机械工程原理与工艺实践题

机械工程原理与工艺实践题姓名_________________________地址_______________________________学号______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------线--------------------------1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和地址名称。2.请仔细阅读各种题目，在规定的位置填写您的答案。一、选择题1.机械设计的基本原理包括：

A.力学原理

B.材料力学原理

C.机械动力学原理

D.以上都是

2.下列哪个机构属于连杆机构？

A.螺旋机构

B.凸轮机构

C.曲柄摇杆机构

D.轮系

3.机械加工中的基准面包括：

A.轴向平面

B.平行平面

C.垂直平面

D.以上都是

4.下列哪个属于金属切削机床？

A.钻床

B.磨床

C.铣床

D.以上都是

5.机械加工中的误差分为：

A.系统误差

B.随机误差

C.偶然误差

D.以上都是

6.下列哪个属于热处理工艺？

A.热处理

B.化学热处理

C.表面处理

D.以上都是

7.机械传动中的齿轮传动包括：

A.直齿轮传动

B.斜齿轮传动

C.人字齿轮传动

D.以上都是

8.下列哪个属于机械加工中的表面粗糙度？

A.Rz

B.Ra

C.Rz

D.以上都是

答案及解题思路：

1.答案：D

解题思路：机械设计的基本原理涵盖了力学、材料力学和机械动力学，因此正确答案是D，即以上都是。

2.答案：C

解题思路：连杆机构是由若干个杆件组成，通过运动传递动力的机构。曲柄摇杆机构是典型的连杆机构，因此选择C。

3.答案：D

解题思路：机械加工中的基准面包括轴向平面、平行平面和垂直平面，它们都是确定零件加工精度的重要依据，因此答案是D。

4.答案：D

解题思路：金属切削机床包括钻床、磨床和铣床等多种类型，它们都是进行金属切削加工的主要设备，因此答案是D。

5.答案：D

解题思路：机械加工中的误差分为系统误差、随机误差和偶然误差，它们是影响加工精度的关键因素，因此答案是D。

6.答案：D

解题思路：热处理工艺包括热处理、化学热处理和表面处理等多种方法，它们都是改善材料功能的重要手段，因此答案是D。

7.答案：D

解题思路：齿轮传动包括直齿轮传动、斜齿轮传动和人字齿轮传动等多种形式，它们都是机械传动中常见的齿轮类型，因此答案是D。

8.答案：D

解题思路：表面粗糙度是指加工后的零件表面微观几何形状的不规则性，Rz和Ra是表示表面粗糙度的参数，因此答案是D。二、填空题1.机械设计的基本原理包括________、________、________。

解答：机械设计的基本原理包括机械运动原理、力学原理、材料力学原理。

2.机械加工中的基准面包括________、________、________。

解答：机械加工中的基准面包括定位基准面、导向基准面、测量基准面。

3.机械加工中的误差分为________、________、________。

解答：机械加工中的误差分为系统误差、随机误差、粗大误差。

4.机械传动中的齿轮传动包括________、________、________。

解答：机械传动中的齿轮传动包括直齿轮传动、斜齿轮传动、人字齿轮传动。

5.机械加工中的表面粗糙度包括________、________、________。

解答：机械加工中的表面粗糙度包括微观不平度、微观波纹度、微观峰谷度。

答案及解题思路：

答案：

1.机械运动原理、力学原理、材料力学原理

2.定位基准面、导向基准面、测量基准面

3.系统误差、随机误差、粗大误差

4.直齿轮传动、斜齿轮传动、人字齿轮传动

5.微观不平度、微观波纹度、微观峰谷度

解题思路：

1.机械设计的基本原理是机械设计的基础，涵盖了机械运动、力学和材料力学的基本知识。

2.基准面是机械加工中用于定位和测量的参考面，包括定位、导向和测量三个不同的功能。

3.误差是机械加工中不可避免的现象，根据误差的性质和来源，可以分为系统误差、随机误差和粗大误差。

4.齿轮传动是机械传动中常用的一种形式，根据齿轮的形状和安装方式，可以分为直齿轮、斜齿轮和人字齿轮。

5.表面粗糙度是衡量机械加工表面质量的一个重要指标，包括微观不平度、微观波纹度和微观峰谷度，反映了表面的微观几何形状。三、判断题1.机械设计的基本原理只包括力学原理。（×）

解题思路：机械设计的基本原理不仅包括力学原理，还包括材料学、热力学、电磁学、光学等原理。力学原理是机械设计的基础，但并非唯一。

2.机械加工中的基准面平行平面。（×）

解题思路：机械加工中的基准面不仅限于平行平面，还包括垂直平面、倾斜平面、圆柱面等。基准面是确定零件加工精度和定位的基础。

3.机械加工中的误差系统误差。（×）

解题思路：机械加工中的误差包括系统误差和随机误差。系统误差是由于加工设备、工具、工艺等因素造成的，而随机误差则是由于不可预见的因素造成的。

4.机械传动中的齿轮传动直齿轮传动。（×）

解题思路：机械传动中的齿轮传动不仅包括直齿轮传动，还有斜齿轮传动、人字齿轮传动、螺旋齿轮传动等多种形式。不同类型的齿轮传动适用于不同的工作条件和功能要求。

5.机械加工中的表面粗糙度Ra。（×）

解题思路：机械加工中的表面粗糙度表示方法有多种，除了Ra值外，还有Rz、Ry等表示方法。Ra值是最常用的一种表示方式，但不是唯一的。表面粗糙度反映了零件表面的质量，对零件的使用功能有重要影响。

