【正文】 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 鋅黃銅鋁黃銅錳黃銅錳鐵黃銅錫青銅鋁青銅鈹青銅 ？ 答：在設(shè)計(jì)和制造工程結(jié)構(gòu)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。在選材時(shí)，首先必須準(zhǔn)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(biāo)及具體數(shù)值并進(jìn)行選材。通過分析、 計(jì)算轉(zhuǎn)化成某此可測量的實(shí)驗(yàn)室性能指標(biāo)和具體數(shù)值，按這些性能指標(biāo)數(shù)據(jù)查找手冊(cè)中各類材料的 性能數(shù)據(jù)和大致應(yīng)用范圍進(jìn)行選材。所以材料應(yīng)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。零件的總成本包括 制造成本（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）。 表 常熱塑性工程塑料的性能和應(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 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。 答： ？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。陶瓷材料具有高硬度（ 1500HV）、耐高溫（溶點(diǎn) 2020℃）、 抗氧化（在 1000℃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。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(fù)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 基本性能特點(diǎn)強(qiáng)度硬度高；耐高溫；高的抗蠕變能力；耐蝕性和絕緣性獸。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。 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(qiáng)， 9 主要表現(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，但是它的強(qiáng)度卻是鋼的 100 倍。例如被稱為納米材料中的“烏金“的碳納米玡具有非常奇異的物理化學(xué)性能。 熱處理 簡述鋼的熱處理工藝方法和目的。 恰當(dāng)?shù)臒崽幚砉に嚥粌H可以消除鑄、鍛、焊等熱加工工藝造成的各種缺陷，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、降低硬度，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(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。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 D酅 _^E確 A或 鋼件加熱到 Ac3(亞共析鋼 )Acm（過共析 鋼）以上 30～ 50℃，保溫適當(dāng)?shù)臅r(shí)間后，在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝。 c) 淬火將鋼件加熱到 Ac3或 Ac1 以上某一溫度，保持一 定時(shí)間，然后以適當(dāng)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。 d) 回火鋼件淬火后，再加熱到 Ac1 以下的某一溫度，保溫 一定時(shí)間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝稱為回火。淬火并高溫回火習(xí)慣稱為 10 “調(diào)質(zhì)處理”，能獲得良好的綜合力學(xué)性能。常用的方法有火焰加熱淬火、 感應(yīng)加熱淬火和激光淬火?；鹧娲慊鸫阌矊由疃纫话銥?2～ 6mm。如軋鋼機(jī)齒輪、軋輥、礦山機(jī)械的齒輪、軸、機(jī)床導(dǎo)軌和齒輪等。 （ 2）感應(yīng)加熱淬火利用感應(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 快速冷卻的淬火工藝。根據(jù) 電流頻率不同，感應(yīng)加熱可分為：高頻感應(yīng)加熱（ 100～ 1000kHz），淬硬層為 ～ 2mm，適 用于中小齒輪、軸等零件；中頻感應(yīng)加熱（ ），淬硬層為 2～ 8mm，適用于在中型齒 輪、軸等零件；工頻感應(yīng)加熱（ 50Hz），淬硬層深度為 1015mm，適宜于直徑 300mm 的軋 輥、軸等大型零件。 鋼的化學(xué)熱處理工藝方法有哪幾種？其目的是什么？ 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)中某些元素滲入工件 表層以改變工件表層的化學(xué)成份和組織，使其表面具有與心部不同性能的熱處理方法。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。齒輪、活塞銷等零件常采用滲碳處理。與滲碳相比，其耐磨性、抗蝕性比滲碳 層高。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(yīng)用于交變載荷下工作的，要求耐磨和尺寸精度高的重 11 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、鏜床鏜桿、壓縮機(jī) ______________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。因此，鑄件鑄造后必須進(jìn)行退火，又稱人工時(shí)效。去應(yīng)用退火一般不能超過 560℃，以免共析滲碳體分解、球化、降低鑄造強(qiáng)度、硬度。 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。設(shè)計(jì)主意生成是概念設(shè)計(jì)中的重要的一個(gè)步驟，也是創(chuàng)新設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。評(píng)價(jià)過程是對(duì)各方案的價(jià)值進(jìn)行比較和評(píng)定，而決策是根據(jù)目標(biāo) 選定最佳方案，做出行動(dòng)的決定。 答：競爭對(duì)手與分析、技術(shù)水平、生產(chǎn)能力、經(jīng)營銷售狀況與方法、市場占有率。 答：設(shè)計(jì)任務(wù)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(biāo)， 產(chǎn)品的工作原理，總布局和關(guān)鍵部件，對(duì)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。 簡述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的三原則。 1） 明確：指對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中所應(yīng)的問題都應(yīng)在結(jié)構(gòu)方案中獲得明確 12 的體現(xiàn)和分擔(dān) 。 3） 安全可靠：包括結(jié)構(gòu)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)相關(guān)聯(lián)的方面，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮。 答：設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)目標(biāo)三個(gè)方面的內(nèi)容： 1） 技術(shù)評(píng)價(jià)：評(píng)價(jià)方恈在技術(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)施方 案的費(fèi)用及回收期 3） 社會(huì)評(píng)價(jià)：方案實(shí)施后對(duì)社會(huì)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。 