2026年機械工程師機械設計方向設計實踐題一、機械結構設計題（3題，每題20分，共60分）1.題1（20分）：設計一個適用于小型物流分揀線的振動輸送裝置結構。要求輸送工件尺寸為200mm×150mm×30mm，輸送速度為0.5m/s，輸送距離為2m。輸送裝置需采用標準件和模塊化設計，并考慮結構穩(wěn)定性、耐磨性和維護便利性。繪制簡圖，標注關鍵尺寸，并說明主要部件的材料選擇及設計依據(jù)。2.題2（20分）：設計一個用于精密儀器的可調(diào)支撐架結構。要求支撐架需滿足以下要求：-承載重量：50kg；-可調(diào)范圍：高度±50mm，角度0°～90°；-承受±2g振動環(huán)境；-接觸精密儀器表面時，壓強不超過0.1MPa。繪制三維結構簡圖，標注關鍵設計參數(shù)，并說明減振和調(diào)平機構的實現(xiàn)方式。3.題3（20分）：設計一個適用于戶外環(huán)境的智能灌溉系統(tǒng)的機械驅(qū)動機構。要求機構需能驅(qū)動水泵在-10℃～40℃環(huán)境下穩(wěn)定工作，流量為100L/h，并具備過載保護功能。繪制機構簡圖，說明傳動方式選擇及關鍵部件（如電機、聯(lián)軸器、齒輪）的設計參數(shù)。二、機械傳動設計題（2題，每題25分，共50分）1.題4（25分）：設計一個用于食品加工廠的減速傳動裝置。要求輸入轉速為1500rpm，輸出轉速為100rpm，傳遞功率為5kW，傳動比誤差≤3%。需考慮食品衛(wèi)生要求（如易清潔、無死角），并選擇合適的傳動類型（如齒輪、鏈條或帶傳動）。繪制傳動方案簡圖，標注關鍵參數(shù)，并說明選型的依據(jù)。2.題5（25分）：設計一個用于風力發(fā)電機變槳系統(tǒng)的傳動機構。要求輸入軸轉速為0.1rpm（風速低時），輸出軸轉速為1rpm（正常工作），扭矩波動≤5%。需考慮環(huán)境適應性（耐腐蝕、耐磨損），并繪制傳動機構原理圖，說明關鍵部件（如行星齒輪、軸承）的設計要點。三、機械優(yōu)化設計題（1題，25分）1.題6（25分）：設計一個用于汽車發(fā)動機懸置系統(tǒng)的橡膠減振墊結構。要求減振墊需承受靜載荷500N，振動頻率范圍20Hz～200Hz，并滿足NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）優(yōu)化要求。需考慮橡膠材料的選擇、形狀設計（如階梯狀、波浪狀）及與金屬支架的連接方式。繪制結構簡圖，說明優(yōu)化目標及驗證方法。答案與解析一、機械結構設計題題1答案：1.結構簡圖（略）：采用U型槽式振動輸送帶，帶體為不銹鋼304材質(zhì)，振動源為偏心塊振動器，輸送槽底部傾斜5°。2.關鍵尺寸：帶寬400mm，槽深200mm，振動頻率3Hz。3.材料選擇：-輸送帶：不銹鋼304（耐腐蝕）；-振動器：鑄鐵（減振）；-槽體：鋁合金（輕量化）。4.設計依據(jù)：振動頻率通過偏心塊質(zhì)量配重計算，輸送帶傾角保證物料流動性，鋁合金槽體降低整體重量。題2答案：1.結構簡圖（略）：采用液壓螺旋調(diào)平機構，支撐腿為四柱式，表面噴涂納米涂層減少摩擦。2.關鍵參數(shù)：支撐腿間距300mm，調(diào)平精度±0.02mm。3.減振調(diào)平機構：液壓螺旋機構可微調(diào)高度，腿端采用橡膠墊減振，接觸面納米涂層保證均勻受力。題3答案：1.結構簡圖（略）：采用曲柄搖桿機構驅(qū)動齒輪泵，電機通過聯(lián)軸器連接，過載時機械離合器斷開。2.設計參數(shù)：曲柄半徑80mm，齒輪模數(shù)2，聯(lián)軸器為彈性柱銷式。3.選型依據(jù)：曲柄搖桿結構簡單，齒輪泵適應低溫環(huán)境，聯(lián)軸器緩沖振動。二、機械傳動設計題題4答案：1.傳動方案：采用二級圓柱齒輪減速器，輸入軸直齒輪，輸出軸斜齒輪（左旋）。2.關鍵參數(shù)：傳動比1:15，齒輪模數(shù)3，軸承為角接觸球軸承。3.選型依據(jù)：斜齒輪密封性好，直齒輪易清潔，角接觸球軸承耐沖擊。題5答案：1.傳動機構：行星齒輪+蝸輪蝸桿，輸入軸連接行星架，輸出軸為蝸輪。2.關鍵設計：行星齒輪齒寬比1.2，蝸輪材料青銅，軸承為滾針軸承。3.優(yōu)化目標：減小齒隙，提高傳動精度，耐鹽霧腐蝕。三、機械優(yōu)化設計題題6答案：1.結構簡圖（略）：減振墊采用階梯狀橡膠結構，中間嵌入金屬加強筋。2.優(yōu)化目標：頻率響應曲