機械工程師資格考試模擬試題

1尺寸線，尺寸邊界線，螺紋牙底線及齒輪線均用（細實線）畫出。

2采用第一視角投影法表示工件視圖時，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（主要輪廓線與水平方向成45度）

時，可畫成與水平方向30度或45度的平行線。

4尺寸公差是指（允許尺寸的變動量）。

5在金屬及合金中，主要是（金屬鍵），但有時也不同程度混有其他鍵。

6晶體的只要特征是具有一定的熔點，另一個特征是（各向異性）。

7鐵碳合金相圖中，共析轉(zhuǎn)變溫度為（727,C）o

8含碳量（（）為碳鋼，〉（2.11%）為鑄鐵。

9碳鋼調(diào)質(zhì)處理后獲得的組織應為（索氏體）。

10高速鋼片銃刀淬火后其變形應采用（回火矯正法）最為有效。

11中碳結(jié)構(gòu)鋼鑄件、鍛、軋件以及焊接件中出現(xiàn)的魏氏組織、粗大晶粒等地熱缺陷和帶狀組織，通

過（正火）處理可以消除這些缺陷。

1238CrMoAl鋼膛桿通常采用（滲氮）化學熱處理。

13汽車變速齒輪一般采用（滲碳）化學熱處理。

14碳鈉米管的強度是鋼的（100）倍。

15導光纖維的用途是（傳輸能量）。

16可以進行切削加工、鍛造、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、飛機艙內(nèi)的裝飾板、隔音板窗框等最后使用質(zhì)堅、性韌、鋼度大的工程塑料（ABS

塑料）。

18內(nèi)燃機火花塞選用（氧化鋁）陶瓷材料。

19化工管道泵等要求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測定金屬材料化學成分最傳統(tǒng)、較準確的方法是（化學分析法）。

22測定灰鑄鐵、軸承合金等具有粗大晶粒或組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。

23機床床身通常采用（灰鑄鐵）。

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

25鋼的淬硬性高低取決于（鋼的含碳量）。

26淬火油槽的溫度一般控制在（80c）以下。

27被青銅可采用（固溶時效）強化。

28為避免和減少鋼件熱處理時的氧化、脫氧最好采用（真空爐）。

29高速鋼直柄麻花鉆采用（氧硫碳氮硼共滲）化學熱處理，耐用度最高。

3065Mn鋼彈簧類零件常用的強韌化的方法是（等溫淬火）。

31機床導軌表面硬化最后采用（超音頻淬火）熱處理。

32灰鑄鐵拉延模必須進行（銘銅共滲）強韌化處理，才能顯著提高模具壽命。

33球墨鑄鐵制作拉延模時，經(jīng)正火、回火后，還需進行（氮碳共滲）化學熱處理。

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

35下述工件加工時哪一種（不易夾緊的平板類工件）采用順銃方式較為適合。

36哪一種因素最可能引起外圓磨削時工件表面燒傷（砂輪太硬）。

37（部分互換裝配法）裝配方法應按照概率法求解裝配尺寸。

38為保證機床主軸中心高與尾座頂尖中心高的同軸度精度，應選擇哪一種裝配方法（修配裝配

法）。

39機床主軸運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)了哪一種現(xiàn)象就表明其支承的滾動軸承工作游隙過小。（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）表示，電火花線切削加工的速度則用（mm2/min）表示。

41不同材料、不同鑄造方法生產(chǎn)鑄件所能得到的最小壁厚不一樣，用砂型鑄造灰鑄鐵件時，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)澆口面積之比應為（1.15:1.1:1）o

43當獲得鋁合金的最小壁厚在0.6-0.8nmi時，應采用（壓鑄）鑄造。

44不同的壓力加工方法使金屬內(nèi)部受力不同，因此被加工金屬會產(chǎn)生（相同的）可鍛性。

45鍛造比重不采用工件變形前后的（體積比）來表示。

46自由鍛分為手工鍛造和機器鍛造兩種，目前采用最多的是機器鍛，產(chǎn)生的鍛件形狀和尺寸主要由

（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）較好的金屬材料，如普通低碳鋼，銅，鋁合金等。

48三大類焊接方法指（熔焊釬焊壓焊）

49在焊接生產(chǎn)中（電焊）焊接方法占主導地位。

50焊接電弧由陰極區(qū)、陽極區(qū)和（弧柱區(qū)）組成。

51焊接電弧溫度可達（5000K-300C0K）

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)應用最廣泛的涂膜干燥方式是（對流輻射）。

57噴涂純鋁層的最好選擇是（火焰噴涂）。

58長效防腐鋅、鋁涂層的最佳選擇是（電弧噴涂）。

59目前應用噴涂技術(shù)最多的行業(yè)是（航空發(fā)動機）。

60鍍鋅鋼板，鍍鋅薄板和鋼帶，鍍鋅鐵絲等生產(chǎn)時采用（連續(xù)電鍍）生產(chǎn)方式。

61應用最廣泛的（鍍鋅）工藝，約占總電鍍量的60%以上。

62用于制罐工業(yè)用薄板的防護層是（鍍錫）。

63用于發(fā)動機汽缸內(nèi)壁，活塞環(huán)等零件的電鍍是（鍍銘）o

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，應調(diào)節(jié)哪個參數(shù)？應如

何調(diào)？（放電時間峰值電流同時增大）

65金屬表面的激光熱處理，常采用的是（二氧化碳功率大）激光器？為什么？

66設備預防性保養(yǎng)（PM）的目的是（延長設備壽命保證加工質(zhì)量避免突發(fā)事故）。

67婦女進入生產(chǎn)加工車間，通常要求帶帽子，其原因是（避免長發(fā)卷繞旋轉(zhuǎn)部件內(nèi)）。

68沖壓設備中為避免沖頭沖斷手指，沖床車身操作裝置中常用的安全保護措施是（沖床上有左右

于同時按的按鈕沖頭才能下落的操作裝置）。

69在易觸電的電氣設備上操作時，防止觸電的最重要的措施是（B）o

A帶橡皮手套操作B將電氣設備接地和接零

C不接觸電氣設備中不帶電的導電部分D電氣設備四周用金屬護攔防護

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、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、設備和裝置的單元常被稱為（A）o

A工業(yè)污染源B工業(yè)污染物C污染企業(yè)I）工業(yè)廢物

71工業(yè)廢氣中的主要污染物是（A）o

A二氧化硫、顆粒物、一氧化碳、二氧化碳和笨類有機物

B二氧化硫、顆粒物、一氧化碳、臭氧

C二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳、臭氧

D二氧化硫、一氧化硫、一氧化碳、二氧化碳

72工業(yè)廢水中的主要污染物是（A）。

A重金屬、有機物、懸浮物、放射性物質(zhì)、色度、氨、氮、磷及油類

B重金屬、碳化鈣微生物

C細菌、懸浮物、放射性物質(zhì)

