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2025年机械工程师工程设计方案分析试卷及答案

一、选择题

1.在机械设计中，以下哪种材料常用于制造承受重载和冲击的零件？()

A.铸铁

B.铝合金

C.合金钢

D.铜合金

答案：C

解析：合金钢具有高强度、良好的韧性和耐磨性等特点，能够承受重载和冲击，常用于制造承受重载和冲击的零件。铸铁虽然有一定的强度，但韧性较差；铝合金密度小，强度相对合金钢较低，一般用于对重量要求较高但承受载荷不是特别大的场合；铜合金主要用于导电、导热以及一些耐腐蚀的场合，承受重载和冲击能力并非其主要优势。

2.对于圆柱齿轮传动，为了提高齿面接触强度，可采取的措施是()。

A.增大模数

B.增大中心距

C.减小齿宽

D.降低齿面硬度

答案：B

解析：根据齿面接触强度的计算公式，增大中心距可以增大齿轮的分度圆直径，从而增大齿面接触强度。增大模数主要是提高齿根弯曲强度；减小齿宽会降低齿面接触强度；降低齿面硬度会使齿面更容易发生接触疲劳破坏，不利于提高齿面接触强度。

3.滚动轴承的基本额定寿命是指()。

A.在额定动载荷作用下，轴承所能达到的寿命

B.在额定工况和额定动载荷作用下，90%的轴承所能达到的寿命

C.在额定工况和额定动载荷作用下，10%的轴承所能达到的寿命

D.在额定工况下，轴承所能达到的平均寿命

答案：B

解析：滚动轴承的基本额定寿命是指一批相同的轴承，在相同条件下运转，其中90%的轴承在发生疲劳点蚀前所能达到的转数或小时数。它是在额定工况和额定动载荷作用下的一个统计指标。

4.以下哪种联轴器具有补偿两轴相对位移的能力，且能缓冲减振？()

A.凸缘联轴器

B.滑块联轴器

C.弹性套柱销联轴器

D.万向联轴器

答案：C

解析：弹性套柱销联轴器利用弹性套的弹性变形来补偿两轴的相对位移，同时弹性套可以缓冲减振。凸缘联轴器是刚性联轴器，不能补偿两轴相对位移和缓冲减振；滑块联轴器能补偿两轴的相对位移，但没有缓冲减振能力；万向联轴器主要用于两轴有较大夹角的传动，虽然可以补偿一定的角度位移，但缓冲减振能力不强。

5.在带传动中，带的离心拉力()。

A.只取决于带的线速度

B.只取决于带的截面积

C.与带的线速度和截面积都有关

D.与带的线速度和截面积都无关

答案：C

解析：带的离心拉力计算公式为(F_c=qv^2)，其中(q)是每米带长的质量，与带的截面积有关，(v)是带的线速度。所以带的离心拉力与带的线速度和截面积都有关。

6.对于一个四杆机构，若其行程速比系数(K＞1)，则该机构具有()。

A.急回特性

B.死点位置

C.等速运动特性

D.自锁特性

答案：A

解析：行程速比系数(K=180°+θ180°?θ

7.机械设计中，为了提高零件的疲劳强度，以下措施中不正确的是()。

A.降低零件表面粗糙度

B.采用表面强化处理

C.增大零件的应力集中系数

D.合理选择材料

答案：C

解析：增大零件的应力集中系数会使零件在应力集中处产生较大的应力，从而降低零件的疲劳强度。降低零件表面粗糙度可以减少表面微观裂纹的产生，提高疲劳强度；采用表面强化处理，如淬火、喷丸等，可以提高零件表面的硬度和残余压应力，增强疲劳强度；合理选择材料，选用疲劳性能好的材料也有助于提高零件的疲劳强度。

8.在螺纹连接中，采用双螺母防松的原理是()。

A.增加摩擦力

B.机械防松

C.破坏螺纹副的关系

D.增大预紧力

答案：A

解析：双螺母防松是通过拧紧两个螺母，使它们之间产生轴向力，从而增加螺纹副之间的摩擦力，防止螺母松动。它不属于机械防松（如开口销、止动垫圈等）；也没有破坏螺纹副的关系；双螺母防松主要不是通过增大预紧力来防松的。

9.以下哪种凸轮机构的从动件运动规律不会产生刚性冲击？()

A.等速运动规律

B.等加速等减速运动规律

C.余弦加速度运动规律

D.正弦加速度运动规律

答案：D

解析：等速运动规律在行程的起点和终点会产生刚性冲击；等加速等减速运动规律在加速度变化的转折点会产生柔性冲击；余弦加速度运动规律在行程的起点和终点也会产生柔性冲击；正弦加速度运动规律没有加速度的突变，不会产生刚性冲击。

10.对于轴的设计，以下说法正确的是()。

A.只需要考虑轴的强度

B.只需要考虑轴的刚度

C.既要考虑轴的强度，又要考虑轴的刚度

D.轴的强度和刚度都不需要考虑

答案：C

解析：在轴的设计中，轴需要承受各种载荷，必须保证有足够的强度来防止轴发生断裂等破坏；同时，轴在工作时会产生变形，如果变形过大，会影响与之配合的零件的正常工作，所以也需要考虑轴的刚度。因此，既要考虑轴的强度，又要考虑轴的刚度。

二、填空题

1.机械零件的失效形式主要有_、_、___等。

答案：断裂、磨