2026年机械设计基础与制造工艺题库

2026年机械设计基础与制造工艺题库一、单选题（每题2分，共20题）（针对制造业企业对基础理论的实际应用能力考核）1.在机械设计中，用于承受拉伸载荷的连接件通常采用哪种结构？A.螺栓连接B.键连接C.销连接D.过盈配合2.下列哪种材料最适合用于制造高耐磨的轴承衬套？A.45钢B.QT600-3C.ZG230-450D.H62黄铜3.在齿轮传动中，齿面接触应力最大的传动方式是？A.直齿圆柱齿轮B.斜齿圆柱齿轮C.人字齿轮D.蜗杆传动4.机床主轴的轴承预紧主要是为了提高？A.刚度B.效率C.寿命D.扭矩5.铸造铝合金中，代号"ZL102"代表什么成分？A.硅铝明合金B.铜铝明合金C.镁铝明合金D.锌铝明合金6.热处理中，"正火"的主要目的是什么？A.提高硬度B.消除内应力C.增强韧性D.调质前预处理7.下列哪种加工方法最适合加工复杂型面的模具零件？A.钻削B.铣削C.电火花加工D.激光切割8.磨削加工中，砂轮硬度是指？A.磨料颗粒的硬度B.磨削力的强弱C.砂轮粘结剂的强度D.磨削区的温度9.轴类零件的常用热处理方法是？A.淬火+回火B.渗碳+淬火C.氮化D.感应淬火10.在焊接结构中，T型接头通常采用哪种焊接方法？A.气焊B.电弧焊C.激光焊D.气压焊二、多选题（每题3分，共10题）（针对制造业对工艺选择的综合分析能力考核）1.影响铸件质量的主要因素包括？A.型腔设计B.浇注系统C.冷铁布置D.砂型强度E.熔炼工艺2.轴承的预紧方式有哪些？A.过盈配合B.螺纹预紧C.弹簧预紧D.拧紧力矩控制E.调整垫片3.热处理工艺中，淬火常见的缺陷有哪些？A.裂纹B.硬化层过深C.氧化脱碳D.脱碳E.网状碳化物4.钻削加工中，影响孔质量的因素包括？A.钻头几何角度B.切削速度C.进给量D.刀具磨损E.工件装夹刚性5.常用的焊接方法按热源可分为？A.电弧焊B.气焊C.激光焊D.等离子焊E.电子束焊6.影响齿轮接触强度的因素包括？A.齿面硬度B.齿宽C.齿数D.节圆直径E.螺旋角7.装配过程中，常用的紧固件包括？A.螺栓B.螺钉C.螺柱D.垫圈E.挡圈8.电火花加工的适用范围包括？A.加工硬质合金B.型腔模具制造C.小孔加工D.高精度切断E.薄板加工9.磨削加工中，砂轮的选择应考虑？A.磨料种类B.磨料粒度C.磨削精度D.工件材料E.磨削余量10.轴承润滑方式有哪些？A.油润滑B.气润滑C.润滑脂润滑D.液体润滑E.干摩擦三、判断题（每题1分，共15题）（针对制造业对基础知识的快速掌握能力考核）1.键连接主要用于传递扭矩，不能承受轴向力。（×）2.铸造铝合金的代号中，数字越大表示铝含量越高。（√）3.正火与淬火后的硬度相近，但正火组织更细密。（×）4.钻削时，进给量越大，孔的表面质量越好。（×）5.气焊适用于焊接高碳钢。（×）6.螺栓连接的预紧力越大，连接强度越高。（√）7.热处理可以提高材料的疲劳强度。（√）8.电火花加工属于冷加工工艺。（×）9.磨削加工中，砂轮转速越高，磨削效率越高。（√）10.蜗杆传动的传动比与螺旋角无关。（×）11.液压传动具有自锁性。（×）12.齿轮的齿面接触应力与载荷成正比。（√）13.装配精度主要取决于零件的加工精度。（×）14.滚动轴承的预紧可以提高旋转精度。（√）15.焊接残余应力会导致结构变形。（√）四、简答题（每题5分，共5题）（针对制造业对工艺原理的理解和应用能力考核）1.