2025年機械工程師《機械設計》真題匯編考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項選擇題（每題2分，共20分。下列選項中，只有一項符合題意。）1.在機械設計中，衡量零件抵抗疲勞破壞能力的主要指標是（）。A.屈服強度B.硬度C.疲勞極限D(zhuǎn).彈性模量2.對于承受交變載荷的零件，其主要失效形式通常是（）。A.靜強度破壞B.局部塑性變形C.疲勞破壞D.蠕變3.在設計螺栓連接時，若被連接件變形較大或不允許預緊力過大，宜采用（）。A.普通螺栓連接B.角鋼螺栓連接C.螺柱連接D.緊定螺栓連接4.平帶傳動與三角帶傳動相比，其主要優(yōu)點是（）。A.傳動效率高B.結(jié)構(gòu)簡單、成本較低C.可傳遞較大功率D.適用于高速場合5.設計蝸桿傳動時，為了提高傳動效率，應優(yōu)先選用（）。A.單頭蝸桿B.雙頭蝸桿C.三頭蝸桿D.四頭蝸桿6.在軸的結(jié)構(gòu)設計中，為了使軸上零件便于安裝和固定，通常在軸的直徑變化處制作（）。A.鍵槽B.鍵肩C.螺紋D.溝槽7.對于承受純扭轉(zhuǎn)的圓軸，其強度條件通常表達為（）。A.τ≤[τ]B.σ≤[σ]C.τp≤[τp]D.σt≤[σt]8.選擇滾動軸承類型時，首要考慮的因素通常是（）。A.軸承的轉(zhuǎn)速B.軸承的尺寸C.軸承的壽命D.軸承的價格9.在機械設計中，標準件是指（）。A.所有零件B.定型生產(chǎn)、已納入國家或行業(yè)標準、可按標準選用和采購的零件C.用戶自定義的零件D.材料特殊的零件10.下列機械零件中，屬于連接件的是（）。A.軸B.齒輪C.螺栓D.軸承二、多項選擇題（每題3分，共15分。下列選項中，至少有兩項符合題意，多選、錯選均不得分。）1.機械零件的主要失效形式包括（）。A.疲勞斷裂B.塑性變形C.磨損D.蠕變E.鉸鏈2.螺紋連接的主要失效形式有（）。A.螺栓剪斷B.螺栓或螺母擰斷C.聯(lián)接件被壓潰D.螺栓松動E.螺紋磨損3.與平帶傳動相比，三角帶傳動的主要優(yōu)點是（）。A.傳動效率高B.結(jié)構(gòu)簡單C.能傳遞較大功率D.適用于高速場合E.傳動平穩(wěn)，噪音小4.設計軸時，需要考慮的因素有（）。A.強度B.剛度C.轉(zhuǎn)動精度D.結(jié)構(gòu)工藝性E.經(jīng)濟性5.選擇滾動軸承時，需要確定的主要參數(shù)有（）。A.軸承類型B.尺寸系列C.軸承精度等級D.安裝方式E.壽命三、計算題（每題10分，共40分。請列出必要的計算公式和過程。）1.某軸傳遞功率P=7.5kW，轉(zhuǎn)速n=150r/min，材料許用彎曲應力[σ]=160MPa。若軸上開有一個直徑d=20mm的鍵槽，試校核該軸的彎曲強度。（軸直徑按未開鍵槽計算，假設鍵槽對軸強度的削弱系數(shù)為0.9）2.一對標準直齒圓柱齒輪傳動，已知：小齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度HB=240HBW；大齒輪材料為40Cr，表面淬火，齒面硬度HRC=55HRC。傳遞功率P=10kW，轉(zhuǎn)速n1=600r/min，n2=300r/min，齒輪寬度b=80mm，齒數(shù)z1=20，z2=40。試估算該對齒輪的齒面接觸疲勞極限σHlim1和σHlim2。（假設σHlim與硬度有關(guān)，調(diào)質(zhì)處理約為600MPa，表面淬火約為1200MPa）3.一平帶傳動，傳遞功率P=5kW，主動輪直徑D1=200mm，從動輪直徑D2=400mm，中心距a≈600mm。