2025年大學(xué)（機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化）機(jī)械設(shè)計(jì)綜合測(cè)試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______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(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的，請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在括號(hào)內(nèi)。1.機(jī)械設(shè)計(jì)中，確定設(shè)計(jì)方案的首要步驟是（）A.功能分析B.運(yùn)動(dòng)分析C.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)D.強(qiáng)度計(jì)算2.以下哪種材料常用于制造承受重載的機(jī)械零件（）A.鋁合金B(yǎng).鑄鐵C.合金鋼D.銅合金3.在機(jī)械傳動(dòng)中，能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速的是（）A.帶傳動(dòng)B.鏈傳動(dòng)C.齒輪傳動(dòng)D.蝸桿傳動(dòng)4.圓柱齒輪傳動(dòng)中，齒寬系數(shù)的取值與以下哪個(gè)因素?zé)o關(guān)（）A.齒輪的材料B.齒輪的轉(zhuǎn)速C.齒輪的布置方式D.齒輪的承載能力5.設(shè)計(jì)一對(duì)減速軟齒面齒輪傳動(dòng)時(shí)，從等強(qiáng)度要求出發(fā)，選擇硬度時(shí)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6.滾動(dòng)軸承的基本額定壽命是指（）A.在額定動(dòng)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(hào)軸承在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，其中90%的軸承所能達(dá)到的壽命D.一批同型號(hào)軸承在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，其中50%的軸承所能達(dá)到的壽命7.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.鍵被彎曲D.鍵被磨損8.螺紋連接防松的根本問題在于（）A.增加螺紋連接的軸向力B.增加螺紋連接的橫向力C.防止螺紋副的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)D.增加螺紋連接的剛度9.設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)時(shí)，選取小帶輪基準(zhǔn)直徑d1≥dmin，其主要目的是（）A.使帶輪的包角不致過小B.使帶速不致過高C.使帶的彎曲應(yīng)力不致過大D.使帶的離心力不致過大10.下列哪種聯(lián)軸器屬于剛性聯(lián)軸器（）A.彈性套柱銷聯(lián)軸器B.凸緣聯(lián)軸器C.萬(wàn)向聯(lián)軸器D.彈性柱銷聯(lián)軸器11.在設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)考慮的主要因素不包括（）A.軸上零件的定位和固定B.軸的加工工藝性C.軸的材料選擇D.軸的受力情況12.對(duì)于受軸向變載荷作用的緊螺栓連接，在限定螺栓總拉力的條件下，提高螺栓疲勞強(qiáng)度應(yīng)采取的措施是（）A.增大螺栓剛度，減小被連接件剛度B.減小螺栓剛度，增大被連接件剛度C.增大螺栓剛度和被連接件剛度D.減小螺栓剛度和被連接件剛度13.機(jī)械設(shè)計(jì)中，計(jì)算載荷與名義載荷的關(guān)系是（）A.計(jì)算載荷大于名義載荷B.計(jì)算載荷小于名義載荷C.計(jì)算載荷等于名義載荷D.計(jì)算載荷與名義載荷無(wú)關(guān)14.以下哪種機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)（）A.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)B.雙曲柄機(jī)構(gòu)C.凸輪機(jī)構(gòu)D.齒輪機(jī)構(gòu)15.設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，凸輪的輪廓曲線取決于（）A.凸輪的轉(zhuǎn)速B.從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律C.凸輪的形狀D.凸輪的材料16.漸開線齒輪的齒廓曲線形狀取決于（）A.分度圓直徑B.模數(shù)C.壓力角D.基圓大小17.在機(jī)械設(shè)計(jì)中，可靠性設(shè)計(jì)主要考慮的是（）A.產(chǎn)品的功能實(shí)現(xiàn)B.產(chǎn)品的使用壽命C.產(chǎn)品在規(guī)定條件和時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力D.產(chǎn)品的外觀質(zhì)量18.以下哪種方法不屬于機(jī)械設(shè)計(jì)中的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法（）A.數(shù)學(xué)規(guī)劃法B.試驗(yàn)優(yōu)化法C.經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法D.現(xiàn)代設(shè)計(jì)法19.機(jī)械設(shè)計(jì)中，對(duì)零件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，安全系數(shù)的取值與以下哪些因素有關(guān)（）（多選）A.零件的重要性B.材料的均勻性C.載荷的性質(zhì)D.工作條件20.以下哪種機(jī)械零件屬于通用零件（）A.發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸B.