2026年機(jī)械設(shè)計工程師考試模擬題一、單選題（共10題，每題2分，合計20分）1.在機(jī)械設(shè)計中，用于連接兩軸并傳遞扭矩的元件，下列哪種聯(lián)軸器適用于工作時兩軸有較大相對位移的情況？A.凸緣聯(lián)軸器B.齒輪聯(lián)軸器C.萬向聯(lián)軸器D.彈性柱銷聯(lián)軸器2.某重型機(jī)械的齒輪傳動，傳遞功率為100kW，轉(zhuǎn)速為1500r/min，若齒輪材料為20CrMnTi，采用滲碳淬火處理，其許用接觸應(yīng)力應(yīng)接近下列哪個數(shù)值（單位MPa）？A.600B.800C.1000D.12003.在螺栓連接中，若被連接件為薄壁容器，為避免螺栓承受過大附加應(yīng)力，應(yīng)采用哪種連接方式？A.集中載荷螺栓連接B.均布載荷螺栓連接C.彈簧墊圈螺栓連接D.熱壓螺栓連接4.某軸的直徑為40mm，轉(zhuǎn)速為800r/min，傳遞扭矩為50N·m，若材料為45鋼調(diào)質(zhì)，其彎曲疲勞極限σ-1約為多少（單位MPa）？A.250B.350C.450D.5505.在機(jī)械設(shè)計中，用于承受拉力的基本變形形式是？A.剪切B.彎曲C.扭轉(zhuǎn)D.拉伸6.某軸承型號為6310，其內(nèi)徑和額定動載荷分別為多少？A.50mm，57000NB.60mm，62000NC.55mm，61000ND.50mm，62000N7.在潤滑設(shè)計中，對于高速、高溫的軸承，優(yōu)先推薦的潤滑方式是？A.油浴潤滑B.油環(huán)潤滑C.噴油潤滑D.油霧潤滑8.某零件的材料為QT800-2，其抗拉強(qiáng)度σb約為多少（單位MPa）？A.800B.600C.500D.4009.在機(jī)械設(shè)計中，用于提高零件疲勞強(qiáng)度的措施不包括？A.減小應(yīng)力集中系數(shù)B.提高表面光潔度C.增大零件尺寸D.采用過盈配合10.某機(jī)械零件的工作溫度為120℃，若材料為1Cr18Ni9Ti，其許用應(yīng)力應(yīng)接近下列哪個數(shù)值（單位MPa）？A.150B.200C.250D.300二、多選題（共5題，每題3分，合計15分）1.在機(jī)械設(shè)計中，影響軸疲勞強(qiáng)度的因素包括哪些？A.材料的疲勞極限B.應(yīng)力集中系數(shù)C.軸的直徑D.軸的表面光潔度E.工作載荷的波動性2.對于蝸桿傳動，以下哪些說法是正確的？A.傳動效率較高B.可實(shí)現(xiàn)較大的傳動比C.傳動平穩(wěn)性好D.易產(chǎn)生自鎖E.適用于高速場合3.在機(jī)械設(shè)計中，用于提高零件耐磨性的措施包括哪些？A.表面淬火B(yǎng).滲碳處理C.氮化處理D.表面鍍層E.增大零件尺寸4.對于滾動軸承的組合設(shè)計，以下哪些要求是必要的？A.軸承的預(yù)緊B.軸承的潤滑C.軸承的密封D.軸承的調(diào)心E.軸承的對稱布置5.在機(jī)械設(shè)計中，影響零件疲勞壽命的因素包括哪些？A.材料的疲勞極限B.應(yīng)力循環(huán)特征C.零件的表面質(zhì)量D.工作環(huán)境的溫度E.零件的制造工藝三、判斷題（共10題，每題1分，合計10分）1.聯(lián)軸器主要用于連接兩軸并傳遞扭矩，但無法補(bǔ)償兩軸的相對位移。（×）2.在機(jī)械設(shè)計中，所有螺栓連接都應(yīng)采用防松措施。（√）3.軸的直徑越大，其抗彎截面模量越大，因此彎曲強(qiáng)度越高。（√）4.滾動軸承的預(yù)緊可以提高軸承的剛度和壽命。（√）5.