機(jī)械設(shè)計期末試卷

機(jī)械設(shè)計期末試卷一、選擇題（共10題，每題2分，共20分）在機(jī)械設(shè)計中，結(jié)構(gòu)分析的主要目的是（）。A.確定零件的外形尺寸B.確定零件材料的選擇C.確定零件的工藝加工方法D.確定零件尺寸和形狀的合理性連桿是短小粗，用于連接兩個零部件的元件，其受力情況主要是（）。A.拉力B.壓力C.彎矩D.扭矩制動器所具有的主要性能是（）。A.制動力矩B.制動速度C.制動距離D.制動可靠性垂直于轉(zhuǎn)動軸的平面叫做（）。A.同軸B.平面C.垂直面D.交角面以下哪項不屬于機(jī)械設(shè)計的三大環(huán)節(jié)（）。A.零件設(shè)計B.總體設(shè)計C.工序設(shè)計D.計算與分析齒輪的主要功能是（）。A.傳動運(yùn)動和動力B.傳遞力和轉(zhuǎn)矩C.增大速比和減小扭矩D.調(diào)整工作間隙和減小齒厚軸的剛度主要取決于（）。A.材料的硬度B.材料的強(qiáng)度C.截面形狀和尺寸D.表面的粗糙度以下哪項不是機(jī)械設(shè)計的基本要求（）。A.功能性B.可靠性C.經(jīng)濟(jì)性D.美觀性面齒輪的主要特點(diǎn)是（）。A.傳動效率高B.雙扭矩傳動C.工作平穩(wěn)D.安裝方便液體管道的直徑過小會造成（）A.流阻增加B.流速增加C.壓力減小D.流量增加二、判斷題（共5題，每題2分，共10分）殼體是結(jié)構(gòu)的最后一道防線，其主要作用是保護(hù)結(jié)構(gòu)免受外界侵蝕。（）軸向承受的力和轉(zhuǎn)矩主要靠軸承來傳遞。（）工作角度大于5°的滑動軸承稱為混合摩擦軸承。（）結(jié)構(gòu)中的零件要避免出現(xiàn)疲勞破壞和蠕變破壞。（）傳動軸的撓曲和振動主要由其自身質(zhì)量和轉(zhuǎn)速決定。（）三、簡答題（共5題，每題10分，共50分）簡述機(jī)械設(shè)計中的幾何誤差和安裝誤差，并解釋它們對零件的影響。答：幾何誤差是指由于材料、加工和裝配等方面的原因，導(dǎo)致零件在幾何形狀和位置方面與理論要求不相符合的誤差。幾何誤差會影響零件的裝配精度和工作性能，可能導(dǎo)致運(yùn)動不靈活、嚴(yán)重時甚至不能正常工作。安裝誤差是指在零件的裝配過程中，由于操作、工裝和測量等方面問題導(dǎo)致的誤差。安裝誤差會對零件的相對位置和配合尺寸產(chǎn)生影響，導(dǎo)致裝配件無法正確配合或者配合力過大過小，影響裝配質(zhì)量和工作性能。面齒輪傳動與齒輪傳動相比的優(yōu)點(diǎn)和適用范圍是什么？答：面齒輪傳動相比齒輪傳動的優(yōu)點(diǎn)是傳動效率高、精度高、噪聲小、可靠性高等。面齒輪傳動具有大的傳動比范圍，能夠滿足不同的傳動需求。面齒輪傳動適用于傳遞大功率、高轉(zhuǎn)速和密封要求高的工作場合，如汽車變速器、風(fēng)力發(fā)電裝置、船舶傳動等。請簡述刀具在機(jī)械設(shè)計中的重要性，并舉例說明刀具選擇對加工效率的影響。答：刀具在機(jī)械設(shè)計中起到切削加工的作用，其中包括車削、銑削、鉆削、切割等。刀具的質(zhì)量、材料、刃角和刃口的形狀等對加工效率和質(zhì)量有著直接的影響。例如，對于一般車削刀具，在材料、刃口形狀、刃角和刀具性能相似的情況下，正交刀具和斜向刀具在加工效率上的差異較大。在同樣的切削參數(shù)下，正交刀具由于刀具刃口與工件接觸長度的減小，從而減少了切削力，提高了加工效率。請簡述機(jī)械設(shè)計中常見的兩個固定方式，并說明它們的應(yīng)用場景。答：機(jī)械設(shè)計中常見的兩個固定方式是配合和連接。