第60练 工程材料选择 江苏省（职教高考）《机械基础》（苏教版·凤凰职教） 一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了江苏省（职教高考）《机械基础》（苏教版·凤凰职教）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法。 本卷是江苏省（职教高考）《机械基础》（苏教版·凤凰职教）一课一练的第60练，内容为：依据使用性能、工艺性、经济性和环保要求选择工程材料。 江苏省（职教高考）一课一练 《机械基础》（苏教版·凤凰职教） 第60练 工程材料选择 一、单项选择题 1. 制作导电性能要求较高的电气接线端子，宜选用的工程材料是（ ） A. 紫铜 B. 铝合金 C. 灰铸铁 D. 合金钢 【答案】A 【解析】紫铜具有良好的导电性和塑性，适合制作导电性能要求较高的接线端子。灰铸铁和合金钢导电性较差，铝合金的导电性通常低于紫铜。 2. 现有低碳钢和铸铁两种材料可供选择合理的选择是（ ） A. ①杆为铸铁，②杆为铸铁； B. ①杆为铸铁，②杆为低碳钢； C. ①杆为低碳钢，②杆为铸铁； D. ①杆为低碳钢，②杆为低碳钢。 【答案】B 【解析】低碳钢抗拉伸，高碳钢抗压缩。 3. 适合制造木工工具的材料是（ ） A. 55Si2Mn B. Q345HP C. T8A D. CrWMo 【答案】C 【解析】制造木工工具通常要求材料具有较高的硬度、耐磨性和良好的淬硬性。A项55Si2Mn属于弹簧钢，主要用于制造弹簧等零件；B项Q345HP属于低合金高强度结构钢，主要用于制造承受较大载荷的结构件；C项T8A属于碳素工具钢，具有较高的硬度和耐磨性，适合制造木工工具等切削工具；D项CrWMo属于合金工具钢，主要用于制造特定的工具或模具。综合比较，适合制造木工工具的材料是T8A，因此选C。 4. 用于制造弹簧的材料，应具有良好的（ ） A. 韧性 B. 硬度 C. 塑性 D. 弹性 【答案】D 【解析】弹簧工作时需要不断地弹性变形来储存和释放能量，所以制造弹簧的材料需要有良好的弹性，能在受力时产生弹性形变并恢复原状。 二、多项选择题 5. 在选择耐腐蚀材料时，以下哪两项是关键的考虑因素（ ） A. 材料的耐酸碱性 B. 材料的硬度 C. 材料的耐氧化性 D. 材料的导电性 【答案】AC 【解析】选择耐腐蚀材料时，材料的耐酸碱性和耐氧化性是关键考虑因素，分别关系到材料抵抗酸碱介质腐蚀和氧化腐蚀的能力。因此选A、C。材料的硬度和导电性不是判断耐腐蚀性能的主要因素。 6. 在选择工程塑料作为零件材料时，应考虑以下哪两项因素（ ） A. 塑料的密度 B. 塑料的加工性 C. 塑料的导电性 D. 塑料的成本 【答案】BD 【解析】选择工程塑料作为零件材料时，应重点考虑其加工性和成本。良好的加工性有利于零件成形和制造，合理的成本有利于保证产品的经济性。因此应选B、D。塑料的密度和导电性在特定场合也可能需要考虑，但通常不是本题所述一般工程塑料零件材料选择中的主要因素。 7. 关于复合材料的分类和应用，以下哪两项是正确的（ ） A. 钢筋混凝土是复合材料的典型例子 B. 玻璃钢是一种有机高分子材料 C. 钛合金属于复合材料 D. 碳纤维常用于修补加固建筑物 【答案】AD 【解析】钢筋混凝土由钢筋和混凝土两种性质不同的材料组成，是复合材料的典型例子，A项正确。玻璃钢是玻璃纤维增强塑料，属于复合材料，而不是单纯的有机高分子材料，B项错误。钛合金是以钛为基体并加入其他元素形成的合金材料，不属于复合材料，C项错误。碳纤维具有高强度、轻质等特点，常用于修补和加固建筑物，D项正确。因此选A、D。 三、判断题 8. 制造形状复杂且要求具有较好减振性能的机架时，灰铸铁通常比钢更适用。（ ） 【答案】正确 【解析】灰铸铁具有良好的铸造性能和减振性能，适合制造形状复杂的机架、底座等零件。钢的强度和韧性较高，但铸造复杂薄壁结构及减振性能通常不如灰铸铁。 9. 选择滑动轴承材料时，只需比较材料的硬度，不必考虑其减摩性和耐磨性。（ ） 【答案】错误 【解析】滑动轴承材料的选择需要综合考虑减摩性、耐磨性、抗胶合性和导热性等性能，不能只依据硬度进行判断。轴承材料还应与轴颈材料合理配合，以保证正常工作。 四、综合应用题 10. 某机械制造企业为一台带式输送机选择传动轴材料。传动轴为实心圆轴，直径为50 mm，有效长度为800 mm，正常传递转矩为1.2 kN·m。现有45钢和40Cr两种材料可供选择，相关资料如下：45钢调质后的许用扭转切应力为60 MPa，原材料单价为5.2元/kg，加工性能较好；40Cr调质后的许用扭转切应力为90 MPa，原材料单价为8.6元/kg，加工性能一般，需增加热处理工序。