2025年高職機械設(shè)計與制造（機械設(shè)計技術(shù)）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40分）答題要求：本大題共20小題，每小題2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。請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。1.機械設(shè)計中，確定設(shè)計方案的首要步驟是（）A.功能分析B.運動分析C.結(jié)構(gòu)設(shè)計D.材料選擇2.以下哪種機構(gòu)能實現(xiàn)間歇運動（）A.曲柄搖桿機構(gòu)B.雙曲柄機構(gòu)C.棘輪機構(gòu)D.齒輪機構(gòu)3.帶傳動中，帶的彈性滑動發(fā)生在（）A.緊邊B.松邊C.主動輪D.從動輪4.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.鍵被磨損D.鍵被彎曲5.下列哪種齒輪傳動效率最高（）A.圓柱齒輪傳動B.圓錐齒輪傳動C.蝸輪蝸桿傳動D.鏈傳動6.在設(shè)計V帶傳動時，V帶的型號是根據(jù)（）來確定的。A.傳遞功率和小帶輪轉(zhuǎn)速B.傳遞功率和大帶輪轉(zhuǎn)速C.傳遞功率和兩帶輪中心距D.小帶輪轉(zhuǎn)速和大帶輪轉(zhuǎn)速7.機械零件的強度計算準則不包括（）A.靜強度準則B.疲勞強度準則C.剛度準則D.塑性準則8.滾動軸承的基本額定壽命是指（）A.在額定動載荷作用下，軸承所能達到的壽命B.在額定靜載荷作用下，軸承所能達到的壽命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%的軸承所能達到的壽命9.以下哪種聯(lián)軸器屬于剛性聯(lián)軸器（）A.彈性套柱銷聯(lián)軸器B.彈性柱銷聯(lián)軸器C.凸緣聯(lián)軸器D.滑塊聯(lián)軸器10.設(shè)計一對減速軟齒面齒輪傳動時，從等強度要求出發(fā)，大、小齒輪的硬度選擇時，應(yīng)使（）A.大、小齒輪的硬度相等B.小齒輪硬度高于大齒輪硬度C.大齒輪硬度高于小齒輪硬度D.小齒輪采用硬齒面，大齒輪采用軟齒面11.漸開線齒輪的齒廓曲線形狀取決于（）A.分度圓B.齒頂圓C.基圓D.齒根圓12.鏈傳動中，鏈節(jié)數(shù)宜采用（）A.奇數(shù)B.偶數(shù)C.質(zhì)數(shù)D.無所謂13.蝸桿傳動中，蝸桿的頭數(shù)越少，則（）A.傳動效率越高B.傳動效率越低C.承載能力越大D.自鎖性越差14.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)考慮的因素不包括（）A.便于加工B.便于裝配C.便于維修D(zhuǎn).便于提高強度15.對于受軸向變載荷作用的緊螺栓連接，在限定螺栓總拉力的情況下，提高螺栓疲勞強度的有效措施是（）A.增大螺栓剛度B.減小被連接件剛度C.增大被連接件剛度D.減小螺栓剛度16.下列哪種材料適合制造軸（）A.45鋼B.T10AC.HT200D.ZL10217.設(shè)計圓柱齒輪傳動時，齒寬系數(shù)ψd取值范圍一般為（）A.0.1～0.2B.0.2～0.4C.0.4～0.6D.0.6～0.818.帶傳動中，帶的緊邊拉力F1與松邊拉力F2的關(guān)系是（）A.F1=F2B.F1>F2C.F1<F2D.不確定19.下列哪種滾動軸承適用于承受徑向載荷和較小軸向載荷（）A.深溝球軸承B.圓柱滾子軸承C.圓錐滾子軸承D.推力球軸承20.機械設(shè)計中，計算載荷是考慮了（）對零件的影響而確定的載荷。A.沖擊和振動B.材料性能C.加工精度D.裝配質(zhì)量第II卷（非選擇題，共60分）一、填空題（共10分，每空1分）答題要求：請在橫線上填寫正確答案。1.機器一般由______、______和______三部分組成。2.平面機構(gòu)中，每個低副引入______個約束，每個高副引入______個約束。3.帶傳動的主要失效形式是______和______。4.齒輪傳動的主要失效形式有______、______、______、______和齒面膠合。5.滾動軸承的基本額定動載荷是指______。二、簡答題（共20分，每題5分）答題要求：簡要回答問題，語言簡潔明了。1.簡述機械設(shè)計的一般程序。2.簡述帶傳動的工作原理及特點。3.簡述齒輪傳動的特點。4.簡述滾動軸承的安裝和拆卸注意事項。三、分析計算題（共15分，每題5分）答題要求：寫出詳細的計算過程和答案。1.已知一對標準安裝的漸開線標準直齒圓柱齒輪傳動，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。2.