2025年機(jī)械設(shè)計工程師職業(yè)技能考核試卷及答案一、單項選擇題1.以下哪種材料通常不用于制造機(jī)械零件的軸？()A.45鋼B.鑄鐵C.合金鋼D.不銹鋼答案：B解析：軸類零件需要具有良好的綜合力學(xué)性能，如強度、韌性和耐磨性等。45鋼是常用的軸類材料，具有較好的強度和韌性；合金鋼可以通過調(diào)整合金元素的含量來滿足不同的性能要求；不銹鋼在一些有特殊耐腐蝕要求的場合也會用于制造軸。而鑄鐵的韌性較差，一般不用于制造軸，故答案選B。2.在機(jī)械設(shè)計中，平鍵連接的主要用途是()。A.傳遞軸向力B.傳遞扭矩C.既傳遞軸向力又傳遞扭矩D.定心答案：B解析：平鍵連接是通過鍵的側(cè)面來傳遞扭矩的，它不能傳遞軸向力，定心作用也不是其主要用途。故答案是B。3.滾動軸承的基本額定動載荷是指()。A.在額定動載荷作用下，軸承所能承受的最大載荷B.軸承在額定工況下的使用壽命C.一批同型號的軸承在相同條件下運轉(zhuǎn)，其中90%的軸承在發(fā)生疲勞點蝕前所能承受的最大載荷D.軸承所承受的實際載荷答案：C解析：滾動軸承的基本額定動載荷是指一批同型號的軸承在相同條件下運轉(zhuǎn)，其中90%的軸承在發(fā)生疲勞點蝕前所能承受的最大載荷。故答案選C。4.螺紋連接防松的根本問題在于()。A.增加螺紋連接的軸向力B.增加螺紋連接的橫向力C.防止螺紋副的相對轉(zhuǎn)動D.增加螺紋連接的剛度答案：C解析：螺紋連接防松的根本目的是防止螺紋副在工作過程中發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，從而保證連接的可靠性。故答案是C。5.帶傳動工作時，帶中的應(yīng)力是()。A.拉應(yīng)力B.彎曲應(yīng)力C.離心應(yīng)力D.以上三種應(yīng)力的組合答案：D解析：帶傳動工作時，帶中存在拉應(yīng)力（由于傳遞拉力產(chǎn)生）、彎曲應(yīng)力（帶繞過帶輪時產(chǎn)生）和離心應(yīng)力（帶隨帶輪做圓周運動時產(chǎn)生），是這三種應(yīng)力的組合。故答案選D。6.齒輪傳動中，齒面接觸疲勞強度主要取決于()。A.齒輪的模數(shù)B.齒輪的齒數(shù)C.齒寬系數(shù)D.齒輪的分度圓直徑答案：D解析：齒面接觸疲勞強度主要與齒輪的分度圓直徑有關(guān)，分度圓直徑越大，齒面接觸應(yīng)力越小，接觸疲勞強度越高。故答案是D。7.以下哪種聯(lián)軸器具有補償兩軸相對位移的能力？()A.凸緣聯(lián)軸器B.套筒聯(lián)軸器C.彈性套柱銷聯(lián)軸器D.剛性聯(lián)軸器答案：C解析：凸緣聯(lián)軸器和套筒聯(lián)軸器都屬于剛性聯(lián)軸器，它們不能補償兩軸的相對位移。而彈性套柱銷聯(lián)軸器具有一定的彈性，可以補償兩軸的相對位移。故答案選C。8.滑動軸承的主要失效形式是()。A.疲勞點蝕B.磨損和膠合C.塑性變形D.斷裂答案：B解析：滑動軸承在工作過程中，由于軸頸與軸承襯之間的相對滑動，容易產(chǎn)生磨損和膠合現(xiàn)象，這是其主要的失效形式。故答案是B。9.對于受軸向變載荷的緊螺栓連接，在平均拉力不變的情況下，增加螺栓的剛度，則螺栓的應(yīng)力幅將()。A.增大B.減小C.不變D.無法確定答案：A解析：根據(jù)緊螺栓連接的受力分析，在平均拉力不變的情況下，增加螺栓的剛度，螺栓的應(yīng)力幅會增大。故答案選A。10.機(jī)械設(shè)計中，在滿足使用要求的前提下，應(yīng)優(yōu)先選用()。A.標(biāo)準(zhǔn)件B.非標(biāo)準(zhǔn)件C.自制件D.以上都不對答案：A解析：選用標(biāo)準(zhǔn)件可以降低成本、提高互換性和可靠性，在滿足使用要求的前提下，應(yīng)優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)件。故答案是A。