机械工程材料第十一章
工程材料与机械制造基础习题-制造基础部分(学生版)
第七章铸造一、概念1、铸造2、合金的流动性3、比热容4、液体收缩5、凝固收缩6、固态收缩7、缩孔8、缩松9、顺序凝固原则10、热应力11、机械应力12、热裂13、冷裂二、填空题。
1、在液态金属成形的过程中，液态金属的及是影响成形工艺及铸件质量的两个最基本的因素。
2、铸造组织的晶粒比较，内部常有、缩松、、等组织缺陷。
3、液态金属注入铸型以后，从浇注温度冷却到室温要经历、和固态收缩三个互相联系的收缩阶段。
4、热裂是在凝固后期下形成的，主要是由于收缩收到阻碍作用而产生的。
5、冷裂是在较度下形成的，常出现在铸件部位，特别是有应力集中的地方。
三、判断题。
1、合金的凝固温度范围越宽，其流动性也越差。
2、合金的凝固温度范围越宽，其流动性也越好。
3、合金的凝固温度范围越小，其流动性越好。
4、合金的凝固温度范围越小，其流动性越差。
5、凝固时合金的结晶潜热释放得越多，流动性越好。
6、凝固时合金的结晶潜热释放得越多，流动性越差。
7、铸型的畜热能力越大，铸型对液态合金的冷却能力越强，其充型能力越差。
8、铸型的畜热能力越大，铸型对液态合金的冷却能力越强，其充型能力越好。
9、液态合金所受的静压力越大，其充型能力就越好。
10、液态合金所受的静压力越大，其充型能力就越差。
11、对于给定成分的铸件，在一定的浇注条件下，缩孔和缩松的总容积是一定值。
12、对于给定成分的铸件，在一定的浇注条件下，缩孔和缩松的总容积是一不定值。
13、在金属型铸造中，铸型的激冷能力更大，缩松的量显著减小。
14、在金属型铸造中，铸型的激冷能力更大，缩松的量显著增多。
15、铸件厚的部分受拉应力，薄的部分受压应力。
16、铸件厚的部分受压应力，薄的部分受拉应力。
17. 分模造型是应用最广泛的造型方法。
18. 机器造型适于中小铸件的成批或大量生产。
19. 机器造型适于大型铸件的成批或大量生产。
四、选择1、缩孔的外形特征是近似于形，内表面不光滑。
A 倒锥B 球C 六面体D 正锥形2、在实际生产中，通常采用顺序凝固原则，并设法使分散的缩松转化为集中的缩孔，载使集中的缩孔转移到中。
第十一章机械工程材料的选择及应用
92第十一章 机械工程材料的选择及应用掌握各种工程材料的特性，正确地选择和使用材料，并能初步分析机器及零件使用过程中出现的各种材料问题，是对从事机械设计与制造的工程技术人员的基本要求，因为机器零件的设计不单是结构设计，还应该包括材料与工艺的设计。
为机器零件的设计不单是结构设计，还应该包括材料与工艺的设计。
许多机械工程师把选材看成一种简单而不太重要的任务。
当碰到零件的选材问题时，他们一般都是参考相同零件或类似零件的用材方案，选择一种传统上使用的材料（这种方法称为经验选材法）；当无先例可循，同时对材料的性能（如耐腐蚀性能等）又无特殊要求时，他们仅仅根据简单的计算和手册提供的数据，信手选定一种较万能的材料，例如45钢。
这种简单化的处理方法已日益暴露出种种缺点，并证明是许多重大质量事故的根源。
所以，选材正在逐渐变成一种严格地建立在试验与分析基础上的科学方法。
掌握这种选材方法的要领，了解正确选材的过程，显然具有很大的实际价值。
方法。
掌握这种选材方法的要领，了解正确选材的过程，显然具有很大的实际价值。
在机械制造业中，新设计的机械产品中的每一个机械零件或工程构件、工艺装备和非标准设备，机械产品的改型，机械产品中某些零件需要更换材料，进口设备中某些零配件需用国产零配件代用等，都会遇到材料的选用。
一般机械零件，在设计和选材时，大多以使用性能指标作为主要依据。
而对机械零件起主导作用的机械性能指标，时，大多以使用性能指标作为主要依据。
而对机械零件起主导作用的机械性能指标， 则是根据零件的工作条件和失效形式提出的。
则是根据零件的工作条件和失效形式提出的。
§11.1 零件的失效形式与提高材料性能的途径一、零件的失效与失效分析零件在工作过程中最终都要发生失效。
所谓失效是指：（1）零件完全破坏，不能继续工作；（2）严重损伤，继续工作很不安全；（3）虽能安全工作，但已不能满意地起到预定的作用。
只要发生上述三种情况中的任何一种，都认为零件已经失效。
