北京化工大學(xué)《機械制造技術(shù)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在機械設(shè)計中，對于一個受軸向載荷較大的緊螺栓連接，螺栓所受的總拉力等于什么？（）A.預(yù)緊力B.工作拉力C.預(yù)緊力加上工作拉力D.預(yù)緊力減去工作拉力2、在一個機械傳動系統(tǒng)中，需要將高速旋轉(zhuǎn)的輸入軸的轉(zhuǎn)速降低并增大扭矩輸出。以下哪種傳動方式最適合？（）A.帶傳動B.鏈傳動C.齒輪傳動D.蝸桿傳動3、某軸承受純徑向載荷，工作轉(zhuǎn)速較高，要求運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無噪聲。以下哪種類型的軸承較為合適？（）A.深溝球軸承B.圓柱滾子軸承C.滾針軸承D.調(diào)心球軸承4、某機械系統(tǒng)中的滾動軸承，已知其內(nèi)徑為80mm，寬度系列代號為0，直徑系列代號為3，其代號為多少？（）A.6316B.6308C.6216D.62085、機械制造工藝中，工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要文件。以下關(guān)于工藝規(guī)程的說法中，錯誤的是？（）A.工藝規(guī)程包括零件的加工工藝過程、各工序的加工內(nèi)容、加工設(shè)備和工藝參數(shù)等B.制定工藝規(guī)程應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求、生產(chǎn)批量和生產(chǎn)條件等因素綜合考慮C.工藝規(guī)程一旦制定，就不能更改，必須嚴格按照規(guī)程進行生產(chǎn)D.工藝規(guī)程的合理性直接影響零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本6、在機械制造中，金屬切削加工是重要的加工方法之一。以下關(guān)于切削力的說法中，錯誤的是？（）A.切削力主要由三個分力組成，即主切削力、背向力和進給力B.切削力隨著切削深度、進給量和切削速度的增大而增大C.減小刀具前角可以降低切削力D.切削力的大小直接影響加工精度和表面質(zhì)量7、在機械制造中，切削加工時會產(chǎn)生切削力。已知車削一個直徑為80mm的軸，切削深度為4mm，進給量為0.2mm/r，切削速度為120m/min，主切削力系數(shù)為1000，請問主切削力約為多少？（）A.5000NB.6000NC.7000ND.8000N8、一個標準漸開線直齒圓柱齒輪，已知其齒數(shù)z=30，齒頂圓直徑da=100mm，其模數(shù)m約為多少？（）A.2mmB.3mmC.4mmD.5mm9、在一個銑床加工過程中，要加工一個平面，刀具直徑為100mm，切削速度為100m/min，每齒進給量為0.1mm，齒數(shù)為8，主軸轉(zhuǎn)速為318r/min，那么工作臺的進給速度是多少？（）A.254.6mm/minB.301.4mm/minC.353.6mm/minD.401.8mm/min10、某機械零件需要進行表面淬火處理，以下哪種表面淬火方法加熱速度最快？（）A.感應(yīng)淬火B(yǎng).火焰淬火C.激光淬火D.電接觸淬火11、在機械設(shè)計中，滾動軸承的壽命計算主要考慮疲勞點蝕失效。若工作條件不變，將軸承的額定動載荷增加一倍，其壽命將變?yōu)樵瓉淼模海ǎ〢.一倍B.兩倍C.八倍D.十倍12、在機械系統(tǒng)的動力學(xué)分析中，轉(zhuǎn)動慣量是一個重要的參數(shù)。對于一個形狀復(fù)雜的物體，其轉(zhuǎn)動慣量的計算通常采用：（）A.理論公式計算B.實驗測量C.有限元分析D.以上方法均可13、在機械制圖中，已知物體的主視圖和左視圖，請問其俯視圖可能是以下哪種形狀？（）A.正方形B.長方形C.圓形D.橢圓形14、在機械設(shè)計中，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)便于軸上零件的定位和固定。軸肩高度通常應(yīng)：（）A.大于滾動軸承內(nèi)圈的高度B.小于滾動軸承內(nèi)圈的高度C.等于滾動軸承內(nèi)圈的高度D.以上都不對15、機械制造工藝中，毛坯的選擇對零件的加工質(zhì)量和成本有重要影響。