北京化工大学《机械制造技术》2021-2022学年第一学期期末试卷

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2021-2022学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______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、在机械设计中，对于一个受轴向载荷较大的紧螺栓连接，螺栓所受的总拉力等于什么？（）A.预紧力B.工作拉力C.预紧力加上工作拉力D.预紧力减去工作拉力2、在一个机械传动系统中，需要将高速旋转的输入轴的转速降低并增大扭矩输出。以下哪种传动方式最适合？（）A.带传动B.链传动C.齿轮传动D.蜗杆传动3、某轴承受纯径向载荷，工作转速较高，要求运转平稳，无噪声。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.滚针轴承D.调心球轴承4、某机械系统中的滚动轴承，已知其内径为80mm，宽度系列代号为0，直径系列代号为3，其代号为多少？（）A.6316B.6308C.6216D.62085、机械制造工艺中，工艺规程是指导生产的重要文件。以下关于工艺规程的说法中，错误的是？（）A.工艺规程包括零件的加工工艺过程、各工序的加工内容、加工设备和工艺参数等B.制定工艺规程应根据零件的结构特点、技术要求、生产批量和生产条件等因素综合考虑C.工艺规程一旦制定，就不能更改，必须严格按照规程进行生产D.工艺规程的合理性直接影响零件的加工质量、生产效率和生产成本6、在机械制造中，金属切削加工是重要的加工方法之一。以下关于切削力的说法中，错误的是？（）A.切削力主要由三个分力组成，即主切削力、背向力和进给力B.切削力随着切削深度、进给量和切削速度的增大而增大C.减小刀具前角可以降低切削力D.切削力的大小直接影响加工精度和表面质量7、在机械制造中，切削加工时会产生切削力。已知车削一个直径为80mm的轴，切削深度为4mm，进给量为0.2mm/r，切削速度为120m/min，主切削力系数为1000，请问主切削力约为多少？（）A.5000NB.6000NC.7000ND.8000N8、一个标准渐开线直齿圆柱齿轮，已知其齿数z=30，齿顶圆直径da=100mm，其模数m约为多少？（）A.2mmB.3mmC.4mmD.5mm9、在一个铣床加工过程中，要加工一个平面，刀具直径为100mm，切削速度为100m/min，每齿进给量为0.1mm，齿数为8，主轴转速为318r/min，那么工作台的进给速度是多少？（）A.254.6mm/minB.301.4mm/minC.353.6mm/minD.401.8mm/min10、某机械零件需要进行表面淬火处理，以下哪种表面淬火方法加热速度最快？（）A.感应淬火B.火焰淬火C.激光淬火D.电接触淬火11、在机械设计中，滚动轴承的寿命计算主要考虑疲劳点蚀失效。若工作条件不变，将轴承的额定动载荷增加一倍，其寿命将变为原来的：（）A.一倍B.两倍C.八倍D.十倍12、在机械系统的动力学分析中，转动惯量是一个重要的参数。对于一个形状复杂的物体，其转动惯量的计算通常采用：（）A.理论公式计算B.实验测量C.有限元分析D.以上方法均可13、在机械制图中，已知物体的主视图和左视图，请问其俯视图可能是以下哪种形状？（）A.正方形B.长方形C.圆形D.椭圆形14、在机械设计中，轴的结构设计应便于轴上零件的定位和固定。轴肩高度通常应：（）A.大于滚动轴承内圈的高度B.小于滚动轴承内圈的高度C.等于滚动轴承内圈的高度D.以上都不对15、机械制造工艺中，毛坯的选择对零件的加工质量和成本有重要影响。以下关于毛坯选择的说法中，错误的是？（）A.铸件适用于形状复杂、尺寸较大的零件B.锻件的力学性能好，适用于承受重载的零件C.型材的加工余量小，生产效率高，适用于大批量生产的零件D.焊接件的成本低，适用于任何形状和尺寸的零件16、对于一个闭式齿轮传动系统，为了防止齿面胶合，可采取以下哪种措施？（）A.选用抗胶合能力强的润滑油B.降低齿面硬度C.减小模数D.