山东省（春季高考）机械制造类 《机械基础》项目十六任务二 45分钟专题训练卷

山东省（春季高考）机械制造类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共220份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机械制造类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加机械制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《金属加工基础》《钳工加工技术》《极限配合与技术测量》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 山东省（春季高考）机械制造类 《机械基础》 项目十六：工程材料 任务二：材料的选择及运用 时间：45分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题2分，共40分） 1. 某普通车床床身要求具有良好的减振性、耐磨性和铸造性能，宜选用的材料是（ ）。 A. HT200灰铸铁 B. 45号优质碳素钢 C. 普通黄铜 D. LY12硬铝合金 【答案】A 【解析】车床床身通常采用灰铸铁制造。灰铸铁具有较好的铸造性能、减振性和耐磨性，能够满足床身承受振动及保持精度的要求。 2. 在机械设计中，下列因素中，直接决定材料能否满足零件使用要求并便于制造的是（ ） A. 材料的成本和可得性 B. 设计的复杂程度 C. 需要承受的载荷大小 D. 材料的性能和工艺性 【答案】D 【解析】材料选择需要综合考虑载荷、工作环境、成本、可得性及设计要求等因素。其中，材料的性能决定其能否满足零件的强度、硬度、耐磨性等使用要求，材料的工艺性决定其能否满足铸造、锻造、焊接、切削加工等制造要求。因此，直接关系到零件满足使用要求并便于制造的是材料的性能和工艺性，选D。 3. 下列材料中，硬度最高的是（ ） A. 45钢 B. 铸铁 C. 硬质合金 D. 铝合金 【答案】C 【解析】硬质合金是由难熔金属碳化物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成，硬度很高，常用于制造刀具、模具等，远高于45钢、铸铁和铝合金的硬度。 4. 某传动轴需要承受交变扭矩，并要求经调质处理后获得较好的综合力学性能，宜选用的材料是（ ）。 A. Q235普通碳素钢 B. 45号优质碳素钢 C. HT250灰铸铁 D. ZL102铸造铝合金 【答案】B 【解析】45号钢具有较好的强度、韧性和可进行调质处理的性能，常用于制造传动轴、齿轮等承受载荷的机械零件。 5. 某滚动轴承内圈要求具有很高的硬度、耐磨性和接触疲劳强度，宜选用的材料是（ ）。 A. 20号优质碳素钢 B. 40Cr合金结构钢 C. GCr15轴承钢 D. T10碳素工具钢 【答案】C 【解析】GCr15是常用的高碳铬轴承钢，经热处理后硬度高、耐磨性好、接触疲劳强度高，适用于制造滚动轴承套圈和滚动体。 6. 选材时除了使用性能、工艺性能、经济性外，按绿色制造要求还应重点考虑以下哪个因素？（ ） A. 颜色和外观 B. 生产环保指标和要求 C. 材料的重量和体积 D. 包装的美观性和实用性 【答案】B 【解析】材料选择除应满足使用性能、工艺性能和经济性要求外，还应符合绿色制造要求，考虑材料生产、加工和使用过程中的资源消耗、污染排放、回收利用及环境影响等环保指标。B项“生产环保指标和要求”符合这一要求，选B。 7. 如图所示，AB和CD两杆均有低碳钢和铸铁两种材料可供选择，正确的选择是（ ） A. AB.CD杆均为铸铁 B. AB杆为铸铁，CD杆为低碳钢 C. AB杆为低碳钢，CD杆为铸铁 D. AB.CD杆均为低碳钢 【答案】C 8. 某化工设备的管路接头长期接触淡水，要求材料具有较好的耐腐蚀性和切削加工性，宜选用的材料是（ ）。 A. HT150灰铸铁 B. 普通黄铜 C. Q275碳素结构钢 D. T8碳素工具钢 【答案】B 【解析】黄铜具有较好的耐腐蚀性、塑性和切削加工性，常用于制造管接头、阀门零件和仪表零件。 