山东省（春季高考）机电技术类 《机械基础》项目十七任务二 45分钟专题训练卷

山东省（春季高考）机电技术类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共208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电技术类理论知识，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电技术类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《液压与气压传动》《金属加工基础》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）机电技术类 《机械基础》 项目十七：工程材料 任务二：材料的选择及运用 时间：45分钟 总分：90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. 适合制造木工工具的材料是（ ） A. T8A B. Q345HP C. 55Si2Mn D. CrWMo 【答案】A 【解析】T8A是碳素工具钢，含碳量约为0.75%～0.85%，经热处理后具有较高的硬度和耐磨性，适合制造木工工具。Q345HP属于低合金高强度结构钢，主要用于结构件，不适合制造木工工具。55Si2Mn属于硅锰弹簧钢，主要用于制造弹簧等零件。CrWMo属于合金工具钢，主要用于制造轧刀等工具，但不是木工工具的常用材料。因此，适合制造木工工具的材料是T8A，选A。 2. 制造承受中等载荷、需要较好综合力学性能的阶梯轴，通常优先选用的材料是（ ） A. 普通碳素结构钢 B. 优质碳素结构钢 C. 灰铸铁材料 D. 黄铜铸造材料 【答案】B 【解析】优质碳素结构钢具有较好的强度、塑性和韧性，适合制造承受中等载荷的轴类零件。灰铸铁和黄铜的综合力学性能不适合此类轴，普通碳素结构钢的性能稳定性相对较低。 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. 制作需要减小摩擦、具有良好耐磨性的滑动轴承衬套，常选用的材料是（ ） A. 普通低碳钢材料 B. 灰铸铁材料 C. 锡青铜材料 D. 铝合金材料 【答案】C 【解析】锡青铜具有良好的减摩性、耐磨性和抗粘着性能，适合制作滑动轴承衬套。低碳钢和铝合金的减摩性能较弱，灰铸铁虽有一定耐磨性，但通常不作为优先材料。 5. 机床床身需要具有良好的减振性和铸造性能，宜选用的材料是（ ） A. 灰铸铁材料 B. 调质钢材料 C. 铝合金材料 D. 黄铜锻造材料 【答案】A 【解析】灰铸铁具有良好的铸造性能和减振性能，适合制造机床床身等结构件。调质钢强度较高但铸造和减振性能不占优势，铝合金及黄铜也不适合承担机床床身的主要功能。 6. 用来制造轴、齿轮、表面淬火件可以选用（ ） A. Q235 B. 45 C. T 10 D. ZG200-400 【答案】B 【解析】45钢具有较高的强度和韧性，经过调质或表面淬火后可获得良好的综合力学性能，常用于制造轴、齿轮和表面淬火件。 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. 齿轮在高速、重载并要求齿面耐磨的条件下工作，较适合选用的材料是（ ） A. 低碳钢材料 B. 中碳钢材料 C. 球墨铸铁材料 D. 渗碳合金钢材料 【答案】D 【解析】渗碳合金钢经渗碳淬火后可获得坚硬耐磨的齿面和具有较好韧性的齿轮心部，适合高速重载齿轮。低碳钢和中碳钢未经相应强化处理时耐磨性不足，球墨铸铁的承载能力通常较低。 9. 普通导电材料主要用于什么设备中？（ ） A. 发电机 B. 炉灶 C. 冷却系统 D. 灯具 【答案】A 【解析】普通导电材料主要用于发电机等电气设备中。 10. 制造形状复杂、承受冲击载荷的小型零件，适宜选用（ ） A. 