2025年大学机械设计与制造（机械设计实操）试题及答案

2025年大学机械设计与制造（机械设计实操）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.机械设计中，确定零件材料时不需要考虑的因素是（）A.零件的工作条件B.材料的加工工艺性C.材料的市场价格D.零件的结构特点2.以下哪种传动方式能实现两轴间较大的传动比（）A.带传动B.链传动C.齿轮传动D.蜗杆传动3.在设计轴时，计算当量弯矩的目的是考虑（）A.轴的疲劳强度B.轴的静强度C.轴的刚度D.轴的稳定性4.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.一批轴承中，90%的轴承所能达到的寿命D.10%的轴承所能达到的寿命5.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.键被磨损D.键被弯曲6.设计圆柱齿轮传动时，小齿轮的齿面硬度应比大齿轮（）A.高B.低C.相同D.无所谓7.下列属于间歇运动机构的是（）A.曲柄摇杆机构B.槽轮机构C.齿轮机构D.螺旋机构8.机械设计中，计算载荷是考虑了（）等因素后得到的载荷。A.工作载荷B.冲击载荷C.载荷系数D.以上都是9.对于受轴向变载荷作用的紧螺栓连接，在计算螺栓的拉伸强度时，应考虑（）A.工作载荷B.残余预紧力C.螺栓的刚度D.被连接件的刚度10.在设计减速器中的轴时，通常先按（）进行初步计算。A.扭转强度B.弯曲强度C.复合强度D.刚度第II卷（非选择题共70分）二、填空题（共10分）答题要求：本大题共5小题，每小题2分。请将正确答案填写在题中的横线上。1.机械零件的主要失效形式有______、______、______、______、______。2.带传动的主要类型有______、______、______。3.齿轮传动的主要失效形式有______、______、______、______、______。4.轴的结构设计应满足的要求有______、______、______、______、______。5.滚动轴承的基本额定动载荷是指______。三、简答题（共20分）答题要求：本大题共4小题，每小题5分。简要回答下列问题。1.简述机械设计的一般过程。2.说明选择零件材料的基本原则。3.简述带传动的工作原理及特点。4.简述齿轮传动的设计准则。四、分析计算题（共20分）答题要求：本大题共2小题，每小题10分。根据题目所给条件，进行分析计算，并写出计算过程和结果。1.已知一普通V带传动，传递功率P=7.5kW，小带轮基准直径d1=100mm，转速n1=1460r/min，带与带轮间的当量摩擦系数fv=0.51，包角α1=150°。试求：（1）计算单根V带所能传递的基本额定功率P0；（2）计算所需V带的根数z。2.设计一单级直齿圆柱齿轮减速器，已知输入功率P1=5kW，输入转速n1=960r/min，传动比i=3，两班制工作（每年按250天计算），工作机载荷平稳。试确定：（1）齿轮的材料及热处理方法；（2）计算齿轮的主要参数（模数m、齿数z1、z②）；（3）计算齿轮的几何尺寸（分度圆直径d1、d②、齿宽b1、b②）。五、设计题（共20分）答题要求：本大题共1小题。根据题目要求，进行机械设计，并画出装配图和零件图。设计一圆柱齿轮减速器，要求传递功率P=10kW，输入转速n1=145rpm，输出转速n2=50rpm，单向传动，载荷有轻微冲击，工作寿命为10年，每年工作250天，每天工作8小时。答案：一、选择题1.C2.D3.A4.C5.B6.A7.B8.D9.B10.A二、填空题1.整体断裂、表面破坏、变形、磨损、腐蚀2.平带传动、V带传动、圆带传动3.轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形4.便于轴上零件的安装和拆卸、有利于轴上零件的定位、保证轴有足够的强度和刚度、有利于提高轴的加工工艺性、有利于提高轴的疲劳强度5.滚动轴承在额定动载荷作用下，运转106转时，发生疲劳点蚀的概率为10%时的寿命三、简答题1.机械设计的一般过程包括：明确设计任务、确定设计要求、方案设计、技术设计、详细设计、设计审核与改进。2.选择零件材料的基本原则：使用性能原则、工艺性能原则、经济性原则。3.带传动的工作原理：依靠带与带轮之间的摩擦力传递运动和动力。特点：结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、过载时带会在带轮上打滑，可防止其他零件损坏、传动效率较低、带的寿命较短、张紧力较大时轴和轴承上受力较大。4.齿轮传动的设计准则：闭式软齿面齿轮传动按齿面接触疲劳强度设计，按齿根弯曲疲劳强度校核；闭式硬齿面齿轮传动按齿根弯曲疲劳强度设计，按齿面接触疲劳强度校核；开式齿轮传动按齿根弯曲疲劳强度设计，并适当增大模数。四、分析计算题1.（1）由小带轮基准直径d1=100mm，转速n1=1460r/min，查普通V带选型图，选取A型V带。由d1=100mm，n1=1460r/min，查A型V带单根基本额定功率表，得P0=1.32kW。（2）计算V带的根数z：z=P/(P0(1-q)(1-q1))，其中q=0.03，q1=0.015，代入计算得z=6.2，取z=7根。2.（1）小齿轮选用45钢调质处理，大齿轮选用45钢正火处理。（2）由传动比i=3，n1=960r/min，