2025年高职机械制造与自动化（机械设计专题）试题及答案

2025年高职机械制造与自动化（机械设计专题）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，每小题2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.以下哪种机械设计方法侧重于考虑产品的功能实现和性能优化？（）A.经验设计法B.理论设计法C.模型设计法D.创新设计法2.在机械设计中，确定传动比时需要考虑多个因素，其中不包括（）A.工作机所需的转速B.动力机的转速C.传动效率D.零件的材料成本3.机械零件的强度计算中，静应力下的强度计算主要依据（）A.最大应力B.平均应力C.最小应力D.应力幅4.对于受轴向变载荷作用的紧螺栓连接，在计算螺栓的总拉力时，需要考虑的因素不包括（）A.预紧力B.工作拉力C.螺栓的刚度D.被连接件的刚度5.带传动中，小带轮的包角一般要求不小于（）A.120°B.150°C.180°D.210°6.在链传动中，链条的节数宜采用（）A.奇数B.偶数C.质数D.无所谓7.齿轮传动中，齿面接触疲劳强度主要取决于（）A.齿轮的模数B.齿宽C.中心距D.齿面接触应力8.蜗杆传动中，蜗杆的头数增加，传动效率（）A.提高B.降低C.不变D.不确定9.轴的结构设计中，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10.滑动轴承的润滑方式主要根据（）来选择。A.轴颈的转速B.轴承的直径C.载荷大小D.以上都是11.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.单个轴承所能达到的寿命D.不确定12.在机械设计中，计算载荷是考虑了（）等因素后得出的载荷。A.工作载荷的大小B.工作载荷的性质C.载荷的变化规律D.以上都是13.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.带轮的转速C.传动比D.以上都不是14.联轴器和离合器的主要作用是（）A.连接两轴，传递运动和转矩B.补偿两轴的偏移C.缓冲吸振D.安全保护15.下列哪种联轴器属于刚性联轴器？（）A.弹性套柱销联轴器B.齿式联轴器C.凸缘联轴器D.万向联轴器16.机械设计中，可靠性设计主要考虑的是（）A.产品的功能可靠性B.产品的结构可靠性C.产品的制造可靠性D.以上都是17.在设计机械零件时，选择材料的主要依据不包括（）A.零件的使用要求B.材料的工艺性能C.材料的经济性D.材料的外观颜色18.对于形状复杂的零件，宜采用的毛坯制造方法是（）A.铸造B.锻造C.焊接D.冲压19.机械制造工艺过程中，工序是指（）A.一个工人在一台机床上对一个工件所连续完成的那部分工艺过程B.一组工人在一台机床上对一个工件所连续完成的那部分工艺过程C.一个工人在多台机床上对多个工件所连续完成的那部分工艺过程D.一组工人在多台机床上对多个工件所连续完成的那部分工艺过程20.机械加工精度包括（）A.尺寸精度B.形状精度C.位置精度D.以上都是第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2分。请在横线上填写正确答案。1.机械设计应满足的基本要求有______、______、______、______和造型美观等。2.带传动的主要失效形式有______和______。3.齿轮传动的主要失效形式有______、______、______、齿面胶合和齿面塑性变形等。4.轴的结构设计应满足的要求有______、______、______和便于加工等。5.滚动轴承的基本额定动载荷是指______。（二）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.说明带传动中打滑和弹性滑动的区别。3.简述齿轮传动的设计准则。4.轴上零件的周向固定方法有哪些？（三）分析题（共15分）答题要求：本大题共1小题，15分。根据所给条件进行分析解答。有一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知主动轮转速n1=1450r/min，从动轮转速n2=580r/min，模数m=4mm，压力角α=20°，齿宽b=50mm。试计算：1.传动比i；2.两齿轮的分度圆直径d1、d2；3.中心距a。（四）材料分析题（共10分）答题要求：阅读以下材料，回答问题。材料：在机械制造中，经常会遇到一些零件需要承受交变载荷的作用。例如汽车发动机的曲轴，它在工作过程中，不断地受到周期性变化的气体压力、惯性力等的作用。为了保证曲轴的可靠性和使用寿命，在设计时需要考虑很多因素。问题：1.对于承受交变载荷的零件，在材料选择上应考虑哪些因素？（5分）2.针对曲轴的工作特点，简述提高其疲劳强度的措施。（5分）（五）设计题（共5分）答题要求：本大题共1小题，5分。根据要求进行设计。设计一个用于传递动力的带传动，已知主动轮转速n1=1000r/min，从动轮转速n2=300r/min，传递功率P=5kW，工作条件平稳。要求确定带的型号、小带轮基准直径d1、大带轮基准直径d2、中心距a等参数。答案：1.B2.D3.A4.C5.B6.B7.D8.A9.C10.D11.A12.D13.B14.A15.C16.D17.D18.A19.A20.D填空题答案：1.功能要求、可靠性要求、经济性要求、安全性要求2.打滑、疲劳破坏3.轮齿折断、齿面接触疲劳点蚀、齿面磨损4.轴上零件定位准确、固定可靠、便于装拆5.一批相同型号的滚动轴承，在同一条件下运转，其中90%的轴承在发生疲劳点蚀前所能达到的总转数或工作小时数简答题答案：1.机械设计的一般过程包括：明确设计任务与要求；总体设计；技术设计；详细设计；改进设计。2.打滑是指带与带轮间发生显著的相对滑动，传动能力丧失；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。3.软齿面闭式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；硬齿面闭式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；开式齿轮传动按齿根弯曲疲劳强度设计，并考虑磨损的影响将模数适当增大。4.轴上零件的周向固定方法有：键连接、花键连接、销连接、过盈配合连接等。分析题答案：1.传动比i=n1/n2=1450/580=2.52.分度圆直径d1=mz1，d2=mz2，由i=z2/z1=2.5，可得z2=2.5z1，又d1=mz1=4z1，d2=4z2=4×2.5z1=10z1，根据传动比关系可算出z1=20，z2=50，则d1=4×20=80mm，d2=4×50=200mm3.中心距a=(d1+d2)/2=(80+200)/2=140mm材料分析题答案：1.对于承受交变载荷的零件，材料选择应考虑高的疲劳强度、良好的韧性、足够的强度和硬度等。2.提高曲轴疲劳强度的措施有：合理设计曲轴的结构形状，避免应力集中；采用合适的热处理工艺提高材料的疲劳强度；进行表面强化处理，如喷丸、滚压等；保证加工质量，减少表面缺陷。设计题答案：1.计算传动比i=n1/n2=1000/300≈3.332.根据计算功率Pca=KAP=1×