2023年機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（細實線）畫出。

2采用第一視角投影法表達工件視圖時，后視圖在左視圖的最（右側）。

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，可畫成與水平方向30度或45度的平行線。

4尺寸公差是指（尺寸容許變動量）。

5在金屬及合金中，重要是（金屬鍵），但有時也不一樣程度混有其他鍵。

6晶體時只要特性是具有一定的熔點，另一種特性是（各向異性）。

7鐵碳合金相圖中，共析轉變溫度為（727℃）o

8含碳量〈（0.62%）為碳鋼，〉（2.11%）為鑄鐵。

9碳鋼調質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中碳構造鋼鑄件、鍛、軋件以及焊接件中出現的魏氏組織、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。

1238CrMoAI鋼膛桿一般采用（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（傳播能量）。

16可以進行切削加工、鑄造、焊接、熱處理的硬質合金是（鋼結硬質合金）。

17汽車方向盤、飛機艙內的裝飾板、隔音板窗框等最終使用質堅、性韌、鋼度大的工程塑

料（ABS塑料）。

18內燃機火花塞選用（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測定金屬材料化學成分最老式、較精確的措施是（化學分析法）。

22測定灰鑄鐵、軸承合金等具有粗大晶?；驑嫵上嗟慕饘俨牧系挠捕燃颁摷嘶稹⒄鸷?/p>

調質后的硬度，多采用（布氏）硬度計。

23機床床身一般采用（灰鑄鐵）。

24鐵碳相圖中有三條恒溫轉變線分別表達（包晶轉變、共析轉變、共晶轉變）。

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（固溶時效）強化。

28為防止和減少鋼件熱處理時的氧化、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）化學熱處理，耐用度最高。

3065Mn鋼彈簧類零件常用的強韌化的措施是（等溫淬火）。

31機床導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行（銘、錫共滲）強韌化處理，才能明顯提高模具壽命。

33球墨鑄鐵制作拉延模時，經正火、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哪一種原因最也許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）裝配措施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，應選擇哪一種裝配措施（修配

裝配法）。

39機床主軸運轉時出現了哪一種現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）表達，電火花線切削加工的J速度則用（mmLl/min）

表達。

41不一樣材料、不一樣鑄造措施生產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，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、內澆口面積之比應為（1.15:1.1:1）。

43當獲得鋁合金的最小壁厚在0.6-0.8mm時，應采用（壓鑄）鑄造。

44不一樣的壓力加工措施使金屬內部受力不一樣，因此被加工金屬會產生（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。

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

寸重要由（操作工的技術水平）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在焊接生產中（電焊）焊接措施占主導地位。

50焊接電弧由陰極區(qū)、陽極區(qū)和（弧柱區(qū)）構成。

51焊接電弧溫度可達（5000K-30000K）

52電焊過程中，每5分鐘內有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目前應用噴涂技術最多的行業(yè)是（航空發(fā)動機）。

60鍍鋅鋼板、鍍鋅薄板和鋼帶、鍍鋅鐵絲等生產時采用（持續(xù)電鍍）生產方式。

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)動機汽缸內壁，活塞環(huán)等零件的電鍍是（鍍銘）。

64電火花成型的加工質量和脈沖電源參數的選擇有關，為了提高加工效率，應調整哪個參

數?（放電時間）應怎樣調？（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設備防止性保養(yǎng)（PM）的目的是（延長設備壽命、保證加工質量、防止突發(fā)事故）。

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

68沖壓設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措施是（沖床上

有左、右手同步按時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（將電氣設備接地和接零）。

70在工業(yè)生產中，由于能源，資源的轉換，在生產過程中引起廢水，廢氣，廢渣，廢熱和

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

周圍環(huán)境帶來危害，能產生這些有害影響的場所、設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物）。

72工業(yè)廢水中的重要污染物是（重金屬、有機物、懸浮物、放射性物質、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，即實行減少固體廢物的產生、充足合

理運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、團結友善、勤儉自強、敬業(yè)奉獻）。

75我國《公民道德建設實行綱要》提出了職業(yè)道德的基本內容（愛崗敬業(yè)、誠實守信、辦

事公道、服務群眾、奉獻社會）。

76《會計法》規(guī)定（國務院財政部門）主管全國的會計工作。

77（資產負債表、利潤表、現金流量表）通稱“財務三表”