以下關(guān)于毛坯選擇的說法中，錯誤的是？（）A.鑄件適用于形狀復(fù)雜、尺寸較大的零件B.鍛件的力學(xué)性能好，適用于承受重載的零件C.型材的加工余量小，生產(chǎn)效率高，適用于大批量生產(chǎn)的零件D.焊接件的成本低，適用于任何形狀和尺寸的零件16、對于一個閉式齒輪傳動系統(tǒng)，為了防止齒面膠合，可采取以下哪種措施？（）A.選用抗膠合能力強的潤滑油B.降低齒面硬度C.減小模數(shù)D.增大中心距17、某機械加工車間要加工一批零件，材料為45鋼，硬度要求為HRC40-45，以下哪種熱處理工藝最合適？（）A.正火B(yǎng).退火C.淬火+高溫回火D.淬火+低溫回火18、一個直齒圓錐齒輪，已知大端模數(shù)m=5mm，齒數(shù)z=30，分度圓錐角δ=30°，其齒頂高ha為多少？（）A.4mmB.5mmC.6mmD.7mm19、對于一個平面連桿機構(gòu)，已知各桿長度分別為60mm、80mm、100mm、120mm，若以60mm的桿為機架，請問該機構(gòu)屬于哪種類型？（）A.雙曲柄機構(gòu)B.曲柄搖桿機構(gòu)C.雙搖桿機構(gòu)D.無法確定20、在機械加工中，對于一個具有較高位置精度要求的孔系加工，以下哪種機床較為合適？（）A.普通車床B.銑床C.鉆床D.加工中心二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）闡述機械加工中工藝系統(tǒng)剛度的概念和影響因素，舉例說明如何提高工藝系統(tǒng)的剛度。2、（本題5分）說明在機械設(shè)計中，滾動軸承的潤滑方式和密封裝置的選擇原則，并舉例說明常見的潤滑方式和密封裝置。3、（本題5分）詳細闡述機械零件的強度計算方法，包括靜強度計算和疲勞強度計算，舉例說明如何進行軸的強度校核。4、（本題5分）詳細闡述機械設(shè)計中的機械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計中的拓撲優(yōu)化方法，包括拓撲優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型、求解算法和應(yīng)用實例，并說明拓撲優(yōu)化在輕量化設(shè)計中的作用。5、（本題5分）解釋在機械設(shè)計中，花鍵連接的特點和類型。花鍵連接與平鍵連接相比有何優(yōu)勢？三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）機械系統(tǒng)的故障預(yù)測是提前發(fā)現(xiàn)故障并采取措施的重要方法。請分析故障預(yù)測的技術(shù)和方法，并舉例說明其在實際中的應(yīng)用。2、（本題5分）材料的選擇在機械設(shè)計中非常重要。請分析不同材料（如金屬材料、非金屬材料、復(fù)合材料等）的特性，并說明在機械工程中如何根據(jù)具體需求選擇合適的材料。3、（本題5分）在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要考慮零件的疲勞強度。請分析疲勞破壞的特征、影響疲勞強度的因素，并闡述在設(shè)計中如何通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝措施來提高零件的疲勞壽命。4、（本題5分）機械工程中的可持續(xù)發(fā)展要求在設(shè)計和制造過程中考慮環(huán)境因素。請分析機械工程中可持續(xù)發(fā)展的策略和方法，并結(jié)合實例說明。試題一：在機械加工過程中，刀具的磨損是一個不可避免的問題。請分析刀具磨損的主要原因，并提出減少刀具磨損的措施。分析：刀具磨損主要原因包括機械摩擦、熱磨損和化學(xué)磨損等。減少刀具磨損措施可從合理選擇刀具材料、優(yōu)化切削參數(shù)、使用切削液等方面考慮。試題二：齒輪傳動是機械工程中常用的傳動方式之一。請分析齒輪傳動的優(yōu)點和缺點，并說明在什么情況下適合采用齒輪傳動。分析：齒輪傳動優(yōu)點有傳動比準確、效率高、結(jié)構(gòu)緊湊等；缺點有制造和安裝精度要求高、噪聲較大等。適合在要求精確傳動比、大功率傳動的場合。試題三：帶傳動在機械系統(tǒng)中也有廣泛應(yīng)用。