2025年大学机械工程（机械设计）试题及答案

2025年大学机械工程（机械设计）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40分）答题要求：本卷共20小题，每小题2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括号内。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2.以下哪种材料不适用于制造承受冲击载荷的零件（）A.45钢B.Q235C.65MnD.20CrMnTi3.带传动中，带的弹性滑动发生在（）A.全部接触弧上B.部分接触弧上C.主动轮接触弧上D.从动轮接触弧上4.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.键和轮毂槽侧面产生过度磨损D.键被弯曲5.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6.滚动轴承中，保持架的作用是（）A.防止滚动体脱落B.使滚动体均匀分布C.减小摩擦和磨损D.提高轴承的承载能力7.蜗杆传动中，蜗杆的头数越少，则（）A.传动效率越高B.自锁性越好C.加工越容易D.承载能力越大8.下列哪种机构不能实现间歇运动（）A.棘轮机构B.槽轮机构C.曲柄摇杆机构D.不完全齿轮机构9.设计V带传动时，选取小带轮基准直径的依据是（）A.带的型号B.带的速度C.传动比D.主动轮转速10.在圆柱齿轮传动中，当齿轮的直径一定时，减小齿轮的模数，增加齿轮的齿数，则可以（）A.提高齿轮的弯曲强度B.提高齿面接触强度C.改善齿轮传动的平稳性D.减小齿轮的塑性变形11.对于受轴向变载荷作用的紧螺栓连接，在限定螺栓总拉力的情况下，提高螺栓疲劳强度的有效措施是（）A.增大螺栓刚度B.减小被连接件刚度C.增大被连接件刚度D.减小螺栓刚度12.下列联轴器中，能补偿两轴相对位移并可缓冲吸振的是（）A.凸缘联轴器B.弹性柱销联轴器C.套筒联轴器D.齿式联轴器13.链传动中，链节数宜采用（）A.奇数B.偶数C.质数D.无所谓14.设计非液体摩擦滑动轴承时，验算压强p和验算滑动速度v的目的是（）A.防止轴瓦过度磨损B.防止轴承发热C.防止轴承胶合D.防止轴瓦塑性变形15.渐开线齿轮传动具有可分性的原因是（）A.两轮中心距可任意变动B.两轮的基圆半径不变C.两轮的分度圆半径不变D.两轮的齿廓曲线相同16.一对标准渐开线圆柱齿轮传动，若中心距增大，则啮合角（）A.增大B.减小C.不变D.不确定17.下列哪种螺纹常用于连接（）A.梯形螺纹B.锯齿形螺纹C.普通螺纹D.矩形螺纹18.齿轮传动中，齿面接触疲劳强度主要取决于（）A.齿宽B.模数C.中心距D.分度圆直径19.设计轴的结构时，应考虑的主要因素之一是（）A.轴的材料B.轴的转速C.轴上零件的定位和固定D.轴的加工工艺20.下列哪种弹簧不属于圆柱螺旋弹簧（）A.压缩弹簧B.拉伸弹簧C.扭转弹簧D.碟形弹簧第II卷（非选择题，共60分）（一）填空题（共10分，每空1分）答题要求：请在横线上填上正确的答案。1.机械设计的一般程序包括______、______、______、______、______等步骤。2.带传动的主要失效形式是______和______。3.齿轮传动的主要失效形式有______、______、______、______等。4.滚动轴承的基本额定寿命是指一批相同型号的轴承在______作用下，______的轴承所能达到的寿命。5.蜗杆传动的失效形式主要有______、______、______等。（二）简答题（共20分，每题5分）答题要求：简要回答问题，语言要简洁明了。1.简述机械设计应满足的基本要求。2.简述带传动中打滑和弹性滑动的区别。3.简述齿轮传动的设计准则。4.简述滚动轴承的选择原则。（三）分析题（共15分）答题要求：根据题目所给条件，进行分析并回答问题。有一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知模数m=4mm，齿数z1=20，z2=40，试计算：1.两齿轮的分度圆直径d1、d2。2.中心距a。3.传动比i。（四）设计题（共15分）答题要求：根据题目要求，进行机械结构设计。设计一单级圆柱齿轮减速器，已知输入功率P1=5kW，输入转速n1=1450r/min，传动比i=3，工作机载荷平稳，每天工作8小时，使用寿命10年，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。3.画出减速器的装配图（只要求画出大致结构，标注主要尺寸）。（五）材料分析题（共20分）答题要求：阅读材料，回答问题。材料：某工厂生产的一批轴，在使用过程中出现部分轴断裂的情况。经分析，轴的材料为45钢，调质处理后硬度为220HBW。轴的结构设计如图所示，轴上安装有齿轮、带轮等零件，轴的受力情况较为复杂。轴的加工工艺包括粗车、半精车、调质、精车等工序。问题：1.请分析轴断裂可能的原因。2.针对轴断裂的问题，提出改进措施。答案：1.A2.B3.B4.B5.B6.B7.B8.C9.D10.C11.D12.B13.B14.A15.B16.A17.C18.D19.C20.D填空题答案：1.计划阶段、方案设计阶段、技术设计阶段、详细设计阶段、改进设计阶段2.打滑、疲劳破坏3.轮齿折断、齿面接触疲劳点蚀、齿面胶合、齿面磨损、齿面塑性变形4.相同条件、90%5.齿面胶合、齿面磨损、轮齿折断简答题答案：1.机械设计应满足的基本要求包括：满足使用功能要求；满足可靠性要求；满足经济性要求；满足安全性要求；满足操作性要求；满足环保性要求等。2.打滑是指带与带轮间发生显著的相对滑动，是一种失效形式；弹性滑动是由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的微量滑动，是不可避免的。3.软齿面闭式齿轮传动的设计准则是按齿面接触疲劳强度设计，按齿根弯曲疲劳强度校核；硬齿面闭式齿轮传动的设计准则是按齿根弯曲疲劳强度设计，按齿面接触疲劳强度校核；开式齿轮传动的设计准则是按齿根弯曲疲劳强度设计，并考虑磨损的影响将模数适当增大。4.滚动轴承的选择原则包括：根据轴承的工作条件，如载荷大小、方向、性质，转速等选择合适的类型；根据轴承的承载能力选择合适的尺寸；考虑经济性，在满足使用要求的前提下，尽量选择价格较低的轴承；考虑安装和拆卸的方便性等。分析题答案：1.d1=mz1=4×20=80mm，d2=mz2=4×40=160mm2.a=(d1+d2)/2=(80+160)/2=120mm3.i=z2/z1=40/20=2设计题答案：1.小齿轮材料选用45钢，调质处理；大齿轮材料选用45钢，调质处理。2.模数m=4mm，小齿轮齿数z1=20，大齿轮齿数z2=60，分度圆直径d1=80mm，d2=240mm，中心距a=160mm等。