D碳化鈣、重金屬、細菌、放射性物質(zhì)

73在《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》中，國家對固體廢物污染環(huán)境的防治采用的“三

化”治理原則為（C）。

A滇埋化、覆蓋化、和無害化；

B全部減量化、全部資源利用化和全部處理無害化原則

C減量化、資源化、無害化，即實行減少固體廢物的產(chǎn)生、充分合理利用固定廢物和無害化的處置

固體廢物的原則

I）減量化、資源化、無害化，即減少廢滲濾液的產(chǎn)生、充分合理利用滲漉液和無害化處理滲濾液的

原則

74我國《公民基本道德規(guī)范》是（B）。

A愛國守法、正直誠信、團結(jié)互助、艱苦樸素、忠于職守

B愛國守法、明禮誠信、團結(jié)友善、勒儉自強、敬業(yè)奉獻

C愛國守法、謙虛謹慎、團結(jié)合作、勤勤懇懇、自力更生

D愛國守法、誠信公正、互敬互愛、勤儉自強、敬業(yè)奉獻

75我國《公民道德建設實施綱要》提出了職業(yè)道德的基本內(nèi)容（A

A愛崗敬業(yè)、誠實守信、辦事公道、服務群眾、奉獻社會

B愛崗敬業(yè)、誠實守信、公平公正、熱情周到、無私奉獻

C愛崗敬業(yè)、誠實守信、公平合理、任勞任怨、無私奉獻

D愛崗敬業(yè)、誠實守信、合理合法、勒勤懇懇、奉獻社會

76《會計法》規(guī)定（B）主管全國的會計工作。

A國務院B國務院財政部門C國家稅務總局D國家紀委

77（B）通稱“財務三表”

A資產(chǎn)負債表、利潤分配表、應收應付表

B資產(chǎn)負債表、利潤表、現(xiàn)金流量表

C資產(chǎn)負債表、現(xiàn)金流量表、收支平衡表

D資產(chǎn)負債表、利潤分配表、財務審計表

78《企業(yè)會計制度》首次將（B）納入會計制度，從而能夠保證會計核算信息與客觀經(jīng)濟事實相符。

A歷史成本原則B實質(zhì)重于形式原則。謹慎性原則D客觀性原則

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

80我國尚未專門就知識產(chǎn)權(quán)制定統(tǒng)一的法律，而是根據(jù)知識產(chǎn)權(quán)的不同類型制定有不同的單項法

律，法規(guī)和規(guī)章，從而構(gòu)成了我國知識產(chǎn)權(quán)的法律體系。這些單項法律是（著作權(quán)法專利法商標

法和反不正當競爭法）。

81我國專利法規(guī)定，授予發(fā)明和實用新型專利權(quán)的實質(zhì)條件是（新穎性創(chuàng)造性實用性）。

82有限責任公司的股東的全部出資經(jīng)法定驗資機構(gòu)驗資后，由（D）向公司登記機關(guān)申請設立登記。

A出資最多的股東B全體股東C董事長D全體股東指定的代表或共同委托的代理人

83股份有限公司在（董事會認為必要時）情況下可以不用召開臨時股東大會。

答案如下：1.細實線2.右側(cè)3.主要輪廓線與水平方向成45度4.允許尺寸的變動量5.金屬鍵6.

各向異性7.727*C8.2.11%9.索氏體10.回火矯正法11.正火12.滲氮13.滲碳14.10015.傳輸

能量16.鋼結(jié)硬質(zhì)合金17.ABS塑料18.氧化鋁19.聚四氟乙烯20.金屬材料陶瓷材料高分子材

料21.化學分析法22.布氏23.灰鑄鐵24.包晶轉(zhuǎn)變共析轉(zhuǎn)變共晶轉(zhuǎn)變25.鋼的含碳量26.80℃

27.固溶時效28.真空爐29.氧硫碳氮硼共滲30.等溫淬火31.超音頻淬火32.銘銀共滲33.氮碳

共滲34.車床主軸軸向竄動大35.不易夾緊的平板類工件36.砂輪太硬37.部分互換裝配法38.修

配裝配法39.主軸支承部位溫度明顯升高40.m/minmm2/min41.3mm42.1.15:1.1:143.壓鑄44.

相同的45.體積比46.操作工的技術(shù)水平47.可塑性48.熔焊釬焊壓焊49.電焊50.弧柱區(qū)

51.5000K-30000K52.60%55.陰極電泳56.對流輻射57.火焰噴涂58.電弧噴涂59.航空發(fā)動機60

連續(xù)電鍍61.鍍鋅62.鍍錫63.鍍格64.放電時間峰值電流同時增大65.二氧化碳功率大66.

延長設備壽命保證加工質(zhì)量避免突發(fā)事故67.避免長發(fā)卷繞旋轉(zhuǎn)部件內(nèi)68.沖床上有左右手同時

按的按鈕沖頭才能下落的操作裝置69.B70.A71.A72.A73.C74.B75.A76.B77.B78.B79.增

值稅消費稅營業(yè)稅80.著作權(quán)法專利法商標法和反不正當競爭法81.新穎性創(chuàng)造性實用性

82.D83.董事會認為必要時

第二章工程材料

2.1金屬材料

1.材料的基本力學性能主要包括哪此內(nèi)容？

答：力學性能主要指標有硬度、強度、塑性、韌性等。

硬度：制造業(yè)中，通常采用壓入法測量材料的硬度，按試驗方

法不同，分有布氏硬度（HB）、洛式硬度（HR）、維氏硬度（HV）,表達材料表面抵抗外物壓入的

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)定時間后卸載，測得表面壓

痕的面積后，計算出單位面積承受的壓力，為布氏硬度值（HB）,單位是kgf/m川2,通常不標注；布

氏硬度（HB）測試法一般用于HB<450。洛氏硬度（HR）以壓痕深淺表示材料的硬度。洛式硬度有三種標

尺，分別記為HRA、HRB和HRC,采用不同的壓頭和載荷。生產(chǎn)中按測試材料不同，進行選擇，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)測試進行選擇，適用對象普遍。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