配合是通過設(shè)計零件的形狀和尺寸，使其在裝配時具有一定的間隙或緊配合，從而實(shí)現(xiàn)零件的固定。配合方式有直接配合和間接配合兩種。直接配合適用于要求高精度的場合，如軸和軸承的配合。間接配合適用于要求傳遞力矩和連接剛性的場合，如聯(lián)軸器和軸對軸的連接。連接是通過使用螺栓、螺釘、銷釘?shù)攘慵蓚€零件連接在一起。連接方式有螺紋連接、鍵連接、銷連接等。螺紋連接適用于要求拆卸和調(diào)整的場合，如機(jī)床螺桿和導(dǎo)軌的連接。鍵連接適用于要求傳遞扭矩和連接剛性的場合，如齒輪和軸的連接。銷連接適用于要求不能旋轉(zhuǎn)和相對位置固定的場合，如齒輪和連接片的連接。簡述機(jī)械設(shè)計中的設(shè)計優(yōu)化方法，并舉例說明設(shè)計優(yōu)化的應(yīng)用。答：機(jī)械設(shè)計中的設(shè)計優(yōu)化方法包括參數(shù)設(shè)計優(yōu)化和拓?fù)鋬?yōu)化。參數(shù)設(shè)計優(yōu)化是指通過改變設(shè)計參數(shù)的值，以達(dá)到優(yōu)化設(shè)計目標(biāo)的方法。例如，在電機(jī)設(shè)計中，通過改變電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子參數(shù)，優(yōu)化電機(jī)的效率和輸出功率。拓?fù)鋬?yōu)化是指通過改變物體的形狀和結(jié)構(gòu)來優(yōu)化物體的性能和結(jié)構(gòu)形式的方法。例如，在飛機(jī)機(jī)翼設(shè)計中，通過改變機(jī)翼的剖面形狀和翼型結(jié)構(gòu)，優(yōu)化機(jī)翼的升力和阻力比，使得飛機(jī)的飛行性能達(dá)到最佳狀態(tài)。四、設(shè)計題（共1題，40分）某機(jī)械設(shè)備的工作部件由一個直徑為150mm的活塞與一個直徑為200mm的缸體組成。活塞以恒定的速度在缸體內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動，假設(shè)活塞運(yùn)動時的平均液體壓力為1000kPa，活塞運(yùn)動速度為0.1m/s，請設(shè)計一個能承受上述工況下的缸體。給出缸體的尺寸和材料選擇，并畫出缸體的剖面圖。答：根據(jù)活塞的運(yùn)動速度和液體的壓力，可計算活塞所受的力：F=P*A=1000kPa*(π*(150/2)^2)=17671N缸體需要承受該力，因此需要選擇材料強(qiáng)度足夠的材料進(jìn)行設(shè)計。假設(shè)選擇材料為碳鋼，材料強(qiáng)度fp=400MPa。根據(jù)材料的強(qiáng)度，可以計算缸體的設(shè)計厚度：t=F/(fp*B)=17671N/(400MPa*π*(200/2)^2)=0.014m=14mm選擇缸體的尺寸為直徑200mm，設(shè)計厚度14mm。材料選擇為碳鋼。缸體的剖面圖如下：缸體剖面圖總結(jié)通過本次機(jī)械設(shè)計期末試卷，我們對機(jī)械設(shè)計的一些基本概念和原理有了更深入的了解。從選擇題中我們了解到機(jī)械設(shè)計的目標(biāo)和要求，以及各種機(jī)械元件的特性和應(yīng)用。通過判斷題我們了解到機(jī)械設(shè)計中一些重要的概念和原理。通過簡答題我們了解到幾何誤差和安裝誤差對機(jī)械設(shè)計的影響，面齒輪傳動的優(yōu)點(diǎn)和適用范圍，刀具在機(jī)械設(shè)計中的重要性，常見的固定方式和應(yīng)用場景