答案及解题思路：

答案：

1.×

2.×

3.×

4.×

5.×

解题思路：

1.通过对机械设计原理的广泛性了解，知道力学原理只是其中的一部分。

2.根据机械加工中基准面的多样性，判断基准面不仅限于平行平面。

3.了解机械加工误差的分类，知道误差包括系统误差和随机误差。

4.根据齿轮传动的多样性，知道齿轮传动不仅仅是直齿轮传动。

5.通过对表面粗糙度表示方法的了解，知道Ra值不是唯一的表面粗糙度表示方法。四、简答题1.简述机械设计的基本原理。

机械设计的基本原理主要包括以下几个方面：

力学原理：研究力与物体运动的关系，如牛顿定律、动量定理等。

传动机理：研究机械传动过程中能量的传递和变换，如齿轮、链条、皮带传动等。

机构原理：研究机构的运动规律，如四杆机构、凸轮机构等。

材料力学原理：研究材料在外力作用下的变形与破坏规律，指导机械设计中的选材和结构优化。

热力学原理：研究机械系统中的热力学过程，如热平衡、热交换等。

现代设计方法：采用计算机辅助设计（CAD）、优化设计、仿真设计等方法，提高设计效率和质量。

2.简述机械加工中的基准面。

基准面是机械加工中用来确定零件各表面位置关系的参考面。主要分为以下几种：

定位基准面：用于确定零件在加工过程中各表面的相对位置，如平面、圆柱面、球面等。

测量基准面：用于测量零件各表面的实际位置，如直线度、平面度、圆度、跳动等。

造型基准面：用于确定零件表面形状和尺寸的参考面，如曲线、曲面等。

3.简述机械加工中的误差。

机械加工中的误差是指零件实际加工尺寸与理论尺寸之间的偏差。主要包括以下几种：

位置误差：零件各表面实际位置与理论位置的偏差，如尺寸误差、形状误差、位置误差等。

形状误差：零件表面实际形状与理论形状的偏差，如直线度、平面度、圆度、对称度等。

跳动误差：零件同一表面或不同表面在不同位置上的偏差，如跳动、摆动、摆幅等。

表面粗糙度误差：零件表面实际粗糙度与理论粗糙度的偏差。

4.简述机械传动中的齿轮传动。

齿轮传动是机械传动中应用最为广泛的一种形式，主要特点

结构紧凑，传动比范围广，精度高。

可实现变速、变向和同步传动。

齿轮材料种类多，适用性强。

齿轮加工工艺复杂，成本较高。

5.简述机械加工中的表面粗糙度。

表面粗糙度是指零件表面微观不平整度的量度。其主要影响因素包括：

加工方法：如切削加工、磨削加工、电加工等。

加工参数：如切削速度、进给量、磨削深度等。

刀具磨损：刀具磨损程度会影响表面粗糙度。

切削液：切削液选用不当会影响表面粗糙度。

答案及解题思路：

1.答案：

（1）力学原理、传动机理、机构原理、材料力学原理、热力学原理、现代设计方法。

（2）定位基准面、测量基准面、造型基准面。

（3）位置误差、形状误差、跳动误差、表面粗糙度误差。

（4）结构紧凑、传动比范围广、精度高、可实现变速、变向和同步传动、齿轮材料种类多、适用性强、齿轮加工工艺复杂、成本较高。

（5）加工方法、加工参数、刀具磨损、切削液。

解题思路：

（1）根据机械设计的基本原理，结合力学、材料、热力学等相关知识，逐一列举。

（2）根据基准面的定义，结合定位、测量、造型等不同用途，逐一阐述。

（3）根据误差的定义，结合位置、形状、跳动、表面粗糙度等方面，逐一说明。

（4）根据齿轮传动的特点，结合结构、传动比、适用性等方面，简要概述。

（5）根据表面粗糙度的影响因素，结合加工方法、加工参数、刀具磨损、切削液等方面，逐一分析。五、论述题1.论述机械设计的基本原理在机械设计中的应用。

论述要点：

机械设计的基本原理，如力学的三大定律、能量守恒定律等；

在机械设计中的应用，如运动学分析、动力学分析、强度分析等；

举例说明具体机械设计中的原理应用，如齿轮减速器的设计、机械臂的运动控制等。

2.论述机械加工中的基准面在机械加工中的应用。

论述要点：

基准面的定义及作用；

基准面在机械加工中的分类，如加工基准面、装配基准面等；

基准面在机械加工中的应用实例，如加工孔的精度控制、零部件的定位与装配等。

3.论述机械加工中的误差对机械加工的影响。

论述要点：

误差的定义及分类，如系统误差、随机误差等；

误差对机械加工的影响，如加工精度降低、零部件功能下降等；

误差的预防和控制方法，如采用高精度加工设备、改进加工工艺等。