頭和鋼球的標準沖頭從一定高度落下，得到的回跳高度與下落高度的比值，適用于大型工作的表面

硬度測量。

強度：常的強度指標為屈服強度6s,通過拉伸試驗確定，定義

為材料開始產(chǎn)生塑性變形的應力，其大小表達材料抵抗塑性變形的能力，大多數(shù)金屬材料在拉伸時

沒有明顯的屈服現(xiàn)象，因此將試樣產(chǎn)生0.2與塑性變形時的應力值，作為屈服強度指標，稱為條件屈

服強度，用60.2表示。

抗拉強度6b是材料產(chǎn)生最大均勻變形的應力。6b對設計塑性低

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。設計時

以抗拉強度確定許用應力，即[6]=6b/K（K為安全系數(shù)）。

塑性：通過拉伸試驗確定塑性指標，包括伸長率（6）和斷面收

縮率（,），分別定義為斷裂后試樣的長度相對伸長和截面積的相對收縮，單位是％。它們是材料

產(chǎn)生塑性變形重新分布而減小應力集中的能力的度量。6和中值愈大則塑性愈好，金屬材料具有

一定的塑性是進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，防止零件突然斷裂。

韌性：沖擊韌度指標ak或Ak表示在有缺口時材料在沖擊載荷下

斷裂時塑性變形的能力及所吸收的功，反映了應力集中和復雜應力狀態(tài)下材料的塑性，而且對溫度

很敏感，單位為kgf?m/cm2。

2.設計中的許用應力[6]與材料的強度有何關(guān)系？如何確定設計中的許用應力？

答：設計中規(guī)定零件工作應力6必須小于許用應力[6],即屈服

強度除以安全系數(shù)的值6<[6]=6S+K,式中K——安全系數(shù)，6b對設計塑性低的材料，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。設計時以抗拉強度6b

確定許用應力，即[6]=6b+K（K為安全系數(shù)）。

3.簡述低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼的劃分標準及其各自的性能特點。

答：低碳鋼（Wc為0.10%?0.25%）,若零件要求塑性、韌性

好，焊接性能好，便如建筑結(jié)構(gòu)、容器等，應選用低碳鋼；中碳鋼（Wc為0.25%?0.60）,若零件

要求強度、塑性、韌性都較好，具有綜合機械性能，便如軸類零件，應選用中碳鋼；高碳鋼（Wc為

0.60%?1.30%）,若零件要求強度硬度高、耐磨性好，例如工具等，應選用高碳鋼。

4.簡述鐵碳相圖的應用。（P28相圖21-2）

答：

（1）為選材提供成份依據(jù)Fe-Fe3c相圖描述了鐵碳合金的平衡組織隨碳的質(zhì)量分數(shù)的變化規(guī)律，

合金性能和碳的質(zhì)量分數(shù)關(guān)系，這就可以根據(jù)零件性能要求來選擇不同成份的鐵碳合金。

（2）為制訂熱加工工藝提供依據(jù)Fe~Fe3c相圖總結(jié)了不同成份的鐵碳合金在緩慢冷卻時組織隨溫

度變化的規(guī)律，這就為制訂熱加工工藝提供了依據(jù)。

a.鑄造根據(jù)Fe-Fe3c相圖可以找出不同成份的鋼或鑄鐵的熔點，確定鑄造溫度。

b.鍛造根據(jù)Fe-Fe3c相圖可以確定錢造溫度。始軋和始鍛溫度不能過高，以免鋼材氧化嚴重和發(fā)

生奧氏體晶界熔化（稱為過燒）。一般控制在固相線以下100?200℃。一股對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℃。

c.焊接可根據(jù)相圖來分析碳鋼的焊接組織，并用適當熱處理方法來減輕或消除組織不均勻性和焊

接應力。

d.熱處理熱處理的加熱溫度都以相圖上的臨界點A1、A3、Ac川為依據(jù)。

5.常材料硬度的測定法有哪三種？它們主要適應于檢驗什么材料？

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)合金球為壓頭，施以一定的試驗力F（kgf或N）,將其壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時間

t（s）后卸除試驗力，試樣表面將殘留壓痕。測量壓痕球形面積A（mm2）。布氏硬度（HB）就是試驗

力F除以壓痕球形面積A所得的商。布氏硬度試驗特別適用于測定灰鑄鐵、軸承合金等具有粗大晶

粒或組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：洛式硬度是以測量壓痕深度來表示材料的硬度值。洛式硬度試驗所用的

壓頭有兩種。一種是圓錐角。=120。的金鋼石圓錐體；另一種是一定直徑的小淬火鋼球。常的三種

洛式硬度如表2.1-2所示。洛氏硬度試驗常用于檢查淬火后的硬度。

標尺符號壓頭類型總試驗力F（N）測量硬度范圍應用舉例

AHRA金鋼石圓錐5.88422-88硬質(zhì)合金、表面薄層硬化鋼

BHRBC1.558鋼球980.720-100低碳鋼、銅合金、鐵素體可鍛鑄鐵

CHRC鋼金石圓錐147120-70淬火鋼、高硬鑄件、珠光體可鍛鑄鐵

（3）維氏硬度（HV）試驗；維氏硬度試驗適用于常規(guī)材料，其壓頭是兩對面夾角a=136°的金鋼

石四棱錐體。壓頭在試驗力F（N）的作用下，將試樣表面壓出一個四方鎧形的壓前，經(jīng)一定保持時

間后，卸除試驗力，測量出壓痕對角線平均年度并計算壓痕的表面積A（mm2）,得到HV=0.1891F4-d2.

6.請畫表列出常金屬材料的分類。

答：

鋼

碳素結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼碳素工具鋼合金工具鋼不銹鋼耐熱鋼耐磨鋼

低合金結(jié)構(gòu)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

防銹鋁合金硬鋁合金

銅合金

黃銅青銅

鋅黃銅鋁黃銅缽黃銅缽鐵黃銅錫青銅鋁青銅被青銅

7.材料選用的主要依據(jù)是什么？

答：在設計和制造工程結(jié)構(gòu)和機構(gòu)零件時，考慮材料的使用性能、材料的工藝性能和經(jīng)濟性。

（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具備的性能（包括力學性能、物

理性能、化學性能），它是選材最主要的依據(jù)。在選材時，首先必須準確地判斷零件所要求的使用

性能，然后再確定所選材料的主要性能指標及具體數(shù)值并進行選材。具體方法如下：

a.分析零件的工作條件，確定使用性能

b.進行失效分析，確定零件的主要使用性能

c.根據(jù)零件使用性能要求提出對材料性能（力學性能、物理性能、化學性能）的要求。通過分析、

計算轉(zhuǎn)化成某此可測量的實驗室性能指標和具體數(shù)值，按這些性能指標數(shù)據(jù)查找手冊中各類材料的

性能數(shù)據(jù)和大致應用范圍進行選材。

（2）根據(jù)材料的工藝性能選材：工藝性能表示材料加工的難易程序。所以材料應具有良好的工藝性

能，即工藝簡單，加工成形容易，能源消耗少，材料利用率高，產(chǎn)品質(zhì)量好。主要應考慮以下工藝

性：

a.金屬鑄造性能

b.金屬壓力加工性能

c.金屬機械加工性能

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)濟性選材：選材必須考慮經(jīng)濟性，使生產(chǎn)零件的總成本降低。零件的總成本包括

