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机械工程师考试的试题及答案

一、单项选择题（每题2分，共20分）

1.某轴类零件材料为45钢，调质处理后硬度220-250HBS，其工作时承受对称循环弯曲应力，若需提高该轴的疲劳强度，最有效的措施是（）

A.增加轴的直径

B.表面高频淬火

C.减小轴肩处的圆角半径

D.降低表面粗糙度值

2.标准直齿圆柱齿轮传动中，若中心距保持不变，增大模数m同时减少齿数z，则（）

A.齿面接触强度提高，弯曲强度降低

B.齿面接触强度降低，弯曲强度提高

C.接触强度和弯曲强度均提高

D.接触强度和弯曲强度均降低

3.滚动轴承6208的内径尺寸为（）

A.8mm

B.40mm

C.20mm

D.80mm

4.下列螺纹连接中，适用于经常装拆场合的是（）

A.螺栓连接

B.双头螺柱连接

C.螺钉连接

D.紧定螺钉连接

5.某机械系统中，主动件转速为1500r/min，要求从动件转速为500r/min，且传动比需精确恒定，应选用（）

A.带传动

B.链传动

C.齿轮传动

D.蜗杆传动

6.切削加工中，影响已加工表面粗糙度的主要因素是（）

A.切削速度

B.进给量

C.背吃刀量

D.刀具材料

7.对于承受轴向载荷为主的角接触球轴承，为提高其承载能力，应选择（）

A.接触角α较小的型号

B.接触角α较大的型号

C.径向游隙较大的型号

D.公差等级较低的型号

8.设计键连接时，键的截面尺寸（b×h）通常根据（）选取

A.轴的直径

B.轮毂的长度

C.传递的扭矩

D.键的材料

9.下列材料中，适合制造汽轮机叶片的是（）

A.Q235

B.40Cr

C.2Cr13

D.ZG270-500

10.加工中心与普通数控机床的主要区别是（）

A.具有刀库和自动换刀装置

B.加工精度更高

C.可加工复杂曲面

D.控制系统更先进

二、简答题（每题6分，共30分）

1.简述机械零件发生疲劳破坏的主要原因及提高疲劳强度的措施。

2.说明滚动轴承基本额定寿命与基本额定动载荷的定义，并写出二者关系公式。

3.比较齿轮传动中硬齿面与软齿面的特点及设计时的主要区别。

4.解释加工工艺过程中“基准先行”原则的含义，并举例说明其应用。

5.分析带传动中弹性滑动与打滑的区别及各自产生的原因。

三、计算题（共30分）

1.（10分）某转轴受径向载荷F=5000N，轴向载荷Fa=1500N，轴的转速n=1450r/min，材料为40Cr，调质处理，σb=750MPa，σ-1=350MPa，τ-1=200MPa，许用安全系数[S]=1.5。轴的危险截面处直径d=40mm，弯矩M=1200N·m，扭矩T=800N·m，有效应力集中系数Kσ=1.8，Kτ=1.5，尺寸系数εσ=0.85，ετ=0.8，表面质量系数βσ=βτ=0.9。试校核该截面的强度（只校核弯扭组合强度）。

2.（20分）设计一对闭式软齿面直齿圆柱齿轮传动，已知传递功率P=10kW，小齿轮转速n1=960r/min，传动比i=3.5，单向运转，载荷平稳，工作寿命Lh=10000h。试完成以下计算：

（1）确定齿轮材料及热处理方式；

（2）计算小齿轮分度圆直径d1（取载荷系数K=1.2，齿宽系数φd=0.8，接触疲劳许用应力[σH1]=600MPa，[σH2]=550MPa，弹性系数ZE=189.8MPa1/2，节点区域系数ZH=2.5）；

（3）计算模数m和齿数z1、z2（z1取24）；

（4）计算齿宽b。

四、综合分析题（20分）

某带式输送机传动系统如图所示（注：实际考试中需附示意图，此处描述关键结构）：电动机→V带传动→圆柱齿轮减速器→链传动→输送带。已知电动机功率P=7.5kW，转速n=1440r/min，输送带所需转速n输送带=60r/min，工作环境多尘，有轻微冲击。

（1）分析该传动系统中各传动类型的选择是否合理，说明理由；

（2）指出V带传动与链传动的布置顺序是否需要调整，为什么？

（3）若链传动出现跳齿现象，可能的原因有哪些？

（4）提出提高减速器中齿轮传动寿命的改进措施（至少3项）。

答案及解析

一、单项选择题

1.D

解析：降低表面粗糙度值可减少应力集中源，显著提高疲劳强度；表面淬火适用于表面强化，但45钢调质后已具备一定硬度，高频淬火可能导致脆化；增加直径主要提高静强度；减小圆角半径会加剧应力集