2025年機械設計與制造專業(yè)期末考試試卷及答案一、選擇題（每題2分，共12分）

1.機械設計的基本要素包括（）。

A.幾何要素、物理要素、功能要素

B.幾何要素、物理要素、結構要素

C.幾何要素、物理要素、材料要素

D.幾何要素、物理要素、工藝要素

2.下列哪個屬于機械設計的基本原則？（）

A.簡單化原則

B.經(jīng)濟性原則

C.可靠性原則

D.以上都是

3.機械設計中的運動副包括（）。

A.定位副、導向副、轉動副

B.定位副、導向副、滑動副

C.定位副、轉動副、滑動副

D.定位副、導向副、轉動副、滑動副

4.下列哪個屬于機械設計中的受力分析？（）

A.力的合成

B.力的分解

C.力的平衡

D.以上都是

5.機械設計中的強度校核包括（）。

A.材料強度校核

B.結構強度校核

C.安全系數(shù)校核

D.以上都是

6.機械設計中的剛度校核包括（）。

A.軸承剛度校核

B.滑動軸承剛度校核

C.輪軸剛度校核

D.以上都是

二、填空題（每題2分，共12分）

1.機械設計的基本要素包括：幾何要素、______、功能要素。

2.機械設計的基本原則包括：簡單化原則、______、可靠性原則。

3.機械設計中的運動副包括：定位副、導向副、______。

4.機械設計中的受力分析包括：力的合成、力的分解、______。

5.機械設計中的強度校核包括：材料強度校核、______、安全系數(shù)校核。

6.機械設計中的剛度校核包括：軸承剛度校核、______、輪軸剛度校核。

三、判斷題（每題2分，共12分）

1.機械設計的基本要素不包括材料要素。（）

2.機械設計的基本原則不包括經(jīng)濟性原則。（）

3.機械設計中的運動副不包括轉動副。（）

4.機械設計中的受力分析不包括力的平衡。（）

5.機械設計中的強度校核不包括結構強度校核。（）

6.機械設計中的剛度校核不包括軸承剛度校核。（）

四、簡答題（每題6分，共18分）

1.簡述機械設計的基本要素。

2.簡述機械設計的基本原則。

3.簡述機械設計中的運動副。

五、論述題（每題12分，共24分）

1.論述機械設計中的受力分析及其在機械設計中的作用。

2.論述機械設計中的強度校核及其在機械設計中的作用。

六、計算題（每題12分，共24分）

1.已知一軸的直徑為40mm，轉速為1000r/min，求該軸的臨界轉速。

2.已知一齒輪的模數(shù)為3mm，齒數(shù)為20，求該齒輪的齒寬。

本次試卷答案如下：

一、選擇題

1.A

解析：機械設計的基本要素包括幾何要素、物理要素、功能要素，這些要素共同決定了機械的設計和功能。

2.D

解析：機械設計的基本原則包括簡單化原則、經(jīng)濟性原則、可靠性原則，這些原則指導設計師在保證機械性能的同時，也要考慮成本和安全性。

3.D

解析：機械設計中的運動副包括定位副、導向副、轉動副、滑動副，這些副的作用是確定運動副之間的相對運動。

4.D

解析：機械設計中的受力分析包括力的合成、力的分解、力的平衡，這是為了確保機械在各種工況下都能穩(wěn)定工作。

5.D

解析：機械設計中的強度校核包括材料強度校核、結構強度校核、安全系數(shù)校核，以確保機械部件在承受載荷時不會發(fā)生破壞。

6.D

解析：機械設計中的剛度校核包括軸承剛度校核、滑動軸承剛度校核、輪軸剛度校核，以保證機械在運動過程中不發(fā)生過大變形。

二、填空題

1.材料要素

解析：材料要素是機械設計中的一個重要要素，它決定了機械的結構和性能。

2.經(jīng)濟性原則

解析：經(jīng)濟性原則是機械設計中的一個重要原則，它要求設計師在滿足性能要求的同時，也要考慮成本因素。

3.滑動副

解析：滑動副是機械設計中的運動副之一，它允許兩個運動副之間發(fā)生相對滑動。

4.力的平衡

解析：力的平衡是機械設計中的受力分析中的一個重要概念，它要求作用在物體上的所有力相互抵消。

5.結構強度校核

解析：結構強度校核是機械設計中的強度校核之一，它確保機械的結構在受力時不會發(fā)生破壞。

6.輪軸剛度校核

解析：輪軸剛度校核是機械設計中的剛度校核之一，它確保輪軸在旋轉時不會發(fā)生過大變形。

三、判斷題

1.×

解析：機械設計的基本要素中包括材料要素，因為不同的材料會影響機械的結構和性能。

2.×

解析：機械設計的基本原則中包括經(jīng)濟性原則，因為經(jīng)濟性是設計師在考慮設計時需要考慮的重要因素。

3.×

解析：機械設計中的運動副中包括轉動副，轉動副允許兩個運動副之間發(fā)生相對轉動。

4.×

解析：機械設計中的受力分析中包括力的平衡，因為力的平衡是確保機械穩(wěn)定工作的關鍵。

5.×

解析：機械設計中的強度校核中包括結構強度校核，因為結構強度是保證機械部件在受力時不會破壞的必要條件。

6.×

解析：機械設計中的剛度校核中包括軸承剛度校核，因為軸承剛度是保證軸承在旋轉時不會發(fā)生過大變形的必要條件。

四、簡答題

1.幾何要素：形狀、尺寸、位置、公差等，用于確定零件的幾何形狀和尺寸關系。

物理要素：材料、熱力學、力學性能等，用于確定零件的材料特性和力學性能。

功能要素：運動、傳遞動力、傳遞運動等，用于確定零件的功能和作用。

2.簡單化原則：盡量簡化設計，減少零件數(shù)量和復雜性，提高制造和維修的便利性。

經(jīng)濟性原則：在滿足性能要求的前提下，降低成本，提高經(jīng)濟效益。

可靠性原則：確保機械在規(guī)定的使用條件下能夠長期穩(wěn)定運行，提高安全性。

3.定位副：用于確定零件之間的相對位置，保證運動副的精度和穩(wěn)定性。

導向副：用于引導運動副的運動方向，減少運動副的磨損和振動。

轉動副：允許兩個運動副之間發(fā)生相對轉動，實現(xiàn)轉動運動。

滑動副：允許兩個運動副之間發(fā)生相對滑動，實現(xiàn)滑動運動。

五、論述題

1.受力分析是機械設計中的一個重要環(huán)節(jié)，它通過對機械在各種工況下的受力情況進行計算和分析，確保機械的穩(wěn)定性和安全性。受力分析包括力的合成、力的分解、力的平衡等，通過這些分析可以確定機械部件的受力情況，為設計提供依據(jù)。

2.強度校核是機械設計中的一個關鍵步驟，它通過對機械部件在受力時的強度進行計算和校核，確保部件不會發(fā)生破壞。強度校核包括材料強度校核、結構強度校核、安全系數(shù)校核等，這些校核可以確保機械在正常使用條件下不會出現(xiàn)故障。

六、計算題

1.臨界轉速=(10.97×軸直徑)/(π×齒數(shù))=(10.97×40)/(π×20)≈1104.1r/mi