2025年大学大三（机械设计）研究能力测试卷.doc

2025年大学大三（机械设计）研究能力测试卷

（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10小题，每小题4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。

1. 机械设计中，确定传动比的主要依据是（ ）
A. 功率大小
B. 转速高低
C. 工作机所需的转速与动力
D. 效率要求

2. 以下哪种材料常用于制造承受冲击载荷的机械零件（ ）
A. 45钢
B. HT200
C. QT400-18
D. 20CrMnTi

3. 在带传动中，带的弹性滑动（ ）
A. 在小带轮上发生
B. 在大带轮上发生
C. 小带轮和大带轮上都会发生
D. 不会发生

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. 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

6. 设计键连接时，键的截面尺寸通常根据（ ）来选择
A. 传递转矩的大小
B. 轮毂的长度
C. 轴的直径
D. 键的材料

7. 下列哪种联轴器属于刚性联轴器（ ）
A. 弹性柱销联轴器
B. 凸缘联轴器
C. 万向联轴器
D. 梅花形弹性联轴器

8. 机械设计中，计算当量摩擦系数时，考虑的因素是（ ）
A. 材料硬度
B. 表面粗糙度
C. 润滑情况和运动状态
D. 载荷大小

9. 对于受轴向变载荷作用的紧螺栓连接，在限定螺栓总拉力的情况下，提高螺栓疲劳强度的有效措施是（ ）
A. 增大螺栓刚度
B. 减小被连接件刚度
C. 增大被连接件刚度
D. 减小螺栓刚度

10. 在设计圆柱齿轮传动时，通常使小齿轮齿宽略大于大齿轮齿宽，其目的是（ ）
A. 提高小齿轮齿面接触强度
B. 补偿安装误差，保证全齿宽接触
C提高小齿轮齿根弯曲强度
D. 减小载荷分布不均

第 II 卷（非选择题 共60分）
答题要求：本大题共5小题，共60分。请根据题目要求，在相应位置作答。

11. （10分）简述机械设计的一般过程。

12. （12分）分析链传动的多边形效应及其对链传动的影响。

13. （12分）已知一圆柱齿轮减速器，高速轴转速n1 = 1450r/min，低速轴转速n2 = 145r/min，传递功率P = 5kW，工作机载荷平稳。试确定该减速器的传动比，并选择合适的传动类型。

14. （13分）阅读以下材料：
在某机械产品设计中，需要设计一个轴来支撑两个齿轮。轴上的齿轮传递较大的转矩，且工作时可能会受到冲击载荷。轴的材料选用45钢，经调质处理。设计要求轴具有较高的强度和较好的韧性。
问题：请根据上述材料，设计该轴的结构，并说明设计依据。

15. （13分）阅读以下材料：
某工厂要设计一台带式输送机的传动装置，已知电动机功率P = 7.5kW，转速n1 = 1440r/min，工作机转速n2 = 600r/min，工作机载荷平稳。
问题：请你设计该传动装置的总体方案，包括选择合适的传动类型、确定各级传动比，并说明选择依据。

答案：
1. C
2. D
3. C
4. C
5. C
6. C
7. B
8. C
9. D
10. B
11. 机械设计一般过程：明确设计任务，分析工作要求和条件；确定工作原理，选择合适的机构和传动；进行运动和动力计算，确定各部分尺寸；选择材料并进行强度、刚度计算；绘制零件图和装配图；进行技术经济分析，优化设计方案。
12. 链传动的多边形效应是由于链条围绕链轮运动时呈多边形，导致链速和链节的瞬时速度不断变化。影响：使链传动产生动载荷，引起振动和噪声，降低传动效率，加剧链条和链轮的磨损，限制链传动的高速性能。
13. 传动比i = n1/n2 = 1450/145 = 10。可选择带传动和齿轮传动组合。带传动用于高速级，可缓冲吸振，保护其他零件；齿轮传动用于低速级，可传递较大转矩。
14. 轴结构设计：采用阶梯轴，便于安装齿轮和轴承。轴肩定位齿轮和轴承，保证轴向定位准确。轴上开键槽用于安装键传递转矩。依据：45钢调质处理后有一定强度和韧性，满足轴的工作要求。阶梯轴便于零件安装，轴肩定位可靠，键连接能有效传递转矩。
15. 总体方案：选择V带传动和圆柱齿轮传动组合。V带传动用于高速级，可缓冲吸振，过载时打滑保护电机。传动比分配：V带传动i1 = 主动轮转速/从动轮转速 = 1440/600 = 2.4；齿轮传动i2 = 10/2.4≈4.17。依据：V带传动适用于高速、中小功率、有振动冲击的场合；齿轮传动适用于传递较大转矩、要求传动比准确的场合。通过合理分配传动比，使各传动部分工作在较合适的工况。