2023年機(jī)械工程師資格考試模擬試題和答案

填空題

1尺寸線，尺寸邊界線，螺紋牙底線及齒輪線均用（細(xì)實(shí)線）畫出。

2采用第一視角投影法表達(dá)工件視圖時(shí)，后視圖在左視圖的最（右側(cè)）。

3金屬材料的剖面線一般是與水平方向成45度的平行線，但在（重要輪廓線與水平方向成

45度）時(shí)，可畫成與水平方向30度或45度的平行線。

4尺寸公差是指（尺寸容許變動(dòng)量）。

5在金屬及合金中，重要是（金屬鍵），但有時(shí)也不一樣程度混有其他鍵。

6晶體時(shí)只要特性是具有一定的熔點(diǎn)，另一種特性是（各向異性）。

7鐵碳合金相圖中，共析轉(zhuǎn)變溫度為（727℃）o

8含碳量〈（0.62%）為碳鋼，〉（2.11%）為鑄鐵。

9碳鋼調(diào)質(zhì)處理后獲得的組織應(yīng)為（索氏體）。

10高速鋼片銃刀淬火后其變形應(yīng)采用（回火矯正法）最為有效。

11中碳構(gòu)造鋼鑄件、鍛、軋件以及焊接件中出現(xiàn)的魏氏組織、粗大晶粒等地?zé)崛毕莺蛶?/p>

組織，通過（正火）處理可以消除這些缺陷。

1238CrMoAI鋼膛桿一般采用（滲氮）化學(xué)熱處理。

13汽車變速齒輪一般采用（滲碳）化學(xué)熱處理。

14碳鈉米管的強(qiáng)度是鋼的（100）倍。

15導(dǎo)光纖維的用途是（傳播能量）。

16可以進(jìn)行切削加工、鑄造、焊接、熱處理的硬質(zhì)合金是（鋼結(jié)硬質(zhì)合金）。

17汽車方向盤、飛機(jī)艙內(nèi)的裝飾板、隔音板窗框等最終使用質(zhì)堅(jiān)、性韌、鋼度大的工程塑

料（ABS塑料）。

18內(nèi)燃機(jī)火花塞選用（氧化鋁）陶瓷材料。

19化工管道泵等規(guī)定耐腐蝕、耐老化性能的零件，可選用（聚四氟乙烯）工程塑料。

20三大固體材料是指（金屬材料、陶瓷材料、高分子材料）

21測定金屬材料化學(xué)成分最老式、較精確的措施是（化學(xué)分析法）。

22測定灰鑄鐵、軸承合金等具有粗大晶粒或構(gòu)成相的金屬材料的硬度及鋼件退火、正火和

調(diào)質(zhì)后的硬度，多采用（布氏）硬度計(jì)。

23機(jī)床床身一般采用（灰鑄鐵）。

24鐵碳相圖中有三條恒溫轉(zhuǎn)變線分別表達(dá)（包晶轉(zhuǎn)變、共析轉(zhuǎn)變、共晶轉(zhuǎn)變）。

25鋼的淬硬性高下取決于（鋼的含碳量）。

26淬火油槽的溫度一般控制在（80℃）如下。

27鍍青銅可采用（固溶時(shí)效）強(qiáng)化。

28為防止和減少鋼件熱處理時(shí)的氧化、脫氧最佳采用（真空爐）。

29高速鋼直柄麻花鉆采用（氧、硫、碳、氮、硼共滲）化學(xué)熱處理，耐用度最高。

3065Mn鋼彈簧類零件常用的強(qiáng)韌化的措施是（等溫淬火）。

31機(jī)床導(dǎo)軌表面硬化最終采用（超音頻淬火）熱處理。

32灰鑄鐵拉延模必須進(jìn)行（銘、錫共滲）強(qiáng)韌化處理，才能明顯提高模具壽命。

33球墨鑄鐵制作拉延模時(shí)，經(jīng)正火、回火后，還需進(jìn)行（氮、碳共滲）化學(xué)熱處理。

34車床上加工外圓及孔時(shí)出現(xiàn)混亂波紋，是由于（車床主軸軸向竄動(dòng)大）。

35下述工件加工時(shí)哪一種（不易夾緊的平板類工件）采用順銃方式較為適合。

36哪一種原因最也許引起外圓磨削時(shí)工件表面燒傷（砂輪太硬）。

37（部分互換裝配法）裝配措施應(yīng)按照概率法求解裝配尺寸。

38為保證機(jī)床主軸中心高與尾座頂尖中心高的同軸度精度，應(yīng)選擇哪一種裝配措施（修配

裝配法）。

39機(jī)床主軸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)了哪一種現(xiàn)象就表明其支承的滾動(dòng)軸承工作游隙過小。（主軸支承

部位溫度明顯升高）

40一般切削加工的速度用（m/min）表達(dá)，電火花線切削加工的J速度則用（mmLl/min）

表達(dá)。

41不一樣材料、不一樣鑄造措施生產(chǎn)鑄件所能得到的最小壁厚不一樣樣，用砂型鑄造灰鑄

鐵件時(shí)，能獲得的最小壁厚為（3mm）。

42如采用封閉澆鑄系統(tǒng)，直澆口面積、模澆口面積、內(nèi)澆口面積之比應(yīng)為（1.15:1.1:1）。

43當(dāng)獲得鋁合金的最小壁厚在0.6-0.8mm時(shí)，應(yīng)采用（壓鑄）鑄造。

44不一樣的壓力加工措施使金屬內(nèi)部受力不一樣，因此被加工金屬會(huì)產(chǎn)生（相似的）可鍛

性。

45鑄造比重不采用工件變形前后的（體積比）來表達(dá)。

46自由鍛分為手工鑄造和機(jī)器鑄造兩種，目前采用最多的是機(jī)器鍛，產(chǎn)生的鍛件形狀和尺

寸重要由（操作工的技術(shù)水平）決定。

47沖壓工藝使用的原材料多屬于（可塑性）很好的金屬材料，如一般低碳鋼、銅、鋁合金

等。

48三大類焊接措施指（熔焊、釬焊、壓焊）

49在焊接生產(chǎn)中（電焊）焊接措施占主導(dǎo)地位。

50焊接電弧由陰極區(qū)、陽極區(qū)和（弧柱區(qū)）構(gòu)成。

51焊接電弧溫度可達(dá)（5000K-30000K）

52電焊過程中，每5分鐘內(nèi)有2分鐘用于換焊條和清渣，帶電源的持續(xù)負(fù)載率為（60%）。

55汽車車身普遍采用（陰極電泳）涂漆方式。

56汽車行業(yè)應(yīng)用最廣泛的涂膜干燥方式是（對(duì)流輻射）。

57噴涂純鋁層的最佳選擇是（火焰噴涂）。

58長期有效防腐鋅、鋁涂層的最佳選擇是（電弧噴涂）。

59目前應(yīng)用噴涂技術(shù)最多的行業(yè)是（航空發(fā)動(dòng)機(jī)）。

60鍍鋅鋼板、鍍鋅薄板和鋼帶、鍍鋅鐵絲等生產(chǎn)時(shí)采用（持續(xù)電鍍）生產(chǎn)方式。

61應(yīng)用最廣泛的（鍍鋅）工藝，約占總電鍍量的60%以上。

62用于制罐工業(yè)用薄板的防護(hù)層是（鍍錫）。

63用于發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)壁，活塞環(huán)等零件的電鍍是（鍍銘）。

64電火花成型的加工質(zhì)量和脈沖電源參數(shù)的選擇有關(guān)，為了提高加工效率，應(yīng)調(diào)整哪個(gè)參

數(shù)?（放電時(shí)間）應(yīng)怎樣調(diào)？（峰值、電流同步增大）

65金屬表面的激光熱處理，常采用的是（二氧化碳）激光器？為何？（功率大）

66設(shè)備防止性保養(yǎng)（PM）的目的是（延長設(shè)備壽命、保證加工質(zhì)量、防止突發(fā)事故）。

67婦女進(jìn)入生產(chǎn)加工車間，一般規(guī)定帶帽子，其原因是（防止長發(fā)卷繞旋轉(zhuǎn)部件內(nèi)）。

68沖壓設(shè)備中為防止沖頭沖斷手指，沖床車身操作裝置中常用的安全保護(hù)措施是（沖床上

有左、右手同步按時(shí)按鈕沖頭才能下落的操作裝置）。

69在易觸電的電氣設(shè)備上操作時(shí)，防止觸電的最重要的措施是（將電氣設(shè)備接地和接零）。

70在工業(yè)生產(chǎn)中，由于能源，資源的轉(zhuǎn)換，在生產(chǎn)過程中引起廢水，廢氣，廢渣，廢熱和

放射性物質(zhì)的排放，從而污染大氣、水體、和土壤；或是以產(chǎn)生噪聲、振動(dòng)、電磁輻射等給

周圍環(huán)境帶來危害，能產(chǎn)生這些有害影響的場所、設(shè)備和裝置日勺單元常被稱為（工業(yè)污染

源）。

71工業(yè)廢氣中的重要污染物是（二氧化硫、顆粒物、一氧化碳、二氧化碳和苯類有機(jī)物）。

72工業(yè)廢水中的重要污染物是（重金屬、有機(jī)物、懸浮物、放射性物質(zhì)、色度、氨、氮、

磷及油類）。

73在《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》中，國家對(duì)固體廢物污染環(huán)境的防治采

