经验机械工程师资格证书考试试题及答案

经验机械工程师资格证书考试试题及答案一、单项选择题（共20题，每题1分，共20分。每题只有一个选项符合题意）1.在机械设计中，齿轮传动的主要失效形式之一是齿面点蚀，这种失效通常发生在（）。A.开式齿轮传动中B.闭式软齿面齿轮传动中C.闭式硬齿面齿轮传动中D.高速重载的开式传动中2.45钢经调质处理后，其综合力学性能较好，常用于制造承受中等载荷及中等速度工作的机械零件，调质处理是指（）。A.淬火+高温回火B.淬火+中温回火C.淬火+低温回火D.表面淬火+低温回火3.当轴的支承跨距较大，或工作中受热导致轴伸长量较大时，应采用（）的配置方式。A.两端固定B.一端固定，一端游动C.两端游动D.均布载荷4.在公差配合中，基准孔的基本偏差代号是（）。A.HB.hC.JSD.js5.液压传动系统中，油液的压力取决于（）。A.油泵的额定压力B.溢流阀的调定压力C.负载D.油液的流量6.带传动工作时，带中的应力有拉应力、离心应力和弯曲应力，其中（）是周期性变化的，容易引起带的疲劳破坏。A.拉应力B.离心应力C.弯曲应力D.最大应力7.下列联轴器中，属于刚性联轴器且具有补偿两轴相对位移能力的是（）。A.凸缘联轴器B.套筒联轴器C.齿式联轴器D.弹性柱销联轴器8.在滚动轴承的代号中，后置代号/P5表示轴承的公差等级为（）。A.0级B.6x级C.5级D.4级9.蜗杆传动中，为了提高传动效率，蜗杆的螺旋升角应（）。A.小于当量摩擦角B.大于当量摩擦角C.等于当量摩擦角D.与摩擦角无关10.下列哪种机构能将旋转运动转换为往复摆动？（）A.曲柄滑块机构B.双曲柄机构C.曲柄摇杆机构D.双摇杆机构11.在切削用量三要素中，对刀具耐用度影响最大的是（）。A.切削速度B.进给量C.背吃刀量D.切削宽度12.形位公差中，表示“同轴度”的符号是（）。A.◎B.⊥C.∥D.⌒13.某机械零件的可靠性为0.99，这意味着（）。A.99个零件中只有1个是废品B.该零件在规定条件下和规定时间内完成规定功能的概率为99%C.该零件的安全系数为1.99D.该零件的寿命为99小时14.气动系统中，气源处理装置通常被称为F.R.L组合，其中“L”指的是（）。A.过滤器B.调压阀C.油雾器D.润滑脂15.在螺纹连接中，为了防止螺纹副在受载时发生相对转动，常采用防松措施，其中利用摩擦力防松的是（）。A.串联钢丝B.开口销与槽型螺母C.弹簧垫圈D.止动垫圈16.金属的塑性变形主要通过（）机制进行。A.晶格畸变B.位错滑移C.原子扩散D.晶界滑动17.设计凸轮机构时，若机构出现刚性冲击，其原因是从动件的运动规律采用了（）。A.等加速等减速运动规律B.等速运动规律C.余弦加速度运动规律D.正弦加速度运动规律18.在数控编程中，G01指令的作用是（）。A.快速定位B.直线插补C.圆弧插补D.暂停19.下列材料中，适合制造渗碳齿轮的是（）。A.45钢B.40CrC.20CrMnTiD.60Si2Mn20.机构具有确定运动的条件是（）。A.自由度数大于原动件数B.自由度数小于原动件数C.自由度数等于原动件数且大于零D.自由度数等于零二、多项选择题（共10题，每题2分，共20分。每题有两个或两个以上选项符合题意，多选、少选、错选不得分）1.机械零件磨损的过程通常包括（）阶段。A.跑合磨损B.稳定磨损C.剧烈磨损D.疲劳磨损E.粘着磨损2.下列关于合金钢的说法，正确的有（）。A.合金元素能提高钢的淬透性B.合金元素能细化晶粒C.合金钢的工艺性能通常比碳素钢差D.合金钢的回火稳定性比碳素钢高E.所有合金钢都必须进行热处理后才能使用3.滚动轴承的预紧目的是（）。A.提高轴承的旋转精度B.增加轴承刚度C.减少振动和噪声D.补偿热膨胀E.降低摩擦阻力4.下列属于机构简图中的运动副的有（）。A.