2026年机械设计师考试CAD绘图与机械原理题库

2026年机械设计师考试：CAD绘图与机械原理题库一、CAD绘图题（共5题，每题10分）1.题目：绘制标准件——螺栓连接装配图要求：绘制M12×80的六角头螺栓连接两个厚20mm的钢板，使用全剖视图表示，标注尺寸、公差及表面粗糙度要求。材料为Q235钢，热处理硬度HRC40-50。2.题目：绘制轴类零件图要求：绘制直径40mm、长150mm的光轴，材料为45钢，调质处理。标注键槽尺寸（键宽8mm，深4mm，长40mm），并标注形位公差（径向圆跳动0.02mm）。3.题目：绘制齿轮零件图要求：绘制模数m=3、齿数z=20的直齿圆柱齿轮，材料为20CrMnTi，渗碳淬火HRC58-62。标注齿顶圆直径、齿根圆直径及中心距，并绘制啮合剖视图。4.题目：绘制箱体类零件图要求：绘制尺寸为200mm×150mm的箱体零件，材料为HT250，铸造表面粗糙度Ra12.5μm。标注孔的尺寸、深度及配合公差（H8/f7），并绘制半剖视图。5.题目：绘制凸轮机构CAD图要求：绘制偏心距e=20mm的盘形凸轮，从动件为滚子直动，滚子直径D=15mm。绘制凸轮轮廓线，并标注基圆半径、行程及压力角。二、机械原理题（共10题，每题5分）1.题目：简述铰链四杆机构的类型判定条件要求：说明曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构的运动特性及判定条件。2.题目：计算凸轮机构的压力角已知凸轮基圆半径r0=20mm，凸轮转角θ=30°时，从动件位移s=10mm，导路偏距e=10mm。计算该位置的压力角α。3.题目：解释齿轮传动的重合度概念要求：说明重合度的定义、计算公式及其对传动平稳性的影响。4.题目：分析蜗杆传动的传动比计算方法已知蜗杆头数z1=2，蜗轮齿数z2=40，蜗杆导程角γ=20°。计算传动比i和蜗轮转速n2（假设蜗杆转速n1=1500rpm）。5.题目：说明带传动的弹性滑动现象要求：解释弹性滑动的原因、影响因素及补偿方法。6.题目：计算连杆机构的行程速比系数K已知曲柄长度r=50mm，连杆长度l=150mm。计算行程速比系数K。7.题目：解释棘轮机构的运动特点要求：说明棘轮机构的工作原理、优缺点及适用场合。8.题目：分析螺旋传动的效率影响因素要求：说明螺旋传动效率与螺旋升角、摩擦系数的关系。9.题目：计算平面四杆机构的死点位置已知铰链四杆机构中，最短杆与最长杆长度之和等于其他两杆长度之和，判断该机构是否存在死点，并说明条件。10.题目：说明轮系的功能应用要求：列举轮系在变速、增速、分动等场合的应用实例，并简述其工作原理。答案与解析CAD绘图题答案与解析1.螺栓连接装配图-解析：-六角头螺栓需标注螺纹规格（M12）、公称长度（80mm）、材料（Q235）及热处理要求（HRC40-50）。-钢板厚度20mm，孔径需考虑公差（如H11/c10）。表面粗糙度Ra6.3μm（外表面），Ra12.5μm（内表面）。2.轴类零件图-解析：-键槽需标注尺寸（8×4×40mm），形位公差需标注在键槽侧视图。45钢调质处理，硬度要求HB240-320。3.齿轮零件图-解析：-齿顶圆直径=（z+2）m=66mm，齿根圆直径=（z-2.5）m=56.5mm。中心距a=z1m/2=30mm。渗碳淬火需标注范围。4.箱体类零件图-解析：-孔径标注需考虑配合公差（如H8/f7），铸造圆角R3-5mm。HT250材料需标注密度及吸湿性要求。5.凸轮机构CAD图-解析：-压力角α需计算：tanα=(s/r0+e/r0^2)cosθ。基圆半径r0=20mm，行程s=10mm。机械原理题答案与解析1.铰链四杆机构类型判定-解析：-最短杆与最长杆长度之和≤其他两杆长度之和为曲柄摇杆机构；等于为双曲柄机构；大于为双摇杆机构。2.凸轮机构压力角计算-解析：α=tan⁻¹[(s/r0+e/r0^2)cosθ]=tan⁻¹[(10/20+10/20^2)cos30°]=26.6°。3.齿轮传动重合度-解析：重合度ε=zv/z1+zv/z2=（z2/z1+1）/π，反映连续传动能力。4.蜗杆传动比计算-解析：i=n1/n2=z2/z1=20/2=10，n2=n1/i=1500/10=150rpm。5.带传动弹性滑动-解析：因紧、松边拉力差导致带速与轮速不同步，可通过增大预紧力或选用弹性模量大的带解决。6.连杆机构行程速比系数-解析：K=(180°+φ)/(180°-φ)，φ=tan⁻¹[(√(l^2-r^2)/(l+r))]=11.5°，K≈1.25。7.棘轮机构运动特点-解析：可单向间歇运动，常用于机床分度或起重设备，缺点是反向自锁性差。8.螺旋传动效率-解析：η=(tanγ)/(tan(γ+ρ))，升角γ越小、摩擦系数ρ越大，效率越低。9.平面四杆机构死点-解析：当原动件与最短杆共线时，从动件可能出现卡死，可通过安装飞轮或改变传动方式克服