滲碳處理可以提高零件的表面硬度和耐磨性。（√）6.在機(jī)械設(shè)計中，所有零件的失效形式都是疲勞斷裂。（×）7.油環(huán)潤滑適用于高速旋轉(zhuǎn)的軸承。（√）8.QT800-2屬于鑄鐵材料，其強(qiáng)度和韌性均較高。（√）9.在機(jī)械設(shè)計中，所有零件的表面粗糙度要求越高越好。（×）10.1Cr18Ni9Ti屬于不銹鋼材料，其耐腐蝕性好，但高溫強(qiáng)度較低。（√）四、簡答題（共4題，每題5分，合計20分）1.簡述應(yīng)力集中的概念及其對零件疲勞強(qiáng)度的影響。應(yīng)力集中是指零件在幾何形狀不連續(xù)處（如孔、槽、臺階等）產(chǎn)生的局部應(yīng)力遠(yuǎn)大于名義應(yīng)力的現(xiàn)象。應(yīng)力集中會顯著降低零件的疲勞強(qiáng)度，因?yàn)楦邞?yīng)力區(qū)容易萌生疲勞裂紋，從而縮短零件的疲勞壽命。2.簡述滑動軸承的潤滑方式及其適用場合。滑動軸承的潤滑方式包括油浴潤滑、飛濺潤滑、強(qiáng)制潤滑等。油浴潤滑適用于中低速軸承；飛濺潤滑適用于高速、中載軸承；強(qiáng)制潤滑適用于高速、重載或要求潤滑穩(wěn)定的場合。3.簡述提高零件耐磨性的常用措施。提高零件耐磨性的常用措施包括：表面淬火、滲碳處理、氮化處理、表面鍍層、選用耐磨材料、合理設(shè)計接觸表面形狀等。4.簡述機(jī)械設(shè)計中，軸的常用材料及其選用原則。軸的常用材料包括45鋼（調(diào)質(zhì)）、40Cr（調(diào)質(zhì)）、20CrMnTi（滲碳淬火）等。選用原則是：根據(jù)載荷大小、轉(zhuǎn)速高低、工作溫度等因素，優(yōu)先選用強(qiáng)度高、韌性好的材料，并考慮加工工藝和經(jīng)濟(jì)性。五、計算題（共3題，每題10分，合計30分）1.某軸傳遞功率P=40kW，轉(zhuǎn)速n=1200r/min，材料為45鋼調(diào)質(zhì)，軸上有一鍵槽，其彎曲應(yīng)力σb和扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力τ應(yīng)如何計算？若軸的直徑d=40mm，其是否滿足強(qiáng)度要求（材料的許用彎曲應(yīng)力[σb]=160MPa，許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力[τ]=60MPa）？解：-扭矩M=9550P/n=9550×40/1200=318.33N·m-彎曲應(yīng)力σb=M/(Wp)=318.33×10^3/(π/32×40^3)=159.9MPa-扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力τ=T/(Wt)=318.33×10^3/(π/16×40^3)=63.98MPa-比較許用應(yīng)力：σb=159.9MPa<[σb]=160MPa，τ=63.98MPa<[τ]=60MPa結(jié)論：軸滿足強(qiáng)度要求。2.某滾動軸承6310，工作轉(zhuǎn)速n=1500r/min，載荷F=5000N，壽命要求Lh=8000h，若潤滑方式為油浴潤滑，其當(dāng)量動載荷P應(yīng)如何計算？若軸承的額定動載荷C=62000N，壽命系數(shù)Lf=2，其是否滿足壽命要求？解：-當(dāng)量動載荷P=f1×f2×F=1.2×1.3×5000=7800N-壽命計算：Lh=Lf×(C/P)^3=2×(62000/7800)^3=7685h結(jié)論：滿足壽命要求。3.