2025年高职第一学年（机械设计制造及其自动化）机械零件设计阶段测试试题及答案

2025年高职第一学年（机械设计制造及其自动化）机械零件设计阶段测试试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共30分）答题要求：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共10题，每题3分)1.机械零件设计时，首先应满足的基本要求是（）A.强度要求B.刚度要求C.耐磨性要求D.工作能力要求2.零件的疲劳破坏是由于（）引起的。A.静应力B.交变应力C.冲击应力D.复合应力3.带传动中，带的应力不包括（）A.拉应力B.弯曲应力C.离心应力D.扭转应力4.普通平键连接的主要失效形式是（）A.键的剪断B.工作面的压溃C.键的磨损D.键的塑性变形5.一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知传动比i=3，主动轮转速n1=1500r/min，则从动轮转速n2为（）A.500r/minB.1500r/minC.4500r/minD.3000r/min6.渐开线齿轮传动的重合度ε（）A.小于1B.等于1C.大于1D.小于等于17.滚动轴承的基本额定寿命是指（）A.在额定动载荷作用下，轴承所能达到的寿命B.在额定静载荷作用下，轴承所能达到的寿命C.一批同型号轴承在相同条件下运转，其中90%的轴承所能达到的寿命D.一批同型号轴承在相同条件下运转，其中50%的轴承所能达到的寿命8.轴的结构设计中，应考虑的因素不包括（）A.轴上零件的定位和固定B.轴的加工工艺性C.轴的材料选择D.轴的受力情况9.联轴器和离合器的主要作用是（）A.连接两轴，使其一同旋转并传递转矩B.补偿两轴的相对位移C.缓和冲击和振动D.防止机器过载10.下列不属于机械零件设计准则的是（）A.强度准则B.刚度准则C.美观准则D.可靠性准则第II卷（非选择题，共70分）11.填空题：（每题2分，共10分）（1）零件的工作能力是指零件在规定的工作条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力，包括______、______、______等方面。（2）带传动的打滑是指______。（3）齿轮传动的五种主要失效形式为______、______、______、______、______。（4）滚动轴承的类型代号由______表示。（5）轴的材料应具有足够的______、______和______。12.简答题：（每题10分，共30分）（1）简述机械零件设计的一般步骤。（2）说明带传动中弹性滑动和打滑的区别及对带传动的影响。（3）简述滚动轴承的基本额定动载荷和基本额定静载荷的概念。13.分析题：（15分）有一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知模数m=4mm，齿数z1=20，z2=40，试计算：（1）齿轮的分度圆直径d1、d2；（2）中心距a；（3）齿厚s和齿宽b（取标准值）。14.材料题：（15分）某机床主轴，工作时承受较大的交变载荷，要求具有较高的强度和韧性。现有45钢和40Cr两种材料可供选择。已知45钢的力学性能数据：σb=600MPa，σs=355MPa，δ=16%，ψ=40%，ak=590kJ/m²；40Cr的力学性能数据：σb=980MPa，σs=835MPa，δ=12%，ψ=45%，ak=780kJ/m²。试分析哪种材料更适合该机床主轴，并说明理由。15.设计题：（10分）设计一单级圆柱齿轮减速器中的低速轴，已知传递功率P=5kW，转速n=300r/min，请确定轴的材料，并进行初步的结构设计（包括轴上零件的布置、键的选择等）。答案：1.D2.B3.D4.B5.A6.C7.C8.C9.A10.C11.（1）强度、刚度、耐磨性；（2）带与带轮间发生显著的相对滑动；（3）轮齿折断、齿面接触疲劳磨损、齿面胶合、齿面塑性变形、齿侧间隙过大产生冲击振动；（4）数字或字母；（5）强度、韧性、耐磨性12.（1）确定零件的工作要求；分析零件的工作条件；确定作用在零件上的载荷；选择合适的材料；进行结构设计；计算零件的工作能力；绘制零件工作图。（2）弹性滑动是由于带的弹性变形而引起的带与带轮之间的微量滑动，是不可避免的，会使传动比不准确；打滑是由于过载引起的带与带轮之间的显著相对滑动，会使带磨损加剧，甚至使传动失效。（3）基本额定动载荷是指一批同型号的滚动轴承，在相同条件下运转，其中90%的轴承所能达到的寿命时，轴承所承受的载荷；基本额定静载荷是指滚动轴承承受纯径向载荷或纯轴向载荷时，使滚动体与滚道接触处的接触应力达到一定值时的载荷。13.（1）d1=mz1=4×20=80mm，d2=mz2=4×40=160mm；（2）a=(d1+d2)/2=(80+160)/2=120mm；（3）齿厚s=πm/2=3.14×4/2=6.28mm，齿宽b=5m=二十mm（取标准值）14.40Cr更适合。因为机床主轴工作时承受交变载荷，要求有较高强度和韧性。40Cr的强度极限σb和屈服极限σs远高于45钢，虽伸长率δ略低于45钢，但综合力学性能更好，尤其是冲击韧性ak更高，能更好地承受交变载荷，故40Cr