工程設(shè)計實務(wù)）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）（總共6題，每題5分，每題只有一個正確答案，請將正確答案的序號填在括號內(nèi)）1.在機械設(shè)計中，以下哪種材料的強度最高？（）A.鋁合金B(yǎng).不銹鋼C.鈦合金D.高強度合金鋼2.以下關(guān)于機械傳動效率的說法，正確的是（）A.帶傳動效率高于鏈傳動B.齒輪傳動效率低于蝸桿傳動C.鏈傳動效率一般高于齒輪傳動D.蝸桿傳動效率通常較低3.設(shè)計一個圓柱齒輪傳動，已知傳遞功率P=5kW，小齒輪轉(zhuǎn)速n1=1450r/min，傳動比i=3，工作平穩(wěn)，載荷系數(shù)K=1.1。初選小齒輪的模數(shù)m，以下合適的是（）A.1mmB.2mmC.3mmD.4mm4.以下哪種機械結(jié)構(gòu)設(shè)計可以有效提高零件的剛度？（）A.增加零件的長度B.減小零件的截面尺寸C.采用空心結(jié)構(gòu)D.增加支撐點5.在機械設(shè)計中，考慮熱變形時，以下哪種材料的熱膨脹系數(shù)最?。浚ǎ〢.銅B.鋁C.鋼D.鑄鐵6.設(shè)計一個軸，承受較大的扭矩和較小的彎矩，軸的材料應(yīng)選用（）A.45鋼調(diào)質(zhì)處理B.20CrMnTi滲碳淬火C.Q235D.HT200第II卷（非選擇題共70分）一、填空題（共\(10\)分）（總共5空，每空2分，請將答案填在橫線上）1.機械設(shè)計的一般程序包括：______、方案設(shè)計、技術(shù)設(shè)計和施工設(shè)計。2.齒輪傳動的失效形式主要有齒面接觸疲勞磨損、______、齒面膠合、塑性變形和齒側(cè)間隙變化等。3.帶傳動中，帶的彈性滑動會導致帶的______降低。4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)滿足：______、便于加工和裝配、有利于提高軸的強度和剛度等要求。5.滾動軸承的基本額定壽命是指一批相同型號的軸承，在相同條件下運轉(zhuǎn)，其中______的軸承發(fā)生疲勞點蝕前所能達到的總轉(zhuǎn)數(shù)或工作小時數(shù)。二、簡答題（共\(20\)分）（總共2題，每題10分）1.簡述機械設(shè)計中材料選擇的原則。2.說明提高機械零件疲勞強度的措施。三、分析計算題（共\(20\)分）（總共1題，每題20分）設(shè)計一對減速圓柱齒輪傳動，已知傳遞功率P=10kW，小齒輪轉(zhuǎn)速n1=960r/min，傳動比i=3，單向傳動，載荷有中等沖擊，工作壽命為10年，每年工作250天，每天工作8小時。試確定齒輪的主要參數(shù)和尺寸。四、案例分析題（共\(10\)分）（總共1題，每題10分）有一個機械結(jié)構(gòu)，在運行過程中出現(xiàn)了振動過大的問題。請分析可能導致振動過大的原因，并提出相應(yīng)的解決措施。材料：該機械結(jié)構(gòu)采用了一根軸，軸上安裝了兩個齒輪，通過皮帶輪帶動。軸的直徑較小，齒輪的模數(shù)也較小。運行時，發(fā)現(xiàn)軸有明顯的跳動，并且整個結(jié)構(gòu)發(fā)出較大的噪音。五、設(shè)計題（共\(10\)分）（總共1題，每題10分）設(shè)計一個簡單的機械裝置，要求能夠?qū)崿F(xiàn)將連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為間歇的直線運動。請畫出結(jié)構(gòu)示意圖，并簡要說明工作原理。答案：第I卷：1.D2.D3.B4.D5.C6.A第II卷：一、1.產(chǎn)品規(guī)劃2.齒根彎曲疲勞折斷3.傳動效率4.便于軸上零件的定位和固定5.90%二、1.機械設(shè)計中材料選擇的原則：滿足使用要求，包括力學性能、物理性能、化學性能等；滿足工藝要求，便于加工制造；滿足經(jīng)濟性要求，降低成本；考慮材料的供應(yīng)情況。2.提高機械零件疲勞強度的措施：合理選擇材料；改進零件結(jié)構(gòu)形狀，避免應(yīng)力集中；提高零件表面質(zhì)量，降低表面粗糙度；進行表面強化處理，如噴丸、滾壓等；合理安排載荷，避免過載和沖擊。三、（1）確定齒輪的材料和熱處理：小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度217-255HBS；大齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度197-229HBS。（2）計算齒輪的基本參數(shù)：根據(jù)功率和轉(zhuǎn)速計算小齒輪的轉(zhuǎn)矩，再根據(jù)傳動比計算大齒輪的轉(zhuǎn)矩；根據(jù)接觸疲勞強度和彎曲疲勞強度計算模數(shù)，取合適的值；計算分度圓直徑、齒寬等參數(shù)。（具體計算過程略）四、可能導致振動過大的原因：軸的剛度不足，導致變形過大；齒輪的嚙合精度不夠，產(chǎn)生沖擊；皮帶輪的安裝不平衡；軸上零件的定位和固定不可靠。解決措施：增大軸的直徑，提高軸的剛度；檢查齒輪的加工精度，進行調(diào)整或修復(fù)；對皮帶輪進行平衡校正；重新設(shè)計軸上零件的定位和固定方式，確?？煽?。五、結(jié)構(gòu)示意圖：可采用凸輪機構(gòu)，凸