机械设计制造及其自动化专升本2025年机械设计真题模拟试卷（含答案）

机械设计制造及其自动化专升本2025年机械设计真题模拟试卷（含答案）考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。在每小题列出的四个选项中，只有一个是符合题目要求的，请将正确选项字母填在题后的括号内）1.在机械设计中，通常将尺寸大于12mm的螺栓连接称为（）。A.微型螺栓连接B.小型螺栓连接C.标准螺栓连接D.大型螺栓连接2.平键连接的主要失效形式通常是（）。A.键的剪切破坏B.键的弯曲破坏C.轴的压溃D.轴或轮毂的磨损3.一对标准直齿圆柱齿轮要正确啮合，必须满足的条件之一是（）。A.模数m1=m2B.分度圆压力角α1=α2C.齿数z1=z2D.A和B同时满足4.与带传动相比，链传动的主要优点是（）。A.传动平稳，无冲击振动B.效率较高C.能实现较大中心距传动，成本较低D.对安装对中性要求不高5.蜗杆传动的传动比i的表达式是（）。A.i=z₂/z₁B.i=z₁/z₂C.i=z₁*z₂D.i=1/(z₁*z₂)6.在进行轴的强度计算时，通常需要校核的危险截面是（）。A.轴径最小处B.键槽或圆角处C.轴承支承处D.A和B或C中可能出现的应力集中处7.滚动轴承的基本额定寿命L₁₀（单位为百万转）与额定动载荷C的关系是（）。A.L₁₀∝CB.L₁₀∝1/CC.L₁₀∝C²D.L₁₀∝1/C²8.当量动载荷P与实际工作载荷F的关系是（）。A.P=FB.P>FC.P<FD.P=F*f9.在机械设计中，弹簧常用于（）。A.调节压力或位移B.保持零件位置或夹紧C.缓冲吸振D.A、B和C10.对轴进行表面淬火处理的主要目的是为了提高轴的（）。A.材料强度B.整体刚度C.表面硬度以承受冲击载荷D.抗腐蚀能力二、填空题（每小题2分，共20分。请将答案填写在横线上）1.一对平键连接中，键的两侧面是工作面，依靠______传递扭矩。2.直齿圆柱齿轮的齿形角标准值为______。3.带传动中，带与带轮接触面间的摩擦系数f是影响______的重要因素。4.蜗杆传动的传动比i大于______。5.轴按承载情况可分为______轴、______轴和______轴。6.滚动轴承的基本额定寿命是指额定动载荷作用下，______的轴承失效概率为5%时转过的总转数。7.按照承受载荷的方向，轴心线可分______轴和______轴。8.弹簧根据其受力形式不同，可分为______弹簧、______弹簧和______弹簧。9.在进行轴的疲劳强度计算时，通常需要绘制______图。10.提高材料疲劳强度的措施包括提高表面光洁度、______、改善结构设计等。三、判断题（每小题2分，共10分。请将判断结果填在题后的括号内，正确的填“√”，错误的填“×”）1.键连接是一种可拆连接。（）2.齿轮传动的传动比恒定不变。（）3.带传动是依靠带与带轮接触面间的摩擦力来传递扭矩的。（）4.蜗杆传动的传动效率通常比齿轮传动低。（）5.任何轴都必须进行强度校核。（）四、简答题（每小题5分，共15分。请将答案写在答题纸上）1.简述螺栓连接的主要失效形式及其预防措施。2.与平键连接相比，楔键连接有哪些特点？3.简述选择滚动轴承类型时应考虑的主要因素。五、计算题（每小题10分，共30分。请写出计算过程、公式和结果）1.某传动轴传递功率P=7.5kW，转速n=300r/min。若轴上承受的扭矩T=225N·m，材料的许用剪应力[τ]=60MPa。试校核该轴的强度是否足够。2.一对标准直齿圆柱齿轮，已知模数m=3mm，小齿轮齿数z₁=20，大齿轮齿数z₂=60。试计算该对齿轮的传动比i及中心距a。3.某滚动轴承的基本额定寿命L₁₀h=5000h，当实际工作转速n=1200r/min时，求该轴承的实际寿命Lh（单位为小时）。六、综合题（共15分。请将答案写在答题纸上）某轴上安装有一个斜齿轮（法向模数mₙ=2mm，法向压力角αₙ=20°，螺旋角β=15°，齿数z=40，左旋），轴通过一对角接触球轴承（型号为7207C）支承。已知斜齿轮传递的扭矩T=100N·m，轴的转速n=600r/min，轴承所受的径向载荷分别为F_r₁=3000N，F_r₂=1500N。试：（1）说明该斜齿轮为哪种类型的齿轮传动（直齿、斜齿？内啮合、外啮合？）。（2）简述角接触球轴承内、外圈的安装方式要求。（3）计算作用在该对角接触球轴承上各自的总载荷（径向分量F_T₁、F_T₂，假设不考虑轴向载荷的影响）。试卷答案一、选择题1.C2.C3.D4.C5.A6.D7.B8.B9.D10.C二、填空题1.楔紧力2.20°3.传动能力（或有效拉力）4.∞（或无穷大）5.心轴、转轴、传动轴6.平均寿命7.心、曲8.拉伸、压缩、扭转9.轴力（或弯矩、扭矩）10.材料的强度（或热处理）三、判断题1.√2.√3.√4.√5.×四、简答题1.答：主要失效形式有螺栓杆部或螺母的剪切或压溃破坏，以及螺纹部分的疲劳破坏。预防措施：合理选择材料、强度等级；保证制造和装配质量；控制预紧力；合理设计结构（如避免应力集中）。2.答：楔键连接能传递较大的轴向力，但轴和轮毂会因楔紧而产生很大的挤压力和偏转，引起应力集中，传动效率较低。3.答：主要考虑因素有：载荷类型（径向、轴向、冲击）、转速高低、安装空间、精度要求、经济性、工作环境（温度、润滑、腐蚀）等。五、计算题1.解：轴的剪应力τ=T/Wp，其中Wp为极截面模量。对于实心圆轴，Wp=(πd³)/(16)。代入数据：τ=225N·m/[(π*(d)³)/16]。需先确定轴径d，或假设d已知进行校核。假设d=40mm（仅为示例计算），Wp=(π*40³)/16=3.219*10⁴mm³。τ=225*10³N·mm/3.219*10⁴mm³≈6.94MPa<[τ]=60MPa。结论：该轴强度足够。（注：若d未知，需根据强度条件反算d，再代入校核。）2.解：传动比i=z₂/z₁=60/20=3。中心距a=(m*(z₁+z₂))/2=(3*(20+60))/2=120mm。3.解：实际寿命Lh与基本额定寿命L₁₀h的关系为Lh=(L₁₀h/10^6)*(n₀/n)²，其中n₀为额定转速，通常取轴承标准转速。假设n₀=10000r/min（仅为示例计算），L₁₀h=5000h，n=1200r/min。Lh=(5000/10^6)*((10000/1200)²)h=5*(10000/1200)²h=5*(25/9)h≈13.89h。六、综合题（1）答：该斜齿轮法向模数mₙ=2mm，法向压力角αₙ=20°，说明是斜齿轮。螺旋角β=15°≠0°，是斜齿轮传动。齿数z=40>0，且为外啮合齿轮传动（轴为从动件）。所以该传动为外啮合斜齿轮传动。（2）答：角接触球轴承为了能承受径向载荷和轴向载荷，通常成对安装。安装时，两个内圈相对轴承座孔呈相反方向（错位安装），外圈则相对于轴承座孔同向安装（靠轴肩或轴承盖定位），以保证轴承内部的滚动