2025年机械工程师《机械设计》模拟试卷

2025年机械工程师《机械设计》模拟试卷考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分。下列选项中，只有一项符合题意）1.在机械设计中，通常将尺寸小于一定值（如0.1mm）的间隙称为（）。A.过盈配合B.紧密配合C.小间隙配合D.装配间隙2.静载荷作用下，材料在断裂前能承受的最大应力称为（）。A.弹性极限B.屈服极限C.强度极限D.疲劳极限3.对于承受交变载荷的零件，其主要失效形式通常是（）。A.静强度破坏B.蠕变C.疲劳破坏D.蠕变和疲劳破坏4.在机械传动中，链传动与带传动相比，其主要优点之一是（）。A.传动平稳，无冲击B.效率高，可达0.98以上C.可用于大中心距传动D.结构简单，成本较低5.在轴的结构设计中，为了便于零件的装配和固定，轴端通常加工出（）。A.键槽B.键连接C.键槽和倒角D.螺纹6.对于承受纯弯曲的梁，其危险截面上的最大应力发生在（）。A.梁的中性轴上B.梁的上、下边缘处C.梁的腹板上D.梁的截面形心处7.在滚动轴承中，通常用字母（）表示其公差等级，数字越小，精度越高。A.CB.DC.GD.P8.对于重要的螺栓连接，为了防止松动，常采用（）等措施。A.提高螺栓刚度B.使用高强度螺栓C.采用弹簧垫圈或螺母防松垫圈D.增加螺栓数量9.齿轮传动中，限制传动平稳性和承载能力的主要因素之一是（）。A.齿轮材料B.齿轮模数C.齿轮齿廓形状D.齿轮齿数10.润滑油的选择主要依据（）等因素。A.工作温度B.轴承类型C.转速D.以上都是二、填空题（每空2分，共20分）1.带传动的主要失效形式是打滑和______。2.螺栓连接按受力方式可分为______连接和剪切连接。3.滚动轴承的基本额定寿命是指一批相同轴承在相同条件下运转，其中______%的轴承发生疲劳破坏前的总转数或运转时间。4.齿轮传动的中心距不变时，要改变其传动比，通常采用______的方法。5.构件在载荷作用下，若变形随载荷的撤除而完全消失，则这种变形称为______。6.在进行轴的强度计算时，通常需要绘制轴的______图和______图。7.选择滑动轴承材料时，主要考虑的因素有轴承类型、载荷大小、转速高低、______和______等。8.机械设计中，常用的摩擦润滑方式有______润滑、______润滑和飞溅润滑。9.凸轮机构中，从动件的运动规律取决于凸轮的______和从动件的______。10.疲劳破坏是由于材料在______作用下产生的局部永久性损伤，最终导致断裂。三、判断题（每题2分，共10分。下列说法中，正确的请打“√”，错误的请打“×”）1.（）对于一定的轴颈，键槽对轴的强度削弱程度小于孔径相同的螺栓孔。2.（）在机械设计中，所有的连接件都应按静强度条件进行设计。3.（）滚动轴承的基本额定动载荷是指轴承达到额定寿命时所能承受的载荷。4.（）带传动不能用于要求严格平稳传动的场合，因为存在弹性滑动现象。5.（）对于重要的机械零件，必须进行疲劳强度校核。四、简答题（每题5分，共15分）1.简述机械设计中进行强度计算的基本思路。2.与滑动轴承相比，滚动轴承的主要优点有哪些？3.简述选择机械零件材料时需要考虑的主要因素。五、计算题（每题10分，共30分）1.某轴传递功率P=7.5kW，转速n=150r/min，轴的材料为45钢，许用弯曲应力[σ]=160MPa。试按强度条件初步估算该轴的直径（不考虑扭转和刚度）。2.一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知小齿轮材料为45钢调质，大齿轮材料为40Cr调质，传递功率P=10kW，转速n1=600r/min，n2=300r/min，中心距a=200mm，齿数z1=20，z2=40。试估算该对齿轮的齿面接触疲劳极限σHlim1和σHlim2（假设材料热处理质量相当，可查表确定）。3.一螺栓连接，采用M10螺栓，螺栓材料为Q235，拧紧力矩不大，连接处承受静载荷。试确定该螺栓的许用拉应力[σ]，并简述确定许用拉应力的主要依据。---试卷答案一、选择题1.C2.C3.C4.C5.C6.B7.D8.C9.C10.D二、填空题1.磨损2.拉伸3.904.变位齿轮5.弹性变形6.载荷；弯矩7.工艺性；经济性8.油脂；滴油9.形状；类型10.交变应力三、判断题1.√2.×3.√4.√5.√四、简答题1.解析思路：首先确定零件可能发生的失效形式（如断裂、屈服、疲劳等）；然后根据失效形式选择相应的计算准则（如强度准则、刚度准则、稳定性准则）；最后利用材料力学或机械设计中的公式，结合零件的具体受力情况（载荷、应力状态等）进行计算，并将计算结果与零件的许用承载能力进行比较，从而判断零件是否满足强度要求。2.解析思路：从承载能力、转速适应性、工作平稳性、润滑维护、经济性等方面进行对比。滚动轴承利用滚动摩擦，承载能力高；线速度高时发热量小；可预紧达到过盈配合效果；润滑维护方便；但成本较高，对安装精度要求高。3.解析思路：主要考虑工作条件（载荷、转速、温度、环境介质等）、使用要求（强度、刚度、耐磨性、寿命、可靠性等）、工艺性（加工、装配、焊接等）和经济性（材料成本、加工成本、维护成本等）。五、计算题1.解析思路：根据功率、转速计算转矩T，利用扭转强度条件估算直径d1；由于未考虑扭转和刚度，此结果仅为初步估算。公式：T=9550P/n，σT=16T/d1³≤[τ]，其中[τ]可近似取[σ]/3~4，或直接用弯曲强度公式σW=32M/d1³≤[σ]估算，此处M=T，简化为σT=32T/d1³≤[σ]/3~4，估算d1。计算过程：T=9550*7.5/150=478.5N·m。取[τ]≈[σ]/4=160/4=40MPa。40=32*478.5/d1³，d1³=32*478.5/40=382.8，d1≈7.3mm。考虑安全系数等，可适当增大直径，初步估算轴径约为40mm。2.解析思路：根据齿轮材料、热处理方式查表获得材料的许用接触应力σHlim。σHlim1和σHlim2取决于各自材料的热处理质量和性能。通常认为40Cr调质后性能优于45钢调质，可假设σHlim1略高于σHlim2。从手册或教材中查找45钢调质和40Cr调质的接触疲劳极限应力值（单位MPa），根据小齿轮和大齿轮的材料确定σHlim1和σHlim2。例如（假设值）：σHlim1=600MPa，σHlim2=620MPa。3.解析思路：螺栓连接的许用拉应力[σ]通常根据螺栓材料的强度等级和连接的可靠性要求确定。对于静载荷、拧紧力矩不大的普通连接，许用应力可