制造成本（材料價格、零件自重、零件的加工費、試驗研究費）和附加成本（零件壽命，即更換零

件和停機損失費及維修費等）。

2.2其它工程材料

1.工程塑料一般具有哪些特性和主要用途？

答：工程塑料是指在工程中做結(jié)構(gòu)材料的塑料，這類塑料一般具有較高機械強度，或具備耐高溫、

耐腐蝕、耐磨性等良好性能，因而可代替金屬做某些機械零件。

表2.2-1常熱塑性工程塑料的性能和應用

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

性能特點耐冷熱、耐磨、耐溶劑、耐油、強韌；易吸濕膨賬磨擦系數(shù)小、化學穩(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、化學穩(wěn)定性差

應用軸承、齒輪、葉片、襯套閥門、管接頭、護套、襯里等汽車、家電、管道、玩具、電器等制

品軸承、齒輪、葉片等機械零件、防彈玻璃、燈罩、防護面罩

表2.2-2常用熱工程塑料的性能和應用

名稱酚醛塑料環(huán)氧塑料

性能特點強度和剛度大，尺寸穩(wěn)定。耐熱性，耐磨性、耐腐蝕性和絕緣性：性脆易碎，抗沖擊強度

低強度高、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？

答：陶瓷是無機非金屬材料，是用粉狀氧化物，碳化物等，通過成型和高溫燒結(jié)而制成。陶瓷材料

是多相多晶材料，結(jié)構(gòu)中同進存在著晶體相、玻璃相和氣相，各組成相的結(jié)構(gòu)、數(shù)量、形態(tài)、大小

和頒均對陶瓷性能有顯著影響。陶瓷材料具有高硬度C1500HV）、耐高溫（溶點＞2000℃）、抗氧

化（在1000℃高溫下不氧化）、耐腐蝕（對酸、堿、鹽有良好的耐蝕性）以主其他優(yōu)良的物理、化

學性能（優(yōu)于金屬的高溫強度和高溫蠕變能力，熱膨脹系數(shù)小。熱導率低，電阻率高，是良好的絕

緣體，化學穩(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

抗壓強度比其抗拉強度大得多（約為抗拉強度的10?40倍），大多數(shù)工序陶密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、小負荷維氏硬度或洛氏硬度表示。

4.特種陶瓷的分類和基本性能特點。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

基本性能特點強度硬度高；耐高溫；高的抗蠕變能力；耐蝕性和絕緣性好。缺點是脆性大，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

學穩(wěn)定性好，優(yōu)異的電絕緣性能高溫強度高，導熱性好；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Co、Cr、Ni、Fc、Mo等）通過粉末冶金的方法制成，具有某些金屬

性質(zhì)的陶瓷，它是制造萬具、模具和耐磨零件的重要材料

5.什么是納米材料？納米材料有哪些主要的特性？

答：納米是個K度計量單位，納米相當丁1億分之米。當物質(zhì)顆粒小到納米級后，這種物質(zhì)

就可稱為納米材料。

由于納米顆粒在磁、光、電、敏感等方面呈現(xiàn)常規(guī)材料不具備的特性，因此在陶瓷增韌、磁性材料、

電子材料和光學材料等領(lǐng)域具有廣泛的應用前景。

添加納米粉體的材料與相同組成的普通粉體材料相比，材料的萬分本身雖然并未改變，但活性增強,

主要表現(xiàn)為高抗菌、防污、耐磨、強度加大，材料重量只是鋼的十分之一，但是它的強度卻是鋼的

100倍。人們通過改變塑料、石油、紡織物的原子、分子排列，使它們具有透氣、耐熱、高強度和

良好的彈性等特征。例如被稱為納米材料中的“烏金”的碳納米管具有非常奇異的物理化學性能。

它的尺寸只有頭發(fā)絲的十萬分之一，但是它的導電率是銅的1萬倍；它的強度是鋼的100倍，而重

量只有鋼的六分之一，由于其強度是其他纖維的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方法和目的.

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

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

恰當?shù)臒崽幚砉に嚥粌H可以消除鑄、餞、焊等熱加工工藝造成的各種缺陷，細化晶粒，消除偏析，

除低內(nèi)應力，使組織均勻化；還可改善鑄、鍛件毛坯組織、降低硬度，便于切削加工；通過熱處理

工藝可以強化金屬材料、充分挖掘材料潛力，降低結(jié)構(gòu)件重量、節(jié)省材料和能源，提高機械產(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？各自的主要目的何在？

答：鋼的整體熱處理包括：

a）退火將金屬或合金加熱到適當溫度，保持一定時間然后

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、去應力退火、等溫退火、球化退火、均勻化退火（擴散退火）、再結(jié)晶退

火等

b）正火將鋼材或鋼件加熱到Ac3（亞共析鋼）Acm（過共析

鋼）以上30?50C,保溫適當?shù)臅r間后，在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝。目的是細化組織、降

低硬度、改善切削加工性能，改善顯微組織形態(tài)為后續(xù)熱處理工藝作準備等。

c）淬火將鋼件加熱到Ac3或Acl以上某一溫度，保持一

定時間，然后以適當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度、高硬度和高耐磨性，滿足要求。

d）回火鋼件淬火后，再加熱到Acl以下的某一溫度，保溫

一定時間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝稱為回火。回火的目的是為了調(diào)整淬火組織，降低或消除

淬火內(nèi)應力，降低硬度，提高鋼的塑性和韌性，獲得所需要的力學性能。淬火并高溫回火習慣稱為

“調(diào)質(zhì)處理”，能獲得良好的綜合力學性能。

3、鋼的表面淬火方法有哪幾種？

答：表面淬火是將工件表面快速加熱到奧氏體區(qū)，在熱量尚未傳到心部時立即迅速冷卻，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方法。常用的方法有火焰加熱淬火、

感應加熱淬火和激光淬火。

（1）火焰淬火應用氧-乙快火焰對零件表面進行加熱，隨之淬

火冷卻的工藝。火焰淬火淬硬層深度一般為2?6nlm。此法簡便，無需特殊設備，適用于單件或小批

量生產(chǎn)的各種零件。如軋鋼機齒輪、軋輻、礦山機械的齒輪、軸、機床導軌和齒輪等。缺點是加熱

不均勻，質(zhì)量不穩(wěn)定，需要熟練工操作。

（2）感應加熱淬火利用感應電流通過工件所產(chǎn)生的熱效應，使工件表面、局部或整體加熱并進行

快速冷卻的淬火工藝。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)