機(jī)床的床身C.減速器的齒輪D.汽車的車身第II卷（非選擇題共60分）（一）填空題（共10分）答題要求：本大題共5小題，每小題2分，請(qǐng)將答案填在橫線上。1.機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序包括計(jì)劃階段、______、技術(shù)設(shè)計(jì)階段和______。2.鍵連接可分為______、______和楔鍵連接等。3.帶傳動(dòng)的主要失效形式有______和______。4.滾動(dòng)軸承的類型選擇應(yīng)考慮的因素有______、______、轉(zhuǎn)速和調(diào)心性能等。5.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求有______、______、便于加工和裝配等。（二）簡(jiǎn)答題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每小題5分，請(qǐng)簡(jiǎn)要回答問題。1.簡(jiǎn)述齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。2.說明螺紋連接防松的方法有哪些。3.分析V帶傳動(dòng)中，帶速v對(duì)傳動(dòng)有何影響？4.簡(jiǎn)述滾動(dòng)軸承的安裝和拆卸注意事項(xiàng)。（三）分析計(jì)算題（共20分）答題要求：本大題共2小題，每小題10分，請(qǐng)寫出詳細(xì)的計(jì)算過程和答案。1.已知一標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，模數(shù)m=4mm，齒數(shù)z1=20，z2=40，試計(jì)算兩齒輪的分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑和中心距。2.有一螺栓連接，已知螺栓所受軸向工作拉力F=10000N，螺栓材料的許用拉應(yīng)力[σ]=120MPa，試計(jì)算螺栓的小徑d1至少應(yīng)為多少（螺栓小徑計(jì)算公式為$d_1\geq\sqrt{\frac{4F}{\pi[\sigma]}}$）。（四）材料分析題（共10分）答題要求：閱讀以下材料，回答問題。材料：在某機(jī)械設(shè)計(jì)中，需要選擇一種合適的材料制造軸。軸在工作過程中承受交變彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，要求材料具有較高的強(qiáng)度、韌性和疲勞抗力。經(jīng)過分析，現(xiàn)有兩種材料可供選擇：材料A，其屈服強(qiáng)度為350MPa，抗拉強(qiáng)度為500MPa，沖擊韌性為50J/cm2；材料B，其屈服強(qiáng)度為400MPa，抗拉強(qiáng)度為600MPa，沖擊韌性為80J/cm2。問題：從材料性能角度分析，哪種材料更適合制造該軸？為什么？（五）設(shè)計(jì)題（共10分）答題要求：設(shè)計(jì)一個(gè)帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置，已知電動(dòng)機(jī)功率P=5.5kW，轉(zhuǎn)速n1=1440r/min，工作機(jī)轉(zhuǎn)速n2=600r/min，每天工作8小時(shí)，工作機(jī)載荷平穩(wěn)，兩班制工作，使用期限為10年。請(qǐng)確定傳動(dòng)方案，計(jì)算傳動(dòng)比，選擇合適的V帶型號(hào)、帶輪直徑、鍵連接等，并畫出傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。答案：第I卷答案1.A2.C3.A4.B5.B6.C7.B8.C9.C10.B11.C12.B13.A（14.C15.B16.D17.C18.C19.ABCD20.C）第II卷答案（一）填空題答案1.方案設(shè)計(jì)階段、改進(jìn)設(shè)計(jì)階段2.平鍵連接、半圓鍵連接3.打滑、疲勞破壞4.載荷大小、方向5.軸上零件的定位和固定、良好的結(jié)構(gòu)工藝性（二）簡(jiǎn)答題答案1.軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)：按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核；硬齒面閉式齒輪傳動(dòng)：按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核；開式齒輪傳動(dòng)：按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，并適當(dāng)增大模數(shù)以考慮磨損的影響。2.摩擦防松：如雙螺母、彈簧墊圈等；機(jī)械防松：如開口銷與六角開槽螺母、止動(dòng)墊圈等；永久防松：如焊接、沖點(diǎn)等。3.帶速v過高，會(huì)使離心力增大，帶與帶輪間的正壓力減小，摩擦力減小，導(dǎo)致傳動(dòng)能力下降，且?guī)У哪p加劇；帶速v過低，在傳遞功率一定時(shí)，所需的有效拉力增大，帶的根數(shù)增多，結(jié)構(gòu)尺寸增大。4.安裝時(shí)要注意方向、配合精度等；拆卸時(shí)要避免損傷軸承和相關(guān)零件，可采用合適的工具，如拉馬等。（三）分析計(jì)算題答案1.分度圓直徑：$d_1=mz_1=4×20=80mm$，$d_2=mz_2=4×40=160mm$；齒頂圓直徑：$d_{a1}=d_1+2ha=mz_1+2m=4×20+2×4=88mm$，$d_{a2}=d_2+2ha=mz_2+2m=4×40+2×4=168mm$；齒根圓直徑：$d_{f1}=d_1-2hf=mz_1-2.5m=4×20-2.5×4=70mm$，$d_{f2}=d_2-2hf=mz_2-2.5m=4×40-2.5×4=150mm$；中心距：$a=\frac{d_1+d_2}{2}=\frac{80+160}{2}=120mm$。2.由$d_1\geq\sqrt{\frac{4F}{\pi[\sigma]}}$，可得$d_1\geq\sqrt{\frac{4×10000}{\pi×120}}\approx10.3mm$。（四）材料分析題答案材料B更適合。因?yàn)檩S承受交