2025年大学第四学年（机械工程）机械综合设计试题及答案

2025年大学第四学年（机械工程）机械综合设计试题及答案

（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：本卷共6小题，每题5分。在每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.以下哪种机械传动方式能够实现较大的传动比且结构紧凑？（）A.带传动B.链传动C.齿轮传动D.蜗杆传动2.在设计圆柱齿轮传动时，若中心距保持不变，增大模数m，则（）。A.重合度增大，齿面接触应力增大B.重合度减小，齿面接触应力减小C.重合度增大，齿面接触应力减小D.重合度减小，齿面接触应力增大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Cb，减小被连接件刚度CmB.减小Cb，增大CmC.增大Cb和CmD.减小Cb和Cm4.下列哪种联轴器属于刚性联轴器？（）A.弹性柱销联轴器B.滑块联轴器C.凸缘联轴器D.万向联轴器5.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.在额定工况和额定动载荷作用下，轴承所能达到的寿命C.在额定工况和额定静载荷作用下，轴承所能达到的寿命D.在额定工况和额定动载荷作用下，90%轴承所能达到的寿命6.设计V带传动时，选取小带轮基准直径d1≥dmin，其主要目的是（）。A.增大带轮包角B.减小带中的弯曲应力C.增大带与带轮间的摩擦力D.保证带和带轮接触面间有足够的摩擦力第II卷（非选择题共70分）答题要求：请根据题目要求，在答题区域内作答，解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。7.（10分）简述齿轮传动的设计准则。8.（15分）在设计机械零件时，如何考虑零件的可靠性？9.（15分）分析链传动的多边形效应及其对链传动的影响。材料：某机械传动系统中采用链传动，已知链节距p=19.05mm，小链轮齿数z1=21，大链轮齿数z2=57，主动链轮转速n1=1450r/min。10.（20分）计算该链传动的平均链速v、传动比i，并分析链传动的运动不均匀性。11.（20分）材料：有一减速器中的齿轮传动，已知传递功率P=7.5kW，小齿轮转速n1=1450r/min，传动比i=4，单向传动，载荷有中等冲击。小齿轮材料为45钢调质处理，硬度为240HBS；大齿轮材料为45钢正火处理，硬度为190HBS。试设计该齿轮传动。答案1.D2.C3.B4.C5.D6.B7.对于闭式软齿面齿轮传动，按齿面接触疲劳强度设计，再按齿根弯曲疲劳强度校核；对于闭式硬齿面齿轮传动，按齿根弯曲疲劳强度设计，再按齿面接触疲劳强度校核；对于开式齿轮传动，按齿根弯曲疲劳强度设计，并适当增大模数以考虑磨损的影响。8.考虑零件材料的可靠性，选用质量可靠的材料；进行精确的力学分析和计算，合理确定零件的尺寸和形状；考虑工作环境对零件性能的影响，采取相应的防护措施；对重要零件进行可靠性试验和验证，确保其满足设计要求。9.链传动的多边形效应是由于链绕在链轮上形成正多边形所产生的。其影响主要有：使链传动的瞬时链速和瞬时传动比不断变化；产生动载荷，引起振动和噪声；增加链和链轮的磨损。10.平均链速v=z1pn1/60×1000=21×19.05×1450/60×1000≈12.5m/s；传动比i=z2/z1=57/21≈2.71。链传动的运动不均匀性会导致链节和链轮齿的冲击，降低传动效率和寿命。11.（1）确定齿轮的材料性能：小齿轮[σH]1=560MPa，[σF]1=300MPa；大齿轮[σH]2=530MPa，[σF]=260MPa。（2）按齿面接触疲劳强度设计：计算中心距a，初选模数m，确定齿数z1、z