2026年中级职称考试机械设计基础理论与实务训练

2026年中级职称考试机械设计基础理论与实务训练一、单项选择题（共10题，每题2分，共20分）1.某轴承受轴向力F=10kN，径向力Fr=5kN，轴的材料为45钢调质，试计算其当量弯矩最接近下列哪个值？A.11.18kN·mB.9.49kN·mC.10.00kN·mD.12.31kN·m2.在齿轮设计中，若齿面接触应力σH=600MPa，材料的许用接触应力[σH]=800MPa，则该齿轮的接触强度安全系数S_H最接近？A.1.33B.1.25C.1.10D.1.503.某机械零件的失效形式为疲劳断裂，其疲劳极限σ_e=500MPa，平均应力σ_m=100MPa，根据Goodman关系式，其疲劳强度系数K_f最接近？A.0.60B.0.75C.0.85D.0.904.在滑动轴承设计中，若轴承材料为巴氏合金，工作温度为120℃，则其许用压强[fp]最接近？A.5.0MPaB.7.5MPaC.10.0MPaD.12.5MPa5.某连杆机构中，曲柄半径r=100mm，连杆长度l=400mm，当曲柄转角θ=30°时，其传动角α最接近？A.40°B.50°C.60°D.70°6.在机械设计中，若某零件的尺寸公差为φ20±0.02mm，则其包容原则下的最大实体尺寸为？A.19.98mmB.20.02mmC.20.00mmD.19.96mm7.某轴的键连接采用普通平键，键宽b=8mm，键高h=7mm，键长L=50mm，若传递扭矩T=200N·m，则键所受的剪切力F_s最接近？A.31.25kNB.28.57kNC.25.00kND.22.86kN8.在液压缸设计中，若缸径D=100mm，活塞杆直径d=50mm，缸内压力p=10MPa，则活塞杆所受的轴向力F最接近？A.78.5kNB.71.4kNC.62.8kND.57.1kN9.某V带传动中，主动轮直径d1=200mm，从动轮直径d2=400mm，主动轮转速n1=1500rpm，则从动轮转速n2最接近？A.750rpmB.900rpmC.1000rpmD.1125rpm10.在机械振动中，若某系统的固有频率ω_n=10rad/s，阻尼比ζ=0.2，激振频率ω=12rad/s，则其放大因子β最接近？A.1.25B.1.50C.1.75D.2.00二、多项选择题（共5题，每题3分，共15分）1.下列哪些因素会影响滑动轴承的承载能力？A.轴承间隙B.轴承材料硬度C.轴承润滑状态D.轴承工作温度E.轴承安装方式2.在机械设计中，下列哪些属于疲劳失效的典型特征？A.突然断裂B.蠕变变形C.裂纹扩展D.点蚀E.塑性流动3.连杆机构中，影响其传动的关键参数包括哪些？A.偏心距B.连杆长度C.传动角D.压力角E.运动行程4.液压系统中的基本组成部分包括哪些？A.液压泵B.液压缸C.控制阀D.油箱E.润滑油5.影响机械振动系统动刚度的因素包括哪些？A.振动系统质量B.振动系统刚度C.阻尼系数D.激振力频率E.支撑方式三、判断题（共10题，每题1分，共10分）1.滚动轴承的极限转速主要受润滑条件和轴承精度的影响。（√）2.在机械设计中，安全系数越小，零件的可靠性越高。（×）3.V带传动中，主动轮直径越小，传动比越大。（√）4.键连接中，平键主要用于传递扭矩，花键主要用于传递轴向力。（×）5.滑动轴承的承载能力与轴承材料的弹性模量成正比。（√）6.机械振动中，共振现象只会导致系统失效。（×）7.液压缸的推力与缸径成正比，与活塞杆直径成反比。（√）8.连杆机构的传动角越大，传动效率越高。（√）9.尺寸链中，增环的变动会使封闭环增大。（√）10.疲劳极限是指材料在循环载荷下不发生断裂的最大应力。（√）四、简答题（共4题，每题5分，共20分）1.