2026年機械設計專業(yè)競賽題庫結構設計與實踐一、選擇題（每題2分，共20題）說明：本部分主要考察基礎理論在結構設計中的應用，結合當前制造業(yè)發(fā)展趨勢。1.在進行機械結構靜強度校核時，若材料的許用應力為σ_p，則安全系數(shù)n的計算公式為？A.n=σ_u/σ_pB.n=σ_p/σ_uC.n=σ_s/σ_pD.n=σ_p/σ_s注：σ_u為極限應力，σ_s為屈服應力。2.以下哪種連接方式適用于承受較大剪切力的場合？A.螺紋連接B.鍵連接C.過盈配合D.焊接連接3.在設計齒輪傳動系統(tǒng)時，若主動輪齒數(shù)為z1，從動輪齒數(shù)為z2，則傳動比i的計算公式為？A.i=z1/z2B.i=z2/z1C.i=z1×z2D.i=z1+z24.鑄鐵材料常用于制造機床床身，其主要原因是？A.強度高B.剛性好C.耐磨性好D.導熱性好5.在機械設計中，V型帶傳動與平帶傳動相比，其主要優(yōu)勢是？A.傳動效率高B.承載能力大C.中心距小D.安裝方便6.軸的結構設計時，若軸上安裝零件需軸向固定，常采用？A.鍵槽B.螺母和墊圈C.過盈配合D.花鍵7.在焊接結構中，為避免焊接變形，常采用哪種工藝？A.焊前預熱B.焊后緩冷C.預應力張緊D.滾輪校正8.蝸桿傳動中，若導程角λ較大，則傳動效率如何變化？A.升高B.降低C.不變D.先升高后降低9.在設計箱體結構時，為保證散熱性能，常采用？A.增加壁厚B.開設散熱筋C.減少螺栓孔D.使用導熱性差的材料10.鋼制零件進行表面淬火處理，主要目的是？A.提高整體強度B.增強耐磨性C.改善塑性D.降低成本二、簡答題（每題5分，共6題）說明：本部分考察對機械結構設計原則及工藝的理解，結合實際工程案例。1.簡述機械結構設計中“剛度”與“強度”的區(qū)別及其在設計中的應用。2.如何通過結構設計減少焊接變形？請列舉三種方法并說明原理。3.在設計軸類零件時，為何需要考慮鍵連接的強度校核？4.簡述V型帶傳動與平帶傳動在傳動比穩(wěn)定性方面的差異。5.闡述箱體結構設計中，如何通過布局優(yōu)化提高散熱效率？6.為什么鑄鐵材料常用于制造機床床身？請從力學性能和工藝性兩方面分析。三、計算題（每題10分，共3題）說明：本部分考察對機械設計基本公式的應用能力，結合實際工況。1.題目：某軸承受扭矩T=800N·m，軸的直徑d=60mm，材料許用剪應力[τ]=60MPa，試校核該軸的強度是否滿足要求。2.題目：設計一圓柱齒輪傳動系統(tǒng)，主動輪轉速n1=1500rpm，齒數(shù)z1=20，從動輪齒數(shù)z2=80，求從動輪轉速n2及傳動比i。3.題目：某V型帶傳動，主動輪直徑D1=200mm，從動輪直徑D2=400mm，中心距a=1000mm，求傳動比i及帶輪轉速關系。四、設計題（每題15分，共2題）說明：本部分考察綜合設計能力，結合行業(yè)實際需求。1.題目：設計一個簡易的機床夾具，用于夾持直徑為Φ30mm的圓柱工件，要求夾緊力F≥500N，材料為45鋼，請繪制結構簡圖并說明設計原理。2.題目：某工廠需設計一個用于輸送小零件的鏈傳動裝置，輸送距離L=2m，零件重量W=10N，鏈輪轉速n=120rpm，請選擇合適的鏈輪型號并說明理由。答案與解析一、選擇題答案1.A2.B3.B4.B5.B6.B7.A8.B9.B10.B解析：1.安全系數(shù)n=極限應力/許用應力，故選A。5.V型帶比平帶承載能力大，適用于較大功率傳動。8.導程角λ增大，摩擦阻力增加，效率降低。二、簡答題答案1.剛度指結構抵抗變形的能力，強度指抵抗破壞的能力。設計中需根據工況權衡，如機床床身需高剛度，軸類零件需高強度。2.減少焊接變形方法：-焊前預熱→降低收縮應力；-分段退焊→分散變形；-使用剛性夾具→限制自由變形。4.V型帶靠楔形作用，傳動比穩(wěn)定；平帶靠摩擦，易打滑。三、計算題答案1.扭矩強度校核：τ=T/(πd3/16)=800/(π×603/16)=15.3MPa<[τ]，滿足要求。2.傳動比i=z2/z1=80/20=4；n2=n1/i=1500/4=375rpm。四、設計題答案1.夾具設計：采用螺旋夾緊機構，通過螺母預緊