机械工程师中级资格考试模拟试题及答案

机械工程师中级资格考试模拟试题及答案1.单项选择题（每题1分，共20分）1.1在45钢调质处理中，淬火后高温回火的目的是A.提高硬度B.消除网状渗碳体C.获得回火索氏体，提高综合力学性能D.细化晶粒答案：C1.2一对标准直齿圆柱齿轮传动，模数m=4mm，小齿轮齿数z1=20，大齿轮齿数z2=60，其标准中心距为A.120mmB.140mmC.160mmD.180mm答案：C1.3在液压系统中，节流阀与调速阀的主要区别在于A.节流阀不能反向流动B.调速阀具有压力补偿功能C.节流阀只能旁路节流D.调速阀只能串联安装答案：B1.4滚动轴承6208的基本额定动载荷C=29.5kN，当量动载荷P=5.9kN，则其基本额定寿命约为A.8000hB.12000hC.16000hD.20000h答案：C1.5在PLC梯形图中，常闭触点与常开触点并联后，其逻辑关系为A.与B.或C.非D.异或答案：B1.6下列焊接方法中，热影响区最窄的是A.焊条电弧焊B.埋弧焊C.激光焊D.电渣焊答案：C1.7某轴受对称循环弯曲应力，材料为40Cr，调质后σ1=400MPa，若疲劳强度综合影响系数Kσ=1.8，则其许用应力幅为A.222MPaB.320MPaC.400MPaD.720MPa答案：A1.8在SolidWorks中，对实体进行“抽壳”操作时，若未选中任何面，则系统A.报错并终止B.自动抽壳整个实体C.提示选择移除面D.生成中空球体答案：C1.9下列形位公差项目中，属于位置公差的是A.圆柱度B.对称度C.圆度D.平面度答案：B1.10某步进电机步距角为1.8°，驱动器采用16细分，则每转脉冲数为A.200B.400C.1600D.3200答案：D1.11在机械系统可靠性设计中，若各单元为串联模型，则系统可靠度A.大于最小单元可靠度B.等于各单元可靠度之和C.等于各单元可靠度之积D.与单元数量无关答案：C1.12下列材料中，最适合制造汽车发动机连杆的是A.HT250B.45C.40CrNiMoAD.60Si2Mn答案：C1.13在数控加工中心中，G43指令的作用是A.取消刀具长度补偿B.建立刀具长度正补偿C.建立刀具半径补偿D.取消刀具半径补偿答案：B1.14某平带传动，主动轮直径D1=200mm，从动轮直径D2=400mm，若主动轮转速n1=1440r/min，则从动轮转速为A.720r/minB.960r/minC.1200r/minD.2880r/min答案：A1.15在机械振动测试中，加速度传感器的输出信号通常需A.一次积分得速度B.一次积分得位移C.二次积分得速度D.直接得位移答案：A1.16下列润滑脂中，耐水性最好的是A.钙基脂B.钠基脂C.锂基脂D.复合铝基脂答案：A1.17某气缸内径D=100mm，工作压力p=0.6MPa，则其理论推力为A.471NB.4710NC.9420ND.18840N答案：B1.18在机械系统动力学方程中，拉格朗日方程的广义力不包括A.重力B.弹性力C.阻尼力D.惯性力答案：D1.19下列失效形式中，属于磨损失效的是A.点蚀B.胶合C.疲劳断裂D.腐蚀答案：B1.20在公差配合H7/g6中，H7表示A.轴的公差带B.孔的公差带C.过渡配合D.过盈配合答案：B2.多项选择题（每题2分，共10分；每题至少有两个正确答案，多选少选均不得分）2.1下列因素中，影响滚动轴承寿命的有A.当量动载荷B.转速C.润滑方式D.轴承材料E.安装游隙答案：ABCDE2.2在数控车床上加工螺纹时，必须设置的参数有A.主轴转速B.螺距C.进给速度D.刀具补偿号E.切削深度答案：ABD2.3下列属于机械系统动态特性指标的有A.固有频率B.阻尼比C.静刚度D.幅频响应E.相频响应答案：ABDE2.4下列热处理方法中，能提高零件表面硬度的有A.渗碳淬火B.氮化C.碳氮共渗D.调质E.高频淬火答案：ABCE2.5在液压缸设计中，需校核的项目有A.缸筒壁厚B.活塞杆稳定性C.密封沟槽尺寸D.油口流速E.缓冲装置强度答案：ABCDE3.填空题（每空1分，共20分）3.1普通V带截面角为________°，而带轮槽角通常做成________°，目的是________。答案：40，38，使带与轮槽接触良好并减少磨损3.2在齿轮强度计算中，齿面接触强度主要取决于________应力，齿根弯曲强度主要取决于________应力。答案：接触，弯曲3.3某轴直径d=50mm，受扭矩T=1000N·m，则其最大剪应力为________MPa。答案：81.53.4在气动回路中，快速排气阀应安装在________与________之间，以提高气缸________速度。答案：气缸，换向阀，回程3.5滚动轴承代号7312B中，B表示________，12表示________。答案：接触角40°，内径60mm3.6在激光切割中，辅助气体氧气的作用主要是________和________。答案：氧化放热，吹除熔渣3.7某步进电机驱动滚珠丝杠，导程Ph=10mm，步距角1.8°，细分8，则每脉冲进给量为________mm。答案：0.006253.8在机械系统故障诊断中，常用的信号分析方法有________分析、________分析和________分析。答案：幅值域，频率域，时频域3.9某焊接结构采用Q345钢，其屈服强度为________MPa，当板厚t=20mm时，其设计强度f=________MPa（按GB50017）。