铸钢 B. 灰铸铁 C. 可锻铸铁 D. 球墨铸铁 【答案】C 【解析】可锻铸铁具有一定的塑性和韧性，能够承受一定的冲击载荷，且适合制造形状复杂的小型零件；铸钢成本较高；灰铸铁韧性差，不适合承受冲击载荷；球墨铸铁一般用于制造受力较大的零件 。 11. 在高速、重载、冲击较大的齿轮选材时，应优先选用哪种材料（ ） A. 黄铜 B. 铝青铜 C. 中碳钢 D. 低碳合金钢 【答案】D 【解析】高速、重载且冲击较大的齿轮需要具有高强度、高韧性和良好淬透性的材料，低碳合金钢经渗碳淬火后可满足这些要求。 12. 渗氮处理主要用于提高零件的（ ） A. 硬度 B. 耐磨性 C. 耐腐蚀性 D. 冲击韧性 【答案】A 【解析】渗氮处理是在零件表面形成高硬度的氮化层，主要用于提高零件表面的硬度和耐磨性，故选A。 13. 制造屈服极限要求较高的螺旋弹簧时应该选用（ ） A. 40Cr B. 60Si2Mn C. 20CrMnTi D. GCr15 【答案】B 【解析】60Si2Mn是常用的硅锰弹簧钢，具有较高的弹性极限、屈服强度和疲劳强度，适合制造屈服极限要求较高的螺旋弹簧。 14. 可进行锻造加工的材料是（ ） A. 灰铸铁 B. 球墨铸铁 C. 低碳钢 D. 高碳钢 【答案】C 【解析】锻造要求材料具有良好的塑性，低碳钢塑性较好，适合锻造；灰铸铁和球墨铸铁塑性差，一般不进行锻造；高碳钢塑性相对低碳钢差，锻造难度较大 。 15. 某低速导向机构存在间歇性润滑不足，要求导向套具有较好的耐磨性和自润滑适应性，宜选用的材料是（ ） A. 普通碳素结构钢 B. 锡青铜耐磨材料 C. 高碳工具钢材料 D. 普通铝合金材料 【答案】B 【解析】锡青铜具有良好的减摩性和耐磨性，在润滑条件较差的低速滑动场合仍能保持较好的工作性能。普通碳素结构钢和铝合金的耐磨减摩能力不足，高碳工具钢虽硬度较高但不适合直接作为导向套材料。 16. 下列材料中，适合制造弹簧的是（ ） A. 40Cr B. GCr15 C. 60Si2Mn D. 1Cr18Ni9 【答案】C 【解析】60Si2Mn是硅锰弹簧钢，具有较高的弹性极限和疲劳强度，适合制造弹簧，故选C。 17. 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。 18. 制造要求质量较轻、具有较好耐蚀性的设备外壳，且工作载荷不大，优先选用的材料是（ ） A. 灰铸铁材料 B. 铝合金材料 C. 高锰钢材料 D. 普通合金工具钢 【答案】B 【解析】铝合金密度较小，具有较好的耐蚀性，适合制造载荷不大的轻量化设备外壳。灰铸铁密度较大，高锰钢主要用于耐冲击磨损场合，合金工具钢则属于高硬度工具材料，均不适合该用途。 19. 某冲压模具的凸模承受较大的冲击载荷，同时要求刃口具有较高硬度，较合理的材料选择是（ ） A. 普通低碳钢材料 B. 灰铸铁材料 C. 合金工具钢材料 D. 普通铝合金材料 【答案】C 【解析】合金工具钢经适当热处理后具有较高硬度、耐磨性和一定韧性，适合制造承受冲击的冲压模具凸模。低碳钢、灰铸铁和铝合金难以同时满足模具刃口硬度与耐磨性的要求。 20. 在机械工程中，选用材料时应考虑的工艺性能包括以下哪些方面？（ ） A. 热膨胀系数和热导率 B. 成型性和耐磨性 C. 硬度和弹性模量 D. 熔点和电阻率 【答案】B 【解析】工艺性能是材料适应加工工艺要求的能力，主要包括铸造性、锻造性、焊接性、切削加工性和成型性等。选项B中的成型性和加工性均属于工艺性能；其余选项主要涉及材料的物理性能或力学性能。因此，正确答案为B。 二、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 21. 某设备采用普通碳素钢板制作防护罩，钢板长为1.20 m，宽为0.50 m，厚为6 mm。已知钢的密度为 。（1）计算一块钢板的体积。（2）计算一块钢板的质量。（3）若需制作10个相同防护罩，计算钢板总质量。 