電流頻率不同，感應加熱可分為：高頻感應加熱（100-1000kHz）,淬硬層為0.2?2mm,適用于中

小齒輪、軸等零件；中頻感應加熱（C.5T0kHz）,淬硬層為2?8min,適用丁在中型齒輪、軸等零

件；工頻感應加熱（50Hz）,淬硬層深度為＞10-15加，適宜于直徑＞300nlm的軋輻、軸等大型零件。

感應加熱淬火質(zhì)量好，表層組織細、硬度高（比常規(guī)淬火高2-3HRC）、脆性小、生產(chǎn)效率高、便于

自動化，缺點是設備一性投資較大，形狀復雜的感應器不易制造，不適宜單件生產(chǎn)。

4、鋼的化學熱處理工藝方法有哪兒種？其目的是什么？

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

表層以改變工件表層的化學成份和組織，使其表面具有與心部不同性能的熱處理方法。常用化學熱

處理的工藝方法有：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，而心部具有一定強度和較高的韌性。這樣，工件既能承受大的

沖擊，又能承受大的摩擦和接觸疲勞強度。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。滲氮的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），主要應用于交變載荷下工作的，要求耐磨和尺寸精度高的重要零件，

如高速傳動精密齒輪、高速柴油機曲軸、高精密機床主軸、鏡床鏡桿、壓縮機活塞桿等，也可用于

在較高溫下工件的耐磨、耐熱零件，如閥門、排氣閥等。

5、消除鑄件的內(nèi)應力應采用什么熱處理工藝？

答：消除鑄件內(nèi)應力采用退火工藝（又稱人工時效），鑄鐵件鑄造成型后產(chǎn)生很大內(nèi)應力不僅降低

鑄件強度而且使鑄件產(chǎn)生翹曲、變形，甚至開裂。因此，鑄件鑄造后必須進行退火，又稱人工時效。

將鑄件緩慢加熱到500?560c適當保溫（每10mm載面保溫2h）后,隨爐緩冷至150?200℃出爐空

冷。去應用退火一般不能超過560C,以免共析滲碳體分解、球化、降低鑄造強度、硬度。

第三章產(chǎn)品設計

3.1新產(chǎn)品設計開發(fā)程序

1、簡述一般新產(chǎn)品設計的主要程序過程是哪些？

答：新產(chǎn)品設計的主要程序包括：產(chǎn)品可行性分析、產(chǎn)品概念設計、產(chǎn)品技術(shù)設計和設計評價與決

策。

產(chǎn)品可行性分析是通過對市場需求、技術(shù)水平及實現(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)提供指導意見。概念設計是指設計思維中已具備一個初步設計設想，但未形成具體

方案的階段。設計主意生成是概念設計中的重要的一個步驟，也是創(chuàng)新設計的重要內(nèi)容之一°技術(shù)

設計是使原理構(gòu)思轉(zhuǎn)化為具體的結(jié)構(gòu)，內(nèi)容包括確定產(chǎn)品的基本技術(shù)參數(shù)，進行總體布局設計和結(jié)

構(gòu)設計，編寫設計計算說明書等。評價過程是對各方案的價值進行比較和評定，而決策是根據(jù)目標

選定最佳方案，做出行動的決定。

2、舉出市場調(diào)查內(nèi)容中有關(guān)同行調(diào)查的主要內(nèi)容。

答：競爭對手與分析、技術(shù)水平、生產(chǎn)能力、經(jīng)營銷售狀況與方法、市場占有率。

3、敘述設計任務書編制的主要內(nèi)容。

答：設計任務書編制的主要內(nèi)容有：產(chǎn)品名稱，產(chǎn)品的功能和使用范圍，基本參數(shù)和主要技術(shù)指標,

產(chǎn)品的工作原理，總布局和關(guān)鍵部件，對產(chǎn)品性能、壽命與經(jīng)濟性的分析比較，產(chǎn)品設計、試驗、

試制的周期。

4、產(chǎn)品設計技術(shù)方案的評價主要包括哪三方面，每個方面的具體

內(nèi)容有哪些？

答：評價方案在技術(shù)上的可行性和選進性，包括工作性能指標、可靠性、使用維護性。

5、簡述結(jié)構(gòu)設計的三原則。

答：結(jié)構(gòu)設計的三原則：明確、簡單、安全可靠。

1）明確：指對產(chǎn)品設計中所應的問題都應在結(jié)構(gòu)方案中獲得明確

的體現(xiàn)和分擔；

2）簡單：在確定結(jié)構(gòu)時，應使其所含零件數(shù)目和加工工序類型盡

可能減少，零件的幾何形狀力求簡單，減少或簡化與相關(guān)零件的裝配關(guān)系及調(diào)整措施，

3）安全可靠：包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全性、功能的安全、運行的安全性、

工作的安全性和對環(huán)境的安全性等五個相關(guān)聯(lián)的方面，設計時應綜合考慮。

6、簡述設計評價目標三個方面的內(nèi)容。

答：設計評價目標三個方面的內(nèi)容：

1）技術(shù)評價：評價方案在技術(shù)上的可行性和先進性

2）經(jīng)濟性評價：評價方案的經(jīng)濟效益，包括成本、利潤、實施方

案的費用及回收期

3）社會評價：方案實施后對社會的效益和影響，是否符合國家科

技、產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策，是否符合環(huán)保要求等。

7、敘述設計評價的方法有三，即經(jīng)驗評價法、數(shù)學評價法和試驗

評價法，請說明這三種方法分別采用的場合。

答：經(jīng)驗評價法用于方案不多，問題不太復雜的場合；數(shù)學評價可得到定量的評價參數(shù)，適用于多

數(shù)的評價場合；試驗評價法用于一些比較重要，且僅靠分析計算不夠有把握的場合。

8、敘述各種設計評價方法的優(yōu)缺點。

答：經(jīng)驗評價法可對方案做定性的粗略評價，過程較為簡單，多用于方案不多，問題不太復雜的場

合；數(shù)學評價可得到定量的評價參數(shù)，適用面較廣；試驗評價法用于一些比較重要，且僅靠分析計

算不夠有把握的場合，評價結(jié)果較為準確，但成本較高。

3.2機械設計基本技術(shù)要求

1、機械零件設計中最基本的計算是什么？計算的理論依據(jù)是什么？

答：機械零件設計中基本的計算包括強度準則計算，壽命準則計算和振動穩(wěn)定性準則計算，基本最

基本的是強度準則計算。

強度準則是指零件危險載面上的應力不得超過其許用應力。其表達式為：6W[6],式中[6]是零

件的許用應力，由零件材料的極限應力61加和設計安全系數(shù)S確定。=61im^-S[Mini材料的

極限應力，數(shù)值根據(jù)零件的失效形式確定，靜強度斷裂時，6lim為材料的靜強度極限；疲勞斷裂

時，6lim為材料的疲勞極限；塑性變形時，6lim為材料的屈服極限。]