請分析帶傳動的工作原理，以及其在使用過程中可能出現(xiàn)的問題及解決方法。分析：帶傳動通過摩擦力傳遞動力?？赡艹霈F(xiàn)打滑、傳動比不準確等問題。可通過選擇合適的帶型、張緊裝置等解決。試題四：在機械設(shè)計中，軸的設(shè)計至關(guān)重要。請分析軸的主要類型和特點，并闡述在不同工況下如何選擇合適的軸。分析：軸有轉(zhuǎn)軸、心軸、傳動軸等類型。轉(zhuǎn)軸既承受彎矩又承受扭矩；心軸只承受彎矩；傳動軸只傳遞扭矩。根據(jù)載荷、轉(zhuǎn)速等選擇合適軸。試題五：螺紋連接是常見的機械連接方式。請分析螺紋連接的類型和特點，并討論其在實際應(yīng)用中的優(yōu)缺點。分析：螺紋連接有螺栓連接、雙頭螺柱連接等。優(yōu)點是連接可靠、裝拆方便；缺點是在振動環(huán)境下可能松動。試題六：滾動軸承在機械系統(tǒng)中起著重要作用。請分析滾動軸承的主要類型和特點，并說明如何進行滾動軸承的選型。分析：滾動軸承有球軸承、滾子軸承等。特點是摩擦小、啟動靈敏。選型需考慮載荷、轉(zhuǎn)速、安裝尺寸等因素。試題七：機械系統(tǒng)中的潤滑對于減少摩擦和磨損至關(guān)重要。請分析不同潤滑方式的特點和適用范圍，并說明如何選擇合適的潤滑方式。分析：潤滑方式有油潤滑、脂潤滑等。油潤滑適用于高速、重載場合；脂潤滑適用于低速、密封性要求高場合。試題八：在機械制造過程中，焊接是一種常用的連接方法。請分析常見的焊接方法及其特點，并討論焊接質(zhì)量的影響因素。分析：常見焊接方法有電弧焊、氣焊等。特點各異。焊接質(zhì)量受焊接材料、工藝參數(shù)、操作技術(shù)等影響。試題九：機械系統(tǒng)的精度對于產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要。請分析影響機械系統(tǒng)精度的因素，并提出提高精度的措施。分析：影響因素有制造誤差、裝配誤差等。提高精度可從提高加工精度、優(yōu)化裝配工藝等方面入手。試題十：在機械設(shè)計中，材料的選擇非常重要。請分析不同機械材料的特點和適用范圍，并說明如何根據(jù)具體要求選擇合適的材料。分析：材料有金屬材料、非金屬材料等。金屬材料強度高，非金屬材料耐腐蝕等。根據(jù)性能要求、成本等選擇。試題十一：機械系統(tǒng)中的傳動比對于動力傳遞和運動控制有著重要影響。請分析傳動比的計算方法，并討論如何根據(jù)實際需求確定合適的傳動比。分析：傳動比等于從動輪轉(zhuǎn)速與主動輪轉(zhuǎn)速之比。根據(jù)工作要求、電機特性等確定合適傳動比。試題十二：在機械加工中，切削力是一個重要的參數(shù)。請分析切削力的產(chǎn)生原因和影響因素，并說明如何降低切削力。分析：切削力由切削變形抗力等產(chǎn)生。影響因素有刀具角度、切削用量等?？赏ㄟ^優(yōu)化刀具、降低切削用量等降低切削力。試題十三：機械系統(tǒng)中的振動會影響系統(tǒng)的性能和壽命。請分析機械振動的產(chǎn)生原因和危害，并提出減少振動的措施。分析：振動原因有不平衡力、激勵等。危害有降低精度、損壞零件等?？赏ㄟ^平衡校正、增加阻尼等減少振動。試題十四：在機械設(shè)計中，密封裝置的作用不可忽視。請分析不同密封方式的特點和適用范圍，并說明如何選擇合適的密封裝置。分析：密封方式有填料密封、機械密封等。適用范圍不同。根據(jù)工作環(huán)境、密封要求等選擇。試題十五：機械系統(tǒng)的可靠性對于生產(chǎn)安全和效率至關(guān)重要。請分析影響機械系統(tǒng)可靠性的因素，并提出提高可靠性的措施。分析：影響因素有設(shè)計缺陷、制造質(zhì)量等。提高措施包括優(yōu)化設(shè)計、嚴格質(zhì)量控制等。試題十六：在機械加工中，刀具的幾何參數(shù)對加工質(zhì)量有著重要影響。請分析刀具幾何參數(shù)的作用，并討論如何選擇合適的刀具幾何參數(shù)。分析：刀具幾何參數(shù)如前角、后角等影響切削力、加工表面質(zhì)量等。根據(jù)加工材料、工藝要求選擇。試題十七：機械系統(tǒng)中的聯(lián)軸器用于連接兩根軸。請分析不同類型聯(lián)軸器的特點和適用范圍，并說明如何選擇合適的聯(lián)軸器。分析：聯(lián)軸器有剛性聯(lián)軸器、彈性聯(lián)軸器等。