2025年大学机械设计（机械零件设计）试题及答案

2025年大学机械设计（机械零件设计）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：本大题共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.以下哪种机械零件设计准则主要考虑材料的疲劳强度？A.强度准则B.刚度准则C.耐磨性准则D.疲劳寿命准则2.对于受轴向变载荷作用的紧螺栓连接，在计算螺栓的总拉力时，需要考虑的因素是（）。A.预紧力B.工作拉力C.螺栓的刚度D.被连接件的刚度3.普通平键连接传递动力是靠（）。A.两侧面的摩擦力B.两侧面的挤压力C.上下面的挤压力D.上下面的摩擦力4.带传动中，带的弹性滑动发生的原因是（）。A.带与带轮之间的摩擦系数较小B.带绕过带轮时有离心力C.带的紧边拉力与松边拉力不等D.带的弹性变形5.在链传动中，链节数宜采用（）。A.奇数B.偶数C.质数D.无所谓6.下列哪种齿轮传动效率最高？（）A.圆柱齿轮传动B.锥齿轮传动C.蜗轮蜗杆传动D.链传动7.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.设计一对减速软齿面齿轮传动时，从等强度要求出发，选择硬度时应使（）。A.大、小齿轮的硬度相等B.小齿轮硬度高于大齿轮硬度C.大齿轮硬度高于小齿轮硬度D.小齿轮采用硬齿面，大齿轮采用软齿面9.对于高速重载的滑动轴承，应选用（）。A.润滑脂润滑B.油环润滑C.压力润滑D.飞溅润滑10.联轴器与离合器的主要作用是（）。A.补偿两轴的综合位移B.连接两轴，使其一同旋转并传递转矩C.缓和冲击和振动D.防止机器过载第II卷（非选择题，共70分）二、填空题（每题3分，共15分）1.机械零件设计时，计算载荷是考虑了______和______的载荷。2.螺纹连接防松的根本问题在于______。3.带传动的主要失效形式有______和______。4.齿轮传动的主要失效形式有______、______、齿面胶合、齿面磨损和齿侧间隙过大等。5.滚动轴承的主要失效形式有______、______和保持架损坏等。三、简答题（每题10分，共20分）1.简述机械零件设计的一般步骤。2.简述带传动中弹性滑动和打滑的区别及后果。四、分析计算题（每题15分，共30分）材料：有一普通V带传动，传递功率P=7.5kW，带速v=10m/s。已知小带轮基准直径dd1=100mm，大带轮基准直径dd2=300mm，小带轮包角α1=150°，带与带轮之间的摩擦系数f=0.15，单根V带的基本额定功率P0=1.32kW，单根V带的额定功率增量ΔP0=0.17kW。1.计算所需V带的根数z。2.计算V带的紧边拉力F1和松边拉力F2。五、设计题（5分）材料：设计一圆柱齿轮传动，已知传递功率P=4kW，小齿轮转速n1=1450r/min，大齿轮转速n2=362.5r/min，单向传动，载荷有轻微冲击。要求确定齿轮的材料、硬度、模数、齿数、分度圆直径、齿宽等参数，并画出齿轮的结构草图（只要求画出大致形状）。答案：一、选择题1.D2.ABCD3.B4.C5.B6.A7.C8.B9.C10.B二、填空题1.载荷系数；动载荷影响2.防止螺纹副相对转动3.打滑；疲劳破坏4.轮齿折断；齿面点蚀5.疲劳点蚀；磨损三、简答题1.机械零件设计一般步骤：确定零件的工作要求和功能；选择合适的材料；确定零件的基本尺寸和形状；进行强度、刚度等计算；优化设计方案；绘制零件工作图和编写技术要求。2.弹性滑动是由于带的弹性变形而产生的带与带轮之间的微量滑动，不可避免，使传动比不准确，降低传动效率。打滑是带与带轮之间发生显著相对滑动，是过载引起的失效形式，会使带磨损加剧，甚至无法正常工作。四、分析计算题1.计算V带的根数z：先计算单根V带的许用功率[P0]=P0+ΔP0=1.32+0.17=1.49kWz=P/([P0]Kα)，其中Kα为包角系数，查得Kα=0.96z=7.5/(1.49×0.96)≈5.2，取z=6根2.计算V带的紧边拉力F1和松边拉力F2：由P=zv(F1-F2)/1000可得7.5=6×10×(F1-F2)/1000F1-F2=125N又由F1/F2=evf/α1，其中α1=150°=2.62radF1/F2=e^(0.15×2.62)≈1.46联立可得F1=355N，F2=23N五、设计题1.确定传动比i=n1/n2=1450/362.5=42.选择材料：小齿轮45钢调质，硬度240HBS左右；大齿轮45钢正火，硬度190HBS左右。3.初选模数m=4mm4.计算齿数z1=20，z2=80