某螺栓連接，螺栓直徑M12，材料為45鋼調(diào)質(zhì)，預(yù)緊力F0=8000N，工作載荷F=5000N，被連接件剛度為螺栓剛度的3倍，其螺栓的預(yù)緊力應(yīng)如何變化？解：-預(yù)緊力變化量ΔF0=F/(1+k/(1+k))=5000/(1+1/3)=3750N-工作后螺栓剩余預(yù)緊力F0′=F0-ΔF0=8000-3750=4250N結(jié)論：螺栓預(yù)緊力減少，但仍滿足連接要求。六、論述題（共2題，每題15分，合計30分）1.論述機(jī)械設(shè)計中，提高零件疲勞強(qiáng)度的措施及其應(yīng)用。提高零件疲勞強(qiáng)度的措施包括：-減小應(yīng)力集中：避免尖角、孔槽等幾何不連續(xù)，采用圓角過渡、鍵槽過渡圓滑等設(shè)計。-提高表面質(zhì)量：提高表面光潔度，避免表面損傷，采用噴丸、滾壓等表面強(qiáng)化工藝。-合理選擇材料：選用疲勞極限高的材料，如合金鋼、鈦合金等。-控制工作載荷：避免過載，采用彈性元件減振。應(yīng)用：在汽車發(fā)動機(jī)曲軸、齒輪箱齒輪等關(guān)鍵零件設(shè)計中，通過上述措施可顯著提高疲勞壽命。2.論述機(jī)械設(shè)計中，滑動軸承的選型原則及其優(yōu)化設(shè)計方法。選型原則：-根據(jù)載荷類型（徑向、軸向或聯(lián)合載荷）選擇軸承類型（如單列向心軸承、推力軸承等）。-根據(jù)轉(zhuǎn)速選擇軸承結(jié)構(gòu)（如油浴潤滑適用于低速，噴油潤滑適用于高速）。-考慮工作溫度和環(huán)境（如高溫場合選用軸承材料適應(yīng)性強(qiáng)）。優(yōu)化設(shè)計方法：-優(yōu)化軸承間隙，提高承載能力和油膜穩(wěn)定性。-采用多油楔設(shè)計，提高潤滑效果和散熱性能。-合理設(shè)計軸系結(jié)構(gòu)，避免軸承偏載。應(yīng)用：在重型機(jī)床主軸、風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子等場合，通過優(yōu)化設(shè)計可提高軸承壽命和效率。答案與解析一、單選題1.C（萬向聯(lián)軸器適用于有較大相對位移的情況）2.B（20CrMnTi滲碳淬火，許用接觸應(yīng)力約800MPa）3.B（均布載荷螺栓連接可避免附加應(yīng)力）4.C（45鋼調(diào)質(zhì)，彎曲疲勞極限σ-1約450MPa）5.D（拉伸是承受拉力的基本變形形式）6.A（6310內(nèi)徑50mm，額定動載荷57000N）7.C（噴油潤滑適用于高速、高溫軸承）8.A（QT800-2抗拉強(qiáng)度約800MPa）9.C（增大尺寸不能提高疲勞強(qiáng)度）10.B（1Cr18Ni9Ti在120℃許用應(yīng)力約200MPa）二、多選題1.ABCDE2.ABDE3.ABCD4.ABCD5.ABCDE三、判斷題1.×2.√3.√4.√5.√6.×7.√8.√9.×10.√四、簡答題1.應(yīng)力集中是指局部應(yīng)力遠(yuǎn)大于名義應(yīng)力的現(xiàn)象，會降低疲勞強(qiáng)度。2.潤滑方式包括油浴、飛濺、強(qiáng)制潤滑，適用場合根據(jù)速度、載荷選擇。3.措施包括表面淬火、滲碳、氮化、鍍層等。4.軸的材料及選用原則：45鋼調(diào)質(zhì)、40Cr調(diào)質(zhì)等，根據(jù)載荷、轉(zhuǎn)速、溫度選擇。五、計算題1.σb=159.9MPa<[σb]=160MPa，τ=63.98MPa<[τ]=60MPa，滿足強(qiáng)度要求。