根據(jù)軸的對中性要求、載荷等選擇。試題十八：在機械設(shè)計中，強度計算是重要環(huán)節(jié)。請分析不同強度理論的適用范圍，并說明如何進行機械零件的強度計算。分析：強度理論有第一強度理論等。根據(jù)零件受力情況選擇。強度計算需確定載荷、應(yīng)力等。試題十九：機械系統(tǒng)中的飛輪可以起到調(diào)節(jié)速度波動的作用。請分析飛輪的工作原理和設(shè)計要點，并討論其在實際應(yīng)用中的作用。分析：飛輪利用轉(zhuǎn)動慣量儲存能量。設(shè)計要點包括確定轉(zhuǎn)動慣量等。作用是減少速度波動。試題二十：在機械加工中，表面質(zhì)量對零件的性能和壽命有很大影響。請分析影響表面質(zhì)量的因素，并提出提高表面質(zhì)量的措施。分析：影響因素有切削參數(shù)、刀具等。提高措施可優(yōu)化切削參數(shù)、選用合適刀具等。試題二十一：機械系統(tǒng)中的自動化控制對于提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量至關(guān)重要。請分析常見的自動化控制方式及其特點，并討論在機械系統(tǒng)中如何實現(xiàn)自動化控制。分析：自動化控制方式有PLC控制、數(shù)控等。特點不同。通過傳感器、控制器等實現(xiàn)自動化。試題二十二：在機械設(shè)計中，人機工程學(xué)的考慮非常重要。請分析人機工程學(xué)在機械設(shè)計中的應(yīng)用，并說明如何設(shè)計符合人機工程學(xué)的機械產(chǎn)品。分析：應(yīng)用包括操作舒適性等。設(shè)計需考慮人體尺寸、操作習(xí)慣等。試題二十三：機械系統(tǒng)中的噪聲會對環(huán)境和操作人員造成不良影響。請分析機械噪聲的產(chǎn)生原因和降低噪聲的措施。分析：噪聲原因有機械振動等。措施可采用減震、隔音等方法。試題二十四：在機械加工中，夾具的設(shè)計對于保證加工精度至關(guān)重要。請分析夾具的作用和設(shè)計要求，并討論如何設(shè)計高效的夾具。分析：夾具作用是定位夾緊。設(shè)計要求有精度高、穩(wěn)定性好等。從工件特點、加工要求設(shè)計夾具。試題二十五：機械系統(tǒng)中的傳動系統(tǒng)需要進行合理的布局。請分析傳動系統(tǒng)布局的原則和方法，并討論在實際設(shè)計中應(yīng)注意的問題。分析：布局原則有緊湊、合理等。方法根據(jù)傳動類型確定。注意傳動比分配、空間利用等問題。試題二十六：在機械設(shè)計中，安全系數(shù)的選擇非常重要。請分析安全系數(shù)的作用和影響因素，并說明如何合理選擇安全系數(shù)。分析：安全系數(shù)保證零件可靠性。影響因素有載荷不確定性等。根據(jù)經(jīng)驗、標準選擇合理安全系數(shù)。試題二十七：機械系統(tǒng)中的液壓傳動具有獨特的優(yōu)勢。請分析液壓傳動的工作原理和特點，并討論其在實際應(yīng)用中的優(yōu)缺點。分析：液壓傳動利用液體壓力傳遞動力。特點有功率大、動作平穩(wěn)等。優(yōu)缺點包括易泄漏、維護要求高等。試題二十八：在機械加工中，工藝路線的制定對于保證加工質(zhì)量和效率至關(guān)重要。請分析工藝路線制定的原則和方法，并討論在實際生產(chǎn)中應(yīng)如何優(yōu)化工藝路線。分析：原則有先粗后精等。方法根據(jù)零件特點確定。優(yōu)化可從減少工序、提高設(shè)備利用率等方面考慮。試題二十九：機械系統(tǒng)中的氣動傳動也有廣泛應(yīng)用。請分析氣動傳動的工作原理和特點，并討論其與液壓傳動的區(qū)別。分析：氣動傳動利用氣體壓力傳遞動力。特點有速度快、清潔等。與液壓傳動在工作介質(zhì)、性能等方面有區(qū)別。試題三十：在機械設(shè)計中，有限元分析是一種重要的設(shè)計工具。請分析有限元分析的基本原理和步驟，并討論其在機械設(shè)計中的應(yīng)用。分析：有限元分析將連續(xù)體離散化求解。步驟包括建模、加載等。應(yīng)用于強度分析、優(yōu)化設(shè)計等。試題三十一：機械系統(tǒng)中的凸輪機構(gòu)可以實現(xiàn)特定的運動規(guī)律。請分析凸輪機構(gòu)的類型和特點，并討論其在實際應(yīng)用中的設(shè)計要點。