答：經(jīng)驗(yàn)評(píng)價(jià)法用于方案不多，問題不太復(fù)雜的場合；數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)可得到定量的評(píng)價(jià)參數(shù)，適用于多 數(shù)的評(píng)價(jià)場合；試驗(yàn)評(píng)價(jià)法用于一些比較重要，且僅靠分析計(jì)算不夠有把握的場合。 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)，過程較為簡單，多用于方案不多，問題不太復(fù)雜的場 合；數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)可得到定量的評(píng)價(jià)參數(shù)，適用面較廣；試驗(yàn)評(píng)價(jià)法用于一些比較重要，且僅靠分析計(jì) 算不夠有把握的場合，評(píng)價(jià)結(jié)果較為準(zhǔn)確，但成本較高。 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。 = б lim247。 ] 說明高精度主軸設(shè)計(jì)時(shí)，剛度校核的內(nèi)容。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。 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(jī)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(jī)械加工余量；考慮加工的可能性、方 便性、精度和經(jīng)濟(jì)性，盡可能采用成熟的結(jié)構(gòu)。 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；為便于軸承的裝拆，用于軸 承軸向定位和固定的軸肩高度應(yīng)小于軸承內(nèi)圈的高度。“產(chǎn)品”可以是元件、 器件、設(shè)備或系統(tǒng)。 可靠性的評(píng)價(jià)指標(biāo) 1）可靠度（無故障概率）：對(duì)不可修復(fù)的產(chǎn)品，是指直到規(guī)定時(shí)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(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，是指一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品的 無故障工作時(shí)間達(dá)到或超過規(guī)定時(shí)間的次數(shù)與觀察時(shí)間內(nèi)無故障的總次數(shù)之比； 2）累計(jì)失效概率（故障概率）：產(chǎn)品在規(guī)定條件規(guī)定時(shí)間內(nèi)失效的概率。 說明確定可靠性關(guān)鍵件和重要件的原則。 請(qǐng)簡述古典磨擦定律的主要內(nèi)容及其不完全正確（或不完善）之處。 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(jì)算中廣泛采 用。 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)不大于動(dòng)摩擦系數(shù)。 防止和減少機(jī)械結(jié)構(gòu)振動(dòng)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(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式和工藝，如機(jī)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(shí)產(chǎn)生的沖擊力（如銑刀齒的切入，工作臺(tái)換向，旋轉(zhuǎn)件的離心力等）與瓻統(tǒng)結(jié)構(gòu)的 固有頻率相互遠(yuǎn)離，避免產(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方法，實(shí)現(xiàn)減振的主動(dòng)控制； 6）在系統(tǒng)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暐處吸附振動(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 特別是高速），質(zhì)量頒布要均勻?qū)ΨQ，重心應(yīng)在其旋轉(zhuǎn)中心線上，避免信心產(chǎn) 生的離心力作用； 10）對(duì)于機(jī)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 銑削、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。 答： 1）減輕設(shè)計(jì)工作量，縮短設(shè)計(jì)周期，有利于設(shè)計(jì)人員將主要精力用于關(guān)鍵零部件的設(shè) 15 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)標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)生產(chǎn)率； 3）增大互換性，便于維修； 4）便于產(chǎn)品改進(jìn)，增加產(chǎn)品品種； 5）采用與國際標(biāo)準(zhǔn)一致的國家標(biāo)準(zhǔn)，有利于產(chǎn)品走向國際市場。 機(jī)械零、部件設(shè)計(jì) 指出齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)及適用范 圍。齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定，工作 平穩(wěn)，傳動(dòng)準(zhǔn)確可靠，可傳遞空間任意兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)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(dòng)效率高，η =，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，結(jié)構(gòu)緊湊。 軸零件在結(jié)構(gòu)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準(zhǔn)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。主要缺點(diǎn)是制造工藝比較復(fù)雜。 平帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)最簡單，帶輪也容易制造在傳動(dòng)中心距較大情況下應(yīng)用較多。 多楔帶兼有平帶和 V帶的優(yōu)點(diǎn)，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。 同步齒形帶綜合了帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。工作時(shí)，帶的凸齒與帶輪外緣上的齒槽 16 嚙合傳動(dòng)。 螺栓組防松的方法有哪些？ 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）。 指出離合器的種類及適用范圍。 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組成。牙嵌離合器一般用于轉(zhuǎn)矩不大，低速接合處。與牙嵌離合器相比，圓盤摩擦離合器的優(yōu)點(diǎn)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(dòng)較小；從動(dòng)軸的加速時(shí)間和所傳遞的最大轉(zhuǎn) 矩可調(diào)節(jié)；過載時(shí)可發(fā)生打