機(jī)械工程師面試題及經(jīng)驗(yàn)分享本文借鑒了近年相關(guān)經(jīng)典試題創(chuàng)作而成，力求幫助考生深入理解測(cè)試題型，掌握答題技巧，提升應(yīng)試能力。一、選擇題1.一根鋼軸直徑為20mm，長(zhǎng)度為100mm，材料為45鋼，進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，其屈服強(qiáng)度σs約為（）。A.235MPaB.355MPaC.510MPaD.835MPa2.下列哪種聯(lián)軸器適用于兩軸間有較大角度偏移的情況？A.凸緣聯(lián)軸器B.齒輪聯(lián)軸器C.萬向聯(lián)軸器D.彈性柱銷聯(lián)軸器3.在機(jī)械設(shè)計(jì)中，提高零件疲勞強(qiáng)度的常用方法是（）。A.增大零件尺寸B.減少應(yīng)力集中C.提高材料硬度D.增加表面粗糙度4.下列哪種機(jī)構(gòu)屬于連桿機(jī)構(gòu)？A.齒輪機(jī)構(gòu)B.凸輪機(jī)構(gòu)C.棘輪機(jī)構(gòu)D.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)5.在機(jī)械加工中，車削時(shí)切削速度v、進(jìn)給量f、背吃刀量ap之間的關(guān)系通常為（）。A.v∝f∝apB.v∝f∝1/apC.v∝1/f∝apD.v∝1/f∝1/ap6.下列哪種軸承適用于高速、輕載、要求低噪音的場(chǎng)合？A.深溝球軸承B.圓錐滾子軸承C.推力球軸承D.調(diào)心滾子軸承7.在機(jī)械設(shè)計(jì)中，提高零件剛度的常用方法是（）。A.減少零件尺寸B.增加零件壁厚C.降低材料強(qiáng)度D.增加表面粗糙度8.下列哪種焊接方法適用于薄板焊接？A.氣體保護(hù)焊B.激光焊C.電弧焊D.氬弧焊9.在機(jī)械設(shè)計(jì)中，提高零件耐磨性的常用方法是（）。A.增大零件尺寸B.減少應(yīng)力集中C.提高材料硬度D.增加表面粗糙度10.下列哪種傳動(dòng)方式適用于遠(yuǎn)距離傳動(dòng)？A.齒輪傳動(dòng)B.鏈傳動(dòng)C.帶傳動(dòng)D.蝸桿傳動(dòng)二、填空題1.機(jī)械零件的失效形式主要有______、______、______和______。2.在機(jī)械設(shè)計(jì)中，______是零件抵抗變形的能力。3.下列機(jī)構(gòu)中，______機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)急回運(yùn)動(dòng)。4.在機(jī)械加工中，______是指工件上被切削層在切削力作用下移過的距離。5.下列軸承類型中，______軸承適用于重載、低速、要求高剛度的場(chǎng)合。6.在機(jī)械設(shè)計(jì)中，______是指零件在載荷作用下抵抗破壞的能力。7.下列焊接方法中，______焊接適用于薄板焊接。8.在機(jī)械設(shè)計(jì)中，______是指零件在載荷作用下抵抗變形的能力。9.下列傳動(dòng)方式中，______傳動(dòng)適用于高速、大功率傳動(dòng)。10.在機(jī)械設(shè)計(jì)中，______是指零件在載荷作用下抵抗疲勞破壞的能力。三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述機(jī)械零件疲勞失效的原因及預(yù)防措施。2.簡(jiǎn)述凸輪機(jī)構(gòu)的分類及工作原理。3.簡(jiǎn)述機(jī)械加工中切削用量的選擇原則。4.簡(jiǎn)述滾動(dòng)軸承的潤滑方式及選擇原則。5.簡(jiǎn)述機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)力集中的概念及減少應(yīng)力集中的方法。四、計(jì)算題1.一根鋼軸直徑為20mm，長(zhǎng)度為100mm，材料為45鋼，進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，其屈服強(qiáng)度σs為355MPa，求該鋼軸在承受100kN拉力時(shí)的安全系數(shù)（假設(shè)安全系數(shù)為2）。2.一對(duì)直齒圓柱齒輪，模數(shù)m=2mm，齒數(shù)z1=20，z2=40，中心距a=120mm，求該對(duì)齒輪的傳動(dòng)比i和分度圓直徑d1、d2。3.一根矩形截面梁，寬度b=40mm，高度h=80mm，長(zhǎng)度L=4m，材料為Q235鋼，許用應(yīng)力[σ]=160MPa，求該梁在承受均布載荷q=10kN/m時(shí)的最大彎矩Mmax。4.