2026年機(jī)械設(shè)計(jì)工程師專業(yè)知識(shí)筆試模擬題一、單選題（共10題，每題2分，合計(jì)20分）注：每題只有一個(gè)正確答案。1.在機(jī)械設(shè)計(jì)中，若某零件承受交變載荷且應(yīng)力幅較大，應(yīng)優(yōu)先選用哪種材料？A.Q235普通碳鋼B.45鋼調(diào)質(zhì)處理C.40CrNiMo合金鋼D.HT250灰鑄鐵2.根據(jù)GB/T3852—2019標(biāo)準(zhǔn)，下列哪種聯(lián)軸器適用于兩軸有輕微相對(duì)位移的場(chǎng)合？A.凸緣聯(lián)軸器B.齒輪聯(lián)軸器C.滑塊聯(lián)軸器D.萬向聯(lián)軸器3.某軸的直徑為30mm，轉(zhuǎn)速為1500r/min，傳遞功率為7.5kW，若許用彎曲應(yīng)力為150MPa，則其疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)至少為多少？A.2.0B.2.5C.3.0D.3.54.在緊固連接中，若螺栓頭下墊圈孔的直徑比螺栓頭直徑大10mm，墊圈厚度為5mm，則墊圈主要承受哪種應(yīng)力？A.拉應(yīng)力B.剪應(yīng)力C.扭應(yīng)力D.局部擠壓應(yīng)力5.根據(jù)ISO286標(biāo)準(zhǔn)，Ф20H8的孔公差帶屬于哪種配合類別？A.間隙配合B.過盈配合C.過渡配合D.零件配合6.某滾動(dòng)軸承型號(hào)為6210，其內(nèi)徑和額定動(dòng)載荷分別對(duì)應(yīng)多少？A.d=50mm，Cr=33.2kNB.d=52mm，Cr=38.5kNC.d=55mm，Cr=42.7kND.d=60mm，Cr=48.0kN7.在齒輪設(shè)計(jì)中，若齒輪材料為20CrMnTi，采用滲碳淬火處理，齒面接觸強(qiáng)度極限應(yīng)達(dá)到多少？A.600MPaB.800MPaC.1000MPaD.1200MPa8.根據(jù)GB/T1801—2003，Φ50f7的軸公差帶屬于哪種配合制？A.基孔制B.基軸制C.配合制D.非配合制9.某箱體零件的尺寸為200mm×150mm×100mm，若采用鑄鐵HT250材料，其壁厚最小應(yīng)控制在多少？A.10mmB.15mmC.20mmD.25mm10.在機(jī)械振動(dòng)分析中，若某系統(tǒng)的固有頻率為50Hz，外部激勵(lì)頻率為60Hz，阻尼比ζ=0.2，則系統(tǒng)響應(yīng)的放大因子約為多少？A.1.5B.2.0C.2.5D.3.0二、多選題（共5題，每題3分，合計(jì)15分）注：每題有多個(gè)正確答案，少選、多選或錯(cuò)選均不得分。1.機(jī)械設(shè)計(jì)中常用的失效形式包括哪些？A.疲勞斷裂B.塑性變形C.蠕變D.磨損E.裂紋擴(kuò)展2.根據(jù)ISO286標(biāo)準(zhǔn)，下列哪些配合屬于過渡配合？A.h7B.k6C.m8D.n7E.p63.滾動(dòng)軸承預(yù)緊的主要作用是什么？A.提高軸承剛度B.減小軸承游隙C.增強(qiáng)軸承承載能力D.降低軸承運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲E.延長軸承使用壽命4.齒輪傳動(dòng)中，影響齒面接觸強(qiáng)度的主要因素有哪些？A.齒輪模數(shù)mB.齒輪材料硬度C.節(jié)圓直徑dD.齒寬bE.齒輪精度等級(jí)5.在箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，哪些措施能有效提高剛度？A.增加加強(qiáng)筋B.優(yōu)化壁厚分布C.減少連接孔數(shù)量D.采用對(duì)稱布局E.提高材料強(qiáng)度三、判斷題（共10題，每題1分，合計(jì)10分）注：請(qǐng)判斷下列說法的正誤。1.普通平鍵連接中，鍵的長度通常比鍵槽長度短1~2mm。（√）2.螺栓連接中，當(dāng)被連接件剛度較小時(shí)，應(yīng)采用承壓型螺栓。（×）3.滾動(dòng)軸承的額定壽命是指90%的軸承在失效前的總轉(zhuǎn)數(shù)。（√）4.齒輪齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算中，接觸應(yīng)力與模數(shù)成正比。（×）5.箱體零件的鑄造圓角應(yīng)大于5mm，以防止應(yīng)力集中。（×）6.液壓缸活塞桿直徑主要取決于拉應(yīng)力計(jì)算結(jié)果。（√）7.聯(lián)軸器用于連接兩軸并傳遞扭矩，但不能補(bǔ)償軸的相對(duì)位移。（×）8.疲勞極限σ-1是指材料在循環(huán)載荷下不發(fā)生斷裂的最大應(yīng)力。（√）9.標(biāo)準(zhǔn)件如螺栓、螺母的強(qiáng)度等級(jí)用數(shù)字表示，如8.8級(jí)表示抗拉強(qiáng)度為880MPa。（×）10.機(jī)械振動(dòng)中的共振現(xiàn)象是指系統(tǒng)響應(yīng)頻率等于激勵(lì)頻率時(shí)振幅急劇增大。（√）四、簡答題（共3題，每題5分，合計(jì)15分）1.