简述铸件产生气孔的原因及预防措施。答：气孔主要因型腔内气体未排出或熔炼时杂质气体溶解后析出。预防措施包括：优化浇注系统设计、提高砂型透气性、控制熔炼温度和除气。2.简述轴类零件的热处理工艺流程及目的。答：常用流程为淬火+回火。淬火提高硬度和强度，回火消除应力、调整性能。3.简述焊接残余应力对结构的影响及消除方法。答：影响包括变形、应力腐蚀。消除方法有：焊后热处理、调整焊接顺序、采用减载结构。4.简述钻削加工中，影响孔质量的主要因素。答：包括钻头几何角度、切削参数、工件装夹刚性、刀具磨损等。5.简述滚动轴承预紧的原理及作用。答：通过过盈配合或弹簧使内外圈相对位移，消除间隙。作用：提高旋转精度、降低振动。五、计算题（每题10分，共2题）（针对制造业对工程计算的实践能力考核）1.某轴传递扭矩T=1200N·mm，采用键连接，键截面b×h=14mm×9mm，轴径d=40mm，键长L=60mm。试计算键连接的强度（键许用应力[σ]k=100MPa）。解：键受剪力F=τA=τ(b×h)=100×10^6×(14×9×10^-6)=1.26×10^6N=1260N强度校核：τ=1260N/[(14×9)×10^-6]=9.86×10^7Pa=98.6MPa＞100MPa，需加大键长或选用强度更高的键。2.某直齿圆柱齿轮，模数m=3mm，齿数z1=20，z2=40，传递功率P=5kW，转速n1=1500r/min。试计算齿轮的接触应力（许用接触应力[σ]H=600MPa）。解：扭矩T1=9550P/n1=9550×5/1500=31.8N·m接触应力σH=σH0×Zε=600×(1+0.5/z1)=600×(1+0.5/20)=607.5MPa＜600MPa，安全。六、论述题（每题15分，共2题）（针对制造业对工艺优化的综合分析能力考核）1.论述机械加工中，如何根据工件材料选择合适的切削刀具材料？答：高碳钢可选高速钢，铸铁可选硬质合金，高温合金可选PCD/CBN。需考虑工件硬度、切削条件等因素。2.论述焊接结构设计中，如何减小焊接残余应力？答：采用对称焊接顺序、焊后热处理、合理设计接头形式（如U型坡口）、增加刚性拘束等。答案与解析一、单选题答案1.A2.B3.C4.A5.A6.B7.C8.A9.A10.B二、多选题答案1.ABCE2.ABCE3.ABCD4.ABCE5.ABCDE6.ABCE7.ABCDE8.ABC9.ABCDE10.ABCE三、判断题答案1.×2.√3.×4.×5.×6.√7.√8.×9.√10.×11.×12.√13.×14.√15.√四、简答题解析1.气孔原因：气体未排出或杂质析出；预防：优化浇注系统、提高砂型透气性、控制熔炼温度。2.热处理流程：淬火（提高硬度和强度）+回火（消除应力、调整性能）；目的：提升综合力学性能。3.残余应力影响：变形、应力腐蚀；消除方法：焊后热处理、调整焊接顺序、减载结构。4.影响孔质量因素：钻头几何角度、切削参数、工件装夹刚性、刀具磨损。5.预紧原理：过盈配合或弹簧使内外圈相对位移；作用：提高旋转精度、降低振动。五、计算题解析1.键连接强度校核：τ=剪力/键截面积，需满足τ≤[σ]k；若不满足，需增大键长或提高许用应力。2.齿轮接触应力计算：σH=σH0×Zε，需考虑齿数比Zε；强度校核需满足σH≤[σ]H。六、论述题解析1.切削刀具材料选择：高速钢