用的“三化”治理原則為（減量化、資源化、無害化，即實(shí)行減少固體廢物的產(chǎn)生、充足合

理運(yùn)用固定廢物和無害化的處置固體廢物的原則）。

74我國《公民基本道德規(guī)范》是（愛國遵法、明禮誠信、團(tuán)結(jié)友善、勤儉自強(qiáng)、敬業(yè)奉獻(xiàn)）。

75我國《公民道德建設(shè)實(shí)行綱要》提出了職業(yè)道德的基本內(nèi)容（愛崗敬業(yè)、誠實(shí)守信、辦

事公道、服務(wù)群眾、奉獻(xiàn)社會(huì)）。

76《會(huì)計(jì)法》規(guī)定（國務(wù)院財(cái)政部門）主管全國的會(huì)計(jì)工作。

77（資產(chǎn)負(fù)債表、利潤表、現(xiàn)金流量表）通稱“財(cái)務(wù)三表”

78《企業(yè)會(huì)計(jì)制度》初次將（實(shí)質(zhì)重于形式原則）納入會(huì)計(jì)制度，從而可以保證會(huì)計(jì)核算

信息與客觀經(jīng)濟(jì)事實(shí)相符。

79我國現(xiàn)行稅種流轉(zhuǎn)稅類包括（增值稅、消費(fèi)稅、營業(yè)稅）。

80我國尚未專門就知識(shí)產(chǎn)權(quán)制定統(tǒng)一的法律，而是根據(jù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的不一樣類型制定有不

一樣的單項(xiàng)法律，法規(guī)和規(guī)章，從而構(gòu)成了我國知識(shí)產(chǎn)權(quán)日勺法律體系。這些單項(xiàng)法律是（著

作權(quán)法、專利法、商標(biāo)法和反不合法競爭法）。

81我國專利法規(guī)定，授予發(fā)明和實(shí)用新型專利權(quán)的實(shí)質(zhì)條件是（新奇性、發(fā)明性、實(shí)用性）。

82有限責(zé)任企業(yè)的股東的所有出資經(jīng)法定驗(yàn)資機(jī)構(gòu)驗(yàn)資后，由（全體股東指定的代表或共

同委托的代理人）向企業(yè)登記機(jī)關(guān)申請?jiān)O(shè)置登記。

83股份有限企業(yè)在（董事會(huì)認(rèn)為必要時(shí)）狀況下可以不用召開臨時(shí)股東大會(huì)。

第二章工程材料

2.1金屬材料

1.材料的基本力學(xué)性能重要包括哪此內(nèi)容？

答：力學(xué)性能重要指標(biāo)有硬度、強(qiáng)度、塑性、韌性等。

硬度：制造業(yè)中，一般采用壓入法測量材料的硬度，按試驗(yàn)措施不一樣，分有布氏硬度

（HB）、洛式硬度（HR）、維氏硬度（HV）,體現(xiàn)材料表面抵御外物壓入日勺能力。布氏硬度

（HB）是用一定載荷交淬火鋼球壓入試樣表面，保持規(guī)定期間后卸載，測得表面壓痕的面積

后，計(jì)算出單位面積承受的壓力，為布氏硬度值（HB）,單位是kgf/mm2,一般不標(biāo)注；布氏

硬度（HB）測試法一般用于HBV450。洛氏硬度（HR）以壓痕深淺表達(dá)材料的硬度。洛式硬度有

三種標(biāo)尺，分別記為HRA.HRB和HRC,采用不一樣的壓頭和載荷。生產(chǎn)中按測試材料不一樣，

進(jìn)行選擇，有色金屬和火正火鋼，選用HRB,淬火鋼選用HRC；硬質(zhì)合金、表面處理的高硬層

選用HRA進(jìn)行測量。維氏硬度（HV）根據(jù)單位壓痕表面積承受的壓力定義硬度值，壓頭為錐角

136度金鋼石角錐體，載荷根據(jù)測試進(jìn)行選擇，合用對(duì)象普遍。肖氏硬度（HS）是回跳式硬

度，定義為一定重量的具有金鋼石圓頭和鋼球的原則沖頭從一定高度落下，得到時(shí)回跳高

度與下落高度的比值，合用于大型工作的表面硬度測量。

強(qiáng)度：常的強(qiáng)度指標(biāo)為屈服強(qiáng)度。，通過拉伸試驗(yàn)確定，定義為材料開始產(chǎn)生塑性變形

時(shí)應(yīng)力，其大小體現(xiàn)材料抵御塑性變形的能力，大多數(shù)金屬材料在拉伸時(shí)沒有明顯的屈服

現(xiàn)象，因此將試樣產(chǎn)生0.2%塑性變形時(shí)的應(yīng)力值，作為屈服強(qiáng)度指標(biāo)，稱為條件屈服強(qiáng)度，

用。表達(dá)?？估瓘?qiáng)度。是材料產(chǎn)生最大均勻變形的應(yīng)力。。對(duì)設(shè)計(jì)塑性低的材料如鑄

鐵、冷拔高碳鋼絲和脆性材料，如白口鑄鐵、陶瓷等制作的零件具有直接意義。設(shè)計(jì)時(shí)，以

抗拉強(qiáng)度確定許用應(yīng)力，即［。］=。/K（K為安全系數(shù)）。

塑性：通過拉伸試驗(yàn)確定塑性指標(biāo)，包括伸長率（8）和斷面收縮率（甲），分別定義為斷

裂后試樣的長度相對(duì)伸長和截面積的相對(duì)收縮，單位是％。它們是材料產(chǎn)生塑性變形重新分

布而減小應(yīng)力集中的能力的度量。3和W值愈大則塑性愈好，金屬材料具有一定的塑性是進(jìn)

行塑性加工的必要條件。塑性還可以提高零件工作的可靠性，防止零件忽然斷腫。

韌性:沖擊韌度指標(biāo)a或A表達(dá)在有缺口時(shí)材料在沖擊載荷下斷裂時(shí)塑性變形的能力及所

吸取的功，反應(yīng)了應(yīng)力集中和復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下材料的塑性，并且對(duì)溫度很敏感，單位為

J/cmo

2.設(shè)計(jì)中的許用應(yīng)力［。］與材料的強(qiáng)度有何關(guān)系？怎樣確定設(shè)計(jì)中的許用應(yīng)力？

答:設(shè)計(jì)中規(guī)定零件工作應(yīng)力。必須不不小于許用應(yīng)力［。］,即屈服強(qiáng)度除以安全系數(shù)的值

6?［。］=。/K,式中K——安全系數(shù)，。對(duì)設(shè)計(jì)塑性低的材料，如鑄鐵、冷拔高碳鋼

絲和脆性材料，如白口鑄鐵、陶瓷等制作的具有直接意義。設(shè)計(jì)時(shí)以抗拉強(qiáng)度。確定許用

應(yīng)力，即［。］=。/K（K為安全系數(shù)）。

3.簡述低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼的劃分原則及其各自的性能特點(diǎn)。

答：低碳鋼（W為0.10%?0.25%）,若零件規(guī)定塑性、韌性好，焊接性能好，便如建筑

構(gòu)造、容器等，應(yīng)選用低碳鋼；中碳鋼（W為0.25%?0.60）,若零件規(guī)定強(qiáng)度、塑性、

韌性都很好，具有綜合機(jī)械性能，便如軸類零件，應(yīng)選用中碳鋼；高碳鋼（W為0.60%?

1.30%）,若零件規(guī)定強(qiáng)度硬度高、耐磨性好，例如工具等，應(yīng)選用高碳鋼。

4.簡述鐵碳相圖的應(yīng)用。（P28相圖2.1-2）

答：（1）為選材提供成分根據(jù)Fe-FeC相圖描述了鐵碳合金的平衡組織隨碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

的變化規(guī)律，合金性能和碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)關(guān)系，這就可以根據(jù)零件性能規(guī)定來選擇不一樣成

分的鐵碳合金。

（2）為制定熱加工工藝提供根據(jù)Fe-FeC相圖總結(jié)了不一樣成分的鐵碳合金在緩慢冷卻

時(shí)組織隨溫度變化的規(guī)律，這就為制定熱加工工藝提供了根據(jù)。

a.鑄造根據(jù)Fe-FeDC相圖可以找出不一樣成分的鋼或鑄鐵的熔點(diǎn)，確定鑄造溫度。

b.鑄造根據(jù)Fe-FeDC相圖可以確定鑄造溫度。始軋和始鍛溫度不能過高，以免鋼材氧化嚴(yán)

重和發(fā)生奧氏體晶界熔化（稱為過燒）。一般控制在固相線如下100?200℃。一般對(duì)亞共

析鋼的終軋和終鍛深度控制在稍高于GS線（A3線）；過共析鋼控制在稍高于PSK線（A1

線）。實(shí)際生產(chǎn)中各處碳鋼的始鍛和始軋溫度為1150?1250℃,終軋和終鍛溫度為750?