【答案】（1）钢板体积为 。（2）钢板质量为 。（3）钢板总质量为 。 【解析】（1）钢板体积等于长、宽和厚度的乘积。（2）根据 计算单块质量。（3）总质量等于单块质量乘以数量。 22. 某起吊装置的拉杆承受最大轴向拉力为15 kN，拉杆直径为12 mm，材料选用Q235钢，其屈服强度取235 MPa。规定安全系数为1.5。（1）计算拉杆横截面积。（2）计算拉杆承受最大拉力时的工作应力。（3）判断该拉杆材料和尺寸是否满足强度要求。 【答案】（1）横截面积为 。（2）工作应力为 。（3）许用应力为 ，因 ，满足强度要求。 【解析】（1）圆截面面积由直径计算。（2）轴向工作应力等于拉力除以横截面积。（3）工作应力小于许用应力，Q235钢拉杆可满足要求。 23. 某传动机构的连接螺栓有效受力面积为60 mm2，工作时承受轴向拉力18 kN。现拟在45钢和调质40Cr钢中选择螺栓材料，已知45钢屈服强度为355 MPa，调质40Cr钢屈服强度为785 MPa，安全系数均取1.4。（1）计算螺栓的工作应力。（2）计算两种材料的许用应力。（3）选择合适的螺栓材料，并说明依据。 【答案】（1）工作应力为 。（2）45钢许用应力为 ；调质40Cr钢许用应力为 。（3）应选调质40Cr钢，因为 ，而45钢的许用应力小于工作应力。 【解析】工作应力为sigma=F/A=18000/60=300 MPa。45钢许用应力为355/1.4=253.57 MPa，低于工作应力；40Cr为785/1.4=560.71 MPa。故选调质40Cr钢，满足强度要求。 24. 某车间需敷设长度为100 m的低压输电导线，要求导线电阻不大于0.11 Ω。铜的电阻率为 ，铝的电阻率为 。现有16 mm2铜导线和25 mm2、35 mm2铝导线可供选择。（1）计算16 mm2铜导线的电阻。（2）若采用铝导线并要求电阻与16 mm2铜导线相等，计算铝导线所需最小截面积。（3）从给定铝导线规格中选择符合要求的规格。 【答案】（1）铜导线电阻为 。（2）铝导线最小截面积为 。（3）应选35 mm2铝导线，其截面积大于25.78 mm2，可满足电阻要求。 【解析】16 mm2铜导线电阻R=rho l/A=0.1094 Ω。铝线要达到相同电阻，所需截面积A=rho l/R=25.78 mm2。给定规格中25 mm2不足，35 mm2满足电阻不大于0.11 Omega的要求。 25. 某钢轴与铝合金套筒采用过盈配合。20 ℃时，钢轴直径为50.06 mm，铝合金套筒内径为50.00 mm。铝合金线膨胀系数为 ，钢的线膨胀系数为 。装配时仅加热套筒，环境温度为20 ℃。（1）计算套筒内径至少需增大多少毫米，才能实现无阻力装配。（2）计算套筒至少应加热到多少摄氏度。（3）若装配后温度升至100 ℃，计算套筒与钢轴的理论过盈量，并判断配合是否仍能保持过盈。 【答案】（1）套筒内径至少增大 。（2）温升为 ，套筒温度至少为 。（3）套筒增大量为 ；钢轴增大量为 。理论过盈量为 ，仍保持过盈。 【解析】初始过盈量为50.06-50.00=0.06 mm，套筒内径至少增大0.06 mm。由Delta d=alpha d Delta T，得Delta T=52.17 C，套筒至少加热至72.17 C。升至100 C时理论过盈量为0.06-0.0920+0.0481=0.0161 mm，仍为过盈配合。 三、综合应用题（本大题共6题（含2篇语篇、11个小题），每题5分，共30分） 26. 某卧式车床主轴箱变速滑移齿轮，在工作中承载不大，受冲击不大，转动平稳，工作条件较好。加工工序大致为：下料一锻坯一粗加工（齿坯加工、滚齿）-精加工（剃齿）一精磨（磨齿）。请为该滑移齿轮选择合适材料，并安排各加工阶段的热处理。 【解析】按补全后的设问作答：滑移齿轮承载不大、受冲击不大、运转平稳，但齿面要求一定硬度和耐磨性，心部要求较好韧性，材料宜选40Cr（也可选45钢）。