一對(duì)圓錐齒輪，大端模數(shù)m=3mm，大齒輪齒數(shù)z1=20，小齒輪齒數(shù)z2=15，錐距R=50mm，求該對(duì)齒輪的傳動(dòng)比i和分度圓直徑d1、d2。5.一根圓軸直徑d=30mm，長(zhǎng)度L=1m，材料為45鋼，彈性模量E=200GPa，泊松比ν=0.3，求該軸在承受100kN拉力時(shí)的伸長(zhǎng)量ΔL。五、設(shè)計(jì)題1.設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的凸輪機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件按簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)，要求從動(dòng)件行程為20mm，凸輪轉(zhuǎn)速為300r/min。2.設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的連桿機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)輸入軸旋轉(zhuǎn)一周，輸出軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，要求行程為100mm。3.設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)將輸入軸轉(zhuǎn)速從600r/min降低到100r/min，要求傳動(dòng)比誤差小于5%。4.設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的軸承組合，用于支撐一個(gè)重載的旋轉(zhuǎn)軸，要求軸承壽命大于10000小時(shí)。5.設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)械手，能夠抓取重物并移動(dòng)到指定位置，要求機(jī)械手結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作靈活。答案及解析一、選擇題1.B解析：45鋼的屈服強(qiáng)度σs通常在355MPa左右。2.C解析：萬向聯(lián)軸器適用于兩軸間有較大角度偏移的情況。3.B解析：減少應(yīng)力集中是提高零件疲勞強(qiáng)度的常用方法。4.D解析：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)屬于連桿機(jī)構(gòu)。5.D解析：在機(jī)械加工中，車削時(shí)切削速度v與進(jìn)給量f成反比，與背吃刀量ap成反比。6.A解析：深溝球軸承適用于高速、輕載、要求低噪音的場(chǎng)合。7.B解析：增加零件壁厚是提高零件剛度的常用方法。8.D解析：氬弧焊適用于薄板焊接。9.C解析：提高材料硬度是提高零件耐磨性的常用方法。10.C解析：帶傳動(dòng)適用于遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。二、填空題1.疲勞、斷裂、磨損、腐蝕解析：機(jī)械零件的失效形式主要有疲勞、斷裂、磨損、腐蝕。2.剛度解析：剛度是零件抵抗變形的能力。3.凸輪解析：凸輪機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)急回運(yùn)動(dòng)。4.進(jìn)給量解析：進(jìn)給量是指工件上被切削層在切削力作用下移過的距離。5.圓錐滾子解析：圓錐滾子軸承適用于重載、低速、要求高剛度的場(chǎng)合。6.強(qiáng)度解析：強(qiáng)度是指零件在載荷作用下抵抗破壞的能力。7.氬弧解析：氬弧焊適用于薄板焊接。8.剛度解析：剛度是指零件在載荷作用下抵抗變形的能力。9.齒輪解析：齒輪傳動(dòng)適用于高速、大功率傳動(dòng)。10.疲勞強(qiáng)度解析：疲勞強(qiáng)度是指零件在載荷作用下抵抗疲勞破壞的能力。三、簡(jiǎn)答題1.疲勞失效的原因是由于材料在循環(huán)載荷作用下，內(nèi)部產(chǎn)生微觀裂紋，并逐漸擴(kuò)展，最終導(dǎo)致零件斷裂。預(yù)防措施包括：選擇合適的材料、提高表面質(zhì)量、減少應(yīng)力集中、控制載荷循環(huán)次數(shù)等。2.凸輪機(jī)構(gòu)可以分為直動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)凸輪機(jī)構(gòu)。凸輪機(jī)構(gòu)的工作原理是利用凸輪的輪廓曲線驅(qū)動(dòng)從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。