2025年大學(xué)本科（機(jī)械設(shè)計制造及其自動化）機(jī)械零件設(shè)計階段測試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）本卷共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.機(jī)械零件設(shè)計時，首先要考慮的因素是（）A.強(qiáng)度B.剛度C.耐磨性D.工作條件答案：D2.零件的失效形式不包括以下哪種（）A.斷裂B.變形過大C.表面損傷D.材料老化答案：D3.計算零件工作應(yīng)力時，應(yīng)采用（）A.名義載荷B.計算載荷C.實際載荷D.最大載荷答案：B4.提高零件疲勞強(qiáng)度的措施不包括（）A.減少應(yīng)力集中B.增大表面粗糙度C.進(jìn)行表面強(qiáng)化處理D.改善結(jié)構(gòu)形狀答案：B5.以下哪種材料適合制造承受沖擊載荷的零件（）A.灰鑄鐵B.球墨鑄鐵C.鑄鋼D.鋁合金答案：C6.零件的結(jié)構(gòu)工藝性主要包括（）A.鑄造工藝性B.鍛造工藝性C.焊接工藝性D.以上都是答案：D7.設(shè)計軸類零件時，一般先按（）進(jìn)行初步計算。A.強(qiáng)度B.剛度C.耐磨性D.振動穩(wěn)定性答案：A8.滾動軸承的基本額定壽命是指（）A.在額定動載荷作用下，軸承所能達(dá)到的壽命B.在額定靜載荷作用下，軸承所能達(dá)到的壽命C.一批同型號軸承在相同條件下運轉(zhuǎn)，其中90%的軸承所能達(dá)到的壽命D.一批同型號軸承在相同條件下運轉(zhuǎn)，其中50%的軸承所能達(dá)到的壽命答案：C9.聯(lián)軸器和離合器的主要作用是（）A.連接兩軸，使其一同旋轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩B.補(bǔ)償兩軸的相對位移C.緩和沖擊和振動D.防止機(jī)器過載答案：A10.設(shè)計鍵連接時，鍵的截面尺寸通常根據(jù)（）來選擇。A.傳遞轉(zhuǎn)矩的大小B.軸的直徑C.輪轂的長度D.鍵的材料答案：B第II卷（非選擇題共70分）填空題（共20分，每空2分）1.機(jī)械零件設(shè)計的一般步驟包括：明確設(shè)計要求、______、______、______、繪制零件工作圖。答案：確定計算準(zhǔn)則、選擇材料和熱處理方法、進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計2.零件的強(qiáng)度計算方法有______和______。答案：許用應(yīng)力法、安全系數(shù)法3.常用的表面強(qiáng)化處理方法有______、______、______等。答案：噴丸、滾壓、氮化4.帶傳動的主要失效形式是______和______。答案：打滑、疲勞破壞5.齒輪傳動的主要失效形式有______、______、______、齒面膠合等。答案：輪齒折斷、齒面磨損、齒面點蝕簡答題（共20分，每題5分）1.簡述機(jī)械零件設(shè)計時應(yīng)滿足的基本要求。答案：應(yīng)滿足使用要求，如具有足夠的強(qiáng)度、剛度、耐磨性等；滿足經(jīng)濟(jì)性要求，如合理選材、簡化結(jié)構(gòu)等；滿足可靠性要求，如保證零件工作的穩(wěn)定性和安全性；滿足工藝性要求，便于加工制造和裝配。2.說明提高零件疲勞強(qiáng)度的主要措施。答案：減少應(yīng)力集中，如合理設(shè)計結(jié)構(gòu)形狀、避免尖角過渡等；增大表面光潔度，降低表面粗糙度；進(jìn)行表面強(qiáng)化處理，如噴丸、滾壓等；改善結(jié)構(gòu)形狀，避免應(yīng)力集中部位；合理選擇材料，提高材料的疲勞性能。3.簡述軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮的主要因素。答案：便于軸上零件的安裝和拆卸，如合理設(shè)計軸肩、軸環(huán)等；保證軸上零件的定位準(zhǔn)確可靠，如采用鍵、花鍵等連接；合理確定軸的各部分尺寸，滿足強(qiáng)度、剛度要求；考慮軸的加工工藝性，便于加工制造。4.簡述滾動軸承的類型選擇應(yīng)考慮的因素。答案：載荷的大小、方向和性質(zhì)，如徑向載荷選徑向軸承，軸向載荷選推力軸承等；轉(zhuǎn)速的高低，高速時選輕系列軸承；調(diào)心性能要求，需要調(diào)心時選調(diào)心軸承；經(jīng)濟(jì)性，綜合考慮成本等因素。分析計算題（共20分，每題10分）1.已知一鋼制圓軸，直徑d=50mm，轉(zhuǎn)速n=200r/min，傳遞功率P=10kW。試計算該軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，并判斷其強(qiáng)度是否滿足要求。（許用切應(yīng)力[τ]=40MPa）答案：首先計算扭矩T：T=9549P/n=9549×10/200=477.45N·m然后計算扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力τ：τ=16T/(πd3)=16×477.45/(π×503)≈1.93MPa因為τ=1.93MPa<[τ]=40MPa，所以該軸強(qiáng)度滿足要求。2.有一對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，已知模數(shù)m=4mm，小齒輪齒數(shù)z1=20，大齒輪齒數(shù)z2=50。試計算：（1）齒輪的分度圓直徑、齒頂圓直徑和齒根圓直徑；（2）中心距a。答案：（1）小齒輪分度圓直徑d1=mz1=4×20=80mm小齒輪齒頂圓直徑da1=d1+2ha=80+2×4=88mm小齒輪齒根圓直徑df1=d1-2hf=80-2×1.25×4=70mm大齒輪分度圓直徑d2=mz2=4×50=200mm大齒輪齒頂圓直徑da2=d2+2ha=200+2×4=208mm大齒輪齒根圓直徑df2=d2-2hf=200-2×1.25×4=190mm（2）中心距a=(d1+d2)/2=(80+200)/2=140mm設(shè)計題（共10分）設(shè)計一減速箱中的普通平鍵連接。已知軸的直徑d=50mm，輪轂寬度B=80mm，傳遞轉(zhuǎn)矩T=200N·m。試確定鍵的尺寸，并計算鍵連接的擠壓應(yīng)力。答案：根據(jù)軸徑d=50mm，查標(biāo)準(zhǔn)得鍵的尺寸b×h=14×9mm，鍵長L=70m