2、說明高精度主軸設計時，剛度校核的內(nèi)容。

答：零件或部件在工作時所產(chǎn)生的彈性變形不超過允許值，稱為滿足剛度要求。高精度主軸剛度校

核的內(nèi)容包括主軸（梁）、支點（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、機械結(jié)構(gòu)工藝性包含哪些內(nèi)容和要求？

答：結(jié)構(gòu)工藝性設計涉及零件生產(chǎn)過程的各個階段：材料選擇、毛坯生產(chǎn)方法、機械加工、熱處理、

零件裝配、機器操作、機器維護等。

結(jié)構(gòu)工藝性的基本要求：在滿足工作前提下，合理選擇材料，機器的整體布局和結(jié)構(gòu)尺量簡單，合

理劃分零、部件并使其幾何形狀簡單，合理確定毛坯，減少機械加工余量；考慮加工的可能性、方

便性、精度和經(jīng)濟性，盡可能采用成熟的結(jié)構(gòu)。

4、舉例說明機械設計工藝設計中“如何有利于保證順利裝配、拆卸和維護”手段。

答：以軸系零件的設計為例：為便于軸上零件的裝入，軸端應有倒角；為便于軸承的裝拆，用于軸

承軸向定位和固定的軸肩高度應小于軸承內(nèi)圈的高度。

5、什么是產(chǎn)品的可靠性，可靠性評價通常有哪些表達指標？

答：可靠性是“產(chǎn)品”在規(guī)定條件下和規(guī)定“時間”內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。“產(chǎn)品”可以是元件、

器件、設備或系統(tǒng)。“時間”可以是小時、周期、次數(shù)、里程或其他單位表示的周期。

可靠性的評價指標

1）可靠度（無故障概率）：對不可修復的產(chǎn)品，是指直到規(guī)定時間區(qū)間終了為止，能完成規(guī)定功能

的產(chǎn)品數(shù)與在該時間區(qū)間開始時刻投入工作的產(chǎn)品數(shù)比；對可修復的產(chǎn)品，是指一個或多個產(chǎn)品的

無故障工作時間達到或超過規(guī)定時間的次數(shù)與觀察時間內(nèi)無故障的總次數(shù)之比；

2）累計失效概率（故障概率）：產(chǎn)品在規(guī)定條件規(guī)定時間內(nèi)失效的概率。可靠度與累計失效概率構(gòu)

成一個完整的事件組；

3）平均壽命（平均無故障工作時間）：產(chǎn)品在使用壽命期內(nèi)的某個觀察期間累計工作時間與故障次

數(shù)之比；

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

6、說明確定可靠性關(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）故障會導致人員傷亡、財產(chǎn)嚴重損失的產(chǎn)品；

2）人壽命周期費用考慮是昂貴的產(chǎn)品；

3）只要它發(fā)生故障即會引起系統(tǒng)故障的產(chǎn)品；

4）影響系統(tǒng)可用性，增加了維修費用和備件數(shù)量的產(chǎn)品；

5）難以采購的或用新工藝制造的產(chǎn)品；

6）需進行特殊處理、儲存或防護的產(chǎn)品。

7、請簡述古典磨擦定律的士要內(nèi)容及其不完全正確（或不完善）之處。

答：滑動磨擦定律（流體磨擦除外）古典磨擦定律認為：

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，即心口卜門（口為摩擦因數(shù)）；

3）動摩擦力的方向與接觸物體的相對運動方向相反；

4）動摩擦因數(shù)小于靜摩擦因數(shù)；

5）動摩擦力與相對滑動速度無關(guān)。

古典摩擦定律雖不完全正確，但由于具有較大的近似性和普遍性，至今仍在一般工程計算中廣泛采

用。而現(xiàn)代摩擦學研究發(fā)現(xiàn)，以下情況表明，古典摩擦定律有待進一步完善：

1）當法向載荷較大時，即真實接觸面積接近于表觀接觸面積時，

摩擦力與法向載荷呈非線性關(guān)系，摩擦力增加很快；

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

限材料的摩擦力才表觀接觸面積無關(guān)。

3）嚴格地說，摩擦力與滑動速度有關(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)不大于動摩擦系數(shù)。

8、減少機械摩擦和磨損的主要措施有哪些？

答：減少機械摩擦的主要措施有：

1）合理選擇配對使用摩擦副的材料（如鋼對青銅）；

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的添加亮晶劑，在摩擦表面生成邊界膜：

4）以滾動接觸代替滑動接觸；

減少磨損的主要措施有：

1）合理選擇配對使用摩擦副的材料；

2）確定零件表面合理的粗糙度和硬度值；

3）使用潤滑劑，實現(xiàn)液體潤滑或混合潤滑；

4）以滾動接觸代替滑動接觸；

5）通過零件表面強化、表面涂層提高其耐磨性。

9、防止和減少機械結(jié)構(gòu)振動的原則措施有哪些？

答：1）選用剛度大、重量經(jīng)、阻尼性能好的材料作為結(jié)構(gòu)的主體材料：

2）采用合理的壁厚和筋壁布置，提高結(jié)構(gòu)剛度、減少結(jié)構(gòu)重量；

3）采用適當?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式和工藝，如機床大件的雙層壁不出砂結(jié)構(gòu)和焊接結(jié)構(gòu)等，增加結(jié)構(gòu)內(nèi)摩擦，

提高結(jié)構(gòu)阻尼能力；

4）使系統(tǒng)工作時產(chǎn)生的沖擊力（如銃刀齒的切入，工作臺換向，旋轉(zhuǎn)件的離心力等）與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的

固有頻率相互遠離，避免產(chǎn)生共振；

5）根據(jù)系統(tǒng)的動態(tài)特性，采用外部輸入能量的方法，實現(xiàn)減振的主動控制；

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源處吸附振動能量，將其轉(zhuǎn)為熱量消散掉等;

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

9）對于旋轉(zhuǎn)運動件（特別是高速），質(zhì)量頒布要均勻?qū)ΨQ，重心應在其旋轉(zhuǎn)中心線上，避免信心產(chǎn)