850℃o

c.焊接可根據(jù)相圖來分析碳鋼的焊接組織，并用合適熱處理措施來減輕或消除組織不均勻

性和焊接應(yīng)力。

d.熱處理熱處理的加熱溫度都以相圖上的臨界點(diǎn)Al.A3.Acm為根據(jù)。

5.常材料硬度的測定法有哪三種？它們重要適應(yīng)于檢查什么材料？

答:(1)硬度(HB)測定法：布氏硬度測定是用一定直徑D(mm)的鋼球或硬質(zhì)合金球?yàn)閴?/p>

頭，施以一定的試驗(yàn)力F(kgf或N),將其壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間t(s)后卸除試驗(yàn)力,

試樣表面將殘留壓痕。測量壓痕球形面積A(mm)o布氏硬度(HB)就是

試驗(yàn)力F除以壓痕球形面積A所得的商。布氏硬度試驗(yàn)尤其合用于測定灰鑄鐵、軸承合金等

具有粗大晶?；驑?gòu)成相的金屬材料的硬度為鋼件退火、正火和調(diào)質(zhì)后的硬度。

(2)

洛式

硬度

(HR

)試

驗(yàn)：

洛式

硬度

是以

測量

壓痕

深度

來表

達(dá)材

料的

總試驗(yàn)力

硬度符號(hào)壓頭類型測量硬度范圍應(yīng)用舉例

F(N)

值。

洛式

硬度

試驗(yàn)

所用

的1壓

頭有

兩

種。

一種

是圓

錐角

0=

120

°時(shí)

金鋼

石圓

錐

體；

另一

種是

一定

直徑

日勺小

淬火

鋼

球。

常的

三種

洛式

硬度

如表

2.1-

2所

zj\O

洛氏

硬度

試驗(yàn)

常用

于檢

查淬

火后

日勺硬

度。

標(biāo)尺

硬質(zhì)合金、硬化薄鋼板、表面

AHRA金鋼石圓錐5.88422-88

薄層硬化鋼

低碳鋼、銅合金、鐵素體可鍛

BHRB(21.558鋼球980.720-100

鑄鐵

淬火鋼、高硬度鑄件、珠光體

CHRC金鋼石圓錐147120-70

可鍛鑄鐵

(3)維氏硬度(HV)試驗(yàn)：維氏硬度試驗(yàn)合用于常規(guī)材料，其壓頭是兩對(duì)面夾角a=136。

的金鋼石四棱錐體。壓頭在試驗(yàn)力F(N)的作用下，將試樣表面壓出一種四方錐形的壓前，經(jīng)

一定保持時(shí)間后，卸除試驗(yàn)力，測量出壓痕對(duì)角線平均年度并計(jì)算壓痕的表面積A(mm),

得到HV=O.1891F/d

6.請畫表列出常金屬材料的分類。

答：鋼：碳素構(gòu)造鋼合金構(gòu)造鋼碳素工具鋼合金工具鋼不銹鋼耐熱鋼耐磨鋼

低合金構(gòu)造鋼合金滲碳鋼合金調(diào)質(zhì)鋼合金彈簧鋼滾珠軸承鋼

鑄鐵：灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵蠕墨鑄鐵合金鑄鐵

鋁合金：鑄造鋁合金變速鋁合金超硬鋁合金鍛鋁合金銹鋁合金硬鋁合金

銅合金：黃銅青銅鋅黃銅鋁黃銅鎰黃銅鑄鐵黃銅錫青銅鋁青銅被青銅

7.材料選用日勺重要根據(jù)是什么？

答:在設(shè)計(jì)和制造工程構(gòu)造和機(jī)構(gòu)零件時(shí)，考慮材料的使用性能、材料的工藝性能和經(jīng)濟(jì)性。

（1）根據(jù)材料的使用性能選材：使用性能是零件工作過程中所應(yīng)具有的性能（包括力學(xué)性

能、物理性能、化學(xué)性能），它是選材最重要的根據(jù)。在選材時(shí)，首先必須精確地判斷零件

所規(guī)定的使用性能，然后再確定所選材料的重要性能指標(biāo)及詳細(xì)數(shù)值并進(jìn)行選材。詳細(xì)措施

如下：

a.分析零件的工作條件，確定使用性能

b.進(jìn)行失效分析，確定零件的重要使用性能

c.根據(jù)零件使用性能規(guī)定提出對(duì)材料性能（力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能）的規(guī)定。通過

度析、計(jì)算轉(zhuǎn)化成某此可測量的試驗(yàn)室性能指標(biāo)和詳細(xì)數(shù)值，按這些性能指標(biāo)數(shù)據(jù)查找手冊

中各類材料的性能數(shù)據(jù)和大體應(yīng)用范圍進(jìn)行選材。

（2）根據(jù)材料的工藝性能選材：工藝性能表達(dá)材料加工的難易程序。因此材料應(yīng)具有良好

的工藝性能，即工藝簡樸，加工成形輕易，能源消耗少，材料運(yùn)用率高，產(chǎn)品質(zhì)量好。重要

應(yīng)考慮如下工藝性能:

a.金屬鑄造性能

b.金屬壓力加工性能

c.金屬機(jī)械加工性能

d.金屬焊接性能

e.金屬熱處理工藝性能

（3）根據(jù)材料的經(jīng)濟(jì)性選材：選材必須考慮經(jīng)濟(jì)性，使生產(chǎn)零件的總成本減少。零件的總

成本包括制導(dǎo)致本（材料價(jià)格、零件自重、零件的加工費(fèi)、試驗(yàn)研究費(fèi)）和附加成本（零件

壽命，即更換零件和停機(jī)損失費(fèi)及維修費(fèi)等）。

2.2其他工程材料

1.工程塑料一般具有哪些特性和重要用途？

答:工程塑料是指在工程中做構(gòu)造材料的塑料，此類塑料一般具有較高機(jī)械強(qiáng)度，或具有耐

高溫、耐腐蝕、耐磨性等良好性能，因而可替代金屬做某些機(jī)械零件。

表2.2-1常熱塑性工程塑料日勺性能和應(yīng)用

名稱：聚酰胺（PA,尼龍）、聚四氟乙烯（PTFE塑料王）、ABS塑料、聚甲醛（POM）、聚碳

酸酯。

性能特點(diǎn)：耐冷熱、耐磨、耐溶劑、耐油、強(qiáng)韌；易吸濕膨賬、磨擦系數(shù)小、化學(xué)穩(wěn)定性好、

耐腐蝕、耐冷熱、良好電絕緣性、耐熱、耐沖擊；耐腐蝕性差、耐熱、耐疲勞、耐磨；成型

尺寸精度差、沖擊韌度、尺寸穩(wěn)定性、低溫性能、絕緣性和加工成型性均好、高透光率、化

學(xué)穩(wěn)定性差。

應(yīng)用：軸承、齒輪、葉片、襯套、閥門、管接頭、護(hù)套、襯里等；汽車、家電、管道、玩具、

電器等制品；軸承、齒輪、葉片等機(jī)械零件、防彈玻璃、燈罩、防護(hù)面罩。

表2.2-2常用熱工程塑料的性能和應(yīng)用

名稱：酚醛塑料、環(huán)氧塑料。

性能特點(diǎn)：強(qiáng)度和剛度大，尺寸穩(wěn)定。耐熱性，耐磨性、耐腐蝕性和絕緣性；性脆易碎，抗

沖擊強(qiáng)度低、強(qiáng)度高、耐熱性、絕緣性和加工成型性好；成本高，固化劑有毒性。

應(yīng)用：電器開關(guān)、插頭、外殼、齒輪、凸輪、皮帶輪、手柄、耐酸泵、塑料模具、精密量具、

絕緣器材、層壓塑料、澆注塑料。

2.簡述工程塑料零件的工藝流程。

答：

3.什么是陶瓷材料？陶瓷材料有哪此特點(diǎn)？

答：陶瓷是無機(jī)非金屬材料，是用粉狀氧化物，碳化物等，通過成型和高溫?zé)Y(jié)而制成。陶

瓷材料是多相多晶材料，構(gòu)造中同進(jìn)存在著晶體相、玻璃相和氣相，各構(gòu)成相的構(gòu)造、數(shù)量、

形態(tài)、大小和頒均對(duì)陶瓷性能有明顯影響。陶瓷材料具有高硬度01500HV）、耐高溫（溶

點(diǎn)＞2000℃）、抗氧化（在1000C高溫下不氧化）、耐腐蝕（對(duì)酸、堿、鹽有良好的耐蝕性）

以主其他優(yōu)良的物理、化學(xué)性能（優(yōu)于金屬的高溫強(qiáng)度和高溫蠕變能力，熱膨脹系數(shù)小。熱

導(dǎo)率低，電阻率高，是良好的絕緣體，化學(xué)穩(wěn)定性高等）。陶瓷材料是脆性材料，故其抗沖

擊韌度和斷裂韌度都很低。陶瓷材料的抗壓強(qiáng)度比其抗拉強(qiáng)度大得多（約為抗拉強(qiáng)度的10?