简述滑动轴承润滑的目的及其常用润滑方式。答案：-润滑目的：减少摩擦、散热、防锈、密封。-常用润滑方式：1.油润滑（油浴润滑、飞溅润滑、压力润滑）。2.润滑脂润滑（适用于低速、重载场合）。2.简述机械设计中安全系数的确定原则。答案：-考虑载荷和应力的可靠性、材料性能的不确定性、加工和装配误差、环境因素、寿命要求等。-通常通过经验公式或试验数据确定，需兼顾强度和刚度。3.简述连杆机构中传动角和压力角的关系及其意义。答案：-传动角α是连杆与从动件之间的夹角，压力角γ是作用力与连杆之间的夹角，两者互余（α+γ=90°）。-传动角越大，传力效率越高，设计时应保证最小传动角≥40°。4.简述液压缸常见故障及其排除方法。答案：-常见故障：1.推力不足（原因：内漏、外漏、缸径磨损）。2.运动不平稳（原因：气穴、污染）。-排除方法：检查密封件、清洗液压油、调整压力。五、计算题（共3题，每题10分，共30分）1.某轴承受扭矩T=200N·m，弯矩M=100N·m，轴的材料为45钢调质，许用应力[σ]=160MPa，试校核其强度。答案：-当量弯矩M_e=√(M²+(0.6T)²)=√(100²+(0.6×200)²)=128.8N·m。-当量应力σ_e=M_e/W=(128.8×10³)/(π×40²/32)=325MPa>[σ]，需加大截面。2.某齿轮传动中，模数m=4mm，齿数z1=20，z2=40，中心距a=120mm，试计算其传动比和中心距变动系数y。答案：-传动比i=z2/z1=40/20=2。-理论中心距a'=m(z1+z2)/2=4×(20+40)/2=120mm，y=0。3.某液压缸缸径D=100mm，活塞杆直径d=50mm，液压系统压力p=10MPa，试计算活塞杆承受的轴向力F。答案：-液压缸推力F=(π/4)×(D²-d²)×p=(π/4)×(100²-50²)×10=196.35kN。六、论述题（共1题，15分）试论述机械设计中疲劳失效的预防措施及其重要性。答案：-疲劳失效预防措施：1.合理选择材料（提高疲劳极限）。2.优化结构设计（避免应力集中，如圆角、孔边）。3.表面处理（喷丸、滚压）。4.控制载荷循环（避免共振）。5.定期检测（裂纹早期发现）。-重要性：疲劳失效具有突发性，可能导致灾难性事故（如桥梁断裂、飞机解体），因此预防措施能有效延长零件寿命，保障安全。答案与解析一、单项选择题1.B（当量弯矩M_e=√(M²+(0.6T)²)，计算得9.49kN·m）。2.A（S_H=[σH]/σH=800/600=1.33）。3.B（Goodman关系式K_f=(σ_e-σ_m)/(σ_e+σ_m)=(500-100)/(500+100)=0.75）。4.C（巴氏合金许用压强通常为8-12MPa，选10MPa）。5.B（传动角α=arccos(1-r²/(l²-r²cosθ))≈50°）。6.B（最大实体尺寸=基本尺寸+上偏差=20+0.02=20.02mm）。7.A（剪切力F_s=T/(0.5bhL)=200×10³/(0.5×8×7×50)=31.25kN）。8.A（轴向力F=(π/4)×(D²-d²)×p=(π/4)×(100²-50²)×10=78.5kN）。9.A（n2=n1×d1/d2=1500×200/400=750rpm）。10.B（β=ω/ω_n√(1-ζ²)=12/10√(1-0.2²)≈1.50）。二、多项选择题1.ABCD（轴承间隙、材料硬度、润滑状态、工作温度均影响承载能力）。2.ACD（疲劳断裂、裂纹扩展、点蚀是疲劳特征）。3.ABCD（偏心距、连杆长度、传动角、压力角影响传动）。4.ABCD（液压泵、液压缸、控制阀、油箱是基本组成）。5.AB（动刚度与质量、刚度成正比）。三、判断题1.√2.×（安全系