2026年機械設(shè)計中級筆試模擬題集一、單選題（共10題，每題2分，合計20分）1.在機械設(shè)計中，對于承受交變載荷的軸，通常采用中碳鋼并配合哪種熱處理工藝以提高疲勞強度？A.淬火+高溫回火B(yǎng).正火+淬火C.調(diào)質(zhì)處理D.滲碳淬火2.某軸的許用彎曲應(yīng)力為160MPa，軸的直徑為30mm，若采用45鋼（彎曲疲勞極限σ-1=350MPa），其安全系數(shù)最接近于？A.2.1B.2.5C.3.0D.3.53.在齒輪設(shè)計中，齒面接觸強度計算中，接觸應(yīng)力公式中的彈性系數(shù)（ZE）主要與哪種材料組合有關(guān)？A.鋼-鋼B.鑄鐵-鑄鐵C.鋁合金-鋁合金D.鋼-青銅4.某薄壁圓筒受內(nèi)壓作用，其壁厚計算應(yīng)優(yōu)先考慮哪種失效形式？A.拉伸屈服B.翹曲失穩(wěn)C.局部屈曲D.蠕變5.滾動軸承的基本額定壽命與載荷的關(guān)系為指數(shù)函數(shù)，當(dāng)載荷增加一倍時，壽命縮短多少？A.50%B.60%C.70%D.80%6.在機械振動中，共振現(xiàn)象發(fā)生在系統(tǒng)的固有頻率等于外部激勵頻率時，此時系統(tǒng)響應(yīng)會怎樣？A.幅值急劇增大B.幅值減小C.幅值不變D.系統(tǒng)失效7.對于矩形花鍵連接，其承載能力主要取決于哪個參數(shù)？A.鍵數(shù)B.鍵寬C.鍵高D.鍵間距8.某零件采用鑄件制造，其內(nèi)部缺陷檢測應(yīng)優(yōu)先采用哪種方法？A.超聲波檢測B.X射線檢測C.磁粉檢測D.氣相色譜檢測9.在有限元分析中，對于軸類零件的彎曲變形，通常采用哪種單元類型？A.梁單元（Beam）B.板單元（Plate）C.實體單元（Solid）D.薄膜單元（Membrane）10.某機構(gòu)采用連桿機構(gòu)，其運動副中，轉(zhuǎn)動副的摩擦力計算通常使用哪個公式？A.F=μNB.F=μkNC.F=μvND.F=μθN二、多選題（共5題，每題3分，合計15分）1.影響機械零件疲勞強度的因素包括哪些？A.材料的疲勞極限B.應(yīng)力集中系數(shù)C.表面粗糙度D.溫度E.載荷循環(huán)特性2.在機械設(shè)計中，提高齒輪傳動的承載能力可采取哪些措施？A.增大模數(shù)B.減少齒數(shù)C.采用硬齒面D.增加齒寬E.提高齒廓修形精度3.滾動軸承的潤滑方式有哪些？A.油潤滑B.氣潤滑C.干潤滑D.化學(xué)潤滑E.液體潤滑4.機械振動系統(tǒng)中，阻尼的作用包括哪些？A.減小共振幅值B.延長系統(tǒng)壽命C.改變固有頻率D.提高系統(tǒng)效率E.減少噪聲5.鑄造工藝中，常見的缺陷類型包括哪些？A.氣孔B.夾雜C.裂紋D.縮松E.表面粗糙三、判斷題（共10題，每題1分，合計10分）1.某軸的強度計算中，安全系數(shù)越高，設(shè)計越保守。（√）2.齒輪的齒面接觸強度與齒面硬度無關(guān)。（×）3.薄壁圓筒在內(nèi)壓作用下，壁厚計算不考慮材料的泊松比。（×）4.滾動軸承的預(yù)緊可以提高其剛度和壽命。（√）5.機械振動中的共振會導(dǎo)致系統(tǒng)破壞。（√）6.矩形花鍵連接的承載能力僅與鍵寬有關(guān)。（×）7.鑄件內(nèi)部缺陷只能通過無損檢測方法發(fā)現(xiàn)。（√）8.有限元分析中，單元類型的選擇不影響計算精度。（×）9.連桿機構(gòu)的運動副中，移動副的摩擦力計算與速度無關(guān)。（√）10.機械設(shè)計中，所有零件的失效形式均為疲勞斷裂。（×）四、簡答題（共5題，每題5分，合計25分）1.簡述提高機械零件疲勞強度的措施。2.解釋齒輪傳動中齒面接觸強度計算的基本原理。3.說明滾動軸承潤滑的目的是什么，并列舉兩種常見的潤滑方式。4.簡述機械振動中阻尼的作用及其類型。5.鑄造工藝中，如何減少氣孔缺陷的產(chǎn)生？五、計算題（共4題，每題10分，合計40分）1.某軸受扭矩T=800N·m作用，軸的直徑d=40mm，材料許用剪應(yīng)力τ=60MPa，校核該軸的強度是否滿足要求。2.