40倍），大多數(shù)工序陶瓷材料的彈性模量都比金屬高。由于工程陶瓷材料硬度高，常采用

洛式硬度HRA、HT45N、小負(fù)荷維氏硬度或洛氏硬度表達(dá)。

4.特種陶瓷日勺分類和基本性能特點(diǎn)。

答：特種陶瓷類別：氧化鋁陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷、氮化硼陶瓷、金屬陶瓷

基本性能特點(diǎn)：強(qiáng)度、硬度高；耐高溫；高日勺抗蠕變能力；耐蝕性和絕緣性獸。缺陷是脆性

大，不能受熱沖擊、硬度高，磨擦系數(shù)小，有自潤滑性和耐磨性，蠕變抗力高，熱膨脹系數(shù)

小，抗熱振性好；化學(xué)穩(wěn)定性好，優(yōu)秀的電絕緣性能、高溫強(qiáng)度高，導(dǎo)熱性好；其穩(wěn)定性、

抗蠕變能力、耐磨性、耐蝕性好；且耐放射元素的幅射、耐熱性和導(dǎo)熱性好，膨脹系數(shù)低，抗

熱振性和熱穩(wěn)定性好；高溫絕緣性好，化學(xué)穩(wěn)定性好，有自潤滑性，耐磨性好、以金屬氧化

物（A1203等）或碳化物（如TiC.WC.TaC等）粉料，再加入適量的粘接劉（如C。、Cr、Ni、

Fe、Mo等）通過粉末冶金的措施制成，具有某些金屬性質(zhì)的陶瓷，它是制造萬具、戡具和

耐磨零件的重要材料

5.什么是納米材料？納米材料有哪些重要的特性？

答：納米是一種長度計(jì)量單位，一納米相稱于十億分之一米。當(dāng)物質(zhì)顆粒小到納米級(jí)后，這

種物質(zhì)就可稱為納米材料。

由于納米顆粒在磁、光、電、敏感等方面展現(xiàn)常規(guī)材料不具有日勺特性，因此在陶瓷增韌、磁

性材料、電子材料和光學(xué)材料等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

添加納米粉體的材料與相似構(gòu)成日勺一般粉體材料相比，材料的萬分自身雖然并未變化，但

活性增強(qiáng)，重要體現(xiàn)為高抗菌、防污、耐磨、強(qiáng)度加大，材料重量只是鋼的十分之一，不過

它的強(qiáng)度卻是鋼的100倍。人們通過變化塑料、石油、紡織物的原子、分子排列，使它們具

有透氣、耐熱、高強(qiáng)度和良好的彈性等特性。例如被稱為納米材料中的“烏金"的碳納米班

具有非常奇異的物理化學(xué)性能。它的尺寸只有頭發(fā)絲的十萬分之一，不過它的導(dǎo)電率是銅的

1萬倍;它的強(qiáng)度是鋼的100倍，而重量只有鋼的六分之一，由于其強(qiáng)度是其他纖維的20倍,

具有經(jīng)受10萬Mpa而不被破碎的奇異效果。

2.3熱處理

1.簡述鋼的熱處理工藝措施和目的。

答：將鋼在固態(tài)下加熱到預(yù)定溫度并在該溫度下保持一段時(shí)間，然后以一定的速度冷卻，

變化鋼的內(nèi)部組織，提高鋼的性能，延長機(jī)器使用壽命的熱加工工藝稱為鋼的熱處理工藝。

恰當(dāng)?shù)臒崽幚砉に嚥粌H可以消除鑄、鍛、焊等熱加工工藝導(dǎo)致的多種缺陷，細(xì)化晶粒，消除

偏析，除低內(nèi)應(yīng)力，使組織均勻化；還可改善鑄、鍛件毛坯組織、減少硬度，便于切削加工;

通過熱處理工藝可以強(qiáng)化金屬材料、充足挖掘材料潛力，減少構(gòu)造件重量、節(jié)省材料和能源,

提高機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量，大幅度提高零件的耐磨性、抗疲勞性、耐腐蝕性等，從而延長機(jī)器零件

和工模具的使用壽命。

2、鋼的整體熱處理包括哪此工藝內(nèi)容？各自的重要目的何在？

答：鋼的整體熱處理包括：

a）退火：將金屬或合金加熱到合適溫度，保持一定期間然后緩慢冷卻（如爐冷）的熱處理

工藝稱為退火。包括:完全退火、不完全退火、去應(yīng)力退火、等溫退火、球化退火、均勻化

退火（擴(kuò)散退火）、再結(jié)晶退火等。

b）正火：將鋼材或鋼件加熱到Ac口（亞共析鋼）Acm（過共析鋼）以上30?50℃,保溫合

適時(shí)時(shí)間后，在靜止的空氣中冷卻時(shí)熱處理工藝。目的是細(xì)化組織、減少硬度、改善切削加

工性能，改善顯微組織形態(tài)為后續(xù)熱處理工藝作準(zhǔn)備等。

c）淬火：將鋼件加熱到Ac口或Ac口以上某一溫度，保持一定期間，然后以合適速度冷卻

獲得馬氏體和（或）貝氏體組織的熱處理工藝稱為淬火。鋼制零件經(jīng)淬火處理可以獲得高強(qiáng)

度、高硬度和高耐磨性，滿足規(guī)定。

d)回火：鋼件淬火后，再加熱到Ac口如下的某一溫度，保溫一定期間，然后冷卻到室溫

的熱處理工藝稱為回火?；鼗饡r(shí)目的是為了調(diào)整淬火組織，減少或消除淬火內(nèi)應(yīng)力，減少硬

度，提高鋼的塑性和韌性，獲得所需要的力學(xué)性能。淬火并高溫回火習(xí)慣稱為“調(diào)質(zhì)處理”，

能獲得良好日勺綜合力學(xué)性能。

3.鋼的表面淬火措施有哪幾種？

答：表面淬火是將工件表面迅速加熱到奧氏體區(qū)，在熱量尚未傳到心部時(shí)立即迅速冷卻，

使表面得到一定深度的淬硬層，而心部仍保持原始組織的一種局部淬火措施。常用的措施有

火焰加熱淬火、感應(yīng)加熱淬火和激光淬火。

(1)火焰淬火：應(yīng)用氧-乙煥火焰對(duì)零件表面進(jìn)行加熱，隨之淬火冷卻的工藝。火焰淬火淬

硬層深度一般為2?6mm。此法簡便，無需特殊設(shè)備，合用于單件或小批量生產(chǎn)的多種零件。

如軋鋼機(jī)齒輪、軋輻、礦山機(jī)械的I齒輪、軸、機(jī)床導(dǎo)軌和齒輪等。缺陷是加熱不均勻，質(zhì)量

不穩(wěn)定，需要純熟工操作。

(2)感應(yīng)加熱淬火：運(yùn)用感應(yīng)電流通過工件所產(chǎn)生的熱效應(yīng)，使工件表面、局部或整體加

熱并進(jìn)行迅速冷卻的淬火工藝。電流頻率愈高，淬硬層愈淺，電流的透入深度與電流的平方

根成反比。根據(jù)電流頻率不一樣，感應(yīng)加熱可分為：高頻感應(yīng)加熱(100-1000kHz),淬硬

層為0.2?2mm,合用于中小齒輪、軸等零件；中頻感應(yīng)加熱(0.5T0kHz),淬硬層為2?8mm,

合用于在中型齒輪、軸等零件；工頻感應(yīng)加熱(50Hz),淬硬層深度為＞10-15mm,合適于直

徑＞300nun的軋輻、軸等大型零件。感應(yīng)加熱淬火質(zhì)量好，表層組織細(xì)、硬度高(比常規(guī)淬

火高2-3HRC)、脆性小、生產(chǎn)效率高、便于自動(dòng)化，缺陷是設(shè)備一性投資較大，形狀復(fù)雜時(shí)