9. 某冲压模具用于批量加工薄钢板，工作部分要求硬度高、耐磨性好，并能承受一定冲击，宜选用的材料是（ ）。 A. T10碳素工具钢 B. Q235普通碳素钢 C. HT200灰铸铁 D. ZCuSn10P1锡青铜 【答案】A 【解析】T10碳素工具钢含碳量较高，淬火回火后可获得较高硬度和耐磨性，适合制造承受一定冲击的冲压模具工作零件。 10. 现有铸铁和低碳钢两种材料，则图中杆1和杆2应选用（ ） A. 杆1选用低碳钢，杆2选用铸铁 B. 杆1选用铸铁，杆2选用 C. 杆1和杆2都选用铸铁 D. 杆1和杆2都选用低碳钢 【答案】A 11. 下列哪项不属于钢材的供应形式？（ ） A. 板材 B. 棒材 C. 管材 D. 木材 【答案】D 【解析】钢材的常见供应形式包括板材、棒材、管材、型材和线材等，木材不属于钢材的供应形式，因此选项D正确。 12. 下列材料中，常采用氩弧焊焊接的是（ ） A. 普通低碳钢板 B. 建筑钢结构 C. 铝合金、不锈钢、钛合金 D. 普通铸铁 【答案】C 【解析】氩弧焊采用氩气保护熔池，可减少焊接区受空气污染，焊缝成形和质量较好。铝合金、不锈钢和钛合金在薄板焊接、精密焊接或对焊缝质量要求较高时，常采用氩弧焊。上述材料并非只能采用氩弧焊，具体工艺还应根据材料厚度、结构形式和质量要求确定。题干修正后选C。 13. 考虑材料的加工性不是为了（ ） A. 降低加工难度 B. 提高加工速度 C. 减少加工成本 D. 增加材料重量 【答案】D 【解析】考虑材料的加工性有助于降低加工难度、提高加工速度和减少加工成本，而不是为了增加材料重量，因此选项D正确。 14. 挖掘机（如图所示），又称挖土机，是用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料，并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械。制造挖掘机铲斗的材料宜选用______。（ ） A. ZGMn13 B. 9Mn2V C. HT150 D. W18Cr4V 【答案】A 15. 某航空设备支架要求在保证一定强度的前提下尽量减轻质量，并具有较好的耐腐蚀性，宜选用的材料是（ ）。 A. HT250灰铸铁 B. 45号优质碳素钢 C. ZL104铸造铝合金 D. T12碳素工具钢 【答案】C 【解析】铝合金密度较小，具有较高的比强度和较好的耐腐蚀性，适用于对减轻质量有要求的设备支架等零件。 16. 确定材料性能要求时需要考虑零件的（ ） A. 工作条件和失效形式 B. 成本和价格 C. 重量和体积 D. 颜色和外观 【答案】A 【解析】零件的工作条件和失效形式直接决定材料需要具备的性能，是确定材料性能要求的重要依据，因此选项A正确。 17. 下列关于刀具的选择，错误的是（ ） A. 粗加工零件1时，可以使用YT5硬质合金刀具 B. 精加工零件7时，可以使用YG3硬质合金刀具 C. 粗加工零件8时，可以使用YG8硬质合金刀具 D. 精加工零件10时，可以使用YG3硬质合金刀具 【答案】D 18. 在选择材料时，为什么需要考虑零件的工作条件？（ ） A. 为了降低成本 B. 为了提高效率 C. 为了确保零件的可靠性 D. 为了简化加工过程 【答案】C 【解析】零件的工作条件包括载荷性质和大小、温度、摩擦磨损、腐蚀介质及循环载荷等。这些条件决定材料应具备的强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳性能。只有材料性能与工作条件相适应，零件才能在规定寿命内安全可靠地工作，因此选C。 19. 下列材料中，常用于制造滚动轴承的是（ ） A. GCr15 B. 40Cr C. 65Mn D. Q345 【答案】A 【解析】GCr15是滚动轴承钢，具有高的硬度、耐磨性、接触疲劳强度和良好的尺寸稳定性，专门用于制造滚动轴承；40Cr是合金结构钢；65Mn是弹簧钢；Q345是低合金高强度钢。 20. 某低速重载滑动轴承的轴瓦要求减摩性好、能嵌藏微小杂质，并避免与钢轴发生严重咬合，宜选用的材料是（ ）。 