分析：凸輪機構(gòu)有盤形凸輪等。特點是能實現(xiàn)復(fù)雜運動。設(shè)計要點包括確定凸輪輪廓等。試題三十二：在機械加工中，刀具的壽命管理非常重要。請分析刀具壽命的影響因素，并提出合理的刀具壽命管理方法。分析：影響因素有切削用量等。管理方法可通過監(jiān)測磨損、定時更換等。試題三十三：機械系統(tǒng)中的齒輪泵是一種常用的液壓元件。請分析齒輪泵的工作原理和特點，并討論其在實際應(yīng)用中的優(yōu)缺點。分析：齒輪泵利用齒輪嚙合原理工作。特點是結(jié)構(gòu)簡單。優(yōu)缺點包括流量脈動大等。試題三十四：在機械設(shè)計中，可靠性設(shè)計是提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段。請分析可靠性設(shè)計的方法和步驟，并討論在實際設(shè)計中應(yīng)如何進行可靠性設(shè)計。分析：可靠性設(shè)計方法有故障樹分析等。步驟包括確定可靠性指標等。從設(shè)計、制造等環(huán)節(jié)考慮可靠性。試題三十五：機械系統(tǒng)中的鏈傳動也有一定的應(yīng)用。請分析鏈傳動的工作原理和特點，并討論其與帶傳動的區(qū)別。分析：鏈傳動通過鏈條傳遞動力。特點有傳動比準確等。與帶傳動在結(jié)構(gòu)、性能等方面有區(qū)別。試題三十六：在機械加工中，電火花加工是一種特種加工方法。請分析電火花加工的原理和特點，并討論其適用范圍。分析：電火花加工利用放電蝕除材料。特點有可加工硬材料等。適用于復(fù)雜形狀零件加工。試題三十七：機械系統(tǒng)中的蝸桿傳動具有獨特的性能。請分析蝸桿傳動的類型和特點，并討論其在實際應(yīng)用中的優(yōu)缺點。分析：蝸桿傳動有圓柱蝸桿等。特點是傳動比大。優(yōu)缺點包括效率低等。試題三十八：在機械設(shè)計中，優(yōu)化設(shè)計是提高產(chǎn)品性能的重要途徑。請分析優(yōu)化設(shè)計的基本原理和方法，并討論在實際設(shè)計中應(yīng)如何進行優(yōu)化設(shè)計。分析：優(yōu)化設(shè)計以數(shù)學(xué)模型求最優(yōu)解。方法有遺傳算法等。從目標函數(shù)、約束條件等進行優(yōu)化。試題三十九：機械系統(tǒng)中的滑動軸承也有廣泛應(yīng)用。請分析滑動軸承的類型和特點，并討論其在實際應(yīng)用中的設(shè)計要點。分析：滑動軸承有整體式等。特點是承載能力大。設(shè)計要點包括確定軸瓦材料等。試題四十：在機械加工中，激光加工是一種先進的加工方法。請分析激光加工的原理和特點，并討論其適用范圍。分析：激光加工利用激光能量加工材料。特點有精度高、速度快等。適用于精密加工等。試題四十一：機械系統(tǒng)中的間歇運動機構(gòu)可以實現(xiàn)特定的間歇運動。請分析常見的間歇運動機構(gòu)的類型和特點，并討論其在實際應(yīng)用中的設(shè)計要點。分析：間歇運動機構(gòu)有棘輪機構(gòu)等。特點是實現(xiàn)間歇運動。設(shè)計要點包括確定運動參數(shù)等。試題四十二：在機械設(shè)計中，綠色設(shè)計是一種可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計理念。請分析綠色設(shè)計的內(nèi)涵和方法，并討論在實際設(shè)計中應(yīng)如何實現(xiàn)綠色設(shè)計。分析：綠色設(shè)計考慮環(huán)境因素。方法有材料選擇等。從產(chǎn)品全生命周期實現(xiàn)綠色設(shè)計。試題四十三：機械系統(tǒng)中的機器人技術(shù)正在不斷發(fā)展。請分析機器人在機械制造中的應(yīng)用和優(yōu)勢，并討論其未來發(fā)展趨勢。分析：應(yīng)用于裝配等。優(yōu)勢有精度高、效率高等。未來向智能化、協(xié)作化發(fā)展。試題四十四：在機械加工中，高速切削技術(shù)具有很多優(yōu)點。請分析高速切削的原理和特點，并討論其適用范圍和發(fā)展前景。分析：高速切削利用高轉(zhuǎn)速切削。特點有加工效率高。適用于硬材料加工等。發(fā)展前景廣闊。試題四十五：機械系統(tǒng)中的精密加工對于一些