簡述機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)力集中的主要來源及其避免措施。答案要點(diǎn)：-主要來源：銳角缺口、孔洞、螺紋、軸肩過渡、材料不均勻等。-避免措施：1.優(yōu)化結(jié)構(gòu)，采用圓角過渡（R≥0.1d）；2.避免不必要的孔洞，必要時(shí)加襯套；3.采用漸變結(jié)構(gòu)（如階梯軸過渡圓角）；4.選擇均勻性好的材料。2.簡述滑動(dòng)軸承潤滑的主要方式及其適用條件。答案要點(diǎn)：-主要方式：1.油潤滑（壓力潤滑、飛濺潤滑、滴油潤滑）；2.氣潤滑（適用于高速、高溫場(chǎng)合）。-適用條件：-壓力潤滑：承載大、轉(zhuǎn)速高、要求穩(wěn)定；-飛濺潤滑：中小型齒輪箱、水泵等；-滴油潤滑：低速輕載、間歇工作。3.簡述機(jī)械設(shè)計(jì)中提高零件疲勞強(qiáng)度的常用方法。答案要點(diǎn)：-結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：避免應(yīng)力集中（圓角、去毛刺）；-材料選擇：選用疲勞強(qiáng)度高的合金鋼；-表面處理：表面淬火、噴丸、氮化；-控制工作應(yīng)力：降低平均應(yīng)力（如減小載荷波動(dòng)）；-裝配工藝：合理控制預(yù)緊力。五、計(jì)算題（共3題，每題10分，合計(jì)30分）1.軸的疲勞強(qiáng)度校核某軸材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理，承受對(duì)稱循環(huán)彎曲應(yīng)力，最大應(yīng)力σmax=150MPa，最小應(yīng)力σmin=50MPa，試計(jì)算其疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)S。已知材料σ-1=580MPa，σ0=350MPa，壽命系數(shù)Nf=1。解題步驟：-平均應(yīng)力σm=(σmax+σmin)/2=(150+50)/2=100MPa；-應(yīng)力幅σa=(σmax-σmin)/2=(150-50)/2=50MPa；-等效應(yīng)力σe=√(σm2+3σa2)=√(1002+3×502)=125MPa；-疲勞極限σ-1=580MPa，壽命系數(shù)Nf=1，則允許應(yīng)力[σ]=σ-1/Nf=580MPa；-安全系數(shù)S=[σ]/σe=580/125=4.64。2.齒輪齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算某減速器齒輪副，材料為20CrMnTi，滲碳淬火，齒面硬度HRC58，傳遞功率P=10kW，轉(zhuǎn)速n1=1450r/min，齒數(shù)z1=20，z2=80，模數(shù)m=3mm，齒寬b=60mm，試校核齒面接觸強(qiáng)度（許用接觸應(yīng)力[σH]=850MPa）。解題步驟：-齒輪傳遞扭矩T1=9550×P/n1=9550×10/1450=65.9N·m；-節(jié)圓直徑d1=mz1=3×20=60mm；-載荷系數(shù)Kt=1.2（假設(shè)），則接觸力Ft=T1/(d1/2)×Kt=65.9/(60/2)×1.2=16.5kN；-接觸應(yīng)力σH=σH0×Zε×Zβ，其中σH0≈850MPa，Zε=1（標(biāo)準(zhǔn)齒輪），Zβ=1（單向受力）；-[σH]=850MPa，σH=850MPa，安全系數(shù)S=[σH]/σH=850/850=1.0（臨界值，需提高設(shè)計(jì)）。3.滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算某軸上安裝一對(duì)6210深溝球軸承，承受徑向載荷Fr=4000N，軸向載荷Fa=1500N，工作轉(zhuǎn)速n=1450r/min，壽命系數(shù)L10h=5000h，試計(jì)算軸承組合的預(yù)期壽命。解題步驟：-6210軸承Cr=33.2kN，Ca=4.8kN；-徑向載荷比Fr/Cr=4000/33.2=120.5（需校核額定壽命）；-當(dāng)量動(dòng)載荷P=(XFr+YFa)/(X2+Y2)×Cr，取X=1,Y=0.4；-P=(1×4000+0.4×1500)/(12+0.42)×33.2=15.7kN；-壽命比L10h實(shí)際=L10h(實(shí)際/P)^(10/3)=5000×(33.2/15.7)^(10/3)=10000h。六、論述題（共1題，15分）論述機(jī)械設(shè)計(jì)中箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化要點(diǎn)。答案要點(diǎn)：1.剛度設(shè)計(jì)-保證箱體壁厚均勻，避免薄厚突變；-設(shè)置加強(qiáng)筋，優(yōu)化筋板布局（如十字筋、T形筋）；-控制孔邊距離，避免局部削弱。2.剛度與減振-合理設(shè)計(jì)軸承座孔，保證孔距與直徑匹配；-采用柔性連接（如彈性支座）；-控制箱體固有頻率，避免與工作頻率共振。3.工藝性-鑄造圓角≥5mm，避免銳角；-考慮起模方向，減少