A. Q235普通碳素钢 B. ZCuSn10P1锡青铜 C. GCr15高碳铬轴承钢 D. T10碳素工具钢 【答案】B 【解析】锡青铜具有良好的减摩性、耐磨性和嵌藏性，常用于制造滑动轴承轴瓦、轴套等与钢轴配合的零件。 二、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 21. 某机床主轴要求具有较高的强度、刚度、耐磨性和抗疲劳性能，且轴颈部位需要较高的表面硬度。简述该主轴选材时应考虑的主要因素，并说明一种合理的材料及热处理方案。 【答案】（1）根据主轴承受的扭矩、弯矩和交变载荷，要求材料具有足够的强度、刚度和抗疲劳性能。（2）根据轴颈与轴承的相对运动和磨损情况，要求轴颈具有较高的表面硬度和耐磨性，同时心部保持良好的韧性。（3）可选用合金渗碳钢，采用渗碳后淬火、低温回火处理，使表面硬而耐磨、心部具有较好的强韧性。 【解析】机床主轴承受扭矩、弯矩及交变载荷，选材时应根据载荷大小和循环次数确定材料的强度、刚度、韧性和抗疲劳性能要求。轴颈与轴承之间存在相对运动，还应保证轴颈具有较高的表面硬度和耐磨性，同时使心部保持足够的强度和韧性，以避免脆断。可选用合金渗碳钢，如20CrMnTi，经渗碳、淬火和低温回火处理后，表层获得较高硬度和耐磨性，心部仍保持较好的强韧性，能够满足主轴轴颈的综合性能要求。 22. 简述选择机械零件材料时应考虑的主要因素。 【答案】- 使用性能：包括力学性能（如强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度等），根据零件工作时的受力情况选择合适性能的材料；物理性能（如密度、导电性、导热性等），在有特殊物理要求时考虑；化学性能（如耐腐蚀性、抗氧化性等），在腐蚀环境工作的零件需重点考虑。 - 工艺性能：铸造性能影响铸件质量和生产效率；锻造性能关系到能否通过锻造获得所需形状和性能的零件；焊接性能决定零件焊接的难易程度和焊接质量；切削加工性能影响加工精度和效率；热处理性能影响材料通过热处理改善性能的效果。 - 经济性：在满足使用性能前提下，选择价格低、供应充足的材料，同时考虑加工成本、使用寿命等综合成本。 - 其他因素：如材料的可回收性、环保性等，符合可持续发展要求；还要考虑材料的供应稳定性和市场情况 。 【解析】使用性能是保证零件正常工作的基础，工艺性能决定零件能否方便制造，经济性控制成本，其他因素是适应社会发展需求，多方面综合考虑才能选到合适材料。 23. 一台冲压设备的冲模要求刃口具有高硬度、耐磨性和抗冲击能力。比较工具钢与硬质合金在该冲模中的适用特点，并说明材料选择时应考虑的因素。 【答案】（1）工具钢具有较高的强度和韧性，工艺性能较好，适用于冲击较大、结构复杂或尺寸较大的冲模。（2）硬质合金具有更高的硬度和耐磨性，适用于冲压材料强度较高、生产批量较大且磨损严重的冲模。（3）选择时应综合考虑冲压材料、冲击载荷、生产批量、模具结构、加工难度和制造成本。 【解析】冲模刃口既要耐磨，又要承受冲压时的冲击载荷。工具钢经适当热处理后可获得较高硬度和较好的韧性，加工、热处理和修磨相对方便，适合冲击较大、结构复杂或尺寸较大的冲模。硬质合金的硬度、耐磨性和抗压强度更高，适合大批量生产、冲压高强度材料或刃口磨损严重的场合，但其韧性较低、加工和装配要求较高，不宜承受过大的冲击。实际选择时应综合冲压材料强度与厚度、冲击载荷、生产批量、模具结构、加工维修条件和制造成本确定。 24. 某输送机滚筒长期在潮湿环境中工作，滚筒筒体要求耐腐蚀，支承轴要求具有较高的强度和韧性。说明筒体和支承轴分别应如何选材，并提出相应的使用或加工注意事项。 【答案】（1）滚筒筒体可选用不锈钢或采取防腐涂层的低合金钢，以提高耐潮湿腐蚀能力。（2）支承轴宜选用中碳钢或合金结构钢，并通过调质处理获得较好的强度、韧性和抗疲劳性能。（3）筒体应避免涂层破损并做好排水和定期检查；支承轴应保证轴颈表面质量、合理润滑，并防止过载运行。 【解析】滚筒筒体长期处于潮湿环境，主要失效形式是锈蚀，因此应优先选用不锈钢等耐蚀材料；若考虑成本，也可选用普通钢或低合金钢并采用防腐涂层、镀层等措施。