一V帶傳動，傳遞功率P=5kW，小帶輪基準直徑d1=100mm，轉(zhuǎn)速n1=1450r/min，帶與帶輪間的摩擦系數(shù)f=0.16，包角α1=150°，單根V帶的基本額定功率P0=1.32kW，計算所需V帶的根數(shù)z。3.已知一圓柱螺旋壓縮彈簧，外徑D=50mm，內(nèi)徑d=40mm，節(jié)距t=10mm，彈簧絲直徑d0=5mm，材料為65Mn，許用切應(yīng)力[τ]=400MPa，試計算彈簧的最大工作載荷Fmax。四、設(shè)計題（共15分）答題要求：根據(jù)給定的條件，完成相應(yīng)的設(shè)計任務(wù)。設(shè)計一單級圓柱齒輪減速器，已知電動機功率P=7.5kW，轉(zhuǎn)速n1=1440r/min，傳動比i=3.5，工作機轉(zhuǎn)速n2=411r/min，每天工作8小時，兩班制，載荷平穩(wěn)。試確定：1.齒輪的材料、硬度及熱處理方式（5分）2.計算齒輪的主要參數(shù)（5分）3.畫出減速器的裝配圖草圖（標注主要尺寸）（5分）五、材料題（共10分）答題要求：閱讀以下材料，回答問題。材料：某機械零件在工作過程中，承受交變應(yīng)力作用。已知該零件的材料為45鋼，其屈服極限σs=355MPa，強度極限σb=600MPa。經(jīng)疲勞試驗測定，該零件的疲勞極限σ-1=250MPa，材料的有效應(yīng)力集中系數(shù)Kσ=1.4，尺寸系數(shù)εσ=0.85，表面狀態(tài)系數(shù)βσ=0.9。1.計算該零件的許用應(yīng)力[σ]（5分）2.若該零件實際工作應(yīng)力σmax=200MPa，σmin=-100MPa，判斷該零件是否安全（5分）答案：1.A2.C3.A4.B5.A6.A7.D8.C9.C10.B11.C12.B13.B14.D15.D16.A17.C18.B19.A20.A填空題答案：1.原動部分、工作部分、傳動部分2.2、13.打滑、疲勞破壞4.輪齒折斷、齒面磨損、齒面點蝕、齒面膠合5.一批同型號的滾動軸承，在相同條件下運轉(zhuǎn)，其中90%的軸承所能達到的壽命簡答題答案：1.機械設(shè)計的一般程序：明確設(shè)計任務(wù)，進行功能分析；確定工作原理，擬定設(shè)計方案；計算和確定主要參數(shù)；進行結(jié)構(gòu)設(shè)計；審核與改進設(shè)計。2.帶傳動工作原理：依靠帶與帶輪之間的摩擦力傳遞運動和動力。特點：結(jié)構(gòu)簡單，成本低；能緩沖吸振，傳動平穩(wěn)；過載時帶會打滑，可防止其他零件損壞；傳動效率較低，帶壽命較短，存在彈性滑動。3.齒輪傳動特點：傳動效率高；結(jié)構(gòu)緊湊；工作可靠，壽命長；傳動比穩(wěn)定；能在空間任意兩軸間傳遞運動和動力。4.滾動軸承安裝注意事項：安裝前檢查軸承型號、尺寸及外觀質(zhì)量；安裝時保證安裝部位清潔，采用合適工具；注意安裝方向。拆卸注意事項：采用專用工具拆卸，避免損傷軸承和軸頸；拆卸力要均勻，防止軸承變形。分析計算題答案：1.d1=mz1=4×20=80mm，d2=mz2=4×50=200mm，a=(d1+d2)/2=(80+200)/2=140mm。2.單根V帶的基本額定功率增量ΔP0：由d1=100mm，n1=1450r/min，查單根V帶基本額定功率表得P0=1.32kW，再查ΔP0=0.17kW。計算所需V帶根數(shù)z：z=(P/(P0+ΔP0))×(α1/180°)×(f/0.16)=(5/(1.32+0.17))×(150°/180°)×(0.16/0.16)≈3.4，取z=4根。3.彈簧中徑D2=D-d0=50-5=45mm，彈簧指數(shù)C=D2/d0=45/5=9，曲度系數(shù)K=(4C-1)/(4C-4)+0.615/C=(4×9-1)/(4×9-4)+0.615/9≈1.11。彈簧的強度條件為τmax=K8Fmax/(πd03)≤[τ]，則Fmax=[τ]πd03/(8K)=400×π×53/(8×1.11)≈1755N。設(shè)計題答案：1.小齒輪材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度240HBS；大齒輪材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度200HBS。2.由P=7.5kW，n1=1440r/min，查機械設(shè)計手冊初選模數(shù)m=4mm，小齒輪齒數(shù)z1=20，則大齒輪齒數(shù)z2=i×z1=3.5×20=70，分度圓直徑d1=mz1=4×20=80mm，d2=mz2=4×70=280mm，中心距a=(d1+d2)/2=(80+280)/2=180mm。3.裝配圖草圖：畫出箱體、齒輪、軸、軸承等主要零件，標注中心距、齒輪分度圓直徑、軸徑等主要尺寸。材料題答案：1.計算許用應(yīng)力[σ]：[σ]=σ-1/(Kσβεσ)=250/(1.4×