机械设计与制造原理题集

综合试卷第=PAGE1*2-11页（共=NUMPAGES1*22页） 综合试卷第=PAGE1*22页（共=NUMPAGES1*22页）PAGE①姓名所在地区姓名所在地区身份证号密封线1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和所在地区名称。2.请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写您的答案。3.不要在试卷上乱涂乱画，不要在标封区内填写无关内容。一、选择题1.机械设计与制造中，公差的概念指的是：

（1）尺寸误差的允许范围

（2）形状和位置的误差允许范围

（3）加工精度的衡量指标

（4）以上都是

2.在机械加工中，以下哪个属于塑性变形：

（1）冷作硬化

（2）冷拉

（3）切削

（4）淬火

3.机械传动系统设计中，通常使用的联轴器是：

（1）链传动联轴器

（2）齿轮传动联轴器

（3）带传动联轴器

（4）以上都是

4.在机械设计计算中，下列哪项不属于机械强度计算内容：

（1）刚度计算

（2）强度计算

（3）耐久性计算

（4）安全性计算

5.下列哪种刀具在机械加工中属于切断刀具：

（1）立铣刀

（2）端铣刀

（3）车刀

（4）刨刀

答案及解题思路：

1.答案：（4）以上都是

解题思路：公差是指零件尺寸、形状和位置等几何参数的允许变动量，因此涵盖了尺寸误差、形状和位置的误差以及加工精度的衡量指标。

2.答案：（1）冷作硬化

解题思路：塑性变形是指材料在受力后产生永久变形的现象，冷作硬化是金属在冷加工过程中产生的一种塑性变形现象。

3.答案：（4）以上都是

解题思路：联轴器用于连接两轴，传递动力和扭矩，链传动联轴器、齿轮传动联轴器和带传动联轴器都是常见的联轴器类型。

4.答案：（3）耐久性计算

解题思路：机械强度计算主要包括刚度计算、强度计算和安全性计算，而耐久性计算不属于机械强度计算内容。

5.答案：（4）刨刀

解题思路：切断刀具是指用于切断工件表面的刀具，刨刀具有切断工件的能力，因此属于切断刀具。立铣刀、端铣刀和车刀主要用于铣削、端面加工和车削等操作。二、填空题1.机械设计中，为保证运动精度，需保证运动副的导向精度和位置精度。

2.在机械加工中，金属切削过程的三个基本变形为：弹性变形、塑性变形、表面层的积屑瘤。

3.下列哪种传动方式属于间歇传动：

（1）齿轮传动

（2）链传动

（3）棘轮传动

（4）以上都是

答案：③棘轮传动

解题思路：间歇传动是指能够使运动部件作周期性停歇的传动方式。齿轮传动和链传动通常不具备这种特性，而棘轮传动可以通过棘轮与棘爪的配合实现间歇运动，因此棘轮传动属于间歇传动。

4.机械零件设计时，为了减小零件在装配中的装配干涉，需要保证零件之间的配合尺寸。

5.在机械设计计算中，零件的疲劳强度计算主要考虑的是疲劳极限。

答案及解题思路：

答案：

1.导向精度、位置精度

2.弹性变形、塑性变形、表面层的积屑瘤

3.③棘轮传动

4.配合尺寸

5.疲劳极限

解题思路：

1.机械设计中的运动精度主要取决于运动副的导向精度和位置精度。导向精度保证运动副在运动过程中的直线性和平稳性，而位置精度则保证运动副在不同位置时的准确性。

2.金属切削过程中，由于切削力、切削温度等因素的影响，金属切削层会发生弹性变形、塑性变形，并在加工表面形成积屑瘤。

3.棘轮传动是一种常见的间歇传动方式，通过棘轮与棘爪的配合，实现运动部件的周期性停歇。

4.在机械零件设计中，合理的配合尺寸可以避免装配过程中的干涉现象，保证装配的顺利进行。

5.疲劳强度是机械零件在反复载荷作用下抵抗疲劳破坏的能力。在机械设计计算中，疲劳极限是确定零件疲劳强度的重要依据。三、判断题1.机械加工中的刀具磨损属于物理磨损。（√）