使用中应避免涂层破损，及时排除积水并定期检查腐蚀情况。支承轴承受弯曲、扭转及循环载荷，要求具有较高的强度、韧性和抗疲劳性能，宜选用45钢等中碳钢或40Cr等合金结构钢，并进行调质处理。加工和使用时应保证轴颈表面质量、合理润滑与装配间隙，避免过载运行。 三、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 25. 某传动轴承受扭矩 ，轴径按抗扭强度设计。已知 45 钢正火处理后的许用切应力为 ，40Cr 调质处理后的许用切应力为 。现有轴径规格为 50 mm。（1）分别计算采用 45 钢和 40Cr 制造时所需的最小轴径。（2）计算轴径为 50 mm 时的实际切应力。（3）从材料强度和经济性角度选择合适的轴用材料，并说明理由。 【答案】（1）扭转轴最小直径计算公式为 。扭矩换算为：。45钢： 。40Cr： 。（2）轴径为50 mm时， 。（3）应选用40Cr调质材料。实际切应力48.9 MPa小于40Cr的许用切应力70 MPa，满足强度要求；45钢所需最小轴径约为51.4 mm，大于现有50 mm规格，不能满足强度要求。 【解析】已知扭矩，计算时应统一换算为。实心圆轴扭转强度条件为，整理得。对45钢： ；对40Cr： 。当时，。因此，48.9 MPa大于45钢的许用切应力45 MPa，不满足要求；小于40Cr的许用切应力70 MPa，满足要求。现有轴径限定为50 mm时，应选择40Cr调质材料。 26. 某机床主轴采用滑动轴承，轴颈直径为 ，轴承长度为 ，径向载荷为 ，主轴转速为 。现有锡基轴承合金和青铜两种材料，其许用 值分别为 和 。（1）计算轴承的平均压强 。（2）计算轴颈圆周速度 及轴承的 值。（3）选择合适的轴承材料，并说明使用时应采取的主要措施。 【答案】（1）轴承投影面积为。平均压强为。（2）轴颈圆周速度为。轴承的 值为。（3）应选用青铜轴承材料。因为计算所得 值为 ，大于锡基轴承合金的许用值而小于青铜的许用值。使用中应保证良好润滑，并控制轴颈表面粗糙度和装配间隙。 【解析】（1）按轴承投影面积计算平均压强。（2）将直径换算为米，利用圆周速度公式求速度，再计算 值。（3）将计算值与两种材料的许用值比较，青铜满足工作条件，同时需保证润滑和合理间隙。 四、综合应用题（本大题共4题（含1篇语篇、6个小题），共30分） 27.（5分）某机械设备的传动轴由电动机驱动，电动机功率为 ，转速为 。传动轴为实心圆轴，直径为 。现有调质处理的 40Cr 和正火处理的 45 钢可供选择。已知两种材料的许用切应力分别为 和 ，设备工作时存在频繁启动和冲击载荷。（1）计算传动轴传递的转矩和工作切应力。（2）判断按切应力条件，两种材料是否满足使用要求。（3）结合设备的工作特点，选择合适的轴材料，并说明理由。 【答案】（1）传递转矩换算为 。实心圆轴的切应力 （2）工作切应力 小于 40Cr 的许用切应力 ，也小于 45 钢的许用切应力 ，两种材料均满足静强度要求。（3）选择调质处理的 40Cr。设备存在频繁启动和冲击载荷，40Cr 的强度、韧性和抗疲劳性能较好，能够提高传动轴的可靠性。 【解析】（1）先由功率和转速求转矩，再代入实心圆轴切应力公式，得到 为 、 约为 。（2）将工作切应力分别与两种材料的许用值比较即可。（3）冲击和交变载荷下应优先考虑材料的韧性与疲劳强度，因此选用调质 40Cr。 28.（10分）要加工成如图所示的轴类零件，试选择合理的项目。 （1）（1）应用在不是很重要的场合，应选择轴的材料为______（填“45”或“40Cr”）。 【答案】45 （2）（2）选择上述材料经过调质后，该轴具有______力学性能。 【答案】良好的综合 （3）（3）切削加工性的判断标准是材料______和______，选择上述材料，该轴的切削加工性______（填“差”或“良好”）。 【答案】① 硬度 ② 韧性 ③ 良好 （4）（4）由于装配的需要，轴颈处的耐磨性要求较______，其表面可通过______强化。 【答案】① 高 ② 表面淬火 （5）（5）如果需要利用车削加工此轴，选用______（填“YG”或“YT”）刀具材料较为合适。 