感應(yīng)器不易制造，不合適單件生產(chǎn)。

4.鋼的化學(xué)熱處理工藝措施有哪幾種？其目日勺是什么？

答：化學(xué)熱處理是將工件置于某種化學(xué)介質(zhì)中，通過加熱、保溫和冷卻使介質(zhì)中某些元素滲

透工件表層以變化工件表層的化學(xué)成分和組織，使其表面具有與心部不一樣性能的熱處理

措施。常用化學(xué)熱處理的工藝措施有：滲碳、碳氮共滲和滲氮等。滲碳的目的是提高工件表

層的碳含量，使工件經(jīng)熱處理后表面具有高的硬度和耐磨性，而心部具有一定強(qiáng)度和較高

的韌性。這樣，工件既能承受大的沖擊，又能承受大時(shí)摩擦和接觸疲勞強(qiáng)度。齒輪、活塞銷

等零件常采用滲碳處理。碳氮共滲的目的是為了提高零件表面的硬度、耐磨性、抗蝕性和疲

勞強(qiáng)度。與滲碳相比，其耐磨性、抗蝕性比滲碳層高。零件變形小、速度快。滲氮時(shí)目的是

提高工件表面硬度、耐疲勞和耐蝕性以及熱硬性（在600?650℃溫度下保持較高硬度），重

要應(yīng)用于交變載荷下工作0t規(guī)定耐磨和尺寸精度高的重要零件，

如高速傳動(dòng)精密齒輪、高速柴油機(jī)曲軸、高精密機(jī)床主軸、鏈床鏈桿、壓縮機(jī)活塞桿等，也

可用于在較高溫下工件日勺耐磨、耐熱零件，如閥門、排氣閥等。

5、消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力應(yīng)采用什么熱處理工藝？

答：消除鑄件內(nèi)應(yīng)力采用退火工藝（又稱人工時(shí)效），鑄鐵件鑄導(dǎo)致型后產(chǎn)生很大內(nèi)應(yīng)力不

僅減少鑄件強(qiáng)度并且使鑄件產(chǎn)生翹曲、變形，甚至開裂。因此，鑄件鑄造后必須進(jìn)行退火，

又稱人工時(shí)效。將鑄件緩慢加熱到500?560℃合適保溫（每10mm載面保溫2h）后，隨爐緩

冷至150?200℃出爐空冷。去應(yīng)用退火一般不能超過560℃,以免共析滲碳體分解、球化、

減少鑄造強(qiáng)度、硬度。

第三章產(chǎn)品設(shè)計(jì)

3.1新產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)程序

1.簡述一般新產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要程序過程是哪些？

答：新產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要程序包括：產(chǎn)品可行性分析、產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)、產(chǎn)品技術(shù)設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)評(píng)

價(jià)與決策。

產(chǎn)品可行性分析是通過對(duì)市場需求、技術(shù)水平及實(shí)現(xiàn)難度等方面的綜合分析，判斷產(chǎn)品開發(fā)

的可行性，為產(chǎn)品開發(fā)提供指導(dǎo)意見。

概念設(shè)計(jì)是指設(shè)計(jì)思維中已具有一種初步設(shè)計(jì)設(shè)想，但未形成詳細(xì)方案的階段。設(shè)計(jì)主意生

成是概念設(shè)計(jì)中的重要的一種環(huán)節(jié)，也是創(chuàng)新設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。

技術(shù)設(shè)計(jì)是使原理構(gòu)思轉(zhuǎn)化為詳細(xì)的構(gòu)造，內(nèi)容包括確定產(chǎn)品的基本技術(shù)參數(shù)，進(jìn)行總體

布局設(shè)計(jì)和構(gòu)造設(shè)計(jì)，編寫設(shè)計(jì)計(jì)算闡明書等。

評(píng)價(jià)過程是對(duì)各方案的價(jià)值進(jìn)行比較和評(píng)估，而決策是根據(jù)目的選定最佳方案，做出行動(dòng)

時(shí)決定。

2.舉出市場調(diào)查內(nèi)容中有關(guān)同行調(diào)查日勺重要內(nèi)容。

答：競爭對(duì)手與分析、技術(shù)水平、生產(chǎn)能力、經(jīng)營銷售狀況與措施、市場擁有率。

3.論述設(shè)計(jì)任務(wù)書編制的重要內(nèi)容。

答：設(shè)計(jì)任務(wù)書編制的重要內(nèi)容有：產(chǎn)品名稱，產(chǎn)品的功能和使用范圍，基本參數(shù)和重要技

術(shù)指標(biāo)，產(chǎn)品的工作原理，總布局和關(guān)鍵部件，對(duì)產(chǎn)品性能、壽命與經(jīng)濟(jì)性的分析比較，產(chǎn)

品設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、試制的周期。

4、產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)方案的評(píng)價(jià)重要包括哪三方面，每個(gè)方面日勺詳細(xì)內(nèi)容有哪些？

答：評(píng)價(jià)方案在技術(shù)上的可行性和選進(jìn)性，包括工作性能指標(biāo)、可靠性、使用維護(hù)性。

5.簡述構(gòu)造設(shè)計(jì)的三原則。

答：構(gòu)造設(shè)計(jì)的三原則：明確、簡樸、安全可靠。

1）明確：指對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中所應(yīng)的問題都應(yīng)在構(gòu)造方案中獲得明確的體現(xiàn)和分擔(dān)。

2）簡樸：在確定構(gòu)造時(shí)，應(yīng)使其所含零件數(shù)目和加工工序類型盡量減少，零件的幾何形狀

力爭簡樸，減少或簡化與有關(guān)零件的裝配關(guān)系及調(diào)整措施。

3）安全可靠：包括構(gòu)造構(gòu)件安全性、功能的安全、運(yùn)行的安全性、工作的安全性和對(duì)環(huán)

境的安全性等五個(gè)有關(guān)聯(lián)的方面，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮。

6.簡述設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)目的三個(gè)方面的內(nèi)容。

答：設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)目的三個(gè)方面的內(nèi)容：

1）技術(shù)評(píng)價(jià)：評(píng)價(jià)在技術(shù)上的可行性和先進(jìn)性

2）經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)：評(píng)價(jià)方案的經(jīng)濟(jì)效益，包括成本、利潤、實(shí)行方案的費(fèi)用及回收期

3）社會(huì)評(píng)價(jià)：方案實(shí)行后對(duì)社會(huì)的效益和影響，與否符合國家科技、產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策，與否

符合環(huán)境保護(hù)規(guī)定等。

7、論述設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)的措施有三，即經(jīng)驗(yàn)評(píng)價(jià)法、數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)法和試驗(yàn)評(píng)價(jià)法，請闡明這三種措

施分別采用的場所。

答：經(jīng)驗(yàn)評(píng)價(jià)法用于方案不多，問題不太復(fù)雜的場所；數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)可得到定量的評(píng)價(jià)參數(shù)，合

用于多數(shù)的評(píng)價(jià)場所；試驗(yàn)評(píng)價(jià)法用于某些比較重要，且僅靠分析計(jì)算不夠有把握的場所。

8、論述多種設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)措施的優(yōu)缺陷。

答：經(jīng)驗(yàn)評(píng)價(jià)法可對(duì)方案做定性的粗略評(píng)價(jià)，過程較為簡樸，多用于方案不多，問題不太

復(fù)雜的場所;數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)可得到定量的評(píng)價(jià)參數(shù)，合用面較廣;試驗(yàn)評(píng)價(jià)法用于某些比較重要,

且僅靠分析計(jì)算不夠有把握的場所，評(píng)價(jià)成果較為精確，但成本較高。

3.2機(jī)械設(shè)計(jì)基本技術(shù)規(guī)定

1.機(jī)械零件設(shè)計(jì)中最基本的計(jì)算是什么？計(jì)算日勺理論根據(jù)是什么？

答：機(jī)械零件設(shè)計(jì)中基本的計(jì)算包括強(qiáng)度準(zhǔn)則計(jì)算，壽命準(zhǔn)則計(jì)算和振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則計(jì)算,