78《企業(yè)會計制度》初次將（實質重于形式原則）納入會計制度，從而可以保證會計核算

信息與客觀經濟事實相符。

79我國現行稅種流轉稅類包括（增值稅、消費稅、營業(yè)稅）。

80我國尚未專門就知識產權制定統(tǒng)一的法律，而是根據知識產權的不一樣類型制定有不

一樣的單項法律，法規(guī)和規(guī)章，從而構成了我國知識產權日勺法律體系。這些單項法律是（著

作權法、專利法、商標法和反不合法競爭法）。

81我國專利法規(guī)定，授予發(fā)明和實用新型專利權的實質條件是（新奇性、發(fā)明性、實用性）。

82有限責任企業(yè)的股東的所有出資經法定驗資機構驗資后，由（全體股東指定的代表或共

同委托的代理人）向企業(yè)登記機關申請設置登記。

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

第二章工程材料

2.1金屬材料

1.材料的基本力學性能重要包括哪此內容？

答：力學性能重要指標有硬度、強度、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，按試驗措施不一樣，分有布氏硬度

（HB）、洛式硬度（HR）、維氏硬度（HV）,體現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,采用不一樣的壓頭和載荷。生產中按測試材料不一樣，

進行選擇，有色金屬和火正火鋼，選用HRB,淬火鋼選用HRC；硬質合金、表面處理的高硬層

選用HRA進行測量。維氏硬度（HV）根據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，載荷根據測試進行選擇，合用對象普遍。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原則沖頭從一定高度落下，得到時回跳高

度與下落高度的比值，合用于大型工作的表面硬度測量。

強度：常的強度指標為屈服強度。，通過拉伸試驗確定，定義為材料開始產生塑性變形

時應力，其大小體現材料抵御塑性變形的能力，大多數金屬材料在拉伸時沒有明顯的屈服

現象，因此將試樣產生0.2%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。表達?？估瓘姸取Ｊ遣牧袭a生最大均勻變形的應力。。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［。］=。/K（K為安全系數）。

塑性：通過拉伸試驗確定塑性指標，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伸長和截面積的相對收縮，單位是％。它們是材料產生塑性變形重新分

布而減小應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

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a或A表達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

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

J/cmo

2.設計中的許用應力［。］與材料的強度有何關系？怎樣確定設計中的許用應力？

答:設計中規(guī)定零件工作應力。必須不不小于許用應力［。］,即屈服強度除以安全系數的值

6?［。］=。/K,式中K——安全系數，。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。確定許用

應力，即［。］=。/K（K為安全系數）。

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。

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

構造、容器等，應選用低碳鋼；中碳鋼（W為0.25%?0.60）,若零件規(guī)定強度、塑性、

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

1.30%）,若零件規(guī)定強度硬度高、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2.1-2）

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

的變化規(guī)律，合金性能和碳的質量分數關系，這就可以根據零件性能規(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Fe-FeC相圖總結了不一樣成分的鐵碳合金在緩慢冷卻

時組織隨溫度變化的規(guī)律，這就為制定熱加工工藝提供了根據。

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

b.鑄造根據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

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

性和焊接應力。

d.熱處理熱處理的加熱溫度都以相圖上的臨界點Al.A3.Acm為根據。

5.常材料硬度的測定法有哪三種？它們重要適應于檢查什么材料？

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(mm)o布氏硬度(HB)就是

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

具有粗大晶粒或構成相的金屬材料的硬度為鋼件退火、正火和調質后的硬度。

(2)

洛式

硬度

(HR

)試

驗：

洛式

硬度

是以

測量

壓痕

深度

來表

達材

料的

總試驗力

硬度符號壓頭類型測量硬度范圍應用舉例

F(N)

值。

洛式

硬度

試驗

所用

的1壓

頭有

兩

種。

一種

是圓

錐角

0=

120

°時

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

常用

于檢

查淬

火后

日勺硬

度。

標尺

硬質合金、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：維氏硬度試驗合用于常規(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，將試樣表面壓出一種四方錐形的壓前，經

