2025年大学机械工程及自动化（机械自动化技术）试题及答案

2025年大学机械工程及自动化（机械自动化技术）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：本卷共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.以下哪种传动方式能够实现精确的角位移传递，常用于数控机床的进给系统？A.带传动B.链传动C.齿轮传动D.蜗杆传动2.在机械制造中，能够提高零件表面硬度和耐磨性的热处理工艺是？A.退火B.正火C.淬火D.回火3.下列关于自动化控制系统中传感器的说法，错误的是？A.传感器是将非电量转换为电量的装置B.光电传感器利用光信号来检测物体C.压力传感器只能测量气体压力D.温度传感器可用于监测环境温度变化4.机械零件在交变应力作用下，发生破坏的主要形式是？A.塑性变形B.脆性断裂C.疲劳断裂D.磨损5.工业机器人的手臂通常采用哪种结构形式，以实现灵活的运动？A.直角坐标结构B.圆柱坐标结构C.球坐标结构D.关节坐标结构6.以下哪种数控编程方法适用于形状较为复杂的零件加工？A.手工编程B.自动编程C.宏程序编程D.子程序编程7.在机械设计中，计算轴的强度时，通常需要考虑的载荷类型是？A.静载荷B.动载荷C.交变载荷D.冲击载荷8.自动化生产线中，用于物料搬运和定位的设备是？A.工业机器人B.传送带C.自动导引车D.数控机床9.下列哪种材料具有良好的导电性和导热性，常用于制造电机和变压器的铁芯？A.铜B.铝C.铁D.硅钢片10.机械制造工艺过程中，安排加工顺序的原则不包括？A.先粗后精B.先主后次C.先内后外D.基准先行第II卷（非选择题共70分）二、填空题（共15分）答题要求：本大题共5小题，每空1分。请将正确答案填写在题中的横线上。1.机械自动化系统主要由______、______、______、______和执行机构等部分组成。2.常见的机械加工精度包括______精度、______精度、______精度和表面粗糙度等。3.数控机床的坐标系分为______坐标系和______坐标系。4.自动化控制系统中的控制器主要有______、______和______等类型。5.齿轮传动的失效形式主要有______、______、______、齿面胶合和齿面塑性变形等。三、简答题（共20分）答题要求：本大题共4小题，每题5分。简要回答问题。1.简述自动化控制系统的组成及各部分的作用。2.说明选择刀具材料时需要考虑的因素。3.解释什么是数控加工中心，并简述其特点。4.简述工业机器人的编程方式及其特点。四、分析题（共15分）答题要求：阅读以下材料，回答问题。材料：在某自动化生产线上，采用了一台工业机器人进行零件的抓取和装配工作。该机器人的重复定位精度为±0.05mm，工作范围为直径2m的半球形空间。在实际运行过程中，发现机器人抓取零件时有时会出现抓取不牢的情况，导致零件掉落。经过检查，发现机器人末端执行器的夹爪磨损严重。问题：1.请分析机器人抓取零件不牢的可能原因。（5分）2.针对夹爪磨损严重的问题，提出改进措施。（5分）3.若要提高机器人的工作效率，可从哪些方面进行优化？（5分）五、设计题（共20分）答题要求：根据以下要求进行设计。设计一个简单的自动化送料系统，用于将圆柱形零件从料仓输送到加工工位。要求：1.画出系统的示意图，并标注各组成部分。（10分）2.简述系统的工作原理。（5分）3.说明系统中主要部件的选型依据。（5分）答案：一、选择题1.C2.C3.C4.C5.D6.B7.C8.C9.D10.C二、填空题1.控制单元、检测单元、驱动单元、执行单元2.尺寸、形状、位置3.机床、工件4.继电器控制器、PLC控制器、计算机数控（CNC）控制器5.轮齿折断、齿面疲劳点蚀、齿面磨损三、简答题1.自动化控制系统由控制器、检测装置、执行机构和被控对象组成。控制器根据检测装置反馈的信息，发出控制信号，指挥执行机构对被控对象进行控制，以实现预定的控制目标。2.考虑因素有：工件材料的性能、加工工艺的要求、刀具的切削性能、刀具的磨损寿命、刀具的成本等。3.数控加工中心是一种带有刀库和自动换刀装置的数控机床。特点：能在一次装夹中完成多种工序加工，提高加工精度和效率，减少工件装夹次数和定位误差，适用于复杂零件加工。4.编程方式有示教编程和离线编程。示教编程直观、简单，操作人员通过手动操作机器人进行示教；离线编程可在计算机上进行编程，提高编程效率，便于修改和优化程序。四、分析题1.可能原因：夹爪磨损导致夹力不足；零件形状不规则或表面不平整；机器人抓取力度设置不合理；抓取位置不准确。2.改进措施：更换磨损的夹爪；对夹爪进行表面处理，提高耐磨性；优化夹爪结构，增加夹力；定期检查和维护夹爪。3.优化方面：合理规划机器人的运动轨迹，减少空行程；提高机器人的重复定位精度，减少调整时间；优化零件的摆放方式，便于抓取；与上下游设备协同工作，提高整体生产效率。五、设计题1.示意图：料仓位于上方，通过振动盘使零件排列整齐并逐个输送到输送轨道，输送轨道连接到加工工位。标注料仓、振动盘。2.工