热处理安排：锻造后正火，以消除锻造应力、细化晶粒、改善切削加工性；粗加工（齿坯加工、滚齿）后调质（淬火+高温回火），以获得良好的综合力学性能；精加工（剃齿）后进行齿面表面淬火并低温回火，以提高齿面硬度和耐磨性、保持心部韧性；精磨（磨齿）用于保证齿轮精度。 （1）（1）根据经验，从下列材料中为齿轮选择最合适的材料（45、40Cr、GCr15、1Cr13.20CrMnTi、W18Cr4V）。 【答案】45、40Cr （2）（2）若还要考虑热处理中提高淬透性，最合适的材料是哪一个？ 【答案】40Cr （3）（3）在加工过程中，下料、锻坯后，为消除锻造应力、细化和均匀组织，为以后热处理作准备，要进行哪一种整体热处理？ 【答案】正火 （4）（4）齿轮粗加工之后，精加工之前，为了提高齿轮的心部综合力学性能，以承受较大的交变弯曲应力和一定的冲击载荷，应该还要进行什么热处理？ 【答案】调质（淬火+高温回火） （5）（5）轮齿在精磨前为提高表面硬度，一般要进行表面感应淬火，为消除淬火应力，防止产生磨削裂纹，最后要对齿轮进行的热处理是什么？ 【答案】低温回火 27. 某设备厂生产一批小型减速器输出轴，已知电动机传递功率为 7.5 kW，输出轴转速为 960 r/min，轴径为 25 mm。该轴需承受平稳转矩，并要求具有一定的抗冲击能力和耐磨性。45 钢调质后的许用切应力为 40 MPa。（1）计算该输出轴传递的转矩及轴表面的最大扭转切应力。（2）判断选用 45 钢制造该输出轴是否满足强度要求。（3）说明为提高轴颈耐磨性可采取的热处理措施，并说明理由。 【答案】（1）转矩为：。最大扭转切应力为： 。（2）满足要求。轴的最大扭转切应力为 24.32 MPa，小于 45 钢调质后的许用切应力 40 MPa。（3）轴颈可进行高频淬火后低温回火处理。该处理可提高表层硬度和耐磨性，同时保持心部具有较好的韧性和抗冲击能力。 【解析】转矩T=9550P/n=74.61 N m=74610 N mm，轴表面最大切应力tau=16T/(pi d3)=24.32 MPa。其小于45钢调质许用切应力40 MPa，强度满足。轴颈宜高频淬火后低温回火，提高表层硬度和耐磨性，并保持心部韧性。 28. 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. 某自动送料设备的传动轴用于带动链轮，电动机功率为11 kW，传动轴转速为720 r/min。设备运行中存在轻微冲击，取工作情况系数为1.3。现有45钢调质和40Cr调质两种材料可供选择，其许用切应力分别为40 MPa和60 MPa。传动轴安装空间允许的最大直径为27 mm。（1）计算传动轴的计算转矩，并分别计算采用45钢调质和40Cr调质时所需的最小轴径。（2）根据计算结果和工作条件，判断应选用哪种材料，并确定传动轴直径。（3）为提高传动轴的使用寿命，说明加工和装配中还应采取的两项措施。 【答案】（1）传动轴的名义转矩为 。计算转矩为 。45钢调质时， 。40Cr调质时， 。（2）应选用40Cr调质，轴径选26 mm。45钢所需轴径超过27 mm，40Cr满足安装空间和强度要求，且适于承受冲击载荷。（3）轴肩处应设置合理圆角，避免产生应力集中。加工后应保证轴颈表面质量和配合精度，装配时避免链轮偏斜造成附加载荷。 【解析】名义转矩T=9550P/n=145.90 N m，计算转矩Tc=1.3T=189670 N mm。按扭转强度计算，45钢所需轴径28.89 mm，超过27 mm；40Cr所需25.25 mm，故选40Cr调质、轴径26 mm。轴肩设圆角，并保证轴颈表面质量、配合精度及链轮对中。 30. 某机修车间设计一套带式输送机减速器，小齿轮模数为 3 mm、齿数为 20、大齿轮齿数为 60，小齿轮转速为 960 r/min。齿轮传动工作平稳，但每天连续运行 12 h，要求齿面具有较高耐磨性和抗疲劳能力。拟选材料为 45 钢和 40Cr 钢。（1）计算小齿轮的分度圆直径、圆周速度及大齿轮转速。