2025年高职机械设计基础（零件设计原理）试题及答案

2025年高职机械设计基础（零件设计原理）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：本卷共20小题，每题2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.机械设计中，零件的主要失效形式不包括以下哪种？（）A.断裂B.磨损C.过量变形D.效率低下2.以下哪种材料不适用于制造承受冲击载荷的零件？（）A.45钢B.65MnC.HT200D.Q3453.零件的工作能力是指零件在一定工作条件下抵抗失效的能力，以下关于工作能力的说法错误的是（）A.包括强度、刚度、耐磨性等方面B.与材料选择无关C.设计时需满足工作能力要求D.工作能力不足会导致零件失效4.在计算零件的疲劳强度时，应力循环特性r的取值范围是（）A.-1≤r≤1B.0≤r≤1C.-1≤r≤0D.r≥15.带传动中，带的弹性滑动会导致（）A.传动效率降低B.带的寿命延长C.传动比准确D.带轮磨损减小6.一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，若中心距增大，则（）A.传动比增大B.重合度增大C.齿侧间隙增大D.齿面接触强度降低7.以下哪种键连接主要用于传递轴向力？（）A.平键B.半圆键C.楔键D.花键8.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.任意一个轴承所能达到的寿命9.下列关于轴的结构设计的说法，错误的是（）A.应便于轴上零件的装拆B.应保证轴有足够的强度和刚度C.轴的结构应尽量复杂，以增加其稳定性D.应考虑轴上零件的定位和固定10.蜗杆传动中，蜗杆的头数z1增加，则（）A.传动效率降低B.蜗杆的刚度增大C.传动比增大D.蜗杆的强度降低11.设计圆柱齿轮传动时，通常使小齿轮的齿宽b1比大齿轮的齿宽b2大一些，其目的是（）A.使小齿轮的齿面接触强度更高B.便于安装，保证两齿轮的接触宽度C.提高小齿轮的弯曲强度D.提高传动效率12.带传动中，带的紧边拉力F1与松边拉力F2的关系为（）A.F1=F2B.F1>F2C.F1<F2D.无法确定13.链传动中，链节数一般应取为（）A.奇数B.偶数C.质数D.无所谓14.普通平键连接的主要失效形式是（）A.键被剪断B.键被压溃C.工作面的磨损D.键的弯曲变形15.滚动轴承的基本额定动载荷C是指（）A.轴承所能承受的最大载荷B.轴承在正常工作条件下所能承受的最大载荷C.一批同型号轴承，在相同条件下运转，其中90%的轴承所能承受的载荷D.任意一个轴承所能承受的载荷16.轴的材料选择时，主要考虑的因素不包括（）A.强度B.刚度C.经济性D.美观性17.蜗杆传动中，蜗轮的螺旋角β2与蜗杆的螺旋角β1的关系是（）A.β2=β1B.β2>β1C.β2<β1D.没有关系18.一对齿轮传动，若主动轮转速n1=1000r/min，齿数z1=20，从动轮齿数z2=40，则从动轮转速n2为（）A.500r/minB.1000r/minC.2000r/minD.4000r/min19.带传动中，带速v的取值范围一般为（）A.5-25m/sB.1-5m/sC.25-50m/sD.50-100m/s20.链传动中，链节距p增大，则（）A.链的承载能力降低B.链传动的平稳性提高C.链传动的效率降低D.链的磨损减小第II卷（非选择题，共60分）一、填空题（每题2分，共10分）1.零件的强度计算方法有______和______两种。2.带传动的打滑现象首先发生在______带轮上。3.渐开线齿轮的正确啮合条件是______和______。4.滚动轴承的代号由______、______和______三部分组成。5.轴上零件的轴向固定方法有______、______、______等。二、判断题（每题2分，共10分）1.零件的工作能力只与零件的材料有关，与结构设计无关。（）2.带传动中，带的预紧力越大，传动能力越强，所以预紧力越大越好。（）3.一对渐开线齿轮传动，其中心距的变化不会影响传动比的大小。（）4.滚动轴承的寿命与所受载荷的大小无关。（）5.轴的结构设计应尽量使轴上零件的定位准确、固定可靠，便于装拆。（）三、简答题（每题10分，共20分）1.简述带传动的工作原理及特点。2.简述齿轮传动的设计准则。四、分析计算题（每题10分，共20分）材料：有一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知z1=20，z2=50，m=4mm，小齿轮的齿宽b1=80mm，大齿轮的齿宽b2=75mm，传递功率P=5kW，小齿轮转速n1=1450r/min。问题：计算这对齿轮传动的主要参数，并判断其接触强度和弯曲强度是否满足要求。（许用接触应力[σH]=500MPa，许用弯曲应力[σF1]=400MPa，[σF2]=350MPa）材料：有一蜗杆传动，已知蜗杆头数z1=2，蜗轮齿数z2=40，模数m=8mm，蜗杆分度圆直径d1=80mm，蜗轮分度圆直径d2=320mm，传递功率P=10kW，蜗杆转速n1=1450r/min。问题：计算蜗杆传动的主要参数，并求其传动效率。（蜗杆传动效率计算公式：η=tanγ/tan(γ+ρv)，其中γ为蜗杆螺旋升角，ρv为当量摩擦角，当量摩擦角可查相关手册，当z1=2时，γ=14.04°，ρv=3.5°）五、设计题（共10分）设计一单级圆柱齿轮减速器，已知输入功率P=7.5kW，输入转速n1=1450r/min，传动比i=3，工作机载荷平稳，每天工作8小时，要求使用寿命10年，试确定齿轮的主要参数和材料，并画出减速器的装配图草图。答案：第I卷选择题答案：1.D2.C3.B4.A5.A6.C7.C8.C9.C10.D11.B12.B13.B14.C15.C16.D17.A18.A19.A20.C第II卷填空题答案：1.静强度计算、疲劳强度计算2.小3.两轮模数相等、两轮分度圆上的压力角相等4.前置代号、基本代号、后置代号5.轴肩、套筒、圆螺母第II卷判断题答案：1.×2.×3.√4.×5.√第II卷简答题答案：1.带传动工作原理：依靠带与带轮之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等优点，但传动效率较低，带的寿命较短，存在弹性滑动等。2.齿轮传动的设计准则：对于闭式软齿面齿轮传动，按齿面接触疲劳强度设计，校核齿根弯曲疲劳强度；对于闭式硬齿面齿轮传动，按齿根弯曲疲劳强度设计，校核齿面接触疲劳强度；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。第II卷分析计算题答案：1.主要参数：分度圆直径d1=mz1=80mm，d2=mz2=200mm；中心距a=(d1+d2)/2=140mm；齿宽b=80mm。计算接触应力σH=450MPa<[σH]=500MPa，接触强度满足要求；计算弯曲应力σF1=300MPa<[σF1]=400MPa，σF2=250MPa<[σF2]=350MPa，