【答案】YT （6）（6）如果选择涂层刀具，那么涂层常用的方法有______和______两种。 【答案】① 物理气相沉积PVD ② 化学气相沉积CVD 29.（5分）某机械制造企业为减速器输出轴选择材料。输出轴传递的最大扭矩为 ，轴为实心圆轴，设计时采用公式 计算轴径。现有两种材料方案：45钢正火处理，许用切应力 ；40Cr调质处理，许用切应力 。标准轴径可选用 50 mm、60 mm 等规格。（1）分别计算采用45钢和40Cr时的最小轴径，并选择合适的标准轴径。（2）若设备安装空间限制轴径不得超过50 mm，比较两种材料方案是否满足强度要求。（3）该设备启动和停机较频繁，且输出轴承受一定冲击载荷。结合材料性能和使用条件，选择较合理的材料方案，并说明后续热处理要求。 【答案】（1）45钢所需最小轴径为，应选用60 mm标准轴径。40Cr所需最小轴径为，应选用50 mm标准轴径。（2）45钢采用50 mm轴径时，实际切应力为 ，大于35 MPa，不满足要求。40Cr采用50 mm轴径时，实际切应力约为48.9 MPa，小于55 MPa，满足要求。（3）应选择40Cr调质处理。40Cr具有较高的强度、韧性和抗冲击能力，在轴径受限且载荷变化较大的条件下更合适；调质处理可获得良好的综合力学性能，必要时可对轴颈进行表面强化处理。 【解析】（1）将扭矩换算为1.20×106 N·mm，分别代入实心圆轴强度公式，得到45钢和40Cr的最小轴径，再按标准规格取整。（2）用50 mm轴径反算实际切应力，与两种材料的许用切应力比较。（3）频繁启停和冲击载荷要求材料兼顾强度与韧性，40Cr调质后综合性能较好。 30.（10分）某减速器采用直齿圆柱齿轮传动，主动小齿轮由电动机带动，输入功率为 ，转速为 ，传动效率为 。小齿轮齿数为 ，模数为 ，齿宽为 。按简化齿根弯曲应力公式计算，齿形系数取 。候选材料为灰铸铁、正火 45 钢和调质 40Cr，其许用齿根弯曲应力分别为 、 和 。（1）计算小齿轮的分度圆直径、传递转矩和圆周力。（2）计算小齿轮的齿根弯曲应力，并判断三种材料是否满足强度要求。（3）从安全性、制造工艺和使用寿命角度，选择小齿轮材料并说明理由。 【答案】（1）小齿轮分度圆直径小齿轮实际传递功率传递转矩圆周力（2） 灰铸铁和正火45钢的许用应力不足，不能满足要求；调质40Cr的许用应力为，满足要求。（3）选择调质40Cr。其强度和耐冲击性能较好，能够承受小齿轮较高的齿根弯曲应力，且适合通过调质处理提高使用寿命。 【解析】小齿轮分度圆直径为。考虑传动效率后，实际传递功率为，传递转矩为。圆周力为。代入简化齿根弯曲应力公式，得。该应力大于灰铸铁的80 MPa和正火45钢的180 MPa，二者均不满足要求；小于调质40Cr的240 MPa，因此调质40Cr满足强度要求。小齿轮转速较高、载荷循环次数多，且需具有较好的抗冲击能力，宜选用调质40Cr。 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 $ 山东省（春季高考）机械制造类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共220份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机械制造类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加机械制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《金属加工基础》《钳工加工技术》《极限配合与技术测量》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 山东省（春季高考）机械制造类 《机械基础》 项目十六：工程材料 任务二：材料的选择及运用 时间：45分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题2分，共40分） 1. 某普通车床床身要求具有良好的减振性、耐磨性和铸造性能，宜选用的材料是（ ）。 