某齒輪傳動的模數(shù)m=3mm，齒數(shù)Z1=20，Z2=40，中心距a=120mm，計算該齒輪傳動的傳動比i及嚙合角α。3.某滾動軸承的額定動載荷Cr=30000N，當(dāng)實際載荷Fa=18000N時，計算其額定壽命L10（單位：小時），假設(shè)壽命指數(shù)α=3。4.某薄壁圓筒內(nèi)徑D=200mm，內(nèi)壓p=5MPa，材料屈服強度σs=250MPa，校核其壁厚是否滿足強度要求（假設(shè)安全系數(shù)n=1.5）。答案與解析一、單選題答案與解析1.C調(diào)質(zhì)處理（淬火+高溫回火）可顯著提高45鋼的綜合力學(xué)性能，適用于承受交變載荷的軸。2.B安全系數(shù)K=σ-1/σa=350/160=2.19，最接近2.5。3.A鋼-鋼組合的彈性系數(shù)最大，對接觸強度影響顯著。4.A薄壁圓筒受內(nèi)壓時，主要失效形式為拉伸屈服，壁厚計算基于拉應(yīng)力公式。5.C根據(jù)指數(shù)壽命公式，載荷增加一倍，壽命縮短至原值的0.3^6≈1/70≈1.43倍，即縮短70%。6.A共振時系統(tǒng)響應(yīng)幅值急劇增大，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。7.B矩形花鍵連接的承載能力主要取決于鍵寬，鍵寬越大承載能力越強。8.BX射線檢測對鑄件內(nèi)部缺陷（如氣孔、夾雜）檢測效果最佳。9.A軸類零件的彎曲變形分析常用梁單元。10.A轉(zhuǎn)動副摩擦力計算公式為F=μN，其中μ為摩擦系數(shù)，N為法向力。二、多選題答案與解析1.A、B、C、D、E疲勞強度受材料、應(yīng)力集中、表面粗糙度、溫度及載荷循環(huán)特性影響。2.A、C、D、E增大模數(shù)、硬齒面、增寬齒寬、修形精度均能提高承載能力。3.A、B、C油潤滑、氣潤滑、干潤滑是常見方式，化學(xué)潤滑和液體潤滑較少用于軸承。4.A、B、E阻尼可減小共振幅值、延長壽命、減少噪聲，但會降低效率。5.A、B、C、D氣孔、夾雜、裂紋、縮松是鑄件常見缺陷，表面粗糙度屬于加工問題。三、判斷題答案與解析1.√安全系數(shù)越高，設(shè)計越保守，但成本增加。2.×齒輪接觸強度與齒面硬度正相關(guān)，硬度越高越耐磨。3.×泊松比影響薄壁圓筒變形，計算中需考慮。4.√預(yù)緊可提高軸承剛度和疲勞壽命。5.√共振會導(dǎo)致系統(tǒng)劇烈振動甚至破壞。6.×承載能力還與鍵數(shù)、鍵高相關(guān)。7.√鑄件內(nèi)部缺陷需無損檢測發(fā)現(xiàn)。8.×單元類型選擇影響計算精度和效率。9.√移動副摩擦力與速度無關(guān)，與法向力成正比。10.×零件失效形式多樣，如磨損、變形等。四、簡答題答案與解析1.提高疲勞強度的措施：-采用高強度材料；-減小應(yīng)力集中（如圓角、鍵槽優(yōu)化）；-提高表面光潔度；-表面強化處理（如滲碳、噴丸）；-控制工作溫度。2.齒面接觸強度原理：基于赫茲接觸理論，通過計算齒面接觸應(yīng)力σH，與材料的許用接觸應(yīng)力比較，確保σH≤[σH]。影響接觸強度的因素包括模數(shù)、齒數(shù)、材料彈性模量等。3.滾動軸承潤滑目的及方式：-目的：減少摩擦、散熱、防銹、密封；-潤滑方式：油潤滑（油浴、飛濺、強制循環(huán)）、脂潤滑。4.阻尼作用及類型：-作用：減小振動幅值、延長壽命、降噪；-類型：黏性阻尼、結(jié)構(gòu)阻尼、庫倫阻尼。5.減少氣孔缺陷措施：-優(yōu)化澆注系統(tǒng)，防止卷氣；-提高澆注溫度，促進排氣；-使用覆蓋劑或冒口收集氣體。五、計算題答案與解析1.軸強度校核：扭矩T=800N·m，直徑d=40mm，τ=60MPa。最大剪應(yīng)力τmax=T/(Wp)=16T/πd^3=16×800/(π×40^3)=31.83MPa<60MPa，滿足要求。2.齒輪傳動計算：傳動比i=Z2/Z1=40/20=2；嚙合角α=20°（標(biāo)準(zhǔn)齒輪）。3.滾動軸承壽命計算：L10=（Cr/Fa）^α=（30000/18000）^3≈1.39×10^