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(mm),

得到HV=O.1891F/d

6.請畫表列出常金屬材料的分類。

答：鋼：碳素構造鋼合金構造鋼碳素工具鋼合金工具鋼不銹鋼耐熱鋼耐磨鋼

低合金構造鋼合金滲碳鋼合金調質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是什么？

答:在設計和制造工程構造和機構零件時，考慮材料的使用性能、材料的工藝性能和經濟性。

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

能、物理性能、化學性能），它是選材最重要的根據。在選材時，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及詳細數值并進行選材。詳細措施

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，確定零件的重要使用性能

c.根據零件使用性能規(guī)定提出對材料性能（力學性能、物理性能、化學性能）的規(guī)定。通過

度析、計算轉化成某此可測量的試驗室性能指標和詳細數值，按這些性能指標數據查找手冊

中各類材料的性能數據和大體應用范圍進行選材。

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

的工藝性能，即工藝簡樸，加工成形輕易，能源消耗少，材料運用率高，產品質量好。重要

應考慮如下工藝性能:

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）根據材料的經濟性選材：選材必須考慮經濟性，使生產零件的總成本減少。零件的總

成本包括制導致本（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造材料的塑料，此類塑料一般具有較高機械強度，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械零件。

表2.2-1常熱塑性工程塑料日勺性能和應用

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、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而制成。陶

瓷材料是多相多晶材料，構造中同進存在著晶體相、玻璃相和氣相，各構成相的構造、數量、

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

點＞2000℃）、抗氧化（在1000C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、小負荷維氏硬度或洛氏硬度表達。

4.特種陶瓷日勺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，磨擦系數小，有自潤滑性和耐磨性，蠕變抗力高，熱膨脹系數

小，抗熱振性好；化學穩(wěn)定性好，優(yōu)秀的電絕緣性能、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：納米是一種長度計量單位，一納米相稱于十億分之一米。當物質顆粒小到納米級后，這

種物質就可稱為納米材料。

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、電子材料和光學材料等領域具有廣泛的應用前景。

添加納米粉體的材料與相似構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，重要體現為高抗菌、防污、耐磨、強度加大，材料重量只是鋼的十分之一，不過

它的強度卻是鋼的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性能。它的尺寸只有頭發(fā)絲的十萬分之一，不過它的導電率是銅的

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，

變化鋼的內部組織，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。

恰當的熱處理工藝不僅可以消除鑄、鍛、焊等熱加工工藝導致的多種缺陷，細化晶粒，消除

偏析，除低內應力，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化金屬材料、充足挖掘材料潛力，減少構造件重量、節(jié)省材料和能源,

提高機械產品質量，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、去應力退火、等溫退火、球化退火、均勻化

退火（擴散退火）、再結晶退火等。

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

適時時間后，在靜止的空氣中冷卻時熱處理工藝。目的是細化組織、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。鋼制零件經淬火處理可以獲得高強

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目的是為了調整淬火組織，減少或消除淬火內應力，減少硬

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“調質處理”，

能獲得良好日勺綜合力學性能。

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、感應加熱淬火和激光淬火。

(1)火焰淬火：應用氧-乙煥火焰對零件表面進行加熱，隨之淬火冷卻的工藝?；鹧娲慊鸫?/p>

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

如軋鋼機齒輪、軋輻、礦山機械的I齒輪、軸、機床導軌和齒輪等。缺陷是加熱不均勻，質量

不穩(wěn)定，需要純熟工操作。

(2)感應加熱淬火：運用感應電流通過工件所產生的熱效應，使工件表面、局部或整體加

熱并進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。根據電流頻率不一樣，感應加熱可分為：高頻感應加熱(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。感應加熱淬火質量好，表層組織細、硬度高(比常規(guī)淬

火高2-3HRC)、脆性小、生產效率高、便于自動化，缺陷是設備一性投資較大，形狀復雜時

感應器不易制造，不合適單件生產。

4.鋼的化學熱處理工藝措施有哪幾種？其目日勺是什么？

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

透工件表層以變化工件表層的化學成分和組織，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，又能承受大時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。滲氮時目的是