增大中心距17、某机械加工车间要加工一批零件，材料为45钢，硬度要求为HRC40-45，以下哪种热处理工艺最合适？（）A.正火B.退火C.淬火+高温回火D.淬火+低温回火18、一个直齿圆锥齿轮，已知大端模数m=5mm，齿数z=30，分度圆锥角δ=30°，其齿顶高ha为多少？（）A.4mmB.5mmC.6mmD.7mm19、对于一个平面连杆机构，已知各杆长度分别为60mm、80mm、100mm、120mm，若以60mm的杆为机架，请问该机构属于哪种类型？（）A.双曲柄机构B.曲柄摇杆机构C.双摇杆机构D.无法确定20、在机械加工中，对于一个具有较高位置精度要求的孔系加工，以下哪种机床较为合适？（）A.普通车床B.铣床C.钻床D.加工中心二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）阐述机械加工中工艺系统刚度的概念和影响因素，举例说明如何提高工艺系统的刚度。2、（本题5分）说明在机械设计中，滚动轴承的润滑方式和密封装置的选择原则，并举例说明常见的润滑方式和密封装置。3、（本题5分）详细阐述机械零件的强度计算方法，包括静强度计算和疲劳强度计算，举例说明如何进行轴的强度校核。4、（本题5分）详细阐述机械设计中的机械结构的优化设计中的拓扑优化方法，包括拓扑优化的数学模型、求解算法和应用实例，并说明拓扑优化在轻量化设计中的作用。5、（本题5分）解释在机械设计中，花键连接的特点和类型。花键连接与平键连接相比有何优势？三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）机械系统的故障预测是提前发现故障并采取措施的重要方法。请分析故障预测的技术和方法，并举例说明其在实际中的应用。2、（本题5分）材料的选择在机械设计中非常重要。请分析不同材料（如金属材料、非金属材料、复合材料等）的特性，并说明在机械工程中如何根据具体需求选择合适的材料。3、（本题5分）在机械结构设计中，需要考虑零件的疲劳强度。请分析疲劳破坏的特征、影响疲劳强度的因素，并阐述在设计中如何通过合理的结构设计和工艺措施来提高零件的疲劳寿命。4、（本题5分）机械工程中的可持续发展要求在设计和制造过程中考虑环境因素。请分析机械工程中可持续发展的策略和方法，并结合实例说明。试题一：在机械加工过程中，刀具的磨损是一个不可避免的问题。请分析刀具磨损的主要原因，并提出减少刀具磨损的措施。分析：刀具磨损主要原因包括机械摩擦、热磨损和化学磨损等。减少刀具磨损措施可从合理选择刀具材料、优化切削参数、使用切削液等方面考虑。试题二：齿轮传动是机械工程中常用的传动方式之一。请分析齿轮传动的优点和缺点，并说明在什么情况下适合采用齿轮传动。分析：齿轮传动优点有传动比准确、效率高、结构紧凑等；缺点有制造和安装精度要求高、噪声较大等。适合在要求精确传动比、大功率传动的场合。试题三：带传动在机械系统中也有广泛应用。请分析带传动的工作原理，以及其在使用过程中可能出现的问题及解决方法。分析：带传动通过摩擦力传递动力。可能出现打滑、传动比不准确等问题。可通过选择合适的带型、张紧装置等解决。试题四：在机械设计中，轴的设计至关重要。请分析轴的主要类型和特点，并阐述在不同工况下如何选择合适的轴。分析：轴有转轴、心轴、传动轴等类型。转轴既承受弯矩又承受扭矩；心轴只承受弯矩；传动轴只传递扭矩。根据载荷、转速等选择合适轴。试题五：螺纹连接是常见的机械连接方式。请分析螺纹连接的类型和特点，并讨论其在实际应用中的优缺点。分析：螺纹连接有螺栓连接、双头螺柱连接等。优点是连接可靠、装拆方便；缺点是在振动环境下可能松动。试题六：滚动轴承在机械系统中起着重要作用。请分析滚动轴承的主要类型和特点，并说明如何进行滚动轴承的选型。分析：滚动轴承有球轴承、滚子轴承等。特点是摩擦小、启动灵敏。选型需考虑载荷、转速、安装尺寸等因素。试题七：机械系统中的润滑对于减少摩擦和磨损至关重要。请分析不同润滑方式的特点和适用范围，并说明如何选择合适的润滑方式。分析：润滑方式有油润滑、脂润滑等。油润滑适用于高速、重载场合；脂润滑适用于低速、密封性要求高场合。试题八：在机械制造过程中，焊接是一种常用的连接方法。请分析常见的焊接方法及其特点，并讨论焊接质量的影响因素。