基本日勺是強(qiáng)度準(zhǔn)則計(jì)算。

強(qiáng)度準(zhǔn)則是指零件危險(xiǎn)載面上的應(yīng)力不得超過其許用應(yīng)力。其體現(xiàn)式為：。/［。］,式中

［。］是零件日勺許用應(yīng)力，由零件材料的極限應(yīng)力。和設(shè)計(jì)安全系數(shù)S確定。=。/So［o

材料的極限應(yīng)力，數(shù)值根據(jù)零件的失效形式確定，靜強(qiáng)度斷裂時(shí)，。為材料的靜強(qiáng)度

極限；疲勞斷裂時(shí)，。為材料的疲勞極限；塑性變形時(shí)，。為材料的屈服極限。

2.闡明高精度主軸設(shè)計(jì)時(shí)，剛度校核的內(nèi)容。

答：零件或部件在工作時(shí)所產(chǎn)生的彈性變形不超過容許值，稱為滿足剛度規(guī)定。高精度主軸

剛度校核的內(nèi)容包括主軸（梁）、支點(diǎn)（軸承）在載荷作用下發(fā)生的綜合彈性變形（伸長、

撓曲、扭轉(zhuǎn)）校核。

3.機(jī)械構(gòu)造工藝性包括哪些內(nèi)容和規(guī)定？

答：構(gòu)造工藝性設(shè)計(jì)波及零件生產(chǎn)過程的各個(gè)階段：材料選擇、毛坯生產(chǎn)措施、機(jī)械加工、

熱處理、零件裝配、機(jī)器操作、機(jī)器維護(hù)等。

構(gòu)造工藝性的基本規(guī)定：在滿足工作前提下，合理選擇材料，機(jī)器的整體布局和構(gòu)造尺量

簡樸，合理劃分零、部件并使其幾何形狀簡樸，合理確定毛坯，減少機(jī)械加工余量；考慮加

工時(shí)也許性、以便性、精度和經(jīng)濟(jì)性，盡量采用成熟的構(gòu)造。

4.舉例闡明機(jī)械設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)中“怎樣有助于保證順利裝配、拆卸和維護(hù)”手段。

答：以軸系零件的設(shè)計(jì)為例:為便于軸上零件的裝入，軸端應(yīng)有倒角；為便于軸承時(shí)裝拆，用

于軸承軸向定位和固定日勺軸肩高度應(yīng)不不小于軸承內(nèi)圈的I高度。

5、什么是產(chǎn)品的可靠性，可靠性評(píng)價(jià)一般有哪些體現(xiàn)指標(biāo)？

答：可靠性是“產(chǎn)品”在規(guī)定條件下和規(guī)定“時(shí)間”內(nèi)完畢規(guī)定功能的能力。“產(chǎn)品”可以

是元件、器件、設(shè)備或系統(tǒng)?！皶r(shí)間”可以是小時(shí)、周期、次數(shù)、里程或其他單位表達(dá)的周

期。

可靠性的評(píng)價(jià)指標(biāo)

1）可靠度（無端障概率）：對(duì)不可修復(fù)的產(chǎn)品，是指直到規(guī)定期間區(qū)間終了為止，能完畢

規(guī)定功能的產(chǎn)品數(shù)與在該時(shí)間區(qū)間開始時(shí)刻投入工作的產(chǎn)品數(shù)比；對(duì)可修復(fù)的產(chǎn)品，是指一

種或多種產(chǎn)品的無端障工作時(shí)間到達(dá)或超過規(guī)定期間的次數(shù)與觀測時(shí)間內(nèi)無端障的總次數(shù)

之比；

2）合計(jì)失效概率（故障概率）：產(chǎn)品在規(guī)定條件規(guī)定期間內(nèi)失效的概率。可靠度與合計(jì)失

效概率構(gòu)成一種完整的事件組；

3）平均壽命（平均無端障工作時(shí)間）：產(chǎn)品在使用壽命期內(nèi)的某個(gè)觀測期間合計(jì)工作時(shí)間

與故障次數(shù)之比；

4）失效率（故障率）：工作到某時(shí)刻尚未失效的產(chǎn)品，在該時(shí)刻后單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生失效的

概率。

6.闡明確定可靠性關(guān)鍵件和重要件的原則。

答：確定可靠性關(guān)鍵件和重要件的原則是：

1）故障會(huì)導(dǎo)致人員傷亡、財(cái)產(chǎn)嚴(yán)重?fù)p失的產(chǎn)品;

2）人壽命周期費(fèi)用考慮是昂貴的產(chǎn)品；

3）只要它發(fā)生故障即會(huì)引起系統(tǒng)故障的產(chǎn)品；

4）影響系統(tǒng)可用性，增長了維修費(fèi)用和備件數(shù)量的產(chǎn)品；

5）難以采購時(shí)或用新工藝制造的產(chǎn)品；

6）需進(jìn)行特殊處理、儲(chǔ)存或防護(hù)的產(chǎn)品。

7、請簡述古典磨擦定律的重要內(nèi)容及其不完全對(duì)的（或不完善）之處。

答：滑動(dòng)磨擦定律（流體磨擦除外）古典磨擦定律認(rèn)為：

1）磨擦力與表面接觸面積無關(guān)，但與接觸物體表面的材料及狀態(tài)（粗糙度、溫度、濕度等）

有關(guān)，即與磨擦因數(shù)有關(guān)；

2）靜磨擦力正比于法向載荷，BPF=uFQ（口為摩擦因數(shù)）；

3）動(dòng)摩擦力的方向與接觸物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反；

4）動(dòng)摩擦因數(shù)不不小于靜摩擦因數(shù)；

5）動(dòng)摩擦力與相對(duì)滑動(dòng)速度無關(guān)。

古典摩擦定律雖不完全對(duì)的，但由于具有較大的近似性和普遍性，至今仍在一般工程計(jì)算

中廣泛采用。而現(xiàn)代摩擦學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，如下狀況表明，古典摩擦定律有待深入完善：

1）當(dāng)法向載荷較大時(shí)，即真實(shí)接觸面積靠近于表觀接觸面積時(shí)，摩擦力與法向載荷呈非線

性關(guān)系，摩擦力增長很快；

2）粘彈材料的摩擦力與接觸面積有關(guān)，只有金屬等具有一定屈服極限材料的摩擦力才表觀

接觸面積無關(guān)。

3）嚴(yán)格地說，摩擦力與滑動(dòng)速度有關(guān)，金屬的摩擦力隨速度變化不大;

4）粘彈性材料的靜摩擦系數(shù)不不小于動(dòng)摩擦系數(shù)。

8、減少機(jī)械摩擦和磨損日勺重要措施有哪些？

答：減少機(jī)械摩擦的重要措施有：

1）合理選擇配對(duì)使用摩擦副的材料（如鋼對(duì)青銅）；

2）確定零件表面合理的粗糙度值；

3）使用潤滑油和有極壓作用時(shí)添加亮晶劑，在摩擦表面生成邊界膜；

4）以滾動(dòng)接觸替代滑動(dòng)接觸；

減少磨損的重要措施有：

1）合理選擇配對(duì)使用摩擦副的材料；

2）確定零件表面合理的粗糙度和硬度值；

3）使用潤滑劑，實(shí)現(xiàn)液體潤滑或混合潤滑；

4）以滾動(dòng)接觸替代滑動(dòng)接觸；

5）通過零件表面強(qiáng)化、表面涂層提高其耐磨性。

9、防止和減少機(jī)械構(gòu)造振動(dòng)的原則措施有哪些？

答：1）選用剛度大、重量輕、阻尼性能好的材料作為構(gòu)造的主體材料

2）采用合理的壁厚和筋壁布置，提高構(gòu)造剛度、減少構(gòu)造重量；

3）采用合適的構(gòu)造形式和工藝，如機(jī)床大件的雙層壁不出砂構(gòu)造和焊接構(gòu)造等，增長構(gòu)造

內(nèi)摩擦，提高構(gòu)造阻尼能力；

4）使系統(tǒng)工作時(shí)產(chǎn)生的沖擊力（如銃刀齒的切入，工作臺(tái)換向，旋轉(zhuǎn)件的離心力等）與系

統(tǒng)構(gòu)造的固有頻率互相遠(yuǎn)離，防止產(chǎn)生共振;

5）根據(jù)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，采用外部輸入能量的措施，實(shí)現(xiàn)減振的積極控制；

6）在系統(tǒng)中采用各類減振器（固體摩擦、液體摩擦、電磁聲和渦流阻尼），減少振動(dòng)的振

幅；

7）采用粘彈性聚合物或滯彈性松弛高阻尼合金附著在振動(dòng)處吸附振動(dòng)能量，將其轉(zhuǎn)為熱量

消散掉等；

8）采用隔振地基或隔振器（墊）隔除外部振動(dòng)能量向系統(tǒng)內(nèi)部傳入；

9）對(duì)于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)件（尤其是高速），質(zhì)量頒布要均勻?qū)ΨQ，重心應(yīng)在其旋轉(zhuǎn)中心線上，防

止信心產(chǎn)生的離心力作用；

10）對(duì)于機(jī)床，尺量采用持續(xù)、平衡的切削過程，防止產(chǎn)生多種周期時(shí)和非周期的力沖擊（如

飛刀銃削、滑枕、工作臺(tái)往得運(yùn)動(dòng)時(shí)換向等），而導(dǎo)致強(qiáng)迫振動(dòng)乃至共振。

10、簡述原則件設(shè)計(jì)的意義。

答：1）減輕設(shè)計(jì)工作量，縮短設(shè)計(jì)周期，有助于設(shè)計(jì)人員將重要精力用于關(guān)鍵零部件的設(shè)