移动副B.转动副C.螺旋副D.高副E.固定副5.影响切削温度的主要因素有（）。A.切削用量B.刀具几何参数C.工件材料D.刀具材料E.冷却润滑液6.液压泵的特点包括（）。A.依靠密封容积的变化进行吸油和压油B.吸油和压油过程必须配气C.油箱必须与大气相通D.额定压力取决于泵的结构强度和密封性E.流量与转速成正比7.常用的轴瓦材料有（）。A.巴氏合金B.青铜C.铸铁D.铝合金E.淬火钢8.在机械制造工艺中，获得尺寸精度的方法有（）。A.试切法B.调整法C.定尺寸刀具法D.自动控制法E.估算法9.关于带传动的张紧，下列说法正确的是（）。A.张紧的目的是防止带传动打滑B.张紧的目的是保证带的初拉力C.常见的张紧装置有定期张紧和自动张紧D.张紧轮应放在松边内侧靠近大轮处E.张紧轮应放在紧边外侧10.下列属于失效分析常用手段的有（）。A.宏观断口分析B.金相检验C.化学成分分析D.力学性能测试E.模拟仿真三、填空题（共15空，每空1分，共15分）1.机构自由度计算公式为F=3n-2P_L-P_H，其中n表示______，P_L表示______，P_H表示______。2.在静强度设计中，对于塑性材料，极限应力通常取______；对于脆性材料，极限应力通常取______。3.渐开线齿轮传动的连续传动条件是重合度ε______1。4.滚动轴承的基本额定寿命是指一批相同的轴承，在相同条件下运转，其中______的轴承不发生疲劳点蚀前所经历的总转数或工作小时数。5.液压控制阀中，控制油液流动方向的阀称为______阀，控制压力的称为______阀，控制流量的称为______阀。6.刀具材料的切削部分必须具备的基本性能是高硬度、高耐磨性、足够的强度和韧性、高耐热性以及良好的______。7.表面粗糙度的评定参数中，反映微观不平度高度特性的常用参数是______。8.螺纹连接中，拧紧螺母时，螺栓主要受______应力和______应力。9.在工艺尺寸链计算中，封闭环的公差等于所有组成环公差的______。四、简答题（共5题，每题6分，共30分）1.简述带传动与链传动的主要区别及适用场合。2.什么是钢的淬火？淬火的目的是什么？常见的淬火介质有哪些？3.简述滚动轴承与滑动轴承在性能上的主要区别（从承载能力、转速、摩擦系数等方面进行比较）。4.在机械加工中，何谓“六点定位原理”？何谓“过定位”？5.简述疲劳断裂的宏观断口特征及其形成过程。五、计算分析题（共3题，共40分）1.（10分）一转轴受径向力F_r=3000N，轴向力F_a=1000N。轴转速n=500r/min，载荷平稳，预期寿命L_h'=10000小时。拟选用两个深沟球轴承6310（基本额定动载荷C_r=48.4kN，基本额定静载荷C_0r=36.3kN，参数e=0.22，Y=1.99）。试判断该轴承是否满足寿命要求。（注：取载荷系数f_p=1.1，温度系数f_t=1。当F_a/F_0r>e时，X=0.56，Y=1.99；否则X=1，Y=0）。2.（15分）如图所示（文字描述：一螺栓连接承受横向载荷F=5000N，采用两个M12的普通螺栓连接，螺栓材料为Q235，屈服强度σ_s=240MPa，接合面间的摩擦系数f=0.15，防滑安全系数K_s=1.2。若采用普通螺栓连接（靠摩擦传力），试计算螺栓所需的预紧力F'，并校核螺栓强度（螺栓小径d_1≈10.106mm，许用应力安全系数S=1.5）。3.（15分）某单级直齿圆柱齿轮减速器，已知输入轴功率P1=5kW，转速n1=960r/min，齿数z1=20，z2=60，模数m=4mm。试计算：(1)传动比i；(2)大齿轮的分度圆直径d2、齿顶圆直径da2、齿根圆直径df2；(3)若不计效率损失，大齿轮输出的转矩T2。六、综合应用题（共1题，共25分）1.请设计一个手动螺旋压力机的主体机构。