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机械设计手册第五版（目录）第一卷第1篇：一般设计资料第一章、常用基础资料和公式第二章、铸件设计的工艺性和铸件结构要素第三章、锻造和冲压设计的工艺性和结构要素第四章、焊接和铆接设计的工艺性第五章、零部件冷加工设计工艺性与结构要素第六章、热处理第七章、表面技术第八章、装配工艺性第九章、工程用塑料和粉末冶金零件设计要素第十章、人机工程学有关功能参数第十一章、符合造型、荷载、材料等因素要求的零部件结构设计准则第十二章、装备要求及设备基础第2篇：机械制图、极限与配合、形状和位置公差及表面结构第一章、机械制图第二章、极限与配合第三章、形状和位置公差第四章、表面结构第五章、孔间距偏差第3篇：常用机械工程材料第一章、黑色金属材料第二章、有色金属材料第三章、非金属材料第四章、其他材料及制品第4篇：机构第一章、机构分析的常用方法第二章、基本机构的设计第三章、组合机构的分析与设计第四章、机构参考图例第二卷第5篇：连接与紧固第一章、螺纹及螺纹连接第二章、铆钉连接第三章、销、键和花键连接第四章、过盈连接第五章、胀紧连接和型面连接第六章、锚固连接第七章、粘结第6篇：轴及其连接第一章、轴和软轴第二章、联轴器第三章、离合器第四章、制动器第7篇：轴承第一章、滑动轴承第二章、滚动轴承第三章、直线运动滚动功能部件第8篇：起重运输机械零部件第一章、起重机械零部件第二章、输送机械零部件第9篇：操作件、小五金及管件第一章、操作间及小五金第二章、管件第三卷第10篇：润滑与密封第一章、润滑方法及润滑装置第二章、润滑剂第三章、密封第四章、密封件第11篇：弹簧第一章、弹簧的类型、性能及应用第二章、圆柱螺旋弹簧第三章、截锥螺旋弹簧第四章、蜗卷螺旋弹簧第五章、多股螺旋弹簧第六章、蝶形弹簧第七章、开槽蝶形弹簧第八章、膜片弹簧第九章、环形弹簧第十章、片弹簧第十一章、板弹簧第十二章、发条弹簧第十三章、游丝第十四章、扭杆弹簧第十五章、弹簧的特殊处理及热处理第十六章、橡胶弹簧第十七章、橡胶---金属螺旋复合弹簧（简称复合弹簧）第十八章、空气弹簧第十九章、膜片第二十章、波纹管第二十一章、压力弹簧管第12篇：螺旋传动、摩擦轮传动第一章、螺旋传动第二章、摩檫轮传动第13篇：带、链传动第一章、带传动第二章、链传动第14篇：齿轮传动第一章、渐开线圆柱齿轮传动第二章、圆弧圆柱齿轮传动第三章、锥齿轮传动第四章、涡杆传动第五章、渐开线圆柱齿轮行星传动第六章、渐开线少齿查行星齿轮传动第七章、销齿传动第八章、活齿传动第九章、点线啮合圆柱齿轮传动第十章、塑料齿轮第四卷第15篇：多点啮合柔性传动第一章、概述第二章、悬挂安装结构第三章、悬挂装置的设计计算第四章、柔性支撑的结构形式和设计计算第五章、专业技术特点第六章、整体结构的技术性能、尺寸系列及选型方法第七章、多点啮合柔性传动动力学计算第16篇：减速器、变速器第一章、减速器设计一般资料第二章、标准减速器及产品第三章、机械无极变速器及产品第17篇：常用电机、电器及电动（液）推杆及升降机第一章、常用电机第二章、常用电器第三章、电动、电液推杆及升降机第18篇：机械振动的控制及利用第一章、概述第二章、机械振动的基础资料第三章、线性振动第四章、非线性振动机随机振动第五章、振动的控制第六章、机械振动的利用第七章、机械振动测量技术第八章、轴和轴系的临界转速第19篇：机架设计第一章、机架结构概论第二章、机架设计的一般规定第三章、梁的设计与计算第四章、柱和立架的设计与计算第五章、桁架的设计与计算第六章、框架的设计与计算第七章、其他形式的机架第20篇：塑料制品与塑料注射成型模具设计第一章、塑料制品设计第二章、塑料注射成型工艺第三章、塑料注射成型模具设计第四章、热固性塑料注射成型模具第五章、塑料注射成型模具实例第六章、塑料注射成型模具标准模架第七章、塑料注射成型模具设计程序与CAD第五卷第21篇：液压传动第一章、基础标准与液压流体力学常用公式第二章、液压系统设计第三章、液压基本回路第四章、液压工作介质第五章、液压泵和液压马达第六章、液压缸第七章、液压控制阀第八章、液压辅助件及液压泵站第九章、液压传动系统的安装、使用和维护第22篇：液压控制第一章、控制理论基础第二章、液压控制概述第三章、液压控制元件、液压动力元件、伺服阀第四章、液压伺服系统的设计计算第五章、电液比例系统的设计计算第六章、伺服阀、比例阀及伺服缸主要产品简介第23篇：气压传动第一章、基础理论第二章、压缩空气站、管路网络及产品第三章、压缩空气净化处理装置第四章、气动执行元件及产品第五章、方向控制阀、流体阀、流量控制阀及阀岛第六章、电--气比例/伺服系统及产品第七章、真空元件第八章、传感器第九章、气动辅件第十章、新产品、新技术第十一章、气动系统第十二章、气动相关技术标准及资料第十三章、气动系统的维护及故障处理。
