湖北工业大学《工厂设计概论》2024-2025学年第一学期期末试卷.doc

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湖北工业大学《工厂设计概论》2024-2025学年第一学期期末试卷
题号
一
二
三
四
总分
得分

批阅人

一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20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、某机械零件采用锻造工艺制造，已知毛坯的直径为 100mm，锻造比为 2，请问锻造后的零件直径大约为多少？（ ）
A. 141mm
B. 158mm
C. 173mm
D. 200mm

2、对于一个需要频繁正反转且启动转矩较大的机械系统，应选用的电机是（ ）
A. 直流电机 B. 交流异步电机 C. 交流同步电机 D. 以上都不是

3、在机械传动中，齿轮齿条传动可以将旋转运动转换为直线运动。若齿轮的转速为 n，齿数为 z，模数为 m，则齿条的移动速度为：（ ）
A. πmnz B. mnz C. πmn D. mn

4、某一轴类零件，其毛坯为圆棒料，为了提高材料利用率，应选择哪种锻造方法？（ ）
A. 自由锻 B. 模锻 C. 胎膜锻 D. 精密锻造

5、在机械系统的精度设计中，以下哪种方法可以有效地分配各组成部分的精度？（ ）
A. 等精度法 B. 等公差法 C. 随机分配法 D. 按经济精度分配法

6、在机械设计中，要设计一个承受较大轴向载荷的滚动轴承，若要求轴承具有较高的旋转精度和较小的摩擦力矩，以下哪种类型的轴承较为合适？（ ）
A. 深沟球轴承
B. 圆柱滚子轴承
C. 角接触球轴承
D. 圆锥滚子轴承

7、在机械零件的疲劳强度计算中，已知材料的疲劳极限为 300MPa，应力集中系数为 2，尺寸系数为 0.8，表面质量系数为 0.9，工作应力为 200MPa，请问该零件是否会发生疲劳破坏？（ ）
A. 会
B. 不会
C. 无法确定
D. 以上都不对

8、机械设计中，联轴器和离合器都是用于连接两轴的装置。以下关于联轴器和离合器的说法中，错误的是？（ ）
A. 联轴器在机器运转过程中不能分离两轴，离合器可以随时分离两轴
B. 刚性联轴器不能补偿两轴的相对位移，弹性联轴器可以
C. 离合器的类型有牙嵌式、摩擦式和电磁式等
D. 联轴器和离合器的选择主要根据传递的扭矩大小来确定

9、在一个机械传动系统中，已知带传动的效率为 0.9 ，齿轮传动的效率为 0.95 ，则整个传动系统的效率约为多少？（ ）
A. 0.85 B. 0.86 C. 0.87 D. 0.88

10、在机械制造中，为了提高零件表面的硬度和耐磨性，常采用的热处理方法是？（ ）
A. 正火 B. 淬火 C. 回火 D. 退火

11、对于一个渐开线标准直齿圆柱齿轮，已知齿数为 20，模数为 4mm，压力角为 20°，请问该齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径分别是多少？（ ）
A. 80mm，88mm，70mm
B. 80mm，88mm，75mm
C. 80mm，90mm，70mm
D. 80mm，90mm，75mm

12、某一平面连杆机构，若要使其成为曲柄摇杆机构，其最短杆与最长杆长度之和应（ ）
A. 大于其余两杆长度之和
B. 小于其余两杆长度之和
C. 等于其余两杆长度之和
D. 以上都不对

13、某机械零件在工作时承受静载荷，其材料的屈服强度为 300MPa ，安全系数取 1.5 ，则该零件所能承受的最大静载荷约为多少？（ ）
A. 200MPa B. 450MPa C. 600MPa D. 900MPa

14、一个带传动系统，主动轮直径 D1 = 200 mm，从动轮直径 D2 = 800 mm，若主动轮转速 n1 = 1000 r/min，从动轮转速 n2 约为多少？（ ）
A. 250 r/min
B. 300 r/min
C. 350 r/min
D. 400 r/min