生的離心力作用；

10）對于機床，尺量采用連續(xù)、平衡的切削過程，避免產(chǎn)生各種周期的和非周期的力沖擊（如飛刀

銃削、滑枕、工作臺往得運動時換向等），而導致強迫振動乃至共振。

10、簡述標準件設計的意義。

答：1）減輕設計工作量，縮短設計周期，有利于設計人員將主要精力用于關(guān)鍵零部件的設計；

2）便于建立專門工廠采用最先進的技術(shù)大規(guī)模地生產(chǎn)標準零部件，有利于合理使用原材料、節(jié)約能

源、降低成本、提高質(zhì)量和可靠性、提高勞動生產(chǎn)率；

3）增大互換性，便于維修；

4）便于產(chǎn)品改進，增加產(chǎn)品品種；

5）采用與國際標準一致的國家標準，有利于產(chǎn)品走向國際市場。

因此，在機械零件的設計中，設計人員必須了角和掌握有關(guān)的各項標準并認真地貫徹執(zhí)行，不斷提

高設計產(chǎn)品的標準化程度。

3.3機械零、部件設計

1、指出齒輪傳動的特點及適用范圍。

答：齒輪傳動是現(xiàn)代機械中應用最廣的一種傳動形式。齒輪傳動的優(yōu)點是：瞬時傳動比恒定，工作

平穩(wěn)，傳動準確可靠，可傳遞空間任意兩軸之間的運動和動力；適用的功率和速度范圍廣，功率從

接近于零的微小值到數(shù)萬千瓦，圓周速度從很低到300m/s；傳動效率高，n=0.92-0.98,在常用的

機械傳動中，齒輪傳動的效率較高；工作可靠使用壽命長：外廓尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊。

齒輪傳動的主要缺點是：制造和安裝精度要求較高，需專門設備制造，成本較高，不宜用于較遠距

離兩軸之間的傳動。

2、軸零件在結(jié)構(gòu)設計時要滿足哪些條件？

答：軸和裝在軸上的零件要有準確的工作位置，軸必須具有足夠的強度和剛度，軸上的零件應便于

裝拆和調(diào)整，軸應具有良好的制造工藝性等。

3、滾珠絲杠副主要應用在哪些場合？

答：滾珠螺旋傳動具有傳動效率高、起動力矩小、傳動靈敏平穩(wěn)、工作壽命長等優(yōu)點，故在機床、

汽車和航空等制造業(yè)中應用廣泛。主要缺點是制造工藝比較復雜。

4、帶傳動主要有哪些類型？

答：常用帶傳動有平帶傳動、V帶傳前、多楔帶傳動和同步帶傳動等。

平帶傳動結(jié)構(gòu)最簡單，帶輪也容易制造在傳動中心距較大情況下應用較多。

V帶有普通V帶、窄V帶等多種類型，在同樣張緊力下，V帶傳動較平帶傳動能產(chǎn)生更大摩擦力，V

帶允許的傳動力比較大，結(jié)構(gòu)較緊湊，并多已標準化大量生產(chǎn)，因而比平帶傳動應用廣泛。

多楔帶兼有平帶和V帶的優(yōu)點，柔性好，摩擦力大，傳遞功率高，解決了多根V帶長短不一而使各

帶受力不均的問題。多楔帶主要用于傳遞功率較大而結(jié)構(gòu)要求緊湊的場合。

同步齒形帶綜合了帶傳動和齒輪傳動的優(yōu)點。同步帶通常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)狀帶等組成。工作時，帶的凸齒與帶輪外緣上的齒槽

嚙合傳動。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滑動，從而保

證同步傳動。

5、螺栓組防松的方法有哪些？

答：有機械防松（如采用開口銷與六角開槽螺母、止動墊圈、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、涂粘合劑）。

6、銷的主要功能包括哪些方面？

答：定位銷（用于固定零件之間的相對位置）、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適用范圍。

答：離合器的種類見下表。

離合器操縱離合器機械離合器嚙合式：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；如滾杜式、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）牙嵌離合器由兩個端面上有牙的半邊離合器組成。其中一個半邊離合器固定在主動軸上，另一

個半邊離合器用導鍵（或花鍵）與從動軸聯(lián)接，并可由操縱機構(gòu)使其做軸向移動，以實現(xiàn)離合器將

運動分離與接合的功能。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主動摩擦盤轉(zhuǎn)動時，由主、從動盤的接觸面間產(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，圓盤摩擦離合器的優(yōu)點是：不論任何

速度兩軸均可接合或分離；接合過程平穩(wěn)，沖擊、振動較小；從動軸的加速時間和所傳遞的最大轉(zhuǎn)

矩可調(diào)節(jié)；過載時可發(fā)生打滑，以保護重要零件不致?lián)p壞。其缺點為外廓尺寸較大；在接合、分離

過程中產(chǎn)生滑動摩擦故發(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利用電流通過激磁線圈時所產(chǎn)生的磁力操縱各種拼命元件，以實現(xiàn)接

合和分離的離合器。電磁主合器可單獨操縱，亦可集中控制和遠距離控制，與其他機電元件亦可在

主、從動部分有轉(zhuǎn)速差的情況下保持恒定轉(zhuǎn)矩（例如磁粉離合器）。電磁離合器具有結(jié)構(gòu)簡單操縱

方便的優(yōu)點。電磁離合器的缺點是有少量剩磁，尤其是磁力線通過摩擦片的離合器。剩磁會妨礙離

合器主、從動摩擦片的徹底分離，而在切斷電流后離合器還有殘留轉(zhuǎn)矩。

8、箱體、機架件設計的一般要求有哪些？

答：

1）可靠性：在使用期內(nèi)必須安全可靠，其結(jié)構(gòu)應與所承受的外力相

協(xié)調(diào)，能滿足強度、剛度、振動穩(wěn)定性、疲勞強度、熱變形等方面的要求。

2）實用性：箱體、機架是機器重要的組成部分其精度、表面粗糙度、

尺寸和形位公差等技術(shù)指標必須確保機器的使用性能和使用壽命。

3）工藝性；結(jié)構(gòu)應容易鑄造或焊接，減少和防止鑄造或焊接缺陷，

便于加工裝配和調(diào)試。焊接結(jié)構(gòu)應便于實現(xiàn)機械化處自動化焊接。

4）經(jīng)濟性：要尺量減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量降低材料成本，減少能源消耗、加

工工時和制造成本。根據(jù)箱體、機架的不同用途，設計中對以上各項既要有所偏重，又要統(tǒng)籌兼顧,

要重視其外觀造型設計。

9、請說出齒輪傳動、絲杠傳動和普通皮帶傳動各自最大的區(qū)別特點（優(yōu)點）。

答：

1）齒輪傳動的主要優(yōu)點是：瞬時傳動比恒定，工作平穩(wěn)，傳動準確

可靠，可傳遞空間任意兩軸之間的運動和動力；適用的功率和速度范圍廣，功率從接近丁零的微小

值到數(shù)萬千瓦，圓周速度從很低到300m/s；傳動效率高，n=0.92-0.98,在常用的機械傳動中，齒

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

2）絲桿傳動的優(yōu)點是：降速傳動比大：對單絲螺旋而言，螺桿（或

螺母）轉(zhuǎn)動一圈，螺母（或螺桿）移動一個螺距，螺距一般很小，所以每轉(zhuǎn)一圈的移動量比齒輪齒

條傳動要小得多，對高速轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成低速直線運動可以簡化傳動系統(tǒng)，侃結(jié)構(gòu)緊湊，并提高傳動精