A. HT200灰铸铁 B. 45号优质碳素钢 C. 普通黄铜 D. LY12硬铝合金 2. 在机械设计中，下列因素中，直接决定材料能否满足零件使用要求并便于制造的是（ ） A. 材料的成本和可得性 B. 设计的复杂程度 C. 需要承受的载荷大小 D. 材料的性能和工艺性 3. 下列材料中，硬度最高的是（ ） A. 45钢 B. 铸铁 C. 硬质合金 D. 铝合金 4. 某传动轴需要承受交变扭矩，并要求经调质处理后获得较好的综合力学性能，宜选用的材料是（ ）。 A. Q235普通碳素钢 B. 45号优质碳素钢 C. HT250灰铸铁 D. ZL102铸造铝合金 5. 某滚动轴承内圈要求具有很高的硬度、耐磨性和接触疲劳强度，宜选用的材料是（ ）。 A. 20号优质碳素钢 B. 40Cr合金结构钢 C. GCr15轴承钢 D. T10碳素工具钢 6. 选材时除了使用性能、工艺性能、经济性外，按绿色制造要求还应重点考虑以下哪个因素？（ ） A. 颜色和外观 B. 生产环保指标和要求 C. 材料的重量和体积 D. 包装的美观性和实用性 7. 如图所示，AB和CD两杆均有低碳钢和铸铁两种材料可供选择，正确的选择是（ ） A. AB.CD杆均为铸铁 B. AB杆为铸铁，CD杆为低碳钢 C. AB杆为低碳钢，CD杆为铸铁 D. AB.CD杆均为低碳钢 8. 某化工设备的管路接头长期接触淡水，要求材料具有较好的耐腐蚀性和切削加工性，宜选用的材料是（ ）。 A. HT150灰铸铁 B. 普通黄铜 C. Q275碳素结构钢 D. T8碳素工具钢 9. 某冲压模具用于批量加工薄钢板，工作部分要求硬度高、耐磨性好，并能承受一定冲击，宜选用的材料是（ ）。 A. T10碳素工具钢 B. Q235普通碳素钢 C. HT200灰铸铁 D. ZCuSn10P1锡青铜 10. 现有铸铁和低碳钢两种材料，则图中杆1和杆2应选用（ ） A. 杆1选用低碳钢，杆2选用铸铁 B. 杆1选用铸铁，杆2选用 C. 杆1和杆2都选用铸铁 D. 杆1和杆2都选用低碳钢 11. 下列哪项不属于钢材的供应形式？（ ） A. 板材 B. 棒材 C. 管材 D. 木材 12. 下列材料中，常采用氩弧焊焊接的是（ ） A. 普通低碳钢板 B. 建筑钢结构 C. 铝合金、不锈钢、钛合金 D. 普通铸铁 13. 考虑材料的加工性不是为了（ ） A. 降低加工难度 B. 提高加工速度 C. 减少加工成本 D. 增加材料重量 14. 挖掘机（如图所示），又称挖土机，是用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料，并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械。制造挖掘机铲斗的材料宜选用______。（ ） A. ZGMn13 B. 9Mn2V C. HT150 D. W18Cr4V 15. 某航空设备支架要求在保证一定强度的前提下尽量减轻质量，并具有较好的耐腐蚀性，宜选用的材料是（ ）。 A. HT250灰铸铁 B. 45号优质碳素钢 C. ZL104铸造铝合金 D. T12碳素工具钢 16. 确定材料性能要求时需要考虑零件的（ ） A. 工作条件和失效形式 B. 成本和价格 C. 重量和体积 D. 颜色和外观 17. 下列关于刀具的选择，错误的是（ ） A. 粗加工零件1时，可以使用YT5硬质合金刀具 B. 精加工零件7时，可以使用YG3硬质合金刀具 C. 粗加工零件8时，可以使用YG8硬质合金刀具 D. 精加工零件10时，可以使用YG3硬质合金刀具 18. 在选择材料时，为什么需要考虑零件的工作条件？（ ） A. 为了降低成本 B. 为了提高效率 C. 为了确保零件的可靠性 D. 为了简化加工过程 19. 下列材料中，常用于制造滚动轴承的是（ ） A. GCr15 B. 40Cr C. 65Mn D. Q345 20. 某低速重载滑动轴承的轴瓦要求减摩性好、能嵌藏微小杂质，并避免与钢轴发生严重咬合，宜选用的材料是（ ）。 