機械設計考試卷答題須知本考卷共計150分，滿分為100分。每題都有相應的分值，答題時請認真閱讀題目要求。答案請直接填寫在相應的空白處，必要時請附上計算過程。時間限制為2小時，考試結束后請將答卷交給監考老師。祝你好運！第一部分:選擇題（共50分，每題5分）請在以下每道題目的括號中選擇一個正確答案。機械工程中，CAD代表的是：Computer-AidedDesignComputer-AidedDraftingComputer-AidedDestructionComputer-AidedDemonstration機械設計中，以下哪個軟件通常被用于進行三維建模：AutoCADSolidWorks

MATLAB

Photoshop下列哪個單位通常用于表達功（工程力學）：牛頓（N）瓦特（W）

赫茲（Hz）

貝克勒爾（Bq）在機械設計中，以下哪個是最關鍵的設計步驟：制造工藝繪圖和標注

壽命極限分析

初始概念設計機械設計中的傳動方式不包括以下哪種：齒輪傳動皮帶傳動

液壓傳動

氣動傳動第二部分:填空題（共40分，每題10分）請根據題目要求，填寫答案。機械工程師在進行結構設計時，通常需要考慮__材料__的選擇。機械工程師設計齒輪傳動時，需要考慮__齒輪模數__、__嚙合角__等參數。在機械設計中，__靜力學__是研究物體平衡狀態的學科。機械設計常使用的工程材料有__鋼__、__鋁__等。當物體受到一個力時，會產生與該力大小相等、方向相反的力，這個原理被稱為__牛頓第三定律__。第三部分:簡答題（共60分，每題20分）請根據題目要求，給出簡短的答案。請簡述計算機輔助設計（CAD）在機械設計中的應用。答案：計算機輔助設計（CAD）在機械設計中扮演了重要的角色。它能夠幫助工程師以數字化的方式進行產品設計和制造。通過CAD軟件，工程師能夠輕松地進行三維建模、裝配和分析。CAD還可以提供詳細的工程圖紙，簡化制造過程，減少制造成本。此外，CAD還能夠幫助工程師模擬和優化設計，在產品制造之前進行測試和驗證。簡要說明機械設計流程中的各個步驟。答案：機械設計流程通常包括以下幾個步驟：初始概念設計：根據需求和目標，制定初步的設計方案。詳細設計：在初步設計的基礎上，進行更加詳細的設計和分析，包括材料選擇、結構優化等。繪圖和標注：根據詳細設計結果，繪制工程圖紙，標注尺寸和要求。制造工藝：確定生產所需的制造工藝和設備，并進行制造方案的制定和優化。測試和驗證：制造完成后，進行產品的測試和驗證，包括功能測試、性能測試等。改進和優化：根據測試結果，對設計進行改進和優化，提高產品的質量和性能。簡述機械設計中常用的材料和其特點。答案：機械設計中常用的材料包括金屬材料和非金屬材料。金屬材料通常具有良好的強度和導熱性能，適用于承受較大載荷和高溫環境。常見的金屬材料有鋼、鋁、銅等。鋼具有高強度和良好的韌性，廣泛用于機械零部件制造。鋁具有輕質、導熱性好的特點，適用于制造輕量化的部件。銅具有良好的導電性能，常用于制造電氣連接件。非金屬材料通常具有較輕的重量、良好的絕緣性能和耐腐蝕性能。常見的非金屬材料有塑料、橡膠、陶瓷等。塑料具有良好的可塑性和絕緣性能，適用于制造復雜形狀的部件。橡膠具有良好的彈性和密封性能，常用于制造密封件。陶瓷具有高強度和耐磨性，適用于制造高溫環境下的零部件。第四部分:計算題（共50分，每題25分）請根據題目要求，進行計算，并附上詳細的計算過程。一個物體的質量為100kg，受到的加速度為5m/s^2，求物體所受的力的大小。答案：根據牛頓第二定律，力等于物體的質量乘以加速度。所以力=100kg×5m/s^2=500N。已知一齒輪的模數為2mm，齒數為16，求齒輪的分度圓直徑。答案：齒輪的分度圓直徑可以通過公式d=m×z計算，其中d為分度圓直徑，m為模數，z為齒數。所以d=2mm×16=32mm。第五部分:設計題（共200分）請根據題目要求，進行設計，并附上詳細的設計過程和結果。設計一個輪式機器人，能夠自主巡線并避障。設計過程：確定底盤結構：選擇一個具有足夠穩定性和機動性的底盤結構，例如四輪麥克納姆輪底盤。安裝巡線傳感器：將巡線傳感器安裝在底盤前方，用于檢測地面上的黑線。編寫巡線算法：根據巡線傳感器的反饋信息，編寫巡線算法，使機器人能夠自主跟蹤黑線。安裝避障傳感器：將避障傳感器安裝在底盤周圍，用于檢測前方障礙物。編寫避障算法：根據避障傳感器的反饋信息，編寫避障算法，使機器人能夠自主避開障礙