4.论述机械传动中的齿轮传动在机械传动中的应用。

论述要点：

齿轮传动的原理及特点；

齿轮传动的应用领域，如汽车、机床、电机等；

齿轮传动的设计要点，如齿轮的材料、齿形、齿数等。

5.论述机械加工中的表面粗糙度对机械加工的影响。

论述要点：

表面粗糙度的定义及测量方法；

表面粗糙度对机械加工的影响，如零件耐磨性、装配精度等；

降低表面粗糙度的方法，如选择合适的加工方法、改进加工参数等。

答案及解题思路：

1.答案：机械设计的基本原理在机械设计中的应用包括运动学分析、动力学分析、强度分析等。例如在设计齿轮减速器时，需根据力学的三大定律和能量守恒定律进行分析，保证减速器的传动效率和承载能力。

解题思路：结合具体机械设计实例，分析力学原理在其中的应用，阐述其对设计效果的影响。

2.答案：基准面在机械加工中的应用包括加工基准面和装配基准面。例如在加工孔时，需根据加工基准面确定孔的加工精度；在装配零部件时，需根据装配基准面进行定位和装配。

解题思路：举例说明基准面在加工和装配过程中的应用，阐述其对零件精度和装配质量的影响。

3.答案：误差对机械加工的影响包括加工精度降低、零部件功能下降等。例如在加工过程中，由于随机误差的存在，导致加工尺寸偏差；系统误差则可能使加工尺寸产生规律性的偏差。

解题思路：分析误差对加工质量的影响，并提出预防和控制误差的方法。

4.答案：齿轮传动在机械传动中的应用广泛，如汽车、机床、电机等。齿轮传动的设计要点包括材料、齿形、齿数等。

解题思路：结合齿轮传动的应用实例，分析设计要点，阐述其对传动功能的影响。

5.答案：表面粗糙度对机械加工的影响包括零件耐磨性、装配精度等。降低表面粗糙度的方法包括选择合适的加工方法、改进加工参数等。

解题思路：分析表面粗糙度对加工质量的影响，并提出降低表面粗糙度的方法。六、计算题1.已知一轴的转速为n1=1000r/min，求该轴的角速度ω1。

解：根据公式ω=2πn/60，可得：

ω1=2π×1000/60=104.72rad/s（保留两位小数）

2.已知一齿轮的齿数z=20，模数m=2mm，求该齿轮的齿顶圆直径da。

解：齿顶圆直径da与模数m和齿数z的关系为：

da=m×(z2)

因此，da=2×(202)=44mm（保留整数）

3.已知一轴的转速为n1=1000r/min，求该轴的角速度ω1。

解：该题与题目1相同，答案已给出：

ω1=104.72rad/s

4.已知一齿轮的齿数z=20，模数m=2mm，求该齿轮的齿顶圆直径da。

解：该题与题目2相同，答案已给出：

da=44mm

5.已知一轴的转速为n1=1000r/min，求该轴的角速度ω1。

解：该题与题目1、3相同，答案已给出：

ω1=104.72rad/s

答案及解题思路：

1.题目一：求轴的角速度ω1

答案：104.72rad/s

解题思路：根据转速与角速度的关系公式计算。

2.题目二：求齿轮的齿顶圆直径da

答案：44mm

解题思路：根据齿数与模数的关系公式计算。

3.题目三：求轴的角速度ω1

答案：104.72rad/s

解题思路：根据转速与角速度的关系公式计算。

4.题目四：求齿轮的齿顶圆直径da

答案：44mm

解题思路：根据齿数与模数的关系公式计算。

5.题目五：求轴的角速度ω1

答案：104.72rad/s

解题思路：根据转速与角速度的关系公式计算。七、设计题1.设计一个简单的机械装置，实现物体在水平面上做匀速直线运动。

题目内容：

设计一个机械装置，该装置能够使物体在水平面上无阻力地做匀速直线运动。要求设计图示清晰，并说明所采用的工作原理和主要部件。

2.设计一个简单的机械装置，实现物体在垂直面上做匀速直线运动。

题目内容：

设计一个机械装置，该装置能够使物体在垂直面上做匀速直线运动。物体从静止开始运动，最终达到匀速状态。要求设计图示清晰，并解释如何保证运动过程中的匀速。

3.设计一个简单的机械装置，实现物体在斜面上做匀速直线运动。

题目内容：

设计一个机械装置，该装置能够使物体在斜面上做匀速直线运动。斜面的倾角和物体的质量已知，要求设计图示清晰，并分析如何调整斜面角度或使用其他装置来保证物体匀速运动。

4.设计一个简单的机械装置，实现物体在水平面上做匀速圆周运动。

题目内容：

设计一个机械装置，该装置能够