分析：常见焊接方法有电弧焊、气焊等。特点各异。焊接质量受焊接材料、工艺参数、操作技术等影响。试题九：机械系统的精度对于产品质量至关重要。请分析影响机械系统精度的因素，并提出提高精度的措施。分析：影响因素有制造误差、装配误差等。提高精度可从提高加工精度、优化装配工艺等方面入手。试题十：在机械设计中，材料的选择非常重要。请分析不同机械材料的特点和适用范围，并说明如何根据具体要求选择合适的材料。分析：材料有金属材料、非金属材料等。金属材料强度高，非金属材料耐腐蚀等。根据性能要求、成本等选择。试题十一：机械系统中的传动比对于动力传递和运动控制有着重要影响。请分析传动比的计算方法，并讨论如何根据实际需求确定合适的传动比。分析：传动比等于从动轮转速与主动轮转速之比。根据工作要求、电机特性等确定合适传动比。试题十二：在机械加工中，切削力是一个重要的参数。请分析切削力的产生原因和影响因素，并说明如何降低切削力。分析：切削力由切削变形抗力等产生。影响因素有刀具角度、切削用量等。可通过优化刀具、降低切削用量等降低切削力。试题十三：机械系统中的振动会影响系统的性能和寿命。请分析机械振动的产生原因和危害，并提出减少振动的措施。分析：振动原因有不平衡力、激励等。危害有降低精度、损坏零件等。可通过平衡校正、增加阻尼等减少振动。试题十四：在机械设计中，密封装置的作用不可忽视。请分析不同密封方式的特点和适用范围，并说明如何选择合适的密封装置。分析：密封方式有填料密封、机械密封等。适用范围不同。根据工作环境、密封要求等选择。试题十五：机械系统的可靠性对于生产安全和效率至关重要。请分析影响机械系统可靠性的因素，并提出提高可靠性的措施。分析：影响因素有设计缺陷、制造质量等。提高措施包括优化设计、严格质量控制等。试题十六：在机械加工中，刀具的几何参数对加工质量有着重要影响。请分析刀具几何参数的作用，并讨论如何选择合适的刀具几何参数。分析：刀具几何参数如前角、后角等影响切削力、加工表面质量等。根据加工材料、工艺要求选择。试题十七：机械系统中的联轴器用于连接两根轴。请分析不同类型联轴器的特点和适用范围，并说明如何选择合适的联轴器。分析：联轴器有刚性联轴器、弹性联轴器等。根据轴的对中性要求、载荷等选择。试题十八：在机械设计中，强度计算是重要环节。请分析不同强度理论的适用范围，并说明如何进行机械零件的强度计算。分析：强度理论有第一强度理论等。根据零件受力情况选择。强度计算需确定载荷、应力等。试题十九：机械系统中的飞轮可以起到调节速度波动的作用。请分析飞轮的工作原理和设计要点，并讨论其在实际应用中的作用。分析：飞轮利用转动惯量储存能量。设计要点包括确定转动惯量等。作用是减少速度波动。试题二十：在机械加工中，表面质量对零件的性能和寿命有很大影响。请分析影响表面质量的因素，并提出提高表面质量的措施。分析：影响因素有切削参数、刀具等。提高措施可优化切削参数、选用合适刀具等。试题二十一：机械系统中的自动化控制对于提高生产效率和质量至关重要。请分析常见的自动化控制方式及其特点，并讨论在机械系统中如何实现自动化控制。分析：自动化控制方式有PLC控制、数控等。特点不同。通过传感器、控制器等实现自动化。试题二十二：在机械设计中，人机工程学的考虑非常重要。请分析人机工程学在机械设计中的应用，并说明如何设计符合人机工程学的机械产品。分析：应用包括操作舒适性等。设计需考虑人体尺寸、操作习惯等。试题二十三：机械系统中的噪声会对环境和操作人员造成不良影响。请分析机械噪声的产生原因和降低噪声的措施。分析：噪声原因有机械振动等。措施可采用减震、隔音等方法。试题二十四：在机械加工中，夹具的设计对于保证加工精度至关重要。请分析夹具的作用和设计要求，并讨论如何设计高效的夹具。分析：夹具作用是定位夹紧。设计要求有精度高、稳定性好等。从工件特点、加工要求设计夹具。试题二十五：机械系统中的传动系统需要进行合理的布局。请分析传动系统布局的原则和方法，并讨论在实际设计中应注意的问题。分析：布局原则有紧凑、合理等。方法根据传动类型确定。注意传动比分配、空间利用等问题。试题二十六：在机械设计中，安全系数的选择非常重要。请分析安全系数的作用和影响因素，并说明如何合理选择安全系数。分析：安全系数保证零件可靠性。影响因素有载荷不确定性等。