15、对于一个精密的机械部件，为了保证其加工精度，应选择哪种加工机床？（ ）
A. 普通机床 B. 数控机床 C. 加工中心 D. 精密机床

16、在机械设计中，需要选择合适的滚动轴承。某轴承受径向载荷 5kN，轴向载荷 2kN，转速为 1000r/min，工作温度不超过 100℃，要求有较高的旋转精度，以下哪种类型的轴承较为合适？（ ）
A. 深沟球轴承
B. 角接触球轴承
C. 圆柱滚子轴承
D. 圆锥滚子轴承

17、某机械系统采用气动传动，已知工作压力为 0.6MPa，气缸的内径为 100mm，活塞的行程为 200mm，请问气缸的输出力大约为多少？（ ）
A. 4710N
B. 5886N
C. 7068N
D. 9420N

18、某一机械结构需要进行焊接工艺，若要求焊接接头质量高，应选择哪种焊接电源？（ ）
A. 交流电源 B. 直流电源 C. 脉冲电源 D. 以上都可以

19、一个标准渐开线直齿圆锥齿轮，已知小端模数 m = 4 mm，齿数 z = 25，分度圆锥角δ = 45°，其齿顶圆直径 da 约为多少？（ ）
A. 100 mm B. 110 mm C. 120 mm D. 130 mm

20、对于一个需要传递较大扭矩的传动轴，在结构设计上应采取哪些措施来提高其扭转强度？（ ）
A. 增加轴的直径 B. 减小轴的长度 C. 采用空心轴 D. 以上都是

二、简答题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）论述在机械设计中的自润滑设计，如何选择自润滑材料和设计自润滑结构，减少机械系统对外部润滑的依赖。

2、（本题5分）论述在机械制造中的快速成型技术中，如 3D 打印，其工作原理和特点是什么？以及在机械制造中的应用前景和局限性？

3、（本题5分）在机械设计中，说明弹性联轴器的特点和补偿原理，举例说明如何选择弹性联轴器来补偿轴系的位移。

4、（本题5分）详细论述在机械传动系统中，无级变速传动的原理和实现方式，如液力耦合器、无级变速器等，以及其在机械工程中的应用优势和局限性。

5、（本题5分）论述在机械制造中的绿色制造工艺，如干式切削、少无切削加工等，分析其对环境的影响和在可持续发展中的作用。

三、分析题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）机械设计中的强度计算是确保零件安全的重要步骤。分析强度计算的方法和要点，并举例说明如何进行强度计算。

2、（本题5分）在机械制造中的热加工工艺（如锻造、焊接、热处理等）中，材料的性能会发生变化。请分析这些工艺对材料组织和性能的影响，以及如何根据零件的要求选择合适的热加工工艺和参数。

3、（本题5分）在一个自动化生产线上，一台工业机器人的运动轨迹出现偏差，导致生产次品率增加。请从机器人的机械结构、控制系统、编程误差等角度分析原因，并提出校正和优化的方案。

4、（本题5分）机械结构的可靠性对于设备的正常运行至关重要。分析影响机械结构可靠性的因素有哪些？并探讨提高机械结构可靠性的方法。

5、（本题5分）某数控机床的控制系统在运行中出现了频繁的故障报警。请综合分析可能的原因，如硬件故障、软件漏洞、电磁干扰、操作失误等，并提出解决措施。

四、绘图题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）根据提供的设计数据，绘制一个加工中心的换刀机构装配图，包括刀库、机械手、驱动部件等，并标注相关尺寸和技术要求。

2、（本题10分）根据给定的参数，绘制一个连杆的零件图，标注尺寸、公差、粗糙度及大头孔和小头孔尺寸。

3、（本题10分）按照给定的工作要求和结构特点，绘制一个螺旋机构的运动简图，标注螺旋的导程、螺距和运动方向。

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