【正文】 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。 K，式中 K—— 安全系數(shù)，б b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。 K（ K 為安全系數(shù)）。 答：低碳鋼（ Wc 為 ％～ ％），若零件要求塑性、韌性 好，焊接性能好，便如建筑結構、容器等，應選用低碳鋼；中碳鋼（ Wc 為 ％～ ），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 ％～ ％），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。 。 （ 2） 為制訂熱加工工藝提供依據(jù) FeFe3C 相圖總結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)。 b. 鍛造 根據(jù) FeFe3C相 圖可以確定鍛造溫度。一般控制在固相線以下 100～ 200℃。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℃。 d. 熱處理 熱處理的加熱溫度都以相圖上的臨界點 A A Acm 為依據(jù)。測量壓痕球形面積 A（ mm2）。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?；蚪M成相的金屬材料的硬度為鋼件退火、正火和調(diào)質后的硬度。洛式硬度試驗所用的壓頭有兩種。的金鋼石圓錐體；另一種是一定直徑的小淬火鋼球。洛氏硬度試驗常用于檢查淬火后的硬度。的金鋼石四棱錐體。 d2。 答： 鋼 碳素結構鋼 合金結構鋼 碳素工具鋼 合金工具鋼 不銹鋼 耐熱鋼 耐磨鋼 低合金結構鋼 合金滲碳鋼 合金調(diào)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 A 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 錳黃銅 錳鐵黃銅 錫青銅 鋁青銅 鈹青銅 ？ 答：在設計和制造工程結構和機構零件時，考慮材料的使用 性能 、 材料的工藝性能和經(jīng)濟性 。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。通過分析、計算轉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。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)品質量好。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）。 表 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 $iAE*[ 表 常用熱工程塑料的性能和應用 e dgqFhb 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。 答： ？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。陶瓷材料具有高硬度（ 1500HV）、耐高溫（溶點 2020℃）、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。陶瓷材料是脆性材料，故其抗沖擊韌度和斷裂韌度都很低。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。 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 .c Cz39。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（ Al2O3 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、 Fe、 Mo 等）通過粉末冶金的方法制成，具有某些金屬 性質的陶瓷，它是制造萬具、模具和耐磨零件的重要材料 ？納米材料有哪些主要的特性？ 答：納米是一個長度計量單位，一納米相當于十億分之一米。 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域具有廣泛的應用前景。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。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。 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。 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。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。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?；鼗鸬哪康氖菫榱苏{(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。 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。 （ 1）火焰淬火 應用氧 乙炔火焰對零件表面進行加熱，隨之淬火冷卻的工藝。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。缺點是加熱不均勻，質量不穩(wěn)定，需要熟練工操作。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。感應加熱淬火質量好，表層組織細、硬度高（比常規(guī)淬火高 23HRC）、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)。常用化學熱處理的工藝方法有：滲碳、碳氮共滲和滲氮等。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。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。零件變形小、速度快。 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。將鑄件緩慢加熱到 500～ 560℃適當保溫（每 10mm載面保溫 2h）后，隨爐緩冷至 150～ 200℃出爐空冷。 第三章 產(chǎn)品設計 新產(chǎn)品設計開發(fā)程序 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) 品技術設計和設計評價與決策。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。技術設計是使原理構思轉化為具體的結構，內(nèi)容包括確定產(chǎn)品的基本技術參數(shù)，進行總體布局設計和結構設計，編寫設計計算說明書等。 舉出市場調(diào) 查內(nèi)容中有關同行調(diào)查的主要內(nèi)容。 敘述設計任務書編制的主要內(nèi)容。 產(chǎn)品設計技術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。 答：結構設計的三原則：明確、簡單、安全可靠。 2） 簡單：在確定結構時，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，減少或簡化與相關零件的裝配關系及調(diào)整措施 。 簡述設計評價目標三個方面的內(nèi)容。 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。 敘述各 種設計評價方法的優(yōu)缺點。 機械設計基本技術要求 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。其表達式為：б≤ [б ]，式中 [б ]是零件的許用應力，由零件材料的極限應力б lim 和設計安全系數(shù) S 確定。 S [бlim 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，б lim 為材料的靜強度極限；疲勞斷裂時，б lim 為材料的疲勞極限；塑性變形時，б lim 為材料的屈服極限。 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。 機械結構工藝性包含哪些內(nèi)容和要求？ 答：結構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。 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。 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。“時間”可以是小時、周期、次數(shù)、里程或其他單位表示的周期?？煽慷扰c累計失效概率構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。 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(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。 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(shù)有關； 2）靜 磨擦力正比于法向載荷，即 F=μ Fn（μ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。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系，摩擦力增加很快； 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限材 料的摩擦力才表觀接觸面積無關。 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。 10 、簡述標準件設計的意義。 因此，在機械零件的設計中，設計人員必須了角和掌握有關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。 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。 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。 帶傳動主要有哪些類型？ 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。 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，結構較緊湊，并多已標準化大量生產(chǎn)，因而比平帶傳動應用廣泛。多楔帶主要用于傳遞功率較大而結構要求緊湊的場合。同步帶通常由鋼絲繩或玻璃纖維繩