2025年高职（机械制造与自动化）机械设计阶段测试题及答案

2025年高职（机械制造与自动化）机械设计阶段测试题及答案

（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：本大题共20小题，每小题2分，共40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.机械设计中，确定设计方案的首要步骤是（）A.功能分析B.运动分析C.受力分析D.结构设计2.以下哪种材料常用于制造承受重载的机械零件（）A.铝合金B.铸铁C.铜合金D.工程塑料3.在机械设计中，计算载荷是考虑了实际工作中的各种因素后得出的载荷，它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.带传动中，带的弹性滑动会导致（）A.传动效率降低B.带的寿命缩短C.从动轮转速不稳定D.以上都是5.齿轮传动中，影响齿面接触疲劳强度的主要因素是（）A.齿宽B.模数C.中心距D.齿面硬度6.普通平键连接的主要失效形式是（）A.键被剪断B.工作面压溃C.键磨损D.轴毂配合面磨损7.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.一批同型号轴承在相同条件下运转，其中50%的轴承所能达到的寿命8.设计蜗杆传动时，为了提高蜗杆的刚度，应（）A.增大蜗杆直径B.减小蜗杆直径C.增大模数D.减小模数9.以下哪种机构可以实现间歇运动（）A.曲柄摇杆机构B.双曲柄机构C.凸轮机构D.齿轮机构10.机械设计中，可靠性设计主要考虑的是（）A.零件的强度B.零件的刚度C.零件的寿命D.产品在规定条件和规定时间内完成规定功能的能力答案：1.A2.B3.A4.D5.C6.B7.C8.A9.C10.D11.在进行轴的结构设计时，应考虑的因素不包括（）A.轴上零件的定位和固定B.轴的加工工艺性C.轴的材料选择D.轴的受力情况12.对于受轴向变载荷作用的紧螺栓连接，在计算螺栓的拉伸强度时，应考虑（）A.工作载荷B.预紧力C.残余预紧力D.以上都是13.链传动中，链节数宜取（）A.奇数B.偶数C.质数D.无所谓14.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.先进行刚度计算，再进行强度计算15.以下哪种联轴器属于弹性联轴器（）A.凸缘联轴器B.套筒联轴器C.弹性柱销联轴器D.十字滑块联轴器16.带传动中，小带轮包角一般要求不小于（）A.120°B.150°C.180°D.200°17.齿轮传动中，齿侧间隙的作用是（）A.储存润滑油B.补偿热变形C.防止齿轮卡死D.以上都是18.设计滑动轴承时，若宽径比B/d过大，会导致（）A.轴承散热不良B.轴颈磨损加剧C.轴承承载能力下降D.润滑油消耗增加19.以下哪种弹簧属于圆柱螺旋弹簧（）A.汽车板簧B.气门弹簧C.蜗卷弹簧D.碟形弹簧20.在机械设计中，优化设计的目的是（）A.提高产品性能B.降低成本C.缩短设计周期D.以上都是答案：11.C12.D13.B14.B15.C16.B17.D18.C19.B20.D第II卷（非选择题共60分）一、填空题（共10分）答题要求：本大题共5小题，每小题空2分，共10分。请将正确答案填在题中的横线上。1.机械设计的一般程序包括计划阶段、______、技术设计阶段和______。2.零件的失效形式主要有断裂、______、______和腐蚀失效等。3.带传动的主要类型有平带传动、V带传动、______和______。4.齿轮传动的主要失效形式有齿面接触疲劳失效、______、齿面胶合、______和齿侧间隙过大等。5.轴的结构设计应满足的基本要求有：轴和轴上零件要有准确的工作位置；轴上零件应便于______和______；轴应具有良好的制造工艺性等。二、简答题（共20分）答题要求：本大题共4小题（文科类3小题），每小题5分，共20分。简要回答问题。1.简述机械设计中计算载荷的确定方法。2.说明带传动中打滑和弹性滑动的区别。3.简述齿轮传动的设计准则。4.简述轴的结构设计应考虑的主要因素。三、分析题（共10分）答题要求：本大题共1小题，10分。根据所给条件进行分析解答。在一减速传动装置中，有一对标准直齿圆柱齿轮传动（正常齿制），已知小齿轮的齿数z1=20，模数m=4mm，传动比i=3。试求：（1）大齿轮齿数z2；（2）计算齿轮传动的中心距a；（3）若小齿轮的齿宽b1=50mm，试确定大齿轮的齿宽b2。四、设计题（共15分）答题要求：本大题共1小题，15分。根据以下设计要求进行设计。设计一单级圆柱齿轮减速器，已知输入功率P1=5kW，输入转速n1=1450r/min，传动比i=3，工作机载荷平稳，单向转动，两班制工作，预期使用寿命为10年。五、综合题（共5分）答题要求：本大题共1小题，5分。结合机械设计的相关知识，谈谈如何提高机械产品的可靠性。答案：一、填空题1.方案设计阶段、设计计算和改进设计阶段2.表面疲劳磨损、塑性变形3.圆带传动、同步带传动4.齿根弯曲疲劳折断、齿面磨损5.装拆、调整二、简答题1.计算载荷是在名义载荷的基础上，考虑实际工作中的各种因素后得出的载荷。确定方法是将名义载荷乘以载荷系数，载荷系数包括工作情况系数、动载系数、齿间载荷分配系数和齿向载荷分布系数等，通过查相关手册确定这些系数的值，进而得到计算载荷。2.打滑是指带与带轮间发生显著的相对滑动，是一种失效形式，会使传动效率急剧降低，带磨损加剧；弹性滑动是由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的微量滑动，是不可避免的，会导致从动轮转速低于主动轮转速，引起传动比不准确。3.对于闭式软齿面齿轮传动，按齿面接触疲劳强度设计，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，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。4.轴的结构设计应考虑轴上零件的定位和固定，包括轴向定位和周向定位；轴上零件应便于装拆和调整；轴应具有良好的制造工艺性，如合理的直径变化、避免应力集中、便于加工和装配等；同时还要考虑轴的受力情况，使轴受力合理，减少变形。三、分析题（1）由传动比公式i=z2/z1，可得z2=i×z1=3×20=60。（2）中心距a=m(z1+z2)/2=4×(20+60)/2=160mm。（3）为了防止大齿轮因齿宽过大而发生载荷集中，通常取b2=b1-5=45mm。四、设计题1.确定齿轮类型：选用渐开线圆柱齿轮。2.计算齿轮的主要参数：-根据传动比计算大齿轮齿数z2=i×z1=3×z1（假设初选z1）。-由强度条件计算模数m，通过公式计算。-计算中心距a=m(z1+z2)/2。3.确定齿轮材料及热处理：根据工作要求选择合适的材料并进行热处理。4.计算齿轮的几何尺寸：包括齿顶圆、齿根圆等。5.进行轴的设计：根据受力情况确定轴的直径、结构等。6.选择轴承：根据轴的受力和转速选择合适的轴承。7.设计键连接：确定键的类型和尺寸。8.绘制减速器装配图和零件图。9.进行必要的校核计算，如强度校核等。五、综合题提高机械产品的可靠性可以从以