2025年大学三年级（机械设计制造及其自动化）机械设计试题及答案.doc

2025年大学三年级（机械设计制造及其自动化）机械设计试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题，共40分）
（总共8题，每题5分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填写在括号内）
1. 机械设计中，确定零件材料的首要依据是（ ）
A. 零件的工作条件 B. 材料的工艺性 C. 材料的经济性 D. 材料的力学性能
2. 带传动中，带的弹性滑动发生在（ ）
A. 全部接触弧上 B. 带绕上主动轮的接触弧上 C. 带绕上从动轮的接触弧上 D. 带离开主动轮的接触弧上
3. 普通平键连接的主要失效形式是（ ）
A. 键被剪断 B. 工作面被压溃 C. 键被弯曲 D. 轮毂被剪断
4. 齿轮传动中，齿面接触疲劳强度主要取决于（ ）
A. 齿宽 B. 模数 C. 中心距 D. 齿面硬度
5. 一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知传动比i=3，主动轮转速n1=1500r/min，中心距a=200mm，模数m=4mm，则从动轮转速n2和齿数z1、z2分别为（ ）
A. n2=500r/min，z1=20，z2=60 B. n2=500r/min，z1=30，z2=90 C. n2=4500r/min，z1=20，z2=60 D. n2=4500r/min，z1=30，z2=90
6. 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
7. 蜗杆传动中，蜗杆的头数z1增加，则传动效率（ ）
A. 提高 B. 降低 C. 不变 D. 不一定
8. 设计V带传动时，选取小带轮基准直径d1≥dmin，其主要目的是（ ）
A. 增大带轮的包角 B. 提高带的弯曲应力 C. 增大带与带轮间的摩擦力 D. 保证带和带轮接触面间有足够的摩擦力

第II卷（非选择题，共60分）
9. （10分）简述机械设计的一般过程。
10. （10分）带传动的打滑和弹性滑动有何区别？
11. （10分）简述齿轮传动的设计准则。
12. （15分）阅读以下材料：某机床的主轴部件，要求有较高的转速和精度，承受一定的径向力和轴向力。现设计该主轴部件，采用滚动轴承支承。
问题：请选择合适的滚动轴承类型，并说明理由。
13. （15分）阅读以下材料：某减速器中，高速轴与低速轴转速分别为n1=1450r/min，n2=300r/min，传递功率P=5kW，两轴平行，中心距a=300mm。
问题：设计该减速器中的齿轮传动，确定齿轮的模数、齿数、分度圆直径、齿宽等参数。

答案：
1. A
2. B
3. B
4. C
5. A
6. C
7. A
8. D
9. 机械设计的一般过程包括：明确设计任务，进行总体设计，确定零件的类型和结构，计算和确定零件的基本尺寸，进行结构设计，校核计算，绘制零件工作图，编写设计计算说明书。
10. 打滑是由于过载引起的带与带轮间的全面滑动，会使传动失效；弹性滑动是由于带的弹性变形引起的带与带轮间的局部滑动，是不可避免的，但会影响传动比的准确性。
11. 齿轮传动的设计准则：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；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；开式齿轮传动按齿根弯曲疲劳强度设计，并适当增大模数。
12. 可选用角接触球轴承。理由：角接触球轴承能同时承受径向力和轴向力，适用于转速较高、承受一定轴向力的场合，符合该主轴部件的工作要求。
13. 首先根据传动比确定齿数比，进而确定齿数。根据传递功率和转速计算转矩，再根据齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度公式计算模数。分度圆直径等于模数乘以齿数，齿宽可根据经验公式确定。具体计算过程如下：传动比i=n1/n2=1450/300≈4.83。设小齿轮齿数z1=20，则大齿轮齿数z2=iz1=4.83×20≈97。计算转矩T1=9550P/n1=9550×5/1450≈32.93N·m。根据齿面接触疲劳强度公式计算模数m≥[2.32×(T1/[σH])^(2/3)/(u+1)^(1/3)]^(3/5)，根据齿根弯曲疲劳强度公式计算模数m≥[1.62×(T1/[σF])^(2/3)/(u+1)^(1/3)]^(3/5)，取较大值作为模数。分度圆直径d1=mz1，d2=mz2。齿宽b=(0.9~1.4)d1，取合适的值。