3.切削用量的選擇原則是：在保證加工質(zhì)量的前提下，盡可能提高生產(chǎn)效率。具體原則包括：選擇合適的切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量。4.滾動(dòng)軸承的潤滑方式主要有油潤滑和脂潤滑。選擇原則是：根據(jù)軸承的工作溫度、轉(zhuǎn)速、載荷等因素選擇合適的潤滑方式。5.應(yīng)力集中是指零件在幾何形狀突變處（如孔、槽、缺口等）產(chǎn)生的局部應(yīng)力增大的現(xiàn)象。減少應(yīng)力集中的方法包括：采用圓角過渡、增大過渡圓半徑、避免在零件上開設(shè)孔、槽等。四、計(jì)算題1.安全系數(shù)n=σs/P=355MPa/100kN=3.55，由于安全系數(shù)為2，所以該鋼軸在承受100kN拉力時(shí)是安全的。2.傳動(dòng)比i=z2/z1=40/20=2，分度圓直徑d1=mz1=220=40mm，d2=mz2=240=80mm。3.最大彎矩Mmax=qL^2/8=10kN/m(4m)^2/8=20kNm，由于Mmax小于[σ]Wz，所以該梁在承受均布載荷q=10kN/m時(shí)是安全的。4.傳動(dòng)比i=z2/z1=15/20=0.75，分度圓直徑d1=mz1=320=60mm，d2=mz2=315=45mm。5.伸長(zhǎng)量ΔL=(PL)/(EA)=(100kN1m)/(200GPaπ(30mm)^2/4)=0.021mm。五、設(shè)計(jì)題1.設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的凸輪機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件按簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)，要求從動(dòng)件行程為20mm，凸輪轉(zhuǎn)速為300r/min。解析：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律是指從動(dòng)件的位移隨時(shí)間呈正弦函數(shù)關(guān)系。設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)從動(dòng)件的行程和凸輪的轉(zhuǎn)速確定凸輪的輪廓曲線。具體步驟包括：計(jì)算凸輪的基圓半徑、從動(dòng)件的行程、凸輪的轉(zhuǎn)速等參數(shù)，然后根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律繪制凸輪的輪廓曲線。2.設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的連桿機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)輸入軸旋轉(zhuǎn)一周，輸出軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，要求行程為100mm。解析：設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)行程和輸入軸的轉(zhuǎn)速確定連桿機(jī)構(gòu)的尺寸參數(shù)。具體步驟包括：計(jì)算連桿的長(zhǎng)度、搖桿的長(zhǎng)度等參數(shù)，然后根據(jù)連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律繪制機(jī)構(gòu)圖。3.設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)將輸入軸轉(zhuǎn)速從600r/min降低到100r/min，要求傳動(dòng)比誤差小于5%。解析：設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)傳動(dòng)比和傳動(dòng)比誤差確定齒輪傳動(dòng)的齒數(shù)比。具體步驟包括：計(jì)算齒輪傳動(dòng)的齒數(shù)比，然后選擇合適的齒輪參數(shù)，繪制齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)圖。4.設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的軸承組合，用于支撐一個(gè)重載的旋轉(zhuǎn)軸，要求軸承壽命大于10000小時(shí)。解析：設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)載荷、轉(zhuǎn)速和壽命要求選擇合適的軸承