（2）比较小齿轮和大齿轮的工作条件，说明两者材料和热处理的合理选用。（3）若齿轮齿面出现早期点蚀，说明材料或热处理方面可采取的改进措施。 【答案】（1）小齿轮分度圆直径为：。小齿轮圆周速度为：。大齿轮转速为：。（2）小齿轮转速高、啮合次数多、磨损和接触疲劳更严重，宜选用 40Cr 钢调质后进行高频淬火。大齿轮承载次数较少，可选用 45 钢调质或正火处理。（3）可提高小齿轮齿面硬度和淬硬层深度，保证低温回火质量；同时应控制材料组织均匀性，避免齿面硬度不足或存在脱碳层。 【解析】小齿轮分度圆直径d1=mz1=60 mm，圆周速度v=pi d1n1/60=3.02 m/s；大齿轮转速n2=960x20/60=320 r/min。小齿轮啮合次数多，宜用40Cr调质后高频淬火；大齿轮可用45钢调质或正火。出现点蚀时应提高齿面硬度和淬硬层深度，防止脱碳。 31. 某化工设备维修企业需更换一台输送弱酸性液体的离心泵泵壳。泵壳内径为 120 mm，工作压力为 1.2 MPa，原设计壁厚为 8 mm。经使用环境评估，预计服役期间腐蚀减薄量为 1.5 mm。候选材料为 HT250 灰铸铁、45 钢和 316L 不锈钢，其中 316L 不锈钢在该工况下的许用应力为 115 MPa。（1）计算考虑腐蚀减薄后的泵壳有效壁厚及其环向应力。（2）结合强度和耐腐蚀要求，判断 316L 不锈钢是否满足强度要求，并确定较合理的泵壳材料。（3）说明泵壳制造和使用过程中降低腐蚀失效风险的两项措施。 【答案】（1）有效壁厚为：。泵壳环向应力为：。（2）316L 不锈钢满足强度要求。泵壳环向应力为 11.08 MPa，小于其许用应力 115 MPa。弱酸性介质下宜选用 316L 不锈钢，以获得较好的耐腐蚀性和可靠性。（3）制造时应控制焊接热输入并进行焊后酸洗钝化，避免焊缝区域耐腐蚀性下降。使用时应定期检查壁厚和密封部位，发现腐蚀减薄超过允许值时及时更换。 【解析】考虑腐蚀后有效壁厚te=8-1.5=6.5 mm，环向应力sigmah=pD/(2te)=1.2x120/(2x6.5)=11.08 MPa。该值小于316L许用应力115 MPa，且316L耐弱酸腐蚀性能较好，宜选316L。制造时控制焊接热输入并酸洗钝化，使用中定期检测壁厚和密封部位。 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）机电技术类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共208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电技术类理论知识，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电技术类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《液压与气压传动》《金属加工基础》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）机电技术类 《机械基础》 项目十七：工程材料 任务二：材料的选择及运用 时间：45分钟 总分：90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. 适合制造木工工具的材料是（ ） A. T8A B. Q345HP C. 55Si2Mn D. CrWMo 2. 制造承受中等载荷、需要较好综合力学性能的阶梯轴，通常优先选用的材料是（ ） A. 普通碳素结构钢 B. 优质碳素结构钢 C. 灰铸铁材料 D. 黄铜铸造材料 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. 制作需要减小摩擦、具有良好耐磨性的滑动轴承衬套，常选用的材料是（ ） A. 普通低碳钢材料 B. 灰铸铁材料 C. 锡青铜材料 D. 铝合金材料 5. 