二、多項選擇題1.以下屬于機(jī)械設(shè)計基本原則的有()。A.滿足功能要求B.滿足可靠性要求C.滿足經(jīng)濟(jì)性要求D.滿足工藝性要求答案：ABCD解析：機(jī)械設(shè)計需要滿足多方面的要求，包括功能要求（實現(xiàn)預(yù)期的功能）、可靠性要求（在規(guī)定的條件和時間內(nèi)完成規(guī)定功能）、經(jīng)濟(jì)性要求（降低成本）和工藝性要求（便于制造和裝配）。故ABCD都正確。2.常用的齒輪材料有()。A.碳鋼B.合金鋼C.鑄鐵D.有色金屬答案：ABCD解析：碳鋼具有一定的強度和韌性，是常用的齒輪材料；合金鋼可以通過調(diào)整合金元素提高齒輪的性能；鑄鐵在一些低速、輕載的場合也可用于制造齒輪；有色金屬如青銅等在一些特殊要求的齒輪傳動中也有應(yīng)用。故ABCD都正確。3.滾動軸承的潤滑方式主要有()。A.油潤滑B.脂潤滑C.水潤滑D.固體潤滑答案：ABD解析：滾動軸承常用的潤滑方式有油潤滑（如浸油潤滑、噴油潤滑等）、脂潤滑和固體潤滑。水潤滑一般不用于滾動軸承，因為水的潤滑性能較差且可能會對軸承造成腐蝕。故答案選ABD。4.螺紋連接的預(yù)緊力可以()。A.增強連接的可靠性B.提高連接的緊密性C.防止被連接件間出現(xiàn)縫隙D.提高螺栓的疲勞強度答案：ABC解析：螺紋連接預(yù)緊可以增強連接的可靠性，使被連接件緊密貼合，防止出現(xiàn)縫隙，提高連接的緊密性。但預(yù)緊力會使螺栓的平均應(yīng)力增大，一般會降低螺栓的疲勞強度。故答案選ABC。5.帶傳動的打滑現(xiàn)象通常發(fā)生在()。A.大帶輪上B.小帶輪上C.帶與帶輪的包角較小時D.帶的初拉力較小時答案：BCD解析：帶傳動的打滑現(xiàn)象通常發(fā)生在小帶輪上，因為小帶輪的包角一般較小，帶與帶輪之間的摩擦力相對較小。同時，帶的初拉力較小時，帶與帶輪之間的正壓力減小，摩擦力也減小，容易發(fā)生打滑。故答案選BCD。6.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)滿足的要求有()。A.便于軸上零件的裝拆和固定B.具有良好的工藝性C.盡量減小應(yīng)力集中D.保證軸有足夠的強度和剛度答案：ABCD解析：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計需要便于軸上零件的裝拆和固定，具有良好的工藝性以便于制造，盡量減小應(yīng)力集中以提高軸的疲勞強度，同時要保證軸有足夠的強度和剛度來滿足工作要求。故ABCD都正確。7.聯(lián)軸器和離合器的主要區(qū)別在于()。A.聯(lián)軸器用于連接兩軸，使它們一起轉(zhuǎn)動并傳遞扭矩B.離合器在機(jī)器運轉(zhuǎn)過程中可隨時使兩軸分離或接合C.聯(lián)軸器在機(jī)器運轉(zhuǎn)過程中不能使兩軸分離D.離合器不能傳遞扭矩答案：ABC解析：聯(lián)軸器用于連接兩軸，使它們一起轉(zhuǎn)動并傳遞扭矩，在機(jī)器運轉(zhuǎn)過程中一般不能使兩軸分離；而離合器在機(jī)器運轉(zhuǎn)過程中可隨時使兩軸分離或接合，它們都能傳遞扭矩。故答案選ABC。8.滑動軸承的潤滑可以起到()作用。A.減小摩擦和磨損B.降低溫度C.防止腐蝕D.緩沖和吸振答案：ABCD解析：滑動軸承的潤滑可以減小軸頸與軸承襯之間的摩擦和磨損，降低工作溫度，防止金屬表面的腐蝕，還能起到緩沖和吸振的作用。故ABCD都正確。9.影響機(jī)械零件疲勞強度的主要因素有()。A.應(yīng)力集中B.尺寸大小C.表面質(zhì)量D.材料的疲勞極限答案：ABCD解析：應(yīng)力集中會使零件局部應(yīng)力增大，降低疲勞強度；尺寸大小會影響零件的疲勞性能；表面質(zhì)量越好，疲勞強度越高；材料的疲勞極限是決定零件疲勞強度的基礎(chǔ)。故ABCD都正確。10.機(jī)械設(shè)計中，提高零件強度的措施有()。A.合理選擇材料B.