根据经验、标准选择合理安全系数。试题二十七：机械系统中的液压传动具有独特的优势。请分析液压传动的工作原理和特点，并讨论其在实际应用中的优缺点。分析：液压传动利用液体压力传递动力。特点有功率大、动作平稳等。优缺点包括易泄漏、维护要求高等。试题二十八：在机械加工中，工艺路线的制定对于保证加工质量和效率至关重要。请分析工艺路线制定的原则和方法，并讨论在实际生产中应如何优化工艺路线。分析：原则有先粗后精等。方法根据零件特点确定。优化可从减少工序、提高设备利用率等方面考虑。试题二十九：机械系统中的气动传动也有广泛应用。请分析气动传动的工作原理和特点，并讨论其与液压传动的区别。分析：气动传动利用气体压力传递动力。特点有速度快、清洁等。与液压传动在工作介质、性能等方面有区别。试题三十：在机械设计中，有限元分析是一种重要的设计工具。请分析有限元分析的基本原理和步骤，并讨论其在机械设计中的应用。分析：有限元分析将连续体离散化求解。步骤包括建模、加载等。应用于强度分析、优化设计等。试题三十一：机械系统中的凸轮机构可以实现特定的运动规律。请分析凸轮机构的类型和特点，并讨论其在实际应用中的设计要点。分析：凸轮机构有盘形凸轮等。特点是能实现复杂运动。设计要点包括确定凸轮轮廓等。试题三十二：在机械加工中，刀具的寿命管理非常重要。请分析刀具寿命的影响因素，并提出合理的刀具寿命管理方法。分析：影响因素有切削用量等。管理方法可通过监测磨损、定时更换等。试题三十三：机械系统中的齿轮泵是一种常用的液压元件。请分析齿轮泵的工作原理和特点，并讨论其在实际应用中的优缺点。分析：齿轮泵利用齿轮啮合原理工作。特点是结构简单。优缺点包括流量脉动大等。试题三十四：在机械设计中，可靠性设计是提高产品质量的重要手段。请分析可靠性设计的方法和步骤，并讨论在实际设计中应如何进行可靠性设计。分析：可靠性设计方法有故障树分析等。步骤包括确定可靠性指标等。从设计、制造等环节考虑可靠性。试题三十五：机械系统中的链传动也有一定的应用。请分析链传动的工作原理和特点，并讨论其与带传动的区别。分析：链传动通过链条传递动力。特点有传动比准确等。与带传动在结构、性能等方面有区别。试题三十六：在机械加工中，电火花加工是一种特种加工方法。请分析电火花加工的原理和特点，并讨论其适用范围。分析：电火花加工利用放电蚀除材料。特点有可加工硬材料等。适用于复杂形状零件加工。试题三十七：机械系统中的蜗杆传动具有独特的性能。请分析蜗杆传动的类型和特点，并讨论其在实际应用中的优缺点。分析：蜗杆传动有圆柱蜗杆等。特点是传动比大。优缺点包括效率低等。试题三十八：在机械设计中，优化设计是提高产品性能的重要途径。请分析优化设计的基本原理和方法，并讨论在实际设计中应如何进行优化设计。分析：优化设计以数学模型求最优解。方法有遗传算法等。从目标函数、约束条件等进行优化。试题三十九：机械系统中的滑动轴承也有广泛应用。请分析滑动轴承的类型和特点，并讨论其在实际应用中的设计要点。分析：滑动轴承有整体式等。特点是承载能力大。设计要点包括确定轴瓦材料等。试题四十：在机械加工中，激光加工是一种先进的加工方法。请分析激光加工的原理和特点，并讨论其适用范围。分析：激光加工利用激光能量加工材料。特点有精度高、速度快等。适用于精密加工等。试题四十一：机械系统中的间歇运动机构可以实现特定的间歇运动。请分析常见的间歇运动机构的类型和特点，并讨论其在实际应用中的设计要点。分析：间歇运动机构有棘轮机构等。特点是实现间歇运动。设计要点包括确定运动参数等。试题四十二：在机械设计中，绿色设计是一种可持续发展的设计理念。请分析绿色设计的内涵和方法，并讨论在实际设计中应如何实现绿色设计。分析：绿色设计考虑环境因素。方法有材料选择等。从产品全生命周期实现绿色设计。试题四十三：机械系统中的机器人技术正在不断发展。请分析机器人在机械制造中的应用和优势，并讨论其未来发展趋势。分析：应用于装配等。优势有精度高、效率高等。未来向智能化、协作化发展。试题四十四：在机械加工中，高速切削技术具有很多优点。请分析高速切削的原理和特点，并讨论其适用范围和发展前景。分析：高速切削利用高转速切削。特点有加工效率高。适用于硬材料加工等。发展前景广阔。试题四十五：机械系统中的精密加工对于一些