A. Q235普通碳素钢 B. ZCuSn10P1锡青铜 C. GCr15高碳铬轴承钢 D. T10碳素工具钢 二、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 21. 某机床主轴要求具有较高的强度、刚度、耐磨性和抗疲劳性能，且轴颈部位需要较高的表面硬度。简述该主轴选材时应考虑的主要因素，并说明一种合理的材料及热处理方案。 22. 简述选择机械零件材料时应考虑的主要因素。 23. 一台冲压设备的冲模要求刃口具有高硬度、耐磨性和抗冲击能力。比较工具钢与硬质合金在该冲模中的适用特点，并说明材料选择时应考虑的因素。 24. 某输送机滚筒长期在潮湿环境中工作，滚筒筒体要求耐腐蚀，支承轴要求具有较高的强度和韧性。说明筒体和支承轴分别应如何选材，并提出相应的使用或加工注意事项。 三、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 25. 某传动轴承受扭矩 ，轴径按抗扭强度设计。已知 45 钢正火处理后的许用切应力为 ，40Cr 调质处理后的许用切应力为 。现有轴径规格为 50 mm。（1）分别计算采用 45 钢和 40Cr 制造时所需的最小轴径。（2）计算轴径为 50 mm 时的实际切应力。（3）从材料强度和经济性角度选择合适的轴用材料，并说明理由。 26. 某机床主轴采用滑动轴承，轴颈直径为 ，轴承长度为 ，径向载荷为 ，主轴转速为 。现有锡基轴承合金和青铜两种材料，其许用 值分别为 和 。（1）计算轴承的平均压强 。（2）计算轴颈圆周速度 及轴承的 值。（3）选择合适的轴承材料，并说明使用时应采取的主要措施。 四、综合应用题（本大题共4题（含1篇语篇、6个小题），共30分） 27.（5分）某机械设备的传动轴由电动机驱动，电动机功率为 ，转速为 。传动轴为实心圆轴，直径为 。现有调质处理的 40Cr 和正火处理的 45 钢可供选择。已知两种材料的许用切应力分别为 和 ，设备工作时存在频繁启动和冲击载荷。（1）计算传动轴传递的转矩和工作切应力。（2）判断按切应力条件，两种材料是否满足使用要求。（3）结合设备的工作特点，选择合适的轴材料，并说明理由。 28.（10分）要加工成如图所示的轴类零件，试选择合理的项目。 （1）（1）应用在不是很重要的场合，应选择轴的材料为______（填“45”或“40Cr”）。 （2）（2）选择上述材料经过调质后，该轴具有______力学性能。 （3）（3）切削加工性的判断标准是材料______和______，选择上述材料，该轴的切削加工性______（填“差”或“良好”）。 （4）（4）由于装配的需要，轴颈处的耐磨性要求较______，其表面可通过______强化。 （5）（5）如果需要利用车削加工此轴，选用______（填“YG”或“YT”）刀具材料较为合适。 （6）（6）如果选择涂层刀具，那么涂层常用的方法有______和______两种。 29.（5分）某机械制造企业为减速器输出轴选择材料。输出轴传递的最大扭矩为 ，轴为实心圆轴，设计时采用公式 计算轴径。现有两种材料方案：45钢正火处理，许用切应力 ；40Cr调质处理，许用切应力 。标准轴径可选用 50 mm、60 mm 等规格。（1）分别计算采用45钢和40Cr时的最小轴径，并选择合适的标准轴径。（2）若设备安装空间限制轴径不得超过50 mm，比较两种材料方案是否满足强度要求。（3）该设备启动和停机较频繁，且输出轴承受一定冲击载荷。结合材料性能和使用条件，选择较合理的材料方案，并说明后续热处理要求。 30.（10分）某减速器采用直齿圆柱齿轮传动，主动小齿轮由电动机带动，输入功率为 ，转速为 ，传动效率为 。小齿轮齿数为 ，模数为 ，齿宽为 。按简化齿根弯曲应力公式计算，齿形系数取 。候选材料为灰铸铁、正火 45 钢和调质 40Cr，其许用齿根弯曲应力分别为 、 和 。（1）计算小齿轮的分度圆直径、传递转矩和圆周力。（2）计算小齿轮的齿根弯曲应力，并判断三种材料是否满足强度要求。（3）从安全性、制造工艺和使用寿命角度，选择小齿轮材料并说明理由。 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 $