答案：345，2953.10在公差原则中，最大实体要求用于被测要素时，其边界为________边界，尺寸为________尺寸。答案：最大实体实效，最大实体实效4.简答题（共30分）4.1（封闭型，6分）说明齿轮传动中齿面点蚀产生的原因及预防措施。答案：原因：齿面接触应力超过材料接触疲劳极限，反复作用产生微裂纹，润滑油进入裂纹后形成高压，使裂纹扩展并剥落。预防措施：提高齿面硬度，降低表面粗糙度，采用变位齿轮增大曲率半径，选用高黏度润滑油，控制载荷平稳性。4.2（开放型，6分）某数控车床加工细长轴时出现让刀现象，试从工艺、刀具、装夹三方面提出改进方案。答案：工艺：采用高速小进给，分粗精车，使用跟刀架；刀具：增大主偏角减小径向力，选用锋利槽型，刀尖略高于中心0.1mm；装夹：尾座顶尖采用弹性回转顶尖，工件前端用中心架，卡盘夹持长度≤15mm，尾座压力0.3MPa。4.3（封闭型，6分）写出液压系统“节流调速回路”的三种基本形式并比较其效率。答案：进油节流、回油节流、旁路节流。进油节流启动平稳，效率低；回油节流背压大，效率低；旁路节流泵压随负载变化，效率最高，但低速稳定性差。4.4（开放型，6分）某企业计划将传统齿轮减速器升级为行星减速器，请列出设计流程中的关键计算内容。答案：1.传动比分配与齿数匹配；2.太阳轮、行星轮、内齿圈接触与弯曲强度计算；3.行星轮轴承寿命计算；4.均载机构浮动量计算；5.箱体结构刚度与热变形分析；6.润滑与密封设计。4.5（封闭型，6分）解释机械系统“共振”概念，并给出三种避振措施。答案：共振是激励频率等于系统固有频率时振幅急剧增大的现象。措施：1.改变质量或刚度以调整固有频率；2.增加阻尼器消耗能量；3.采用动力吸振器转移能量。5.应用题（共50分）5.1计算题（12分）某二级展开式圆柱齿轮减速器，高速级z1=18，z2=72，低速级z3=22，z4=88，输入功率P1=15kW，n1=1460r/min，齿轮效率ηg=0.98，轴承效率ηb=0.99，每对。求：(1)总传动比i；(2)输出转速n3；(3)输出转矩T3。答案：(1)i=(z2/z1)·(z4/z3)=(72/18)·(88/22)=4×4=16(2)n3=n1/i=1460/16=91.25r/min(3)总效率η=ηg²·ηb³=0.98²·0.99³=0.950P3=P1·η=15×0.950=14.25kWT3=9550·P3/n3=9550×14.25/91.25=1491N·m5.2分析题（12分）某气动夹紧系统如图（文字描述）：气源→减压阀→二位五通换向阀→双作用气缸→快速排气阀→大气。气缸内径D=80mm，活塞杆d=25mm，工作压力0.5MPa，负载力F=2000N，摩擦阻力Ff=200N。要求：(1)校核气缸推力是否满足夹紧；(2)若夹紧时间要求≤0.5s，行程L=200mm，求所需平均流量；(3)指出快速排气阀安装位置是否合理并说明理由。答案：(1)理论推力Fth=πD²p/4=π×0.08²×0.5×10⁶/4=2513N实际推力=Fth−Ff=2313N>2000N，满足。(2)所需流量Q=πD²L/(4t)=π×0.08²×0.2/(4×0.5)=0.000804m³/s=48.2L/min(3)不合理。快速排气阀应安装在气缸有杆腔与换向阀之间，使回程时气体直接排大气，提高回程速度；图中接在无杆腔，夹紧时排气无效，且造成压力损失。5.3综合设计题（13分）设计一输送线提升机构，要求：提升质量m=500kg，提升高度h=1200mm，提升时间t=4s，采用链传动，电动机转速n=1400r/min，链轮节圆直径D=200mm，链条节距p=25.4mm。求：(1)计算链轮齿数z；(2)确定总传动比i；(3)选择减速器类型并给出级数；(4)计算电机所需功率（效率η=0.85，加速度按匀加速）。答案：(1)z=D·π/p=200×π/25.4≈24.7，取整25齿(2)链速v=2h/t=2×1.2/4=0.6m/s链轮转速n链=60v/(πD)=60×0.6/(π×0.2)=57.3r/mini=n电机/n链=1400/57.3=24.4(3)采用二级斜齿圆柱齿轮减速器，传动比约4.9×5=24.5，结构紧凑，承载平稳。(4)加速度a=2h/t²=2×1.2/4²=0.15m/s²提升力F=m(g+a)=500×(9.81+0.15)=4980N功率P=Fv/η=4980×0.6/0.85=3515W≈3.5kW，选4kW电机。5.4计算分析题（13分）某轴采用45钢调质，σb=640MPa，σs=355MPa，受弯矩M=600N·m，扭矩T=400N·m，轴径d=40mm，键槽为A型，查得有效应力集中系数Kσ=1.8，Kτ=1.6，尺寸系数εσ=0.84，ετ=0.78，表面粗糙度Ra=1.6μm，表面系数β=0.93。按无限寿命设计，安全系数S=2，材料对称循环弯曲疲劳极限σ1=0.45σb=288MPa，扭转疲劳极限τ1=0.28σb=179MPa。试用第三强度理论校核该轴疲劳强度。答案：弯曲应力幅σa=M/W=600/(π×0.04³/32)=95.5MPa扭转应力幅τa=T/Wt=400/(π×0.04³/16)=31.8MPa综合影响系数：KσD=Kσ/εσ/β=1.8/0.84/0.93=2.30KτD=Kτ/ετ/β=1.6/0.7