2025年大学（机械设计制造及其自动化）机械设计综合测试题及答案

2025年大学（机械设计制造及其自动化）机械设计综合测试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）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.机械设计中，确定设计方案的首要步骤是（）A.功能分析B.运动分析C.受力分析D.结构设计答案：A2.以下哪种材料常用于制造承受冲击载荷的机械零件（）A.灰铸铁B.铝合金C.中碳钢D.铜合金答案：C3.在带传动中，带的弹性滑动（）A.发生在小带轮上B.发生在大带轮上C.小带轮和大带轮上都有D.与带轮大小无关答案：C4.渐开线齿轮传动的重合度（）A.恒大于1B.恒小于1C.可能大于1，也可能小于1D.等于1答案：A5.普通平键连接的主要失效形式是（）A.键的剪断B.键的磨损C.工作面的压溃D.键的弯曲答案：C6.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答案：C7.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，大齿轮采用软齿面答案：B8.蜗杆传动中，蜗杆的头数越少，则（）A.传动效率越高B.传动比越小C.自锁性越好D.承载能力越大答案：C9.下列机构中，具有急回特性的是（）A.曲柄摇杆机构B.双曲柄机构C.双摇杆机构D.平行四边形机构答案：A10.机械设计中，计算当量摩擦系数时，考虑的因素是（）A.材料和表面粗糙度B.运动形式和润滑情况C.载荷大小和方向D.温度和湿度答案：B第II卷（非选择题共70分）二、填空题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）1.机械设计应满足的基本要求有______、______、______、______和造型美观。答案：使用要求、安全要求、可靠性要求、经济性要求2.带传动的打滑现象首先发生在______轮上。答案：小3.齿轮传动的五种主要失效形式中，最严重、必须避免的失效形式是______。答案：轮齿折断4.轴的结构设计应满足的主要要求有______、______、______和便于轴上零件的装拆和调整。答案：便于加工、便于装配、受力合理5.滚动轴承的密封方式可分为______密封和______密封。答案：接触式、非接触式三、简答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）1.简述机械设计的一般程序。答案：机械设计一般程序为：明确设计任务，进行功能分析；确定工作原理，拟定设计方案；进行运动分析、受力分析和计算；进行结构设计；对设计结果进行评估和优化；绘制设计图纸，编制技术文件。2.带传动中，影响带传动工作能力的主要因素有哪些？答案：影响带传动工作能力的主要因素有：带的类型、型号和尺寸；带轮的材料、结构和尺寸；传动比；带的初拉力；包角；工作环境温度和湿度等。3.简述齿轮传动的特点。答案：齿轮传动的特点有：传动效率高；传动比准确、稳定；工作可靠、寿命长；适用的载荷和速度范围广；可实现平行轴、相交轴和交错轴之间的传动；结构紧凑；制造和安装精度要求高；成本较高。4.简述轴的分类方法及各类轴的特点。答案：轴按承受载荷性质可分为心轴、传动轴和转轴。心轴只承受弯矩，不传递转矩；传动轴主要传递转矩，不承受弯矩或承受很小弯矩；转轴既承受弯矩又传递转矩。按轴线形状可分为直轴和曲轴，直轴应用广泛，曲轴常用于往复式机械中。四、分析计算题（本大题共2小题，每小题15分，共30分）1.有一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知模数m=4mm，齿数z1=20，z2=50，试计算：（1）传动比i；（2）两轮的分度圆直径d1、d2；（3）两轮的齿顶圆直径da1、da2；（4）两轮的齿根圆直径df1、df2。答案：（1）传动比i=z2/z1=50/20=2.5（2）分度圆直径d1=mz1=4×20=80mm，d2=mz2=4×50=200mm（3）齿顶圆直径da1=d1+2ha=80+2×4=88mm，da2=d2+2ha=200+2×4=208mm（4）齿根圆直径df1=d1-2hf=80-2×(4+0.5)=71mm，df2=d2-2hf=200-2×(4+0.5)=191mm2.如图所示为一铰链四杆机构，已知AB=150mm，BC=400mm，CD=300mm，AD=250mm。试问：（1）当AB为机架时，该机构属于何种类型？（2）当AD为机架时，该机构属于何种类型？（3）当BC为机架时，该机构属于何种类型？答案：（1）当AB为机架时，因为AB为最短杆且满足杆长条件，所以该机构是双曲柄机构。（2）当AD为机架时，最短杆为AB，最长杆为BC，且满足杆长条件，所以该机构是曲柄摇杆机构。（3）当BC为机架时，最短杆为AB，最长杆为CD，且满足杆长条件，所以该机构是双摇杆机构。五、设计题（本大题共10分）设计一单级圆柱齿轮减速器，用于带式输送机，已知电动机功率P=5kW，转速n1=1440r/min，传动比i=3.5，工作机转速n2=411r/min，单向运转，载荷较平稳，两班制工作，使用寿命10年。要求：（1）确定齿轮的材料、热处理方法及精度等级；（2）计算齿轮的主要参数；（3）画出减速器的装配图（只要求画出外形轮廓、轴、齿轮、键、轴承等主要零件的大致位置）。答案：（1）小齿轮选用45钢，调质处理，硬度217-255HBS；大齿轮选用45钢，调质处理，硬度197-229HBS。齿轮精度等级可选8级。（2）由P=5kW，n1=1440r/min，查机械设计手册初选模数m=4mm。计算小齿轮齿数z1=20，大齿轮齿数z2=iz1=3.5×20=70。分度圆直径d1=mz1=4×20=80