2025年高职机械设计与制造（机械设计制造应用）试题及答案

2025年高职机械设计与制造（机械设计制造应用）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：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共20题，每题2分，每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内)1.机械设计中，确定零件材料的首要依据是（）A.工艺性B.经济性C.力学性能D.物理性能2.以下哪种传动方式能实现无级变速（）A.带传动B.链传动C.齿轮传动D.蜗杆传动3.在机械设计中，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4.轴的结构设计中，键槽的位置应尽量（）A.靠近轴端B.远离轴端C.位于轴的中部D.随意布置5.滚动轴承的基本额定寿命是指（）A.一批轴承中90%的轴承所能达到的寿命B.一批轴承中50%的轴承所能达到的寿命C.一个轴承所能达到的寿命D.不确定6.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.轴被剪断7.带传动中，带的张紧力（）A.越大越好B.越小越好C.适中为宜D.无要求8.渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于（）A.分度圆B.基圆C.齿顶圆D.齿根圆9.蜗杆传动中，蜗杆的头数越少，则（）A.传动效率越高B.传动比越大C.自锁性越差D.加工越容易10.联轴器和离合器的主要作用是（）A.连接两轴，传递运动和转矩B.补偿两轴的偏移C.缓冲吸振D.安全保护11.下列哪种材料常用于制造轴（）A.45钢B.HT200C.Q235D.1Cr18Ni9Ti12.齿轮传动的重合度越大，则（）A.承载能力越强B.传动效率越高C.振动和噪声越小D.以上都对13.滚动轴承内圈与轴颈的配合采用（）A.基孔制B.基轴制C.非基准制D.不确定14.带传动工作时，带中的应力不包括（）A.拉应力B.弯曲应力C.离心应力D.扭转应力15.在设计圆柱齿轮传动时，通常使小齿轮的齿宽比大齿轮宽一些，其目的是（）A.使小齿轮的承载能力提高B.使两齿轮的承载能力接近C.便于安装，保证接触精度D.避免沿齿宽方向载荷分布不均16.蜗杆传动中，蜗轮的螺旋角β2与蜗杆的螺旋升角γ1的关系是（）A.β2=γ1B.β2>γ1C.β2<γ1D.不确定17.下列哪种联轴器能补偿两轴的综合位移（）A.凸缘联轴器B.弹性套柱销联轴器C.齿式联轴器D.万向联轴器18.轴上零件的周向固定方法不包括（）A.键连接B.销连接C.过盈配合D.套筒19.滚动轴承的游隙（）A.越大越好B.越小越好C.适中为宜D.无要求20.普通V带传动中，带的型号是根据（）来选取的。A.传递功率和小带轮转速B.传递功率和大带轮转速C.带的线速度D.带的紧边拉力第II卷（非选择题，共60分）二、填空题（每题2分，共10分）1.机械设计的一般程序包括______、______、______、______、______。2.轴的结构设计应满足______、______、______、______等要求。3.带传动的打滑是指______，其本质是______。4.齿轮传动的失效形式主要有______、______、______、______、______等。5.滚动轴承的基本额定动载荷是指______。三、简答题（每题5分，共20分）1.简述机械设计中计算载荷的确定方法。2.简述带传动的工作原理及特点。3.简述渐开线齿轮的啮合特性。4.简述滚动轴承的安装和拆卸要点。四、分析计算题（每题10分，共20分）1.有一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知模数m=4mm，小齿轮齿数z1=20，大齿轮齿数z2=60，试计算：（1）齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径；（2）中心距a。2.某带式输送机采用普通V带传动，传递功率P=7.5kW，小带轮转速n1=1450r/min，试选择V带的型号、基准长度和带的根数。已知工作情况系数KA=1.1，单根V带的基本额定功率P0=1.32kW，单根V带的基本额定功率增量ΔP0=0.17kW，带长修正系数KL=0.99，包角修正系数Kα=0.96。五、设计题（10分）设计一单级圆柱齿轮减速器，已知电动机功率P=5.5kW，转速n1=1440r/min，传动比i=3.5，工作机转速n2=410r/min，单向运转，载荷平稳，每天工作8小时，每年工作300天，预期寿命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（只要求画出大致结构，标注主要尺寸）。答案1.C2.A3.A4.B5.A6.B7.C8.B9.B10.A11.A12.D13.A14.D15.D16.A17.C18.D19.C20.A二、填空题答案1.产品规划、方案设计、技术设计、详细设计、改进设计2.便于安装、定位准确、固定可靠、受力合理3.带与带轮间发生显著的相对滑动现象；带传动的有效拉力超过了带与带轮间的摩擦力4.轮齿折断、齿面接触疲劳点蚀、齿面磨损、齿面胶合、塑性变形5.滚动轴承在基本额定寿命L10=106转时所能承受的载荷三、简答题答案1.计算载荷等于名义载荷乘以载荷系数。载荷系数考虑了机器工作时的动力特性和工作条件等因素，如工作机的类型、工作情况、启动与制动情况等。通过查相关手册确定载荷系数的值，进而得到计算载荷，用于后续的强度计算等。2.带传动工作原理：依靠带与带轮间的摩擦力传递运动和动力。特点：具有结构简单、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、能适应两轴中心距较大的传动等优点，但传动效率较低、带的寿命较短、存在弹性滑动等。3.渐开线齿轮的啮合特性：（1）能保证恒定的传动比；（2）中心距具有可分性，即中心距略有变化时，传动比不变；（3）啮合角不变，有利于提高齿轮传动的平稳性；（4）齿廓间正压力方向不变，有利于提高齿面接触强度。4.安装要点：安装前要清洗轴承及相关零件，检查尺寸和精度；安装时要保证轴和轴承座的同轴度，避免歪斜和卡住；采用合适的安装工具，避免损伤轴承。拆卸要点：拆卸力要作用在轴承内圈或外圈上，避免损伤轴颈和轴承座；对于过盈配合的轴承，可采用加热或液压拆卸等方法。四、分析计算题答案1.（1）小齿轮分度圆直径d1=mz1=4×20=80mm；齿顶圆直径da1=d1+2ha=80+2×4=88mm；齿根圆直径df1=d1-2hf=80-2×1.25×4=70mm。大齿轮分度圆直径d2=mz2=4×60=240mm；齿顶圆直径da2=d2+2ha=240+2×4=248mm；齿根圆直径df2=d2-2hf=240-2×1.25×4=230mm。（2）中心距a=(d1+d2)/2=(80+240)/2=160mm。2.计算单根V带的基本额定功率P0'=P0+ΔP0=1.32+0.17=1.49kW。计算所需V带的根数z=KA×P/(P0'×Kα×KL)=1.1×7.5/(1.49×0.96×0.99)≈6根。根据计算结果，选取V带型号为A型，通过计算带轮直径等确定基准长度，选取基准长度时要满足计算值且符合标准系列。五、设计题答案（1）齿轮材料：小齿轮选用45钢，调质处理，硬度217-255HBS；大齿轮选用45钢，正火处理，硬度162-217HBS。精度等级：7级。（2）计算齿轮主要参数：由传动比i=3.5，取小齿轮齿数z1=