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，

如高速傳動精密齒輪、高速柴油機曲軸、高精密機床主軸、鏈床鏈桿、壓縮機活塞桿等，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、消除鑄件的內應力應采用什么熱處理工藝？

答：消除鑄件內應力采用退火工藝（又稱人工時效），鑄鐵件鑄導致型后產生很大內應力不

僅減少鑄件強度并且使鑄件產生翹曲、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?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、

減少鑄造強度、硬度。

第三章產品設計

3.1新產品設計開發(fā)程序

1.簡述一般新產品設計的重要程序過程是哪些？

答：新產品設計的重要程序包括：產品可行性分析、產品概念設計、產品技術設計和設計評

價與決策。

產品可行性分析是通過對市場需求、技術水平及實現難度等方面的綜合分析，判斷產品開發(fā)

的可行性，為產品開發(fā)提供指導意見。

概念設計是指設計思維中已具有一種初步設計設想，但未形成詳細方案的階段。設計主意生

成是概念設計中的重要的一種環(huán)節(jié)，也是創(chuàng)新設計的重要內容之一。

技術設計是使原理構思轉化為詳細的構造，內容包括確定產品的基本技術參數，進行總體

布局設計和構造設計，編寫設計計算闡明書等。

評價過程是對各方案的價值進行比較和評估，而決策是根據目的選定最佳方案，做出行動

時決定。

2.舉出市場調查內容中有關同行調查日勺重要內容。

答：競爭對手與分析、技術水平、生產能力、經營銷售狀況與措施、市場擁有率。

3.論述設計任務書編制的重要內容。

答：設計任務書編制的重要內容有：產品名稱，產品的功能和使用范圍，基本參數和重要技

術指標，產品的工作原理，總布局和關鍵部件，對產品性能、壽命與經濟性的分析比較，產

品設計、試驗、試制的周期。

4、產品設計技術方案的評價重要包括哪三方面，每個方面日勺詳細內容有哪些？

答：評價方案在技術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.簡述構造設計的三原則。

答：構造設計的三原則：明確、簡樸、安全可靠。

1）明確：指對產品設計中所應的問題都應在構造方案中獲得明確的體現和分擔。

2）簡樸：在確定構造時，應使其所含零件數目和加工工序類型盡量減少，零件的幾何形狀

力爭簡樸，減少或簡化與有關零件的裝配關系及調整措施。

3）安全可靠：包括構造構件安全性、功能的安全、運行的安全性、工作的安全性和對環(huán)