解题思路：刀具在机械加工过程中，由于与工件接触和摩擦，其刃部会发生磨损。这种磨损主要是由于物理作用，如摩擦和切削热引起的，因此属于物理磨损。

2.在机械设计计算中，零件的疲劳寿命是指零件在交变应力下能保证工作而不出现疲劳断裂的工作寿命。（√）

解题思路：疲劳寿命是指零件在承受交变应力时，从开始工作到出现疲劳破坏所经历的时间。因此，疲劳寿命确实是指零件在交变应力下能保证工作而不出现疲劳断裂的工作寿命。

3.机械零件的磨损类型中，粘着磨损通常是由于加工速度过高造成的。（×）

解题思路：粘着磨损通常是由于两种材料表面在接触时温度过高，导致材料软化并相互粘结造成的。加工速度过高可能会导致粘着磨损，但不是唯一原因，其他因素如润滑不良、材料不匹配等也会导致粘着磨损。

4.机械零件的表面粗糙度越高，其疲劳寿命越长。（×）

解题思路：表面粗糙度越高，意味着表面不平整，这会增加应力集中，从而降低零件的疲劳寿命。因此，表面粗糙度越高，其疲劳寿命通常越短。

5.机械零件的磨损会导致零件尺寸逐渐增大，进而影响其精度和寿命。（×）

解题思路：磨损会导致零件尺寸减小，而不是增大。尺寸减小会影响零件的精度和寿命，因为过小的尺寸可能导致配合不良、功能失效等问题。四、简答题1.简述机械设计中常见的误差类型及其产生的原因。

