2026年机械设计工程师专业考试实践操作题目

2026年机械设计工程师专业考试实践操作题目一、机械零件设计与计算（共3题，每题20分）1.设计一用于机床夹具的定位销结构（20分）某机床加工零件时需要使用定位销进行精确定位，要求定位销直径为Ф10mm，材料为45钢，表面淬火硬度HRC50-60。设计该定位销的结构，包括：（1）确定定位销的头部形式（圆柱头或球头）并说明理由；（2）计算定位销的强度校核（抗剪强度和挤压强度）；（3）绘制简图并标注关键尺寸。2.设计一轴类零件的键连接（20分）某减速器输出轴直径为Ф40mm，传递扭矩为1500N·m，转速为600r/min，材料为40Cr，表面淬火HRC50-55。选择合适的平键连接方案，包括：（1）确定键的尺寸（类型、宽度、高度、长度）；（2）校核键的强度；（3）说明键槽的加工工艺。3.设计一箱体零件的轴承座结构（20分）某齿轮箱采用深沟球轴承（型号6310），轴承外径为90mm，内径为50mm，额定载荷为40000N。设计轴承座的结构，包括：（1）确定轴承座的材料及结构形式（剖分式或整体式）；（2）计算轴承座的孔径及配合；（3）绘制简图并标注关键尺寸。二、机械传动系统设计（共2题，每题25分）4.设计一带传动系统（25分）某传送带输送工件，要求输送速度为1m/s，工件重量为50kg/m，电机功率为2.2kW，转速为1450r/min。设计带传动系统，包括：（1）选择V带型号及带轮直径；（2）计算带的初拉力及轴的受力；（3）说明带传动的张紧方式。5.设计一齿轮传动系统（25分）某减速器输入转速为1500r/min，输出转速为300r/min，传递功率为5kW，齿轮材料为20CrMnTi，齿面硬度HRC58-62。设计直齿圆柱齿轮传动，包括：（1）确定齿轮的模数、齿数及传动比；（2）校核齿轮的弯曲强度；（3）说明齿轮的热处理工艺。三、机械结构强度与刚度计算（共3题，每题25分）6.设计一悬臂梁的支撑结构（25分）某机械设备中有一悬臂梁，长1.5m，受均布载荷q=5kN/m，材料为Q235钢，许用应力σ=160MPa。设计梁的支撑结构，包括：（1）计算梁的最大弯矩及挠度；（2）设计支撑点的位置及反力；（3）绘制简图并标注关键尺寸。7.设计一薄壁圆筒的强度校核（25分）某压力容器内径为200mm，壁厚为5mm，材料为16MnR，工作压力为3MPa，许用应力σ=160MPa。校核薄壁圆筒的强度，包括：（1）计算筒壁的应力分布；（2）校核筒体的强度及稳定性；（3）说明筒体的焊接工艺。8.设计一薄板冲压件的加强筋结构（25分）某薄板冲压件厚度为2mm，尺寸为300mm×200mm，材料为DP600，冲压时需要防止变形。设计加强筋结构，包括：（1）确定加强筋的形状及布局；（2）计算加强筋的尺寸及间距；（3）说明冲压工艺的注意事项。四、机械装配与调试（共2题，每题30分）9.设计一联轴器的装配方案（30分）某电机与减速器之间采用弹性柱销联轴器连接，电机轴径为Ф25mm，减速器轴径为Ф28mm。设计联轴器的装配方案，包括：（1）确定联轴器的型号及主要参数；（2）说明装配步骤及注意事项；（3）绘制装配简图并标注关键尺寸。10.设计一液压缸的调试方案（30分）某液压缸行程为1000mm，工作压力为20MPa，缸体材料为45钢，活塞杆直径为Ф20mm。设计液压缸的调试方案，包括：（1）确定液压缸的密封形式及材料；（2）说明调试步骤及测试项目；（3）绘制简图并标注关键尺寸。答案与解析一、机械零件设计与计算1.定位销结构设计（1）头部形式：选择圆柱头。理由：圆柱头便于装配和拆卸，且定位精度高。（2）强度校核：-抗剪强度：τ=F/A=(πd²/4)σs，其中F为作用力，A为截面积，σs为许用剪切应力（45钢σs≈360MPa）。-挤压强度：σp=F/Ap，其中Ap为接触面积。（3）简图及尺寸（略）。2.键连接设计（1）选择平键：键宽b=12mm，高h=8mm，长度L≈50mm（根据轴长确定）。（2）强度校核：τ=T/(0.5bh²)，σp=F/(bhL)。（3）键槽加工工艺：铣削。3.轴承座设计（1）材料：HT250，结构形式：剖分式。（2）孔径：Ф52mm（考虑轴承安装间隙）。（3）简图及尺寸（略）。二、机械传动系统设计4.带传动系统设计（1）选择V带：B型，带轮直径d1=200mm，d2=800mm。（2）初拉力计算：F0≈500N。（3）张紧方式：定期调整。5.齿轮传动系统设计（1）模数m=2mm，齿数z1=25，z2=75。（2）弯曲强度校核：σf≤[σf]。（3）热处理工艺：渗碳淬火。三、机械结构强度与刚度计算6.悬臂梁设计（1）最大弯矩M=11.25kN·m，挠度f=0.045mm。（2）支撑点反力R=5kN。（3）简图及尺寸（略）。7.薄壁圆筒校核（1）应力分布：σ=31.4MPa。（2）强度校核：σ≤160MPa。（3）焊接工艺：焊后回火。8.薄板冲压件设计（1）加强筋形状：十字形。（2）尺寸：间距80mm。（3）冲压注意事项：避免起皱。四、机械装配与调试9.联轴器装配方案（1）型号：LX4型。（2）装