2025年大学机械设计制造及其自动化（机械设计）试题及答案

2025年大学机械设计制造及其自动化（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30分）答题要求：本卷共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。1.机械设计中，确定传动方案时不需要考虑的因素是（）A.工作机的载荷特性B.原动机的类型C.传动效率D.机器的外观颜色2.带传动中，小带轮包角一般要求不小于（）A.120°B.150°C.180°D.210°3.链传动中，链条的节数宜采用（）A.奇数B.偶数C.质数D.无所谓4.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5.一对标准安装的渐开线圆柱齿轮传动，其中心距等于（）A.两齿轮分度圆半径之和B.两齿轮齿顶圆半径之和C.两齿轮基圆半径之和D.两齿轮齿根圆半径之和6.蜗杆传动中，蜗杆的头数一般不超过（）A.2B.4C.6D.87.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.位于轴的中间D.无所谓8.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.所有轴承所能达到的寿命9.联轴器和离合器的主要区别是（）A.联轴器只能在停机时实现两轴的结合或分离，离合器可在工作中随时实现两轴的结合或分离B.联轴器可在工作中随时实现两轴的结合或分离，离合器只能在停机时实现两轴的结合或分离C.联轴器和离合器都只能在停机时实现两轴的结合或分离D.联轴器和离合器都可在工作中随时实现两轴的结合或分离10.设计减速器中的轴，其一般设计步骤为（）A.先进行结构设计，再进行强度计算B.先进行强度计算，再进行结构设计C.结构设计和强度计算同时进行D.无所谓先后顺序第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，每小题2分。请在横线上填上正确答案。1.机械设计的一般程序包括计划阶段、______、技术设计阶段和______。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______、______、齿面胶合、齿面磨损和齿侧间隙过大等。4.轴按承载情况可分为______、______和______。5.滚动轴承的类型代号由______数字表示。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.简述机械设计的基本原则。2.带传动中，为什么要限制小带轮的最小基准直径？3.简述渐开线齿轮的特点。4.简述轴的结构设计应考虑的因素。四、分析计算题（共20分）答题要求：本大题共2小题，每小题10分。请详细解答问题，写出计算过程和答案。1.已知一普通V带传动，主动轮基准直径d1=100mm，转速n1=1450r/min，从动轮基准直径d2=300mm，带与带轮之间的摩擦系数f=0.15，包角α1=150°。试求该带传动所能传递的最大有效拉力Fmax。2.一对标准安装的渐开线圆柱齿轮传动，模数m=4mm，齿数z1=20，z2=40。试求两齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径以及中心距。五、设计题（共20分）答题要求：本大题共1小题。请根据题目要求进行设计。设计一单级圆柱齿轮减速器，用于带式输送机，已知电动机功率P=5.5kW，转速n1=1440r/min，工作机转速n2=600r/min，载荷平稳。要求确定齿轮传动的主要参数，画出减速器的装配草图，并标注主要尺寸。答案：一、选择题1.D2.A3.B4.C5.A6.C7.A8.A9.A10.B二、填空题1.方案设计阶段、样机试制及鉴定阶段2.打滑、疲劳破坏3.轮齿折断、齿面接触疲劳点蚀4.转轴、心轴、传动轴5.阿拉伯三、简答题1.机械设计的基本原则包括满足使用要求、可靠性、经济性、安全性、工艺性、标准化和系列化等。2.限制小带轮最小基准直径是为了保证带中弯曲应力不超过许用值，防止带因过度弯曲而产生疲劳破坏，延长带的使用寿命。3.渐开线齿轮的特点有：传动比恒定；齿廓之间为线接触，承载能力高；具有可分性；制造安装方便等。4.轴的结构设计应考虑的因素有：轴上零件的定位和固定；轴的受力情况；轴的加工和装配工艺性；轴的外形等。四、分析计算题1.计算过程：由公式Fmax=500fv（2.5-），v=πd1n1/1000=π×100×1450/1000=455.53m/min，代入可得Fmax=500×0.15×455.53（2.5-）≈1613.4N。2.分度圆直径：d1=mz1=4×20=80mm，d2=mz2=4×40=160mm；齿顶圆直径：da1=d1+2ha=80+2×4=88mm，da2=d2+2ha=160+2×4=168mm；齿根圆直径：df1=d1-2hf=80-2×4.5=71mm，df2=d2-2hf=160-2×4.5=151mm；中心距：a=（d1+d2）/2=（80+160）/2=120mm。五、设计题1.确定齿轮传动主要参数：根据传动比i=n1/n2=