2025年大学大二（机电一体化技术）机械设计综合测试题

2025年大学大二（机电一体化技术）机械设计综合测试题

（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题后的括号内。1.以下哪种材料通常不用于机械设计中的结构件？（）A.碳钢B.铝合金C.陶瓷D.不锈钢2.在机械设计中，计算轴的强度时，通常需要考虑的载荷类型不包括（）A.静载荷B.交变载荷C.冲击载荷D.热载荷3.对于齿轮传动，当中心距一定时，增大模数，齿轮的承载能力（）A.提高B.降低C.不变D.先提高后降低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50%的轴承所能达到的寿命D.一批轴承中90%的轴承所能达到的寿命5.以下关于联轴器的说法，错误的是（）A.联轴器用于连接两轴，使其一同旋转并传递转矩B.刚性联轴器能补偿两轴的相对位移C.弹性联轴器具有缓冲、减振作用D.安全联轴器在过载时能自动断开6.在设计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.计算功率7.渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于（）A.分度圆B.齿顶圆C.基圆D.齿根圆8.机械设计中，当设计要求结构紧凑时，优先选用的传动方式是（）A.带传动B.链传动C.齿轮传动D.蜗杆传动9.对于受轴向变载荷作用的紧螺栓连接，在计算螺栓的疲劳强度时，其应力幅σa的计算公式为（）（其中F0为预紧力，F为工作拉力，C为螺栓的相对刚度）A.σa=(F0+F)/AB.σa=(F0-F)/AC.σa=(F0+2F)/AD.σa=(F0-2F)/A10.在设计圆柱齿轮减速器时，确定齿轮宽度系数φd的主要依据是（）A.齿轮的模数B.齿轮的齿数C.齿轮的材料D.载荷性质第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，每空2分。请将答案填写在题中的横线上。1.机械设计应满足的基本要求有______要求、可靠性要求、经济性要求和操作使用要求。2.带传动的打滑现象首先发生在______带轮上。3.轴上零件的周向固定方法有键连接、花键连接、______和过盈配合等。4.齿轮传动的失效形式主要有轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、______和齿面胶合等。5.滚动轴承的主要失效形式有疲劳点蚀、磨损、______和保持架损坏等。三、简答题（共20分）答题要求：本大题共4小题，每小题5分。简要回答问题。1.简述机械设计的一般过程。2.说明带传动中弹性滑动和打滑的区别。3.简述轴的结构设计应考虑的主要因素。4.简述选择滚动轴承类型时应考虑的主要因素。四、分析计算题（共25分）答题要求：本大题共2小题，第1小题10分，第2小题15分。解答应写出必要的文字说明、计算步骤和答案。1.已知一标准直齿圆柱齿轮传动，模数m=4mm，齿数z1=20，z2=50，求两齿轮的分度圆直径d1、d2，中心距a，齿顶圆直径da1、da2，齿根圆直径df1、df2。2.有一螺栓连接，已知螺栓材料为Q235，预紧力F0=1000N，工作拉力F=500N，螺栓小径d1=10mm，螺栓的相对刚度C=0.2。试计算螺栓所受的总拉力F2，并判断该螺栓连接是否安全可靠（已知螺栓的许用拉应力[σ]=120MPa）。五、设计题（共15分）答题要求：本大题共1小题。根据题目要求进行设计。设计一单级圆柱齿轮减速器，已知电动机功率P=5kW，转速n1=1440r/min，传动比i=3，工作机转速n2=480r/min，载荷平稳，单向运转。要求确定齿轮的材料、模数、齿数、分度圆直径、齿宽等参数，并画出减速器的装配草图（只画出齿轮、轴、轴承、箱体等主要零件的大致位置和连接关系）。答案：一、选择题1.C2.D3.A4.D5.B6.D7.C8.C9.B10.D二、填空题1.功能2.小3.销连接4.齿面塑性变形5.塑性变形三、简答题1.机械设计的一般过程包括：明确设计任务，进行总体设计，技术设计，详细设计，试制、试验、改进，定型设计。2.弹性滑动是由于带的弹性变形而引起的带与带轮之间的相对滑动，是不可避免的；打滑是由于过载引起的带与带轮之间的全面滑动，会使带传动失效，是应该避免的。3.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，轴的受力情况，轴的加工工艺性，轴的装配工艺性等。4.选择滚动轴承类型时应考虑的主要因素有：载荷的大小、方向和性质，转速，调心性能要求，安装和拆卸要求等。四、分析计算题1.d1=mz1=4×20=80mm，d2=mz2=4×50=200mm，a=(d1+d2)/2=(80+200)/2=140mm，da1=d1+2ham=80+2×1×4=88mm，da2=d2+2ham=200+2×1×4=208mm，df1=d1-2(ha+c)m=80-2×(1+0.25)×4=70mm，df2=d2-2(ha+c)m=2Q-2×(1+0.25)×4=190mm。2.F2=F0+2C(F-F0)=1000+2×0.2×(500-1000)=800N，σ=4F2/(πd1²)=4×800/(π×10²)≈10.19MPa＜[σ]=