机床床身需要具有良好的减振性和铸造性能，宜选用的材料是（ ） A. 灰铸铁材料 B. 调质钢材料 C. 铝合金材料 D. 黄铜锻造材料 6. 用来制造轴、齿轮、表面淬火件可以选用（ ） A. Q235 B. 45 C. T 10 D. ZG200-400 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. 齿轮在高速、重载并要求齿面耐磨的条件下工作，较适合选用的材料是（ ） A. 低碳钢材料 B. 中碳钢材料 C. 球墨铸铁材料 D. 渗碳合金钢材料 9. 普通导电材料主要用于什么设备中？（ ） A. 发电机 B. 炉灶 C. 冷却系统 D. 灯具 10. 制造形状复杂、承受冲击载荷的小型零件，适宜选用（ ） A. 铸钢 B. 灰铸铁 C. 可锻铸铁 D. 球墨铸铁 11. 在高速、重载、冲击较大的齿轮选材时，应优先选用哪种材料（ ） A. 黄铜 B. 铝青铜 C. 中碳钢 D. 低碳合金钢 12. 渗氮处理主要用于提高零件的（ ） A. 硬度 B. 耐磨性 C. 耐腐蚀性 D. 冲击韧性 13. 制造屈服极限要求较高的螺旋弹簧时应该选用（ ） A. 40Cr B. 60Si2Mn C. 20CrMnTi D. GCr15 14. 可进行锻造加工的材料是（ ） A. 灰铸铁 B. 球墨铸铁 C. 低碳钢 D. 高碳钢 15. 某低速导向机构存在间歇性润滑不足，要求导向套具有较好的耐磨性和自润滑适应性，宜选用的材料是（ ） A. 普通碳素结构钢 B. 锡青铜耐磨材料 C. 高碳工具钢材料 D. 普通铝合金材料 16. 下列材料中，适合制造弹簧的是（ ） A. 40Cr B. GCr15 C. 60Si2Mn D. 1Cr18Ni9 17. 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。 18. 制造要求质量较轻、具有较好耐蚀性的设备外壳，且工作载荷不大，优先选用的材料是（ ） A. 灰铸铁材料 B. 铝合金材料 C. 高锰钢材料 D. 普通合金工具钢 19. 某冲压模具的凸模承受较大的冲击载荷，同时要求刃口具有较高硬度，较合理的材料选择是（ ） A. 普通低碳钢材料 B. 灰铸铁材料 C. 合金工具钢材料 D. 普通铝合金材料 20. 在机械工程中，选用材料时应考虑的工艺性能包括以下哪些方面？（ ） A. 热膨胀系数和热导率 B. 成型性和耐磨性 C. 硬度和弹性模量 D. 熔点和电阻率 二、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 21. 某设备采用普通碳素钢板制作防护罩，钢板长为1.20 m，宽为0.50 m，厚为6 mm。已知钢的密度为 。（1）计算一块钢板的体积。（2）计算一块钢板的质量。（3）若需制作10个相同防护罩，计算钢板总质量。 22. 某起吊装置的拉杆承受最大轴向拉力为15 kN，拉杆直径为12 mm，材料选用Q235钢，其屈服强度取235 MPa。规定安全系数为1.5。（1）计算拉杆横截面积。（2）计算拉杆承受最大拉力时的工作应力。（3）判断该拉杆材料和尺寸是否满足强度要求。 23. 某传动机构的连接螺栓有效受力面积为60 mm2，工作时承受轴向拉力18 kN。现拟在45钢和调质40Cr钢中选择螺栓材料，已知45钢屈服强度为355 MPa，调质40Cr钢屈服强度为785 MPa，安全系数均取1.4。（1）计算螺栓的工作应力。（2）计算两种材料的许用应力。（3）选择合适的螺栓材料，并说明依据。 24. 某车间需敷设长度为100 m的低压输电导线，要求导线电阻不大于0.11 Ω。铜的电阻率为 ，铝的电阻率为 。现有16 mm2铜导线和25 mm2、35 mm2铝导线可供选择。（1）计算16 mm2铜导线的电阻。（2）若采用铝导线并要求电阻与16 mm2铜导线相等，计算铝导线所需最小截面积。（3）从给定铝导线规格中选择符合要求的规格。 