計(jì)；

2）便于建立專門工廠采用最先進(jìn)的技術(shù)大規(guī)模地生產(chǎn)原則零部件，有助于合理使用原材料、

節(jié)省能源、減少成本、提高質(zhì)量和可靠性、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；

3）增大互換性，便于維修；

4）便于產(chǎn)品改善，增長產(chǎn)品品種；

5）采用與國際原則一致的I國標(biāo)，有助于產(chǎn)品走向國際市場。

因此，在機(jī)械零件的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員必須了角和掌握有關(guān)日勺各項(xiàng)原則并認(rèn)真地貫徹執(zhí)行,

不停提高設(shè)計(jì)產(chǎn)品的原則化程度。

3.3機(jī)械零、部件設(shè)計(jì)

1.指出齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)及合用范圍。

答：齒輪傳動(dòng)是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣的一種傳動(dòng)形式。齒輪傳動(dòng)日勺長處是：瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定,

工作平穩(wěn)，傳動(dòng)精確可靠，可傳遞空間任意兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力；合用的功率和速度范圍

廣，功率從靠近于零的微小值到數(shù)萬千瓦，圓周速度從很低到300m/s；傳動(dòng)效率高，n

=0.92-0.98,在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，齒輪傳動(dòng)的效率較高；工作可靠使用壽命長；外廓尺寸

小，構(gòu)造緊湊。

齒輪傳動(dòng)的重要缺陷是:制造和安裝精度規(guī)定較高，需專門設(shè)備制造，成本較高，不適宜用

于較遠(yuǎn)距離兩軸之間的傳動(dòng)。

2.軸零件在構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)要滿足哪些條件？

答:軸和裝在軸上的零件要有精確的工作位置，軸必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度，軸上的零件

應(yīng)便于裝拆和調(diào)整，軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等。

3.滾珠絲杠副重要應(yīng)用在哪些場所？

答：滾珠螺旋傳動(dòng)具有傳動(dòng)效率高、起動(dòng)力矩小、傳動(dòng)敏捷平穩(wěn)、工作壽命長等長處，故在

機(jī)床、汽車和航空等制造業(yè)中應(yīng)用廣泛。重要缺陷是制造工藝比較復(fù)雜。

4.帶傳動(dòng)重要有哪些類型？

答：常用帶傳動(dòng)有平帶傳動(dòng)、V帶傳動(dòng)、多楔帶傳動(dòng)和同步帶傳動(dòng)等。

平帶傳動(dòng)構(gòu)造最簡樸，帶輪也輕易制造在傳動(dòng)中心距較大狀況下應(yīng)用較多。

V帶有一般V帶、窄V帶等多種類型，在同樣張緊力下，V帶傳動(dòng)較平帶傳動(dòng)能產(chǎn)生更大摩擦

力，V帶容許的傳動(dòng)力比較大，構(gòu)造較緊湊，并多已原則化大量生產(chǎn)，因而比平帶傳動(dòng)應(yīng)用

廣泛。

多楔帶兼有平帶和V帶的長處，柔性好，摩擦力大，傳遞功率高，處理了多根V帶長短不一

而使各帶受力不均的問題。多楔帶重要用于傳遞功率較大而構(gòu)造規(guī)定緊湊的場所。

同步齒形帶綜合了帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的長處。同步帶一般由鋼絲繩或玻璃纖維繩等為抗拉

層、氯丁橡膠或聚氨酯橡膠為基體、工作面上帶齒的環(huán)狀帶等構(gòu)成。工作時(shí)，帶的凸齒與帶

輪外緣上的齒槽嚙合傳動(dòng)。由于抗拉層承載后變形小，能保持同步帶周節(jié)不變，故帶與帶輪

沒有相對(duì)滑動(dòng)，從而保證同步傳動(dòng)。

5.螺栓組防松的措施有哪些？

答：有機(jī)械防松（如采用開口銷與六角開槽螺母、止動(dòng)墊圈、串聯(lián)鋼絲等）、摩擦防松（如

采用雙螺母、彈簧墊圈、鎖緊螺母等）和永久防松（即破壞螺紋副防松，如采用沖點(diǎn)、涂粘

合劑）。

6、銷的重要功能包括哪些方面？

答：定位銷（用于固定零件之間的相對(duì)位置）、聯(lián)接銷（用于聯(lián)接并可傳遞不大的載荷）和

安全銷（用作安全裝置中的過載剪斷元件）。

7、指出離合器的種類及合用范圍。

答：離合器的種類見下表。

離合器、操縱離合器、機(jī)械離合器；嚙合式：如牙嵌式、齒式、轉(zhuǎn)鍵式等；摩擦式：如圓盤

摩擦片（塊）式、圓錐摩擦式、漲圓摩擦式、扭簧摩擦式等；電磁感應(yīng)式：如轉(zhuǎn)差式、磁粉

式等。

氣壓離合器、液壓離合器、電磁離合器、自控離合器、超越離合器；嚙合式：如牙嵌式、棘

輪式等；摩擦式：如滾柱式、楔塊式等。

離心離合器；摩擦式：如閘塊式、鋼球式、鋼砂式、鋼棒式等

安全離合器；嚙合式：如牙嵌式、鋼珠式等；摩擦式：如圓盤式、圓錐式等

1）牙嵌離合器：由兩個(gè)端面上有牙的半邊離合器構(gòu)成。其中一種半邊離合器固定在積極軸

上，另一種半邊離合器用導(dǎo)鍵（或花鍵）與從動(dòng)軸聯(lián)接，并可由操縱機(jī)構(gòu)使其做軸向移動(dòng)，

以實(shí)現(xiàn)離合器將運(yùn)動(dòng)分離與接合的功能。牙嵌離合器一般用于轉(zhuǎn)矩不大，低速接合處。

2）圓盤摩擦離合器：圓盤摩擦離合器是在積極摩擦盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由主、從動(dòng)盤日勺接觸面間產(chǎn)

生的摩擦力矩傳遞轉(zhuǎn)矩，有單盤式和多盤式兩種。與牙嵌離合器相比，圓盤摩擦離合器的長

處是：不管任何速度兩軸均可接合或分離；接合過程平穩(wěn)，沖擊、振動(dòng)較??；從動(dòng)軸的加速

時(shí)間和所傳遞的最大轉(zhuǎn)矩可調(diào)整；過載時(shí)可發(fā)生打滑，以保護(hù)重要零件不致?lián)p壞。其缺陷為

外廓尺寸較大；在接合、分離過程中產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦故發(fā)熱較大，磨損也較大。為了散熱和減

輕磨損，可以把摩擦離合器浸入油中工作。

3）電磁離合器電磁離合器是運(yùn)用電流通過激磁線圈時(shí)所產(chǎn)生日勺磁力操縱多種拼命元件，以

實(shí)現(xiàn)接合和分離的離合器。電磁主合器可單獨(dú)操縱，亦可集中控制和遠(yuǎn)距離控制，與其他機(jī)

電元件亦可在主、從動(dòng)部分有轉(zhuǎn)速差的狀況下保持恒定轉(zhuǎn)矩（例如磁粉離合器）。電磁離合

器具有構(gòu)造簡樸操縱以便時(shí)長處。電磁離合器的缺陷是有少許剩磁，尤其是磁力線通過摩擦

片的離合器。剩磁會(huì)阻礙離合器主、從動(dòng)摩擦片的徹底分離，而在切斷電流后離合器尚有殘

留轉(zhuǎn)矩。

8、箱體、機(jī)架件設(shè)計(jì)的一般規(guī)定有哪些？

答：1）可靠性：在有效期內(nèi)必須安全可靠，其構(gòu)造應(yīng)與所承受的外力相協(xié)調(diào)，能滿足強(qiáng)

度、剛度、振動(dòng)穩(wěn)定性、疲勞強(qiáng)度、熱變形等方面的規(guī)定。

2）實(shí)用性：箱體、機(jī)架是機(jī)器重要的構(gòu)成部分其精度、表面粗糙度、尺寸和形位公差等

技術(shù)指標(biāo)必須保證機(jī)器日勺使用性能和使用壽命。

3）工藝性；構(gòu)造應(yīng)輕易鑄造或焊接，減少和防止鑄造或焊接缺陷，便于加工裝配和調(diào)試。

焊接構(gòu)造應(yīng)便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化處自動(dòng)化焊接。