增大零件的尺寸C.改善零件的結(jié)構(gòu)形狀，減小應(yīng)力集中D.提高零件的表面質(zhì)量答案：ABCD解析：合理選擇材料可以提高零件的基本強度；增大零件尺寸可以增加承載能力；改善結(jié)構(gòu)形狀減小應(yīng)力集中和提高表面質(zhì)量都能提高零件的疲勞強度。故ABCD都正確。三、填空題1.機(jī)械設(shè)計一般可分為______設(shè)計、______設(shè)計和______設(shè)計三個階段。答案：方案技術(shù)施工2.螺紋的公稱直徑是指______直徑。答案：大徑3.帶傳動的彈性滑動是由于______引起的，是______避免的。答案：帶的彈性變形不可4.齒輪傳動的主要失效形式有______、______、______、______和齒面塑性變形。答案：齒面接觸疲勞磨損齒面膠合齒面磨損輪齒折斷5.滾動軸承的壽命是指______。答案：滾動軸承中任一元件出現(xiàn)疲勞點蝕前的總轉(zhuǎn)數(shù)或在一定轉(zhuǎn)速下的工作小時數(shù)6.聯(lián)軸器和離合器的主要作用是______。答案：連接兩軸，使它們一起轉(zhuǎn)動并傳遞扭矩7.軸按所受載荷的不同可分為______、______和______。答案：心軸轉(zhuǎn)軸傳動軸8.滑動軸承的潤滑方法有______潤滑、______潤滑和______潤滑等。答案：間歇連續(xù)壓力9.機(jī)械零件的強度分為______強度和______強度。答案：靜疲勞10.設(shè)計機(jī)械零件時，應(yīng)根據(jù)零件的______、______和______等要求來選擇材料。答案：使用要求工藝要求經(jīng)濟(jì)性要求四、判斷題1.機(jī)械設(shè)計只需要考慮功能要求，不需要考慮經(jīng)濟(jì)性和工藝性。()答案：×解析：機(jī)械設(shè)計需要綜合考慮功能要求、經(jīng)濟(jì)性要求和工藝性要求等多方面因素，以設(shè)計出既滿足使用要求又經(jīng)濟(jì)合理、便于制造的機(jī)械產(chǎn)品。2.平鍵連接可以傳遞軸向力。()答案：×解析：平鍵連接主要是通過鍵的側(cè)面來傳遞扭矩，不能傳遞軸向力。3.滾動軸承的基本額定動載荷越大，其承載能力越強。()答案：√解析：基本額定動載荷是衡量滾動軸承承載能力的一個重要指標(biāo)，基本額定動載荷越大，軸承所能承受的載荷就越大，承載能力越強。4.螺紋連接的防松就是防止螺紋副的相對轉(zhuǎn)動。()答案：√解析：螺紋連接防松的根本目的就是防止螺紋副在工作過程中發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，保證連接的可靠性。5.帶傳動的打滑是可以避免的，而彈性滑動是不可避免的。()答案：√解析：帶傳動的打滑是由于過載引起的，可以通過合理設(shè)計和使用避免；而彈性滑動是由于帶的彈性變形引起的，是不可避免的。6.齒輪傳動中，模數(shù)越大，齒面接觸疲勞強度越高。()答案：×解析：齒輪傳動中，齒面接觸疲勞強度主要取決于分度圓直徑，而不是模數(shù)。模數(shù)主要影響齒輪的彎曲強度。7.聯(lián)軸器在機(jī)器運轉(zhuǎn)過程中可以隨時使兩軸分離或接合。()答案：×解析：聯(lián)軸器一般在機(jī)器停車后才能進(jìn)行兩軸的連接或分離操作，而離合器在機(jī)器運轉(zhuǎn)過程中可隨時使兩軸分離或接合。8.滑動軸承的潤滑主要是為了減小摩擦和磨損。()答案：√解析：滑動軸承潤滑的主要作用之一就是減小軸頸與軸承襯之間的摩擦和磨損，同時還能起到降低溫度、防止腐蝕等作用。9.軸的強度計算只需要考慮靜強度即可。()答案：×解析：軸在工作過程中可能承受交變載荷，因此除了要考慮靜強度外，還需要考慮疲勞強度。10.機(jī)械零件的表面質(zhì)量對其疲勞強度有影響。()答案：√解析：零件表面質(zhì)量越好，表面的微觀不平度越小，應(yīng)力集中現(xiàn)象越不明顯，疲勞強度就越高。