已知要求：(1)最大压力F_max=50kN；(2)螺杆采用单头梯形螺纹Tr40×7，材料为45钢，许用应力[σ]=80MPa；(3)螺母材料为青铜，高度H=60mm；(4)操作手柄长度L=400mm，操作者施加在手柄端部的力F_h=200N。请完成以下分析与计算：(1)计算该螺旋传动的效率（假设螺旋副当量摩擦系数f_v=0.12，忽略其他摩擦）。(2)校核螺杆的强度（提示：螺杆主要受压与扭，危险截面小径d_1可查表取值，Tr40×7的小径d_1=32mm，中径d_2=36mm）。(3)计算螺母螺纹牙的剪切强度（青铜许用剪切应力[τ]=40MPa，螺纹牙工作高度h=4mm，螺母螺纹圈数z=H/P）。(4)分析该机构自锁条件，并判断是否自锁。参考答案与解析一、单项选择题1.B。解析：齿面点蚀多发生在闭式软齿面齿轮传动中，因为齿面硬度低，接触疲劳强度不足，在循环接触应力作用下产生疲劳裂纹，进而扩展剥落形成点蚀。开式齿轮由于磨损较快，点蚀来不及形成就被磨掉了。2.A。解析：调质处理是淬火加高温回火的综合热处理工艺，获得回火索氏体组织，具有良好的综合力学性能。3.B。解析：一端固定、一端游动的支承方式允许轴受热伸长时向游动端自由移动，避免产生附加轴向力。4.A。解析：基孔制配合中，基准孔的下偏差为零，基本偏差代号为H。5.C。解析：帕斯卡原理指出，液压系统中某处的压力取决于负载。负载为零时，压力建立不起来。6.D。解析：带绕过带轮时产生弯曲应力，且带在运行过程中，弯曲部分周期性变化，是引起带疲劳破坏的主要原因。7.C。解析：齿式联轴器属于刚性可移式刚性联轴器，能补偿两轴相对位移（径向、轴向、角位移）。凸缘和套筒不能补偿位移，弹性柱销属于弹性联轴器。8.C。解析：/P0、/P6、/P6x、/P5、/P4、/P2分别代表不同精度等级，P5代表5级精度。9.B。解析：蜗杆传动自锁条件是螺旋升角小于当量摩擦角，要传动效率高，则需螺旋升角大于当量摩擦角。10.C。解析：曲柄摇杆机构将曲柄的旋转运动转换为摇杆的往复摆动。曲柄滑块机构转换为往复移动。11.A。解析：切削速度v对对刀具耐用度影响最大，其次是进给量f，最后是背吃刀量a_p。12.A。解析：◎同轴度，⊥垂直度，∥平行度，⌒线轮廓度。13.B。解析：可靠性是指产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的概率。14.C。解析：F.R.L分别指Filter（过滤器）、Regulator（调压阀）、Lubricator（油雾器）。15.C。解析：弹簧垫圈利用压平后的反弹力使螺纹副间保持压紧张力，从而产生摩擦力防松。其他属于机械防松。16.B。解析：金属塑性变形的主要方式是位错滑移，孪生是次要方式。17.B。解析：等速运动规律在推程始末点速度突变，加速度无穷大，产生刚性冲击。18.B。解析：G00快速定位，G01直线插补，G02/G03圆弧插补。19.C。解析：20CrMnTi属于低碳合金钢，适合渗碳淬火，表面硬度高耐磨，心部韧性好。45钢和40Cr通常调质或表面淬火，60Si2Mn是弹簧钢。20.C。解析：机构具有确定运动的条件是自由度数等于原动件数且大于零。二、多项选择题1.ABC。解析：磨损过程一般分跑合、稳定、剧烈三个阶段。疲劳磨损和粘着磨损是磨损机理，不是过程阶段。2.ABD。解析：合金元素提高淬透性、细化晶粒、提高回火稳定性。合金钢工艺性能（如铸造、焊接、切削）通常比碳钢差，但不是绝对（如某些易切钢）。并非所有合金钢都必须热处理（如低合金高强度结构钢有时热轧态使用）。3.ABC。解析：预紧可提高旋转精度、刚度，减少振动噪声。但不能补偿热膨胀（反而可能加剧热膨胀问题），且会增加摩擦阻力。4.ABCD。解析：运动副分低副（移动、转动、螺旋）和高副。