帶速v=5m/s，帶與帶輪間的摩擦系數(shù)f=0.3。試求有效拉力Fe和緊邊拉力F1。（假設有效拉力Fe約為正常工作拉力的50%）4.一軸上安裝一深溝球軸承6210，轉(zhuǎn)速n=1000r/min，額定動載荷Cr=42kN，額定靜載荷Ca=32kN。軸傳遞的徑向載荷Fr=10kN，軸向載荷Fa=5kN。試計算該軸承的基本額定壽命Lh（以小時為單位）。（假設壽命指數(shù)η=3，載荷系數(shù)fp=1.2）四、簡答題（每題8分，共32分。請簡要回答下列問題。）1.簡述機械設計應遵循的一般原則。2.解釋什么是過盈配合連接，并簡述其裝配方法及特點。3.與平鍵連接相比，花鍵連接有哪些優(yōu)點？4.簡述滾動軸承的基本結(jié)構(gòu)組成及其主要失效形式。---試卷答案一、單項選擇題1.C2.C3.A4.B5.B6.B7.A8.A9.B10.C二、多項選擇題1.A,B,C,D2.B,C,D,E3.C,E4.A,B,D,E5.A,B,C,E三、計算題1.解析思路：首先根據(jù)功率和轉(zhuǎn)速計算軸所需傳遞的扭矩T。然后根據(jù)軸的直徑（考慮鍵槽削弱）和材料許用應力，利用彎曲強度公式σb=T/W進行校核，其中W為軸的抗彎截面系數(shù)，需考慮鍵槽對截面系數(shù)的影響。將計算出的最大彎曲應力σb與許用應力[σ]比較，若σb≤[σ]，則強度滿足要求。計算過程：（略，需根據(jù)具體數(shù)值進行計算）2.解析思路：根據(jù)齒輪材料的處理方式和小齒輪、大齒輪的齒面硬度，參考經(jīng)驗數(shù)據(jù)或相關(guān)手冊，估算法向彎曲疲勞極限σFlim和接觸疲勞極限σHlim。通常硬度越高，極限應力值越大。計算過程：（略，需根據(jù)具體硬度值查表或估算得到極限應力）3.解析思路：首先根據(jù)功率P、帶速v計算有效拉力Fe=1000P/v。然后利用歐拉公式或經(jīng)驗公式（如基于緊邊拉力F1估算）建立力的平衡關(guān)系，例如2F1-Fe-F2=0，且F2=Fe/F1（E=ef），聯(lián)立求解得到緊邊拉力F1，進而可估算出有效拉力Fe（驗證）。計算過程：（略，需代入數(shù)值聯(lián)立方程求解）4.解析思路：根據(jù)軸承型號確定基本額定動載荷Cr和額定靜載荷Ca。計算當量動載荷Pa，對于深溝球軸承，當量動載荷Pa=fp*sqrt(Fr2+(X*Fa)2)，其中X為徑向載荷系數(shù)（通常為1），F(xiàn)a為軸向載荷。根據(jù)當量動載荷Pa和額定動載荷Cr，利用壽命公式Lh=(Cr/Pa)^{10/3}/60nη計算基本額定壽命Lh（小時），注意單位換算和壽命指數(shù)η、載荷系數(shù)fp的取值。計算過程：（略，需代入數(shù)值計算當量動載荷，再代入壽命公式計算）四、簡答題1.解析思路：機械設計原則通常包括：滿足使用功能（性能、可靠性、壽命等）、經(jīng)濟性（成本、效率）、工藝性（可制造性、可裝配性）、安全性、人機工程學、環(huán)保性、標準化等?；卮饡r需涵蓋主要方面。2.解析思路：過盈配合是指孔的尺寸大于軸的尺寸，裝配時需要施加壓力將軸壓入孔中，依靠配合面間的壓力和摩擦力傳遞載荷。裝配方法主要有壓入法（冷壓、熱套）、溫差法（加熱孔或冷卻軸）。特點是無鍵連接，連接強度高、定心精度好、承載能力大，但裝配困難，成本較高。3.解析思路：花鍵連接相比平鍵連接的優(yōu)點：承載能力高（齒槽多，接觸面積大）、定心精度高（多為外徑定心）、導