境的安全性等五個有關聯(lián)的方面，設計時應綜合考慮。

6.簡述設計評價目的三個方面的內容。

答：設計評價目的三個方面的內容：

1）技術評價：評價在技術上的可行性和先進性

2）經濟性評價：評價方案的經濟效益，包括成本、利潤、實行方案的費用及回收期

3）社會評價：方案實行后對社會的效益和影響，與否符合國家科技、產業(yè)發(fā)展政策，與否

符合環(huán)境保護規(guī)定等。

7、論述設計評價的措施有三，即經驗評價法、數學評價法和試驗評價法，請闡明這三種措

施分別采用的場所。

答：經驗評價法用于方案不多，問題不太復雜的場所；數學評價可得到定量的評價參數，合

用于多數的評價場所；試驗評價法用于某些比較重要，且僅靠分析計算不夠有把握的場所。

8、論述多種設計評價措施的優(yōu)缺陷。

答：經驗評價法可對方案做定性的粗略評價，過程較為簡樸，多用于方案不多，問題不太

復雜的場所;數學評價可得到定量的評價參數，合用面較廣;試驗評價法用于某些比較重要,

且僅靠分析計算不夠有把握的場所，評價成果較為精確，但成本較高。

3.2機械設計基本技術規(guī)定

1.機械零件設計中最基本的計算是什么？計算日勺理論根據是什么？

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,

基本日勺是強度準則計算。

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。其體現式為：。/［。］,式中

［。］是零件日勺許用應力，由零件材料的極限應力。和設計安全系數S確定。=。/So［o

材料的極限應力，數值根據零件的失效形式確定，靜強度斷裂時，。為材料的靜強度

極限；疲勞斷裂時，。為材料的疲勞極限；塑性變形時，。為材料的屈服極限。

2.闡明高精度主軸設計時，剛度校核的內容。

答：零件或部件在工作時所產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）校核。

3.機械構造工藝性包括哪些內容和規(guī)定？

答：構造工藝性設計波及零件生產過程的各個階段：材料選擇、毛坯生產措施、機械加工、

熱處理、零件裝配、機器操作、機器維護等。

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

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

工時也許性、以便性、精度和經濟性，盡量采用成熟的構造。

4.舉例闡明機械設計工藝設計中“怎樣有助于保證順利裝配、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；為便于軸承時裝拆，用

于軸承軸向定位和固定日勺軸肩高度應不不小于軸承內圈的I高度。

5、什么是產品的可靠性，可靠性評價一般有哪些體現指標？

答：可靠性是“產品”在規(guī)定條件下和規(guī)定“時間”內完畢規(guī)定功能的能力?！爱a品”可以

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

期。

可靠性的評價指標

1）可靠度（無端障概率）：對不可修復的產品，是指直到規(guī)定期間區(qū)間終了為止，能完畢

規(guī)定功能的產品數與在該時間區(qū)間開始時刻投入工作的產品數比；對可修復的產品，是指一

種或多種產品的無端障工作時間到達或超過規(guī)定期間的次數與觀測時間內無端障的總次數

之比；

2）合計失效概率（故障概率）：產品在規(guī)定條件規(guī)定期間內失效的概率?？煽慷扰c合計失

效概率構成一種完整的事件組；

3）平均壽命（平均無端障工作時間）：產品在使用壽命期內的某個觀測期間合計工作時間

與故障次數之比；

4）失效率（故障率）：工作到某時刻尚未失效的產品，在該時刻后單位時間內發(fā)生失效的

概率。

6.闡明確定可靠性關鍵件和重要件的原則。

答：確定可靠性關鍵件和重要件的原則是：

1）故障會導致人員傷亡、財產嚴重損失的產品;

2）人壽命周期費用考慮是昂貴的產品；

3）只要它發(fā)生故障即會引起系統(tǒng)故障的產品；

4）影響系統(tǒng)可用性，增長了維修費用和備件數量的產品；

5）難以采購時或用新工藝制造的產品；

6）需進行特殊處理、儲存或防護的產品。

7、請簡述古典磨擦定律的重要內容及其不完全對的（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，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，即與磨擦因數有關；

2）靜磨擦力正比于法向載荷，BPF=uFQ（口為摩擦因數）；

3）動摩擦力的方向與接觸物體的相對運動方向相反；

4）動摩擦因數不不小于靜摩擦因數；

5）動摩擦力與相對滑動速度無關。

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

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

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

性關系，摩擦力增長很快；

2）粘彈材料的摩擦力與接觸面積有關，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。

3）嚴格地說，摩擦力與滑動速度有關，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不不小于動摩擦系數。

8、減少機械摩擦和磨損日勺重要措施有哪些？

答：減少機械摩擦的重要措施有：

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時添加亮晶劑，在摩擦表面生成邊界膜；

4）以滾動接觸替代滑動接觸；

減少磨損的重要措施有：

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，實現液體潤滑或混合潤滑；

4）以滾動接觸替代滑動接觸；

5）通過零件表面強化、表面涂層提高其耐磨性。

9、防止和減少機械構造振動的原則措施有哪些？

答：1）選用剛度大、重量輕、阻尼性能好的材料作為構造的主體材料

2）采用合理的壁厚和筋壁布置，提高構造剛度、減少構造重量；

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

內摩擦，提高構造阻尼能力；

4）使系統(tǒng)工作時產生的沖擊力（如銃刀齒的切入，工作臺換向，旋轉件的離心力等）與系

統(tǒng)構造的固有頻率互相遠離，防止產生共振;

5）根據系統(tǒng)的動態(tài)特性，采用外部輸入能量的措施，實現減振的積極控制；

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處吸附振動能量，將其轉為熱量

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)內部傳入；

9）對于旋轉運動件（尤其是高速），質量頒布要均勻對稱，重心應在其旋轉中心線上，防

止信心產生的離心力作用；

10）對于機床，尺量采用持續(xù)、平衡的切削過程，防止產生多種周期時和非周期的力沖擊（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、簡述原則件設計的意義。