五、簡答題1.簡述機(jī)械設(shè)計的一般步驟。(1).明確設(shè)計任務(wù)：了解設(shè)計的目標(biāo)、要求和約束條件，確定機(jī)械的功能、性能、工作條件等。(2).方案設(shè)計：構(gòu)思機(jī)械的總體方案，包括機(jī)械的工作原理、運動形式、結(jié)構(gòu)布局等，提出多種可行的設(shè)計方案。(3).方案評價與選擇：對提出的多個設(shè)計方案進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、可靠性等方面的評價，選擇最優(yōu)方案。(4).技術(shù)設(shè)計：對選定的方案進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計，確定各零部件的形狀、尺寸、材料、公差等，繪制零件圖和裝配圖。(5).施工設(shè)計：進(jìn)行工藝設(shè)計，確定加工工藝和裝配工藝，編制生產(chǎn)文件，如工藝卡片、檢驗卡片等。(6).樣機(jī)試制與試驗：制造樣機(jī)，進(jìn)行性能試驗和可靠性試驗，檢驗設(shè)計的正確性和合理性。(7).改進(jìn)設(shè)計：根據(jù)試驗結(jié)果，對設(shè)計進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，直到滿足設(shè)計要求為止。2.螺紋連接為什么要進(jìn)行預(yù)緊？預(yù)緊力的大小如何確定？(1).螺紋連接預(yù)緊的目的：(1).增強連接的可靠性：預(yù)緊可以使被連接件之間產(chǎn)生壓緊力，防止在工作過程中被連接件之間出現(xiàn)相對位移，保證連接的可靠性。(2).提高連接的緊密性：預(yù)緊力可以使被連接件緊密貼合，防止氣體或液體泄漏，提高連接的緊密性。(3).防止被連接件間出現(xiàn)縫隙：避免外界雜質(zhì)進(jìn)入連接部位，影響連接的性能。(2).預(yù)緊力大小的確定方法：(1).經(jīng)驗法：根據(jù)連接的類型、工作條件和使用要求，參考以往的設(shè)計經(jīng)驗，選取合適的預(yù)緊力范圍。(2).計算法：對于重要的螺紋連接，可根據(jù)連接的受力情況和強度要求，通過理論計算來確定預(yù)緊力的大小。例如，對于受橫向載荷的緊螺栓連接，可根據(jù)被連接件之間的摩擦力與橫向載荷的平衡關(guān)系來計算預(yù)緊力。3.簡述帶傳動的彈性滑動和打滑現(xiàn)象，并說明它們的區(qū)別和聯(lián)系。(1).彈性滑動現(xiàn)象：帶傳動工作時，由于帶的彈性變形，帶在緊邊和松邊的拉力不同，導(dǎo)致帶在帶輪上的速度不一致，帶與帶輪之間發(fā)生相對滑動，這種現(xiàn)象稱為彈性滑動。(2).打滑現(xiàn)象：當(dāng)帶傳動的載荷超過帶與帶輪之間的最大摩擦力時，帶與帶輪之間發(fā)生全面的相對滑動，這種現(xiàn)象稱為打滑。(3).區(qū)別：(1).彈性滑動是帶傳動的固有特性，是不可避免的；而打滑是由于過載引起的，是可以避免的。(2).彈性滑動只發(fā)生在帶與帶輪的部分接觸弧上；而打滑發(fā)生在帶與帶輪的全部接觸弧上。(3).彈性滑動會使帶傳動的傳動比不準(zhǔn)確，但不會影響帶傳動的正常工作；而打滑會使帶傳動失效，不能傳遞動力。(4).聯(lián)系：彈性滑動是打滑的前奏，當(dāng)彈性滑動發(fā)展到一定程度時，就會引起打滑。4.齒輪傳動的主要失效形式有哪些？如何防止這些失效形式的發(fā)生？(1).主要失效形式：(1).齒面接觸疲勞磨損：齒面在交變接觸應(yīng)力作用下，產(chǎn)生疲勞裂紋，裂紋擴(kuò)展導(dǎo)致齒面金屬剝落。(2).齒面膠合：在高速重載或低速重載的情況下，齒面間的油膜被破壞，齒面金屬直接接觸并發(fā)生粘連，隨著齒面的相對滑動，金屬從一個齒面轉(zhuǎn)移到另一個齒面。