固定副不是运动副。5.ABCDE。解析：切削用量、刀具几何参数、工件材料、刀具材料、冷却液均显著影响切削温度。6.ADE。解析：容积式泵依靠密封容积变化工作，必须配气（配流装置），但油箱通大气是针对自吸式泵，不是所有泵（如压力油箱供油）。额定压力取决于结构强度和密封性，流量与转速成正比。7.ABCD。解析：轴瓦材料需良好的减摩、耐磨、抗胶合性。巴氏合金、青铜、铸铁、铝合金常用。淬火钢硬度太高，不宜作轴瓦。8.ABCD。解析：获得尺寸精度方法有试切法、调整法、定尺寸刀具法、自动控制法。估算法不是工艺方法。9.ABC。解析：张紧是为了防滑和保证初拉力。有定期和自动张紧。张紧轮通常放在松边，若放在紧边会加重负荷。具体位置视结构而定，靠近小轮可增加包角。10.ABCDE。解析：失效分析手段多样，包括宏观、微观（金相）、成分、力学测试及仿真。三、填空题1.活动构件数；低副数目；高副数目。2.屈服强度σ_s；抗拉强度σ_b。3.大于或等于（≥）。4.90%。5.方向；压力；流量。6.化学稳定性（或工艺性）。7.轮廓算术平均偏差Ra。8.拉；扭转（或剪）。9.之和。四、简答题1.答：主要区别：(1)工作原理：带传动靠摩擦力传动，有过载打滑保护作用；链传动靠啮合传动，能保证平均传动比准确。(2)传动效率：带传动较低（0.94~0.97）；链传动较高（0.95~0.98）。(3)适用环境：带传动适用于中心距较大、要求工作平稳、噪音小的场合，不宜用于高温、易燃、易爆环境；链传动适用于中心距较大、工作环境恶劣（高温、油污、潮湿）的场合。(4)载荷能力：带传动承受过载能力有限；链传动承载能力大。适用场合：带传动多用于电机与减速器之间的高速级；链传动多用于低速、重载、石油机械、农业机械等。2.答：淬火是将钢加热到临界温度Ac3或Ac1以上某一温度，保温一定时间，然后以大于临界冷却速度的速度冷却的热处理工艺。目的：(1)提高钢的硬度和耐磨性；(2)获得特殊的物理化学性能（如不锈钢的耐蚀性）。常见淬火介质：水、油、水溶性盐类或碱类水溶液、盐浴（分级淬火）等。3.答：(1)摩擦系数：滚动轴承摩擦系数小（0.001~0.005），启动灵敏；滑动轴承摩擦系数大（液体润滑时小，但启动时大）。(2)承载能力：一般滚动轴承抗冲击能力不如液体动压滑动轴承，但比边界润滑滑动轴承高。同尺寸下，滚动轴承承载能力有一定限制。(3)转速：滚动轴承极限转速受滚动体离心力限制；滑动轴承（动压）转速越高承载能力越强，但启动时为干摩擦。(4)寿命：滚动轴承受疲劳寿命限制；滑动轴承理论上磨损后可修复，寿命取决于磨损。(5)结构：滚动轴承标准化，安装维护方便；滑动轴承需润滑系统，结构复杂。4.答：六点定位原理：采用六个按一定规则布置的支承点，限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定。过定位（超定位）：几个定位支承点重复限制同一个自由度的现象。过定位可能导致工件无法安装或定位不稳定，但在工件定位基准精度很高时，过定位可提高刚性。5.答：宏观断口特征：典型的疲劳断口由三个区域组成——疲劳源、疲劳裂纹扩展区（光滑，有海滩纹）和瞬时断裂区（粗糙，呈纤维状或放射状）。形成过程：(1)在应力集中的部位（如缺口、裂纹）产生微观裂纹（疲劳源）；(2)在循环应力作用下，裂纹缓慢扩展，由于应力循环变化，断口表面反复挤压摩擦形成光滑的扩展区；(3)当剩余截面不足以承受载荷时，发生突然断裂，形成粗糙的瞬断区。五、计算分析题1.解：(1)计算相对轴向载荷：/=查表或根据题目给定参数，当/≤此处0.0275<0.22，故X=1,Y=0。(2)计算当量动载荷P：P=(3)计算额定寿命：公式：=(。球轴承ε===3333.3重新计算数值：(48.4=((注：此