答：1）減輕設計工作量，縮短設計周期，有助于設計人員將重要精力用于關鍵零部件的設

計；

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

節(jié)省能源、減少成本、提高質量和可靠性、提高勞動生產率；

3）增大互換性，便于維修；

4）便于產品改善，增長產品品種；

5）采用與國際原則一致的I國標，有助于產品走向國際市場。

因此，在機械零件的設計中，設計人員必須了角和掌握有關日勺各項原則并認真地貫徹執(zhí)行,

不停提高設計產品的原則化程度。

3.3機械零、部件設計

1.指出齒輪傳動的特點及合用范圍。

答：齒輪傳動是現代機械中應用最廣的一種傳動形式。齒輪傳動日勺長處是：瞬時傳動比恒定,

工作平穩(wěn)，傳動精確可靠，可傳遞空間任意兩軸之間的運動和動力；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，構造緊湊。

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

于較遠距離兩軸之間的傳動。

2.軸零件在構造設計時要滿足哪些條件？

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度和剛度，軸上的零件

應便于裝拆和調整，軸應具有良好的制造工藝性等。

3.滾珠絲杠副重要應用在哪些場所？

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

機床、汽車和航空等制造業(yè)中應用廣泛。重要缺陷是制造工藝比較復雜。

4.帶傳動重要有哪些類型？

答：常用帶傳動有平帶傳動、V帶傳動、多楔帶傳動和同步帶傳動等。

平帶傳動構造最簡樸，帶輪也輕易制造在傳動中心距較大狀況下應用較多。

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

力，V帶容許的傳動力比較大，構造較緊湊，并多已原則化大量生產，因而比平帶傳動應用

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造規(guī)定緊湊的場所。

同步齒形帶綜合了帶傳動和齒輪傳動的長處。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.螺栓組防松的措施有哪些？

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、機械離合器；嚙合式：如牙嵌式、齒式、轉鍵式等；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：由兩個端面上有牙的半邊離合器構成。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鍵（或花鍵）與從動軸聯(lián)接，并可由操縱機構使其做軸向移動，

以實現離合器將運動分離與接合的功能。牙嵌離合器一般用于轉矩不大，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動時，由主、從動盤日勺接觸面間產

生的摩擦力矩傳遞轉矩，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、振動較小；從動軸的加速

時間和所傳遞的最大轉矩可調整；過載時可發(fā)生打滑，以保護重要零件不致?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運用電流通過激磁線圈時所產生日勺磁力操縱多種拼命元件，以

實現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、從動部分有轉速差的狀況下保持恒定轉矩（例如磁粉離合器）。電磁離合

器具有構造簡樸操縱以便時長處。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。剩磁會阻礙離合器主、從動摩擦片的徹底分離，而在切斷電流后離合器尚有殘

留轉矩。

8、箱體、機架件設計的一般規(guī)定有哪些？

答：1）可靠性：在有效期內必須安全可靠，其構造應與所承受的外力相協(xié)調，能滿足強

度、剛度、振動穩(wěn)定性、疲勞強度、熱變形等方面的規(guī)定。

2）實用性：箱體、機架是機器重要的構成部分其精度、表面粗糙度、尺寸和形位公差等

技術指標必須保證機器日勺使用性能和使用壽命。

3）工藝性；構造應輕易鑄造或焊接，減少和防止鑄造或焊接缺陷，便于加工裝配和調試。

焊接構造應便于實現機械化處自動化焊接。

4）經濟性：要尺量減輕構造質量減少材料成本，減少能源消耗、加工工時和制導致本。根

據箱體、機架的不一樣用途，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、絲杠傳動和一般皮帶傳動各自最大的區(qū)別特點（長處）。

