2026年机械设计工程师中级认证模拟卷

2026年机械设计工程师中级认证模拟卷一、单选题（共10题，每题2分，共20分）注：每题只有一个最符合题意的选项。1.在机械设计中，用于传递较大扭矩且转速较低的场合，应优先选用哪种联轴器？A.套筒联轴器B.齿轮联轴器C.万向联轴器D.滑块联轴器2.某轴承代号为6210，其内径为50mm，该轴承属于哪种类型？A.深沟球轴承B.角接触球轴承C.圆锥滚子轴承D.调心滚子轴承3.在进行齿轮强度计算时，若齿面接触强度不足，通常采取哪种措施？A.增大模数B.减少齿宽C.提高齿面硬度D.减少齿数4.某轴承受径向载荷F_r=2000N，轴向载荷F_a=800N，该轴承受的当量动载荷为多少？A.2000NB.2263NC.800ND.2828N5.在机械设计中，用于连接两轴且允许一定相对转动的连接方式是？A.键连接B.销连接C.螺纹连接D.弹性联轴器6.某零件的材料为45钢，要求表面硬度HRC50-60，心部硬度HB240-320，应采用哪种热处理工艺？A.正火+淬火+回火B.调质+渗碳淬火C.渗氮+淬火D.气体氮化7.在机械设计中，用于补偿较长轴热变形的连接方式是？A.过盈配合B.松动配合C.过渡配合D.热胀配合8.某螺栓连接的预紧力为F_p=10000N，螺栓直径M12，其许用预紧力应根据什么公式校核？A.σ≤[σ]B.τ≤[τ]C.F_p≤F_upD.ε≤[ε]9.在机械设计中，用于提高零件疲劳强度的措施不包括？A.减小应力集中系数B.增大过渡圆角半径C.提高表面粗糙度D.减小零件尺寸10.某机械零件的工作温度为120°C，应选用哪种材料的热膨胀系数进行计算？A.碳钢（10^-5/°C）B.铝合金（23×10^-6/°C）C.青铜（17×10^-6/°C）D.钛合金（9×10^-6/°C）二、多选题（共5题，每题3分，共15分）注：每题有多个符合题意的选项，错选、漏选均不得分。1.机械设计中，影响轴疲劳强度的主要因素包括？A.材料性能B.应力集中系数C.轴的转速D.轴的直径E.工作载荷的波动性2.滚动轴承预紧的目的是？A.提高轴承刚度B.减少轴承振动C.增大轴承摩擦D.延长轴承寿命E.提高轴承旋转精度3.在机械设计中，常见的应力集中现象发生在哪些部位？A.键槽B.过渡圆角C.螺纹孔D.孔边E.表面粗糙处4.齿轮传动中，影响齿面接触强度的主要参数包括？A.齿数zB.模数mC.齿宽bD.齿轮材料硬度E.节圆半径5.机械设计中，提高零件耐磨性的措施包括？A.提高表面硬度B.减小表面粗糙度C.使用润滑剂D.增大接触面积E.采用自润滑材料三、判断题（共10题，每题1分，共10分）注：请判断下列说法的正误。1.深沟球轴承可以承受纯轴向载荷。（×）2.螺纹连接的强度取决于螺纹的公差等级。（×）3.齿轮的模数越大，承载能力越高。（√）4.轴的刚度计算主要考虑弯曲变形。（√）5.过盈配合连接适用于静载荷场合。（√）6.轴承的润滑方式分为油润滑和脂润滑两种。（√）7.零件的疲劳强度与其尺寸无关。（×）8.万向联轴器可以实现两轴间任意角度的传动。（√）9.键连接主要用于传递扭矩。（√）10.机械设计中，所有零件都必须进行强度校核。（×）四、简答题（共3题，每题5分，共15分）1.简述机械设计中应力集中的危害及常用的避免措施。答案：-危害：应力集中会导致局部应力远高于名义应力，容易引发疲劳裂纹，缩短零件寿命。-避免措施：1.增大过渡圆角半径；2.避免尖角结构；3.采用卸载槽或过渡结构；4.选择合适的材料（如韧性材料）。2.简述滑动轴承与滚动轴承的主要区别及适用场合。答案：-区别：1.滑动轴承靠滑动摩擦工作，滚动轴承靠滚动摩擦工作；2.滑动轴承承载能力高，滚动轴承转动效率高；3.滑动轴承适用于高速、重载场合，滚动轴承适用于中低速、轻载场合。-适用场合：-滑动轴承：大型设备、高转速、重载（如汽轮机、内燃机）；-滚动轴承：汽车、机床、家用电器等。3.简述机械设计中零件表面处理的目的及常用方法。答案：-目的：提高耐磨性、抗疲劳性、耐腐蚀性、美观等。-常用方法：1.表面淬火（如渗碳、渗氮）；2.阳极氧化；3.磨削加工；4.装饰性涂层（如镀铬、喷漆）。五、计算题（共2题，每题10分，共20分）1.某轴材料为45钢，直径d=40mm，传递扭矩T=2000N·m，许用弯曲应力[σ]=160MPa，试校核轴的强度。答案：-弯曲应力计算公式：σ=T·W/P，其中W=πd^3/32；-W=π×40^3/32≈1257mm^3；-σ=2000×10^3×1257/(40×10^3)≈78.6MPa；-由于78.6MPa<160MPa，故轴的强度足够。2.某齿轮传动，模数m=4mm，齿数z1=20，z2=40，材料为20CrMnTi，热处理后硬度HRC58，试计算齿面接触强度（许用接触应力[σ]H=850MPa）。答案：-接触应力计算公式：σ_H=σ_0·Z_H·Z_E·F_t/(b·m)；-σ_0=[σ]H=850MPa；-Z_H=2.5（标准直齿轮）；-Z_E=188.5（钢制齿轮）；-F_t=T1/z1=2000N·m/20×4×10^-3mm≈2500N；-假设齿宽b=20mm，则σ_H=850×2.5×188.5×2500/(20×4)≈625MPa；-由于625MPa<850MPa，故齿面接触强度足够。六、综合应用题（共2题，每题15分，共30分）1.某汽车发动机曲轴，材料为40Cr，要求表面硬度HRC50-60，心部硬度HB240-320，试设计其热处理工艺流程。答案：-工艺流程：1.正火处理（消除内应力，均匀组织）；2.调质处理（淬火+高温回火，获得优良综合力学性能）；3.表面淬火（高频淬火或火焰淬火，提高表面硬度）；4.回火（消除淬火应力，稳定组织）。2.某机床主轴，直径d=50mm，承受径向载荷F_r=3000N，轴向载荷F_a=1000N，转速n=1200r/min，材料为GCr15，试选择合适的轴承类型并校核寿命。答案：-选择轴承：角接触球轴承7208（承受径向和轴向载荷）。-当量动载荷计算：-P=1.5F_r+0.6F_a=1.5×3000+0.6×1000=4800N；-寿命计算公式：L_10h=（C/P）^3×10^6/60n，查手册C=44.8kN；-L_10h=(44800/4800)^3×10^6/60×1200≈3.2×10^6h；-结论：满足机床主轴寿命要求。答案与解析一、单选题1.B2.A3.A4.B5.D6.B7.B8.C9.C10.B二、多选题1.A,B,C,D,E2.A,B,D,E3.A,B,C,D,E4.A,B,C,D,E5.A,B,C,E三、判断题