25. 某钢轴与铝合金套筒采用过盈配合。20 ℃时，钢轴直径为50.06 mm，铝合金套筒内径为50.00 mm。铝合金线膨胀系数为 ，钢的线膨胀系数为 。装配时仅加热套筒，环境温度为20 ℃。（1）计算套筒内径至少需增大多少毫米，才能实现无阻力装配。（2）计算套筒至少应加热到多少摄氏度。（3）若装配后温度升至100 ℃，计算套筒与钢轴的理论过盈量，并判断配合是否仍能保持过盈。 三、综合应用题（本大题共6题（含2篇语篇、11个小题），每题5分，共30分） 26. 某卧式车床主轴箱变速滑移齿轮，在工作中承载不大，受冲击不大，转动平稳，工作条件较好。加工工序大致为：下料一锻坯一粗加工（齿坯加工、滚齿）-精加工（剃齿）一精磨（磨齿）。请为该滑移齿轮选择合适材料，并安排各加工阶段的热处理。 （1）（1）根据经验，从下列材料中为齿轮选择最合适的材料（45、40Cr、GCr15、1Cr13.20CrMnTi、W18Cr4V）。 （2）（2）若还要考虑热处理中提高淬透性，最合适的材料是哪一个？ （3）（3）在加工过程中，下料、锻坯后，为消除锻造应力、细化和均匀组织，为以后热处理作准备，要进行哪一种整体热处理？ （4）（4）齿轮粗加工之后，精加工之前，为了提高齿轮的心部综合力学性能，以承受较大的交变弯曲应力和一定的冲击载荷，应该还要进行什么热处理？ （5）（5）轮齿在精磨前为提高表面硬度，一般要进行表面感应淬火，为消除淬火应力，防止产生磨削裂纹，最后要对齿轮进行的热处理是什么？ 27. 某设备厂生产一批小型减速器输出轴，已知电动机传递功率为 7.5 kW，输出轴转速为 960 r/min，轴径为 25 mm。该轴需承受平稳转矩，并要求具有一定的抗冲击能力和耐磨性。45 钢调质后的许用切应力为 40 MPa。（1）计算该输出轴传递的转矩及轴表面的最大扭转切应力。（2）判断选用 45 钢制造该输出轴是否满足强度要求。（3）说明为提高轴颈耐磨性可采取的热处理措施，并说明理由。 28. 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. 某自动送料设备的传动轴用于带动链轮，电动机功率为11 kW，传动轴转速为720 r/min。设备运行中存在轻微冲击，取工作情况系数为1.3。现有45钢调质和40Cr调质两种材料可供选择，其许用切应力分别为40 MPa和60 MPa。传动轴安装空间允许的最大直径为27 mm。（1）计算传动轴的计算转矩，并分别计算采用45钢调质和40Cr调质时所需的最小轴径。（2）根据计算结果和工作条件，判断应选用哪种材料，并确定传动轴直径。（3）为提高传动轴的使用寿命，说明加工和装配中还应采取的两项措施。 30. 某机修车间设计一套带式输送机减速器，小齿轮模数为 3 mm、齿数为 20、大齿轮齿数为 60，小齿轮转速为 960 r/min。齿轮传动工作平稳，但每天连续运行 12 h，要求齿面具有较高耐磨性和抗疲劳能力。拟选材料为 45 钢和 40Cr 钢。（1）计算小齿轮的分度圆直径、圆周速度及大齿轮转速。（2）比较小齿轮和大齿轮的工作条件，说明两者材料和热处理的合理选用。（3）若齿轮齿面出现早期点蚀，说明材料或热处理方面可采取的改进措施。 31. 某化工设备维修企业需更换一台输送弱酸性液体的离心泵泵壳。泵壳内径为 120 mm，工作压力为 1.2 MPa，原设计壁厚为 8 mm。经使用环境评估，预计服役期间腐蚀减薄量为 1.5 mm。候选材料为 HT250 灰铸铁、45 钢和 316L 不锈钢，其中 316L 不锈钢在该工况下的许用应力为 115 MPa。（1）计算考虑腐蚀减薄后的泵壳有效壁厚及其环向应力。（2）结合强度和耐腐蚀要求，判断 316L 不锈钢是否满足强度要求，并确定较合理的泵壳材料。（3）说明泵壳制造和使用过程中降低腐蚀失效风险的两项措施。 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 $