两种材料密度均取7.85×103 kg/，均可回收利用。若输送机改造后传递转矩增大到1.8 kN·m，其他条件不变，回答下列问题：（1）计算传动轴在正常工况下的最大扭转切应力，并分别计算采用45钢和40Cr制造时的轴坯质量及原材料费用。（2）根据使用性能、工艺性、经济性和环保要求，确定正常工况下较合理的材料，并说明理由。（3）若传递转矩增大到1.8 kN·m，判断原选材料是否仍满足强度要求；若不满足，提出一种合理的改进方案。 【答案】（1）实心圆轴的扭转切应力公式为。，。。轴坯体积： 。质量：。45钢和40Cr的轴坯质量均约为12.32 kg。45钢材料费用约为元；40Cr材料费用约为元。（2）正常工况下宜选用45钢。其许用扭转切应力为60 MPa，大于实际扭转切应力48.9 MPa，能够满足使用性能要求；同时加工性能较好、材料费用较低、热处理工序较少，且具有良好的回收利用性。（3）转矩增大到1.8 kN·m时， MPa，大于45钢的许用值60 MPa，原选45钢不能满足要求。可改用40Cr调质材料，其许用扭转切应力为90 MPa；也可在结构允许时增大轴径。 【解析】（1）先统一转矩单位，利用实心圆轴扭转强度公式计算切应力，再按圆柱体积、密度和单价计算质量及费用。两种材料密度相同，因此轴坯质量相同。（2）45钢在正常工况下强度满足要求，且加工方便、成本较低、工艺和环保综合表现较好。（3）扭矩增大后切应力按比例增大，45钢超出许用值；40Cr或增大轴径可提高承载能力。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了江苏省（职教高考）《机械基础》（苏教版·凤凰职教）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法。 本卷是江苏省（职教高考）《机械基础》（苏教版·凤凰职教）一课一练的第60练，内容为：依据使用性能、工艺性、经济性和环保要求选择工程材料。 江苏省（职教高考）一课一练 《机械基础》（苏教版·凤凰职教） 第60练 工程材料选择 一、单项选择题 1. 制作导电性能要求较高的电气接线端子，宜选用的工程材料是（ ） A. 紫铜 B. 铝合金 C. 灰铸铁 D. 合金钢 2. 现有低碳钢和铸铁两种材料可供选择合理的选择是（ ） A. ①杆为铸铁，②杆为铸铁； B. ①杆为铸铁，②杆为低碳钢； C. ①杆为低碳钢，②杆为铸铁； D. ①杆为低碳钢，②杆为低碳钢。 3. 适合制造木工工具的材料是（ ） A. 55Si2Mn B. Q345HP C. T8A D. CrWMo 4. 用于制造弹簧的材料，应具有良好的（ ） A. 韧性 B. 硬度 C. 塑性 D. 弹性 二、多项选择题 5. 在选择耐腐蚀材料时，以下哪两项是关键的考虑因素（ ） A. 材料的耐酸碱性 B. 材料的硬度 C. 材料的耐氧化性 D. 材料的导电性 6. 在选择工程塑料作为零件材料时，应考虑以下哪两项因素（ ） A. 塑料的密度 B. 塑料的加工性 C. 塑料的导电性 D. 塑料的成本 7. 关于复合材料的分类和应用，以下哪两项是正确的（ ） A. 钢筋混凝土是复合材料的典型例子 B. 玻璃钢是一种有机高分子材料 C. 钛合金属于复合材料 D. 碳纤维常用于修补加固建筑物 三、判断题 8. 制造形状复杂且要求具有较好减振性能的机架时，灰铸铁通常比钢更适用。（ ） 9. 选择滑动轴承材料时，只需比较材料的硬度，不必考虑其减摩性和耐磨性。（ ） 四、综合应用题 10. 某机械制造企业为一台带式输送机选择传动轴材料。传动轴为实心圆轴，直径为50 mm，有效长度为800 mm，正常传递转矩为1.2 kN·m。现有45钢和40Cr两种材料可供选择，相关资料如下：45钢调质后的许用扭转切应力为60 MPa，原材料单价为5.2元/kg，加工性能较好；40Cr调质后的许用扭转切应力为90 MPa，原材料单价为8.6元/kg，加工性能一般，需增加热处理工序。两种材料密度均取7.85×103 kg/，均可回收利用。若输送机改造后传递转矩增大到1.8 kN·m，其他条件不变，回答下列问题：（1）计算传动轴在正常工况下的最大扭转切应力，并分别计算采用45钢和40Cr制造时的轴坯质量及原材料费用。（2）根据使用性能、工艺性、经济性和环保要求，确定正常工况下较合理的材料，并说明理由。（3）若传递转矩增大到1.8 kN·m，判断原选材料是否仍满足强度要求；若不满足，提出一种合理的改进方案。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $