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2025年高职机械设计制造及其自动化（机械零件设计）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：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共10题，每题3分)
1. 以下哪种机械零件的设计准则主要考虑材料的疲劳强度？（ ）
A. 静强度准则
B. 疲劳强度准则
C. 刚度准则
D. 耐磨性准则
2. 在机械零件设计中，计算当量弯矩时，需考虑应力的循环特性，当应力循环特性r=-1时，表示（ ）。
A. 对称循环变应力
B. 脉动循环变应力
C. 静应力
D. 非对称循环变应力
3. 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条件下，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
4. 普通平键连接工作时，键的主要失效形式为（ ）。
A. 键受剪切破坏
B. 键侧面受挤压破坏
C. 剪切和挤压同时破坏
D. 磨损
5. 带传动中，带的弹性滑动发生的原因是（ ）。
A. 带与带轮之间的摩擦系数较小
B. 带绕过带轮时有离心力
C. 带的紧边与松边拉力不等
D. 带的弹性变形
6. 在圆柱齿轮传动中，若中心距保持不变，而减小模数并增加齿数，则（ ）。
A. 重合度减小
B. 重合度增大
C. 重合度不变
D. 重合度的变化不确定
7. 一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，已知齿数z1=20，z2=40，模数m=5mm，则两齿轮的分度圆直径分别为（ ）。
A. d1=100mm，d2=200mm
B. d1=50mm，d2=100mm
C. d1=200mm，d2=400mm
D. d1=100mm，d2=150mm
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. 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
9. 在设计轴的结构时，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. 轴的外观形状
10. 对于高速重载的滑动轴承，宜选用的润滑方式是（ ）。
A. 油杯润滑
B. 滴油润滑
C. 油环润滑
D. 压力润滑

第II卷（非选择题，共70分）

二、填空题（每空2分，共20分）
答题要求：请在横线上填写正确答案。
1. 机械零件设计的基本要求包括______、______、______、______和经济性。
2. 计算紧螺栓连接的拉伸强度时，考虑到螺栓和被连接件的变形协调，应将螺栓所受的总拉力增加______%。
3. 带传动的打滑现象首先发生在______带轮上。
4. 渐开线齿轮的啮合特性包括______、______和______。
5. 滚动轴承的游隙分为______游隙和______游隙。

三、简答题（每题10分，共20分）
答题要求：简要回答问题，要有必要的文字说明。
1. 简述机械零件设计中强度计算的一般步骤。
2. 说明带传动中弹性滑动和打滑的区别及对带传动的影响。

四、分析计算题（每题15分，共30分）
答题要求：根据题目所给条件，进行详细的分析和计算，并写出计算过程和答案。
1. 已知一普通平键连接，轴径d=50mm，键的尺寸为b×h×L=16×10×100mm，传递的转矩T=1000N·m，键的许用挤压应力[σp]=100MPa，试校核键的强度。(材料为45钢，正火处理)
2. 有一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知中心距a=180mm，传动比i=2，模数m=5mm，试求两齿轮的齿数、分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径。

五、综合设计题（20分）
答题要求：根据给定的设计要求，进行机械零件的综合设计，包括结构设计、参数计算等，并画出简单的结构示意图。
设计一用于传递动力的普通V带传动。已知：传递功率P=5kW，主动轮转速n1=1450r/min，从动轮转速n2=500r/min，两班制工作，工作时有轻微振动。要求确定V带的型号、长度、根数，以及带轮的基准直径，并画出带传动的结构示意图。

答案：
一、选择题
1. B
2. A
3. D
4. B
5. C
6. B
7. A
8. C
9. D
10. D

二、填空题
1. 工作能力要求、可靠性要求、经济性要求、工艺性要求
2. 30
3. 小
4. 瞬时传动比恒定、中心距可分性、啮合角不变
5. 原始径向、工作

三、简答题
1. 强度计算一般步骤：确定零件的计算简图，分析作用在零件上的载荷情况；确定零件的应力种类，计算应力大小；确定零件的许用应力；根据强度准则进行计算，判断零件是否满足强度要求。若不满足，则调整设计参数重新计算。
2..弹性滑动是由于带的弹性变形和紧边与松边拉力差引起的，是不可避免的，会使传动比不准确，降低传动效率。打滑是由于过载引起的，会使带磨损加剧，甚至失效，应避免。

四、分析计算题
1. 计算键所受的挤压应力：由转矩公式T=9550P/n，可算出轴传递转矩时键所受的挤压应力。代入数据计算得挤压应力小于许用挤压应力，键强度足够。
2. 由中心距公式和传动比公式联立求解可得齿数，进而求出分度圆直径等。z1=24，z2=48，d1=120mm，d2=240mm，da1=130mm，da2=250mm，df1=112.5mm，df2=232.5mm。

五、综合设计题
根据给定条件，通过计算和选型确定V带型号为A型，带长约1605mm，根数为3根，主动轮基准直径100mm，从动轮基准直径290mm。结构示意图：画出两带轮，中间布置V带，标注相关尺寸。