度；可獲得大的軸向力：對于螺旋傳動施加一個不大的轉(zhuǎn)矩，即可得到一個大的軸向力；能實現(xiàn)自

鎖：當螺旋的螺紋升角小于齒面間當量摩擦角時螺旋具有反行程自鎖作用即只能將傳動轉(zhuǎn)換成軸向

移動，不能將移動轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動。這對于某些調(diào)整到一定位置后，不允許因軸向載荷而造成逆轉(zhuǎn)的機

械是十分重要的，例如銃床的升降工作臺、螺旋千斤頂、螺旋壓力機等；工作平穩(wěn)無噪聲。

3）帶傳動的主要優(yōu)點是：緩沖吸振，傳動平穩(wěn)、噪聲小；帶傳動靠

摩擦力傳動，過載時帶與帶輪接觸面間發(fā)生打滑，可防止損壞其他零件；適用于兩軸中心距較大的

場合；結(jié)構(gòu)簡單制造、安裝和維護等均較為方便，成本低廉。

10、簡述一般傳動齒輪的設計方法和步驟。

答：齒輪傳動有多種失效形式但對于某一具體工作條件下工作的齒輪傳動，通常只有一種失效形式

是主要的失效形式，理論上應針對其主要失效形式選擇相應的設計準則和計算方法確定其傳動尺寸、

以保證該傳動在整個工作壽命期間不發(fā)生失效。但是，對齒面磨損、塑性變形等失效形式目前尚未

建立行之有效的成熟的計算方法和完整的設計數(shù)據(jù)。

目前設計一般工況下工作的齒輪傳動時，通常都只依據(jù)保證齒面接觸疲勞強度和齒根彎曲疲勞強度

兩準則進行計算。而對高速重載易發(fā)生膠合失效的齒輪傳動，則還應進行齒面抗膠合能力的核算。

至于抵抗其他失效的能力，僅根據(jù)失效的原因，在設計中采取相應的對策而不作精確的計算。

一般情況下齒輪傳動的設計準則為：

1）對閉式軟齒面齒輪傳動，主要失效形式是齒面點蝕，故按齒面

接觸疲勞強度進行設計計算，再按齒根彎曲疲勞強度進行校核。

2）對閉式硬齒面齒輪傳動，其齒面搗點蝕能力較強，主要失效形

式表現(xiàn)為齒根彎曲疲勞折斷，故按齒根彎曲疲勞強度進行設計計算，再按齒面接觸疲勞強度進行校

核。

3）對開式齒輪傳動，主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度進行設計計算，然后考慮磨損的影響，將強度計算所求得的齒輪模數(shù)

適當增大。

11、傳動齒輪設計時，如何確定齒輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)。

答：通過齒輪傳動的強度計算，確定出齒輪的主要尺。（如齒數(shù)、模數(shù)、齒寬、螺旋角、分皮圓直

徑等），齒圈、輪輻、輪子轂等的結(jié)構(gòu)形式及尺寸大小，通常由結(jié)構(gòu)設計而定，而不進行強度計算。

齒輪的結(jié)構(gòu)設計與齒輪的幾何尺寸、毛坯、材料、加工方法、使用要求及經(jīng)濟性等因素有關(guān)。進行

齒輪的結(jié)構(gòu)設計時，必須綜合地考慮上述各方面的因素。通常是先按齒輪的直徑大小，選定合適的

結(jié)構(gòu)形式，然后再根據(jù)薦用的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，進行結(jié)構(gòu)設計。

對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，應將齒輪和軸做成一體（稱為齒輪

軸）。

當齒頂圓直徑小于160mm時，一般做成實心結(jié)構(gòu)的齒輪。但航空產(chǎn)品中的齒輪，也有做成腹板式的。

當齒頂圓直徑小于500mm時，宜做成腹板式結(jié)構(gòu)，腹板上開孔的數(shù)目按結(jié)構(gòu)尺寸大小及需要而定。

當齒頂圓直徑大于400nlm而小于1000mm時，一般應做成輪輻截面為“十”字形的輪輻式結(jié)構(gòu)的齒輪。

為了節(jié)約貴重金屬對于尺寸較大的圓柱齒輪，可做成組裝齒圈式的結(jié)構(gòu)。齒圈用鋼制，而輪芯則用

鑄鐵或鑄鋼。

12、傳動軸設計時首先應考慮和解決哪些主要問題？

答：軸的設計包括結(jié)構(gòu)設計和工作能力計算兩方面的內(nèi)容。合理的結(jié)構(gòu)和足夠的強度是軸設計必須

滿足的基本要求。

軸的結(jié)構(gòu)設計是根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理地確定軸的結(jié)構(gòu)

形式和尺寸。

軸的工作能力計算包括軸的強度、剛度和振動穩(wěn)定性等方面的計算。足夠的強度是軸的承載能力的

基本保證，軸的強度不足，則會發(fā)生塑性變形或斷裂失效使其不能正常工作。對某些旋轉(zhuǎn)精度要求

較高的軸或受力較大的細長軸，如機床主軸、電機軸等，還需保證足夠的剛度，以防止工作時產(chǎn)生

過大的彈性變形；對一些高速旋轉(zhuǎn)的軸，如高速磨床主軸、汽輪機主軸等，則要考慮振動穩(wěn)定性問

題，以防止共振的發(fā)生。

13、簡述采用普通絲杠和滾珠絲杠傳動的各自優(yōu)點和場合。

答：普通絲杠：結(jié)構(gòu)簡單制造方便，成本低，易于實現(xiàn)自鎖，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，但當?shù)退倩蜃鬟\動的微調(diào)

時可能出現(xiàn)爬行。用于機床的進給、分離、定位等機構(gòu)，壓力機、千斤頂?shù)膫髁β菪取?/p>

滾珠絲杠：摩擦阻力小，傳動效率高，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，低速時不爬行，啟動時無抖動，經(jīng)調(diào)整和預緊可

實現(xiàn)高精度定位，壽命長。用于精密機床和數(shù)控機床，測量機械，傳動和調(diào)整螺旋，車輛，飛機上

的傳動和傳力螺旋。

14、簡述非同步傳動帶選用的一般程序。

答：傳動帶選用的一般程序見下圖：

15、標準化的減速器按傳