2025年大学大二（机电一体化技术）机械设计基础综合测试题

2025年大学大二（机电一体化技术）机械设计基础综合测试题

（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，请将正确答案的序号填在题后的括号内。1.下列关于机械零件设计准则的说法，错误的是（）A.强度准则是机械零件设计的最基本准则B.刚度准则主要是为了保证零件在工作时不发生过大的弹性变形C.耐磨性准则适用于所有的机械零件D.可靠性准则要求零件在规定的条件和时间内完成规定功能的概率足够高答案：C2.带传动中，带的张紧力（）A.越大越好B.越小越好C.应适当，过小易打滑，过大易损坏带和轴D.对传动没有影响答案：C3.一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，已知齿数z1=20，z2=40，模数m=5mm，则两齿轮的中心距为（）A.150mmB.100mmC.125mmD.200mm答案：C4.普通平键连接的主要失效形式是（）A.键被剪断B.工作面被压溃C.键和轮毂槽侧面的磨损D.键被弯曲答案：B5.下列滚动轴承中，只能承受径向载荷的是（）A.深沟球轴承B.圆柱滚子轴承C.圆锥滚子轴承D.推力球轴承答案：B6.蜗杆传动中，蜗杆的头数z1增加，下列说法正确的是（）A.传动效率降低B.传动效率提高C.蜗杆的加工难度降低D.蜗杆的刚度提高答案：B7.凸轮机构中，凸轮的轮廓曲线取决于（）A.从动件的运动规律B.凸轮的转速C.凸轮的形状D.凸轮的材料答案：A8.铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，则以最短杆为机架时，该机构为（）A.曲柄摇杆机构B.双曲柄机构C.双摇杆机构D.不确定答案：B9.下列不属于间歇运动机构的是（）A.棘轮机构B.槽轮机构C.不完全齿轮机构D.齿轮机构答案：D10.在设计V带传动时，V带的型号是根据（）来选取的。A.传递的功率和小带轮转速B.传递的功率和大带轮转速C.带的线速度D.带的紧边拉力答案：A第II卷（非选择题共70分）二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.机械设计应满足的基本要求是________、________、________、________和经济性要求。答案：使用要求、可靠性要求、安全性要求、寿命和经济性要求2.带传动的主要失效形式是________和________。答案：打滑、疲劳破坏3.渐开线齿轮的啮合特点是________、________和________。答案：能保证瞬时传动比恒定、中心距可分性、齿廓间正压力方向不变4.普通平键的工作面是________，半圆键的工作面是________。答案：两侧面、上下面5.滚动轴承的基本额定寿命是指一批相同型号的轴承，在相同条件下运转，其中________的轴承发生疲劳点蚀前所能达到的总转数。答案：90%6.蜗杆传动的失效形式主要有________、________、________和________。答案：齿面胶合、齿面磨损、齿面点蚀、轮齿折断7.凸轮机构中，从动件的运动规律取决于________。答案：凸轮的轮廓曲线8.铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，则无论以哪一杆为机架，该机构均为________。答案：双摇杆机构9.间歇运动机构中，棘轮机构的工作原理是通过________来实现间歇运动的。答案：棘爪推动棘轮10.V带传动中，带轮的基准直径是指与________的带轮直径。答案：V带节宽相对应三、简答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）1.简述机械零件设计的一般步骤。答案：确定零件的功能要求；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；绘制零件工作图；审核与修改设计。2.带传动中，影响带传动工作能力的因素有哪些？答案：带的型号、带轮直径、中心距、带的张紧力、带的根数、带速、包角、传动比等。3.简述齿轮传动的特点。答案：效率高；结构紧凑；工作可靠、寿命长；传动比稳定；能在空间任意两轴间传递运动和动力。4.简述滚动轴承的安装和拆卸注意事项。答案：安装时要保证安装位置正确，避免强行装配；注意安装顺序和方法，防止损坏轴承；拆卸时要使用合适工具，避免损伤轴承和轴颈；对于过盈配合的轴承，拆卸时可采用加热或液压等方法。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z1=25，z2=75，m=4mm，试求：（1）两齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径；（2）中心距a；（3）传动比i12。答案：（（1）分度圆直径：d1=mz1=4×25=100mm，d2=mz2=4×75=300mm；齿顶圆直径：da1=d1+2ha=100+2×4=108mm，da2=d2+2ha=300+2×4=308mm；齿根圆直径：df1=d1-2hf=100-2×5=90mm，df2=d2-2hf=300-2×5=290mm。（2）中心距a=(d1+d2)/2=(100+300)/2=200mm。（3）传动比i12=z2/z1=75/25=3。）2.已知一铰链四杆机构，各杆长度分别为AB=100mm，BC=160mm，CD=140mm，AD=200mm，试判断：（1）若AB为机架，该机构是什么类型？（2）若AD为机架，该机构是什么类型？答案：（（1）因为AB为最短杆，且AB+AD<BC+CD，所以若AB为机架，该机构是双曲柄机构。（2）因为AD为最长杆，且AB+AD>BC+CD，所以若AD为机架，该机构是双摇杆机构。）五、综合应用题（本大题共10分）某机器的传动系统中，需要设计一对圆柱齿轮传动，已知传递功率P=5kW，小带轮转速n1=1450r/min，工作条件为一般工作载荷，每天工作8小时，要求使用寿命为5年，每年按250个工作日计算。试设计这对圆柱齿轮传动。答案：1.确定齿轮类型：根据工作要求，选用渐开线标准直齿圆柱齿轮。2.确定齿轮材料：考虑一般工作载荷，小齿轮选用45钢调质处理，硬度240HBS；大齿轮选用45钢正火处理，硬度200HBS。3.计算齿轮传动的基本参数：（1）确定模数m：根据P、n1查机械设计手册，初选m=4mm。（2）确定齿数z1、z2：根据传动比要求，初选z1=25，计算z2=i12z1=3×25=75。（3）计算分度圆直径d1、d2：d1=mz1=4×25=100mm，d2=mz2=4×75=300mm。（4）计算中心距a：a=(d1+d2)/2=(100+300)/2=200mm。4.进行强度计算：（1）计算齿面接触应力：根据公式计算，判断是否满足接触强度要求。（2）计算齿根弯曲应力：根据公式计算，判断是否满足弯曲强度要求。5.计算齿轮的几何尺寸：（1）计算齿顶圆直径da1、da2：da1=d1+2ha=100+2×4=108mm，da2=d2+2ha=300+2×4=308mm。（2）计算齿根圆直径df1、df2：df