第二篇工程机械底盘设计第十一章履带式工程机械行走
➢α=90°，纯剪切
➢ 弹簧变形(biàn x当ínαg=)6量0°，大弹，簧但的弹橡性胶(tánxìng)变形和承载能力都比较大，弹簧的压缩变形
能和剪切变形能都得到了较充分的利用，因此这时弹簧吸收的能量最大。
抗剪能力差，因此
吸收能量的能力较
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三 弹性 (tánxìng)悬架
机体重量完全经弹性元件传给支重轮。悬架的减振、缓和路面 冲击能力强。能够(nénggòu)缓和机器高速行驶而带来的各种冲击 。
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整体式履带(lǚdài) 履带(lǚdài)板 履带(lǚdài)销
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组合式履带 (lǚdài)
履带(lǚdài) 板
链轨节
履带(lǚdài) 销
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标准型（一般土质(tǔ zhì)地面）矮履齿型（松散(sōngsǎn)岩
石地面）
双履齿型（矿山
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第二节 履带式机械(jīxiè)的悬架
一、刚性(ɡānɡ x➢ìn机ɡ体)悬重量架完全经刚性元件传给支重轮，无弹性元件和减振器，不能缓和冲击和振动
，但具有较好的作业稳定性。 ➢ 一般用于运动速度较低但要求(yāoqiú)稳定性良好的机械上。
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WY60型挖掘机 （无台车架设计）
六、台车架(chē jià)
功 用：传递作用力，保证车辆在转向时以及在横向坡道 上工作时，行走装置不发生横向偏歪。
设计要求(yāoqiú)：要有足够的强度和刚度。 类 型：一般分为斜撑臂式和非斜撑臂式两种。
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第五节 行走装置(zhuāngzhì)的液压驱动方式
机械工程材料习题库
《工程材料》习题库第一章金属的结构和结晶一、名词解释：1.金属键2.致密度3.配位数4.晶面指数5.晶向指数6.单晶体7.多晶体8.各向异性9.点缺陷10.线缺陷11.面缺陷12.位错13.亚晶粒14.亚晶界15.晶界16.过冷度17.均质形核18.非均质形核19.形核功20.形核率21. 变质处理二、问答题：1. 三种典型晶体结构的晶胞原子数、原子半径、致密度、配位数如何计算，它们各是多少？2. 立方晶胞中的晶面指数和晶向指数如何表示?3. 体心立方和面心立方晶胞中,哪个晶面和晶向的原子密度最大?4. 金属单晶体具有各向异性的原因是什么?5. 实际晶体中的晶体缺陷的几何特征是什么? 它们与晶格畸变有何关系?6. 晶界和亚晶界有什么区别?7. 金属结晶的必要条件和普遍规律是什么?8. 形核的方式有几种?它们各有何特点?9. 过冷度与冷却速度有何关系?它对结晶过程和铸件的晶粒大小有何影响?10. 细化晶粒的途径和方法是什么?第二章二元合金的相图及结晶一．名词解释：1.置换固溶体2.间隙固溶体3.有序固溶体4.无限固溶体5.固溶强化6.间隙相7.间隙化合物8.匀晶转变9.共晶转变10.包晶转变11.稳定化合物12.杠杆定律13.枝晶偏析14.晶内偏析15.成分过冷16.分散缩孔二．问答题：1.影响置换固溶体溶解度的主要因素有哪些? 它们的影响效果如何?2.