答：

机械设计中常见的误差类型包括：

偶然误差：由于难以预测和控制的随机因素引起的误差。

系统误差：由于设计或制造过程中的固定因素引起的误差，如测量工具的偏差。

误差产生的原因：

设计因素：设计计算的不精确、结构不合理等。

制造因素：加工精度不足、材料功能不稳定等。

使用因素：操作不当、维护不及时等。

环境因素：温度、湿度、振动等外部条件的影响。

2.简述机械零件磨损的原因及预防措施。

答：

机械零件磨损的原因包括：

摩擦：零件表面相互接触并相对运动时产生的摩擦力。

冲击：由于意外的撞击或冲击载荷引起的磨损。

疲劳：在交变载荷作用下，零件表面产生微小裂纹并逐渐扩展。

预防措施：

选用合适的材料，提高耐磨性。

设计合理的表面粗糙度，减少摩擦。

优化润滑系统，保持良好的润滑状态。

采用防震措施，减少冲击载荷。

加强维护和定期检查，及时发觉并处理磨损问题。

3.简述机械传动系统的类型及特点。

答：

机械传动系统的类型包括：

直接传动：通过齿轮、链条等直接传递动力。

带传动：通过皮带传递动力，具有结构简单、安装方便等特点。

齿轮传动：通过齿轮传递动力，具有传动比稳定、效率高、寿命长等特点。

轮轴传动：通过轮轴传递动力，适用于高速、大功率的场合。

特点：

直接传动：结构简单，但传动效率较低。

带传动：结构简单，安装方便，但传动效率较低，适用范围有限。

齿轮传动：传动效率高，适用于多种传动比，但结构复杂，成本较高。

轮轴传动：适用于高速、大功率场合，但维护要求较高。

4.简述机械零件的失效形式及其产生原因。

答：

机械零件的失效形式包括：

断裂：由于材料强度不足、应力集中等原因导致的零件断裂。

疲劳：在交变载荷作用下，零件表面产生裂纹并逐渐扩展。

腐蚀：由于介质腐蚀作用导致的零件损坏。

磨损：由于摩擦、磨损等原因导致的零件表面损伤。

产生原因：

材料因素：材料功能不足、化学成分不合适等。

设计因素：结构设计不合理、载荷分配不均等。

制造因素：加工精度不足、热处理不当等。

使用因素：操作不当、维护不及时等。

5.简述机械零件疲劳寿命的计算方法。

答：

机械零件疲劳寿命的计算方法包括：

疲劳曲线法：通过试验得到的疲劳曲线，根据载荷和材料特性计算疲劳寿命。

疲劳系数法：根据载荷谱和材料特性，计算疲劳寿命系数，进而得到疲劳寿命。

疲劳寿命计算公式：根据材料特性、载荷和几何参数，推导出疲劳寿命的计算公式。

解题思路：

确定零件的工作条件和载荷特性。

选择合适的计算方法。

获取必要的材料特性和几何参数。

进行计算，得到疲劳寿命。五、论述题1.论述机械零件强度计算的步骤。

解答：

（1）确定零件的工作条件：包括载荷性质、载荷大小、作用位置、作用时间等。

（2）确定零件的危险截面：通过计算确定零件可能出现的最大应力区域。

（3）进行应力分析：根据危险截面，利用强度理论或实验方法进行应力分析。

（4）确定强度计算公式：根据应力分析结果，选择合适的强度计算公式。

（5）计算零件强度：将已知数据代入计算公式，得到零件的强度。

（6）判断零件强度是否满足要求：根据计算得到的零件强度与许用强度进行比较，判断零件强度是否满足设计要求。

2.论述机械传动系统设计中的参数选择。

解答：

（1）根据传动系统的工作要求确定传动方式：如齿轮、链传动、皮带传动等。

（2）选择合适的传动比：传动比的选择应满足传动效率、承载能力、启动平稳性和噪声控制等方面的要求。

（3）选择合适的材料和结构：根据传动系统的功能要求，选择合适的材料，如钢、铸铁、有色金属等；根据结构强度、刚度和动平衡性等因素，选择合适的设计结构。

（4）确定零件的几何参数：如齿轮的齿数、模数、齿宽等。

（5）校核传动系统的功能：包括承载能力、效率、振动和噪声等。

3.论述机械加工中的刀具磨损机理及其影响。

解答：

（1）刀具磨损机理：主要包括物理磨损、化学磨损、热磨损等。物理磨损是由于刀具与工件接触过程中产生摩擦和压力引起的；化学磨损是由于刀具与工件发生化学反应而产生的；热磨损是由于加工过程中产生的高温导致刀具材料的氧化、脱碳、挥发等。

（2）刀具磨损的影响：刀具磨损会导致加工精度降低、加工表面粗糙度增大、生产效率降低、工件表面质量变差等问题。

4.论述机械零件表面粗糙度对疲劳寿命的影响。

解答：

（1）表面粗糙度对疲劳寿命的影响：表面粗糙度增大，会导致零件的疲劳强度降低。粗糙表面会降低零件的接触面积，增加应力集中，使得零件更容易发生疲劳裂纹。

（2）表面粗糙度与疲劳寿命的关系：表面粗糙度越小，疲劳寿命越长；表面粗糙度越大，疲劳寿命越短。

5.论述机械设计中的安全性、可靠性及经济性。

解答：

（1）安全性：在设计过程中，要保证机械产品在正常使用和异常情况下，不会对操作人员和环境造成伤害。

（2）可靠性：保证机械产品在使用过程中能够稳定、可靠地工作，满足使用要求。

（3）经济性：在满足安全性和可靠性的基础上，尽可能降低制造成本，提高经济效益。

答案及解题思路：

1.答案：按照上述解答中的步骤进行解答。

解题思路：根据题目要求，详细阐述机械零件强度计算的步骤，从工作条件确定、危险截面分析、应力分析、强度计算公式选择、计算零件强度、判断零件强度是否满足要求等方面进行解答。

2.答案：按照上述解答中的参数选择方法进行解答。

解题思路：针对传动系统设计中的参数选择，从传动方式、传动比、材料、结构、几何参数、功能校核等方面进行解答