(3).齒面磨損：由于灰塵、磨粒等進(jìn)入齒面間，或齒面間的相對滑動，導(dǎo)致齒面材料逐漸磨損。(4).輪齒折斷：輪齒在載荷作用下，由于彎曲應(yīng)力過大，導(dǎo)致輪齒發(fā)生折斷。(5).齒面塑性變形：在重載作用下，齒面材料發(fā)生塑性流動，導(dǎo)致齒面形狀改變。(2).防止措施：(1).對于齒面接觸疲勞磨損：選擇合適的材料和熱處理方法，提高齒面硬度；增大齒輪的分度圓直徑，降低齒面接觸應(yīng)力；合理設(shè)計齒輪參數(shù)，保證良好的潤滑。(2).對于齒面膠合：采用抗膠合性能好的潤滑油；降低齒面的滑動速度；提高齒面硬度和表面質(zhì)量。(3).對于齒面磨損：采用閉式傳動，防止灰塵、磨粒等進(jìn)入齒面；選擇合適的潤滑油和潤滑方式，提高齒面的耐磨性。(4).對于輪齒折斷：增大齒根圓角半徑，減小應(yīng)力集中；選擇合適的材料和熱處理方法，提高輪齒的彎曲強度；合理設(shè)計齒輪的幾何參數(shù)，避免輪齒過載。(5).對于齒面塑性變形：提高齒面硬度；采用合適的潤滑油，減小齒面間的摩擦力。5.滾動軸承的選擇應(yīng)考慮哪些因素？(1).載荷因素：(1).載荷大?。焊鶕?jù)軸承所承受的載荷大小，選擇合適尺寸和類型的軸承。一般來說，載荷越大，應(yīng)選擇承載能力越大的軸承。(2).載荷性質(zhì)：根據(jù)載荷是徑向載荷、軸向載荷還是聯(lián)合載荷，選擇相應(yīng)類型的軸承。例如，只承受徑向載荷時，可選擇深溝球軸承；只承受軸向載荷時，可選擇推力球軸承；同時承受徑向和軸向載荷時，可選擇角接觸球軸承或圓錐滾子軸承。(3).載荷方向：確定載荷的方向，以便選擇能夠正確承受該方向載荷的軸承。(2).轉(zhuǎn)速因素：根據(jù)軸承的工作轉(zhuǎn)速，選擇適合轉(zhuǎn)速范圍的軸承。不同類型的軸承有不同的極限轉(zhuǎn)速，超過極限轉(zhuǎn)速會導(dǎo)致軸承發(fā)熱、磨損加劇甚至損壞。(3).精度因素：根據(jù)機(jī)械的工作精度要求，選擇相應(yīng)精度等級的軸承。精度等級越高，軸承的尺寸精度和旋轉(zhuǎn)精度越高，但成本也越高。(4).安裝和拆卸因素：考慮軸承的安裝和拆卸方便性，對于需要經(jīng)常拆卸的場合，可選擇便于安裝和拆卸的軸承類型，如圓錐滾子軸承。(5).調(diào)心性能因素：當(dāng)軸有一定的彎曲變形或兩軸相對位置有較大誤差時，需要選擇具有調(diào)心性能的軸承，如調(diào)心球軸承或調(diào)心滾子軸承。(6).經(jīng)濟(jì)性因素：在滿足使用要求的前提下，盡量選擇成本較低的軸承，以降低設(shè)備的制造成本。六、計算題1.已知一緊螺栓連接，螺栓的材料為45鋼，許用拉應(yīng)力[σ]=120MPa，螺栓所受的軸向工作載荷F=2000N，試確定螺栓的小徑d?。(1).對于緊螺栓連接，在只受軸向工作載荷時，螺栓的強度條件為：(σ=1.3Fπ(2).由強度條件可得：(d_{1}≥1.3F(3).將(F=2000N)，([σ]=120MPa=120×10(d_{1}≥1.3×先計算分子：(1.3×2000×4再計算分母：(π×120×10{6}≈3.14×120則(d_{1}≥10400376.8×106≈根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)螺紋尺寸，選取(d_{1}=6mm)。2.一對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，已知模數(shù)(m=4mm)，小齒輪齒數(shù)(z_{1}=20)，大齒輪齒數(shù)(z_{2}=60)，試計算該齒輪傳動的中心距(a)、分度圓直徑(d_{1})、(d_{2})、齒頂圓直徑(d_{a1})、(d_{a2})和齒根圓直徑(d_{f1})、(d_{f2})。(1).分度圓直徑計算公式：(d=mz)。小