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

任意兩軸之間的運動和動力；合用時功率和速度范圍廣，功率從靠近于零的微小值到數萬千

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，構造緊湊。

2）絲桿傳動的長處是：降速傳動比大：對單絲螺旋而言，螺桿（或螺母）轉動一圈，螺母

（或螺桿）移動一種螺距，螺距一般很小，因此每轉一圈的移動量比齒輪齒條傳動要小得多,

對高速轉動轉換成低速直線運動可以簡化傳動系統(tǒng)，侃構造緊湊，并提高傳動精度；可獲得

大的軸向力：對于螺旋傳動施加一種不大的轉矩，即可得到一種大日勺軸向力；能實現自

鎖：當螺旋的螺紋升角不不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

轉換成軸向移動，不能將移動轉換成轉動。這對于某些調整到一定位置后，不容許因軸向載

荷而導致逆轉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）帶傳動的重要長處是：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；合用于兩軸中心距較大的場所；構造簡樸

制造、安裝和維護等均較為以便，成本低廉。

10、簡述一般傳動齒輪的設計措施和環(huán)節(jié)。

答：齒輪傳動有多種失效形式但對于某一詳細工作條件下工作的齒輪傳動，一般只有一種

失效形式是重要的失效形式，理論上應針對其重要失效形式選擇對應的設計準則和計算措

施確定其傳動尺寸，以保證該傳動在整個工作壽命期間不發(fā)生失效。不過，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措施和完整的設計數據。

目前設計一般工況下工作的齒輪傳動時，一般都只根據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。

至于抵御其他失效的能力，僅根據失效的原因，在設計中采用對應的對策而不作精確日勺計

算。

一般狀況下齒輪傳動的設計準則為：

1）對閉式軟齒面齒輪傳動，重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，其齒面搞點蝕能力較強，重要失效形式體現為齒根彎曲疲勞折

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，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合適增大。

11.傳動齒輪設計時，怎樣確定齒輪的構造參數。

答：通過齒輪傳動的強度計算，確定出齒輪的重要尺寸（如齒數、模數、齒寬、螺旋角、分

度圓直徑等），齒圈、輪輻、輪子轂等的構造形式及尺寸大小，一般由構造設計而定，而不

進行強度計算。

齒輪的構造設計與齒輪的幾何尺寸、毛坯、材料、加工措施、使用規(guī)定及經濟性等原因有關。

進行齒輪的構造設計時，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，

選定合適的構造形式，然后再根據薦用的經驗數據，進行構造設計。

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）。

當齒頂圓直徑不不小于1601nm時，一般做成實心構造的黝輪。但航空產品中的齒輪，也有做

成腹板式的。

當齒頂圓直徑不不小于500mm時，宜做成腹板式構造，腹板上開孔的數目按構造尺寸大小

及需要而定。

當齒頂圓直徑不小于400mm而不不小于1000mm時，一般應做成輪輻截面為"十"字形的I輪

輻式構造的齒輪。

為了節(jié)省珍貴金屬對于尺寸較大的圓柱齒輪，可做成組裝齒圈式的構造。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處理哪些重要問題？

答：軸的設計包括構造設計和工作能力計算兩方面的內容。合理的構造和足夠的強度是軸設

計必須滿足的基本規(guī)定。

軸的構造設計是根據軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的規(guī)定，合理地確定軸

的構造形式和尺寸。

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

能力日勺基本保證，軸的強度局限性，則會發(fā)生塑性變形或斷裂失效使其不能正常工作。對某

些旋轉精度規(guī)定較高日勺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，以防止工作時產生過大的彈性變形；對某些高速旋轉的軸，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.簡述采用一般絲杠和滾珠絲杠傳動的各自長處和場所。

答：一般絲杠：構造簡樸制造以便，成本低，易于實現自鎖，運轉平穩(wěn)，但當低速或作運動

時微調時也許出現爬行。用于機床時進給、分離、定位等機構，壓力機、千斤頂的傳力螺旋

等。

滾珠絲杠：摩擦阻力小，傳動效率高，運轉平穩(wěn)，低速時不爬行，啟動時無抖動，經調整和

預緊可實現高精度定位，壽命長。用于精密機床和數控機床，測量機械，傳動和調整螺旋，

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：

根

據

、

功率

傳動

根據

徑

輪直

小帶

根據環(huán)

帶

帶

考慮

轉速

及其

慮