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，请将正确答案的序号填在括号内。1.机械零件设计时，计算载荷与名义载荷的关系是（）A.计算载荷大于名义载荷B.计算载荷小于名义载荷C.计算载荷等于名义载荷D.不确定2.在机械零件的强度计算中，引入安全系数的目的是（）A.提高零件的强度B.考虑各种不确定因素对零件强度的影响C.降低零件的成本D.简化计算过程3.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条件下，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.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.带的紧边与松边拉力不等D.带的弹性变形6.在链传动中，当主动链轮匀速转动时，链速是（）A.恒定不变的B.按正弦规律变化的C.按余弦规律变化的D.呈周期性变化的7.齿轮传动中，齿面接触疲劳磨损是（）齿轮传动的主要失效形式。A.高速重载B.高速轻载C.低速重载D.低速轻载8.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9.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.一批同型号的轴承，在相同条件下运转，其中90%的轴承所能达到的寿命D.一批同型号的轴承，在相同条件下运转，其中50%的轴承所能达到的寿命10.联轴器和离合器的主要作用是（）A.连接两轴，使其一同旋转并传递转矩B.补偿两轴的不同心度或热膨胀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（每空2分，共20分）答题要求：请在横线上填写正确答案。1.机械零件设计应满足的基本要求有______、______、______、______和经济性要求。2.螺纹连接防松的根本问题在于______。3.带传动的打滑首先发生在______带轮上。4.链传动的主要参数有______、______、______等。5.齿轮传动的设计准则是：对于闭式软齿面齿轮传动，应按______设计，按______校核；对于闭式硬齿面齿轮传动，应按______设计，按______校核。三、简答题（每题10分，共20分）答题要求：简要回答问题，条理清晰。1.简述轴的结构设计应考虑的主要因素。2.简述滚动轴承的主要失效形式及相应的计算准则。四、分析计算题（每题15分，共30分）答题要求：根据题目所给条件，进行详细的分析和计算，并写出计算过程和结果。1.已知一普通螺栓连接，承受轴向静拉力F=20kN，螺栓材料为Q235，许用拉应力[σ]=120MPa。试计算螺栓小径d1。2.有一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知主动轮转速n1=1450r/min，从动轮转速n2=580r/min，模数m=4mm，中心距a=400mm。试求两齿轮的齿数z1、z2及分度圆直径d1、d2。五、设计题（20分）答题要求：根据给定的条件和要求，完成机械零件的设计。设计一单级圆柱齿轮减速器中的低速轴。已知条件如下：1.传递功率P=5kW。2.转速n=300r/min。3.单向转动，载荷有轻微冲击。4.轴上安装有键槽、联轴器和滚动轴承。要求：1.确定轴的材料。2.计算轴的最小直径。3.进行轴的结构设计，画出轴的结构草图，并标注主要尺寸。4.对轴进行受力分析，画出受力图。5.计算轴的弯矩、扭矩，并进行强度计算。答案：第I卷1.A2.B3.D4.B5.C6.D7.A8.B9.C10.A第II卷二、1.强度要求、刚度要求、耐磨性要求、振动稳定性要求2.防止螺纹副相对转动3.小4.链节距、链轮齿数、中心距5.齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度、齿面接触疲劳强度三、1.轴的结构设计应考虑的主要因素有：轴上零件的定位与固定、轴的加工与装配工艺性、轴的受力合理性、轴的结构工艺性等。2.滚动轴承的主要失效形式有：疲劳点蚀、塑性变形、磨损、胶合等。相应的计算准则为：对于一般转速的轴承，主要进行疲劳寿命计算；对于转速极低或间歇工作的轴承，主要进行静强度计算；对于高速轴承，还需考虑发热、振动等问题。四、1.由螺栓连接的强度计算公式：σ=4F/（πd1²）≤[σ]，可得d1≥√（4F/（π[σ]））。代入数据计算得d1≥√（4×20000/（3.14×120））≈14.6mm，取标准小径d1=16mm。2.由传动比i=n1/n2=z2/z1，可得z2/z1=1450/580=2.5。又由中心距a=m（z1+z2）/2，可得400=4（z1+z2）/2，即z1+z2=200。联立解得z1=57，z2=143。则分度圆直径d1=mz1=4×57=228mm，d2=mz2=4×143=