4）經(jīng)濟(jì)性：要尺量減輕構(gòu)造質(zhì)量減少材料成本，減少能源消耗、加工工時(shí)和制導(dǎo)致本。根

據(jù)箱體、機(jī)架的不一樣用途，設(shè)計(jì)中對(duì)以上各項(xiàng)既要有所偏重，又要統(tǒng)籌兼顧，要重視其外

觀造型設(shè)計(jì)。

9、請說出齒輪傳動(dòng)、絲杠傳動(dòng)和一般皮帶傳動(dòng)各自最大的區(qū)別特點(diǎn)（長處）。

答：1）齒輪傳動(dòng)的重要長處是：瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定，工作平穩(wěn)，傳動(dòng)精確可靠，可傳遞空間

任意兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力；合用時(shí)功率和速度范圍廣，功率從靠近于零的微小值到數(shù)萬千

瓦，圓周速度從很低到300m/s；傳動(dòng)效率高，n=0.92-0.98,在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，

齒輪傳動(dòng)的效率較高；工作可靠使用壽命長；外廓尺寸小，構(gòu)造緊湊。

2）絲桿傳動(dòng)的長處是：降速傳動(dòng)比大：對(duì)單絲螺旋而言，螺桿（或螺母）轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，螺母

（或螺桿）移動(dòng)一種螺距，螺距一般很小，因此每轉(zhuǎn)一圈的移動(dòng)量比齒輪齒條傳動(dòng)要小得多,

對(duì)高速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成低速直線運(yùn)動(dòng)可以簡化傳動(dòng)系統(tǒng)，侃構(gòu)造緊湊，并提高傳動(dòng)精度；可獲得

大的軸向力：對(duì)于螺旋傳動(dòng)施加一種不大的轉(zhuǎn)矩，即可得到一種大日勺軸向力；能實(shí)現(xiàn)自

鎖：當(dāng)螺旋的螺紋升角不不小于齒面間當(dāng)量摩擦角時(shí)螺旋具有反行程自鎖作用即只能將傳動(dòng)

轉(zhuǎn)換成軸向移動(dòng)，不能將移動(dòng)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動(dòng)。這對(duì)于某些調(diào)整到一定位置后，不容許因軸向載

荷而導(dǎo)致逆轉(zhuǎn)的機(jī)械是十分重要的，例如銃床的升降工作臺(tái)、螺旋千斤頂、螺旋壓力機(jī)等;

工作平穩(wěn)無噪聲。

3）帶傳動(dòng)的重要長處是：緩沖吸振，傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲??；帶傳動(dòng)靠摩擦力傳動(dòng)，過載時(shí)帶

與帶輪接觸面間發(fā)生打滑，可防止損壞其他零件；合用于兩軸中心距較大的場所；構(gòu)造簡樸

制造、安裝和維護(hù)等均較為以便，成本低廉。

10、簡述一般傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)措施和環(huán)節(jié)。

答：齒輪傳動(dòng)有多種失效形式但對(duì)于某一詳細(xì)工作條件下工作的齒輪傳動(dòng)，一般只有一種

失效形式是重要的失效形式，理論上應(yīng)針對(duì)其重要失效形式選擇對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和計(jì)算措

施確定其傳動(dòng)尺寸，以保證該傳動(dòng)在整個(gè)工作壽命期間不發(fā)生失效。不過，對(duì)齒面磨損、塑

性變形等失效形式目前尚未建立行之有效的成熟的計(jì)算措施和完整的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。

目前設(shè)計(jì)一般工況下工作的齒輪傳動(dòng)時(shí)，一般都只根據(jù)保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲

疲勞強(qiáng)度兩準(zhǔn)則進(jìn)行計(jì)算。而對(duì)高速重載易發(fā)生膠合失效的齒輪傳動(dòng)，則還應(yīng)進(jìn)行齒面抗膠

合能力的核算。

至于抵御其他失效的能力，僅根據(jù)失效的原因，在設(shè)計(jì)中采用對(duì)應(yīng)的對(duì)策而不作精確日勺計(jì)

算。

一般狀況下齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為：

1）對(duì)閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)，重要失效形式是齒面點(diǎn)蝕，故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)

算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。

2）對(duì)閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)，其齒面搞點(diǎn)蝕能力較強(qiáng)，重要失效形式體現(xiàn)為齒根彎曲疲勞折

斷，故按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，再按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。

3）對(duì)開式齒輪傳動(dòng)，重要失效形式是齒面磨損和齒根彎曲疲勞折斷，故先按齒根彎曲疲勞

強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，然后考慮磨損的影響，將強(qiáng)度計(jì)算所求得的齒輪模數(shù)合適增大。

11.傳動(dòng)齒輪設(shè)計(jì)時(shí)，怎樣確定齒輪的構(gòu)造參數(shù)。

答：通過齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算，確定出齒輪的重要尺寸（如齒數(shù)、模數(shù)、齒寬、螺旋角、分

度圓直徑等），齒圈、輪輻、輪子轂等的構(gòu)造形式及尺寸大小，一般由構(gòu)造設(shè)計(jì)而定，而不

進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。

齒輪的構(gòu)造設(shè)計(jì)與齒輪的幾何尺寸、毛坯、材料、加工措施、使用規(guī)定及經(jīng)濟(jì)性等原因有關(guān)。

進(jìn)行齒輪的構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)，必須綜合地考慮上述各方面的原因。一般是先按齒輪的直徑大小，

選定合適的構(gòu)造形式，然后再根據(jù)薦用的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行構(gòu)造設(shè)計(jì)。

對(duì)于直徑很小的鋼制齒輪，若齒根圓到鍵槽底部的距離較小時(shí)，應(yīng)將齒輪和軸做成一體（稱

為齒輪軸）。

當(dāng)齒頂圓直徑不不小于1601nm時(shí)，一般做成實(shí)心構(gòu)造的黝輪。但航空產(chǎn)品中的齒輪，也有做

成腹板式的。

當(dāng)齒頂圓直徑不不小于500mm時(shí)，宜做成腹板式構(gòu)造，腹板上開孔的數(shù)目按構(gòu)造尺寸大小

及需要而定。

當(dāng)齒頂圓直徑不小于400mm而不不小于1000mm時(shí)，一般應(yīng)做成輪輻截面為"十"字形的I輪

輻式構(gòu)造的齒輪。

為了節(jié)省珍貴金屬對(duì)于尺寸較大的圓柱齒輪，可做成組裝齒圈式的構(gòu)造。齒圈用鋼制，而輪

芯則用鑄鐵或鑄鋼。

12.傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)時(shí)首先應(yīng)考慮和處理哪些重要問題？

答：軸的設(shè)計(jì)包括構(gòu)造設(shè)計(jì)和工作能力計(jì)算兩方面的內(nèi)容。合理的構(gòu)造和足夠的強(qiáng)度是軸設(shè)

計(jì)必須滿足的基本規(guī)定。

軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)是根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的規(guī)定，合理地確定軸

的構(gòu)造形式和尺寸。

軸的工作能力計(jì)算包括軸的強(qiáng)度、剛度和振動(dòng)穩(wěn)定性等方面的計(jì)算。足夠的強(qiáng)度是軸的承載

能力日勺基本保證，軸的強(qiáng)度局限性，則會(huì)發(fā)生塑性變形或斷裂失效使其不能正常工作。對(duì)某

些旋轉(zhuǎn)精度規(guī)定較高日勺軸或受力較大的細(xì)長軸，如機(jī)床主軸、電機(jī)軸等，還需保證足夠的剛

度，以防止工作時(shí)產(chǎn)生過大的彈性變形；對(duì)某些高速旋轉(zhuǎn)的軸，如高速磨床主軸、汽輪機(jī)主

軸等，則要考慮振動(dòng)穩(wěn)定性問題，以防止共振的發(fā)生。

13.簡述采用一般絲杠和滾珠絲杠傳動(dòng)的各自長處和場所。

答：一般絲杠：構(gòu)造簡樸制造以便，成本低，易于實(shí)現(xiàn)自鎖，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，但當(dāng)?shù)退倩蜃鬟\(yùn)動(dòng)

時(shí)微調(diào)時(shí)也許出現(xiàn)爬行。用于機(jī)床時(shí)進(jìn)給、分離、定位等機(jī)構(gòu)，壓力機(jī)、千斤頂?shù)膫髁β菪?/p>

等。

滾珠絲杠：摩擦阻力小，傳動(dòng)效率高，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，低速時(shí)不爬行，啟動(dòng)時(shí)無抖動(dòng)，經(jīng)調(diào)整和

預(yù)緊可實(shí)現(xiàn)高精度定位，壽命長。用于精密機(jī)床和數(shù)控機(jī)床，測量機(jī)械，傳動(dòng)和調(diào)整螺旋，

車輛，飛機(jī)上的傳動(dòng)和傳力螺旋。

14.簡述非同步傳動(dòng)帶選用的一般程序。

答：傳動(dòng)帶選用的一般程序見下圖：

根

據(jù)

、

功率

傳動(dòng)

根據(jù)

徑

輪直

小帶

根據(jù)環(huán)

帶

帶

考慮

轉(zhuǎn)速

及其

慮