置换溶质原子与间隙溶质原子产生固溶强化的效果哪个大?原因是什么?3.固溶体与金属间化合物在晶体结构和力学性能方有何不同?4.如何使用合金相图? 如何利用合金相图判断合金的性能?5.二元合金的结晶过程与纯金属的结晶过程有何异同点?6.共晶转变与包晶转变有何异同点?7.合金凝固时的生长方式和生长形态主要受什么因素影响? 影响效果如何?8.用压力加工成型的合金零件为什么常选用单相固溶体合金制造?而用铸造成型的合金零件为什么常选用成分接近共晶点的合金制造?第三章铁碳合金和铁碳相图一．名词解释：1. 同素异构转变2.奥氏体3.铁素体4.珠光体5.渗碳体6.共析转变7.莱氏体8.杂质元素9.热脆10.冷脆11.氢脆二．问答题：1. 你能默画Fe-Fe3C相图，并填出重要的温度、成分点和各区域的组织组成物吗？2. Fe-Fe3C相图中各点、线的含义是什么?3. 如何分析钢的平衡结晶过程和计算它们的组织和相的含量?4. 如何分析白口铸铁的平衡结晶过程和计算它的组织和相的含量?5. 铁碳合金的成分、组织与性能之间有何关系？6. 奥氏体、铁素体、珠光体、渗碳体、莱氏体的结构和性能特点有何不同?7. 钢中常存杂质元素有哪些? 它们对钢的性能有何影响?9.金属铸锭存在着哪三个晶区? 形成这三个晶区的原因是什么?第四章金属及合金的塑性变形和再结晶一．名词解释：1.滑移2. 滑移系3.临界分切应力4.位错塞积5.孪生6.加工硬化7.形变织构8.残余应力9.回复10.再结晶11. 临界变形度12.热加工13.间隙扩散14.空位扩散二．问答题：1.金属以滑移和孪生方式进行塑性变形的特点是什么?2.多晶体金属的塑性变形方式和特点是什么?3.细化晶粒能提高金属材料强度和韧性的原因是什么?4.塑性变形对金属材料的组织和性能有何影响?5.金属材料塑性变形时产生加工硬化的过程和原因是什么?6.金属材料塑性变形时产生形变织构和残余应力的原因是什么?7.回复、再结晶的特点和作用是什么?8.影响再结晶温度和再结晶后晶粒大小因素是什么?9.冷加工与热加工的区别是什么?10.热加工对金属材料的组织和性能有哪些影响?第五章钢的热处理一．名词解释：1.起始晶粒度2.实际晶粒度3.本质晶粒度4.过冷奥氏体5.索氏体6. 托氏体7.贝氏体8.马氏体9.残余奥氏体10.球化退火11.正火12. 等温淬火13. 分级淬火14.回火脆性15. 淬透性16. 淬硬性17.调质处理18.表面淬火19.渗碳20.氮化二．问答题：1．钢在加热时的组织转变过程和特点是什么?2．钢在冷却时的组织转变过程和特点是什么?3．C曲线与过冷奥氏体转变产物的组织与性能之间的关系如何?4．珠光体类型的组织有哪几种? 它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点?5．贝氏体类型的组织有哪几种? 它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点?6．马氏体组织有哪几种基本类型? 它们的形成条件、晶体结构、组织形态和性能有何特点? 马氏体的硬度与含碳量有何关系？7．退火工艺有哪几种?它们的特点、目的、组织和性能是什么?8．过共析钢为什么必须采用球化退火而不能采用完全退火?9．淬火工艺有哪几种?它们的特点、目的、组织和性能是什么?10．各种不同的淬火冷却方法如何在C曲线中表示，它们各得到什么组织?各有何特点? 11．亚共析钢和过共析钢的淬火加热温度如何确定? 它们得到的淬火组织有何不同? 12．常用淬火冷却介质有哪几种?说明其冷却特性、优缺点和应用范围？13．透性与淬硬性有何区别? 它们各自主要取决于什么因素?14．淬火钢回火时的组织转变过程和特点是什么?15．不同回火工艺的目的、用途和得到的组织与性能是什么?16．回火索氏体与索氏体，回火马氏体与马氏体的组织形态与性能特点有何不同? 17．表面淬火方法有哪几种? 它们的目的、特点和应用场合是什么?18．化学热处理的目的、特点和应用场合是什么?19．表面淬火与化学热处理的主要区别是什么?20．表面淬火与化学热处理对所用钢的成分有何要求?第六章合金钢一．名词解释：1.合金结构钢2.滚动轴承钢3.高速钢4.热作模具钢5.红硬性6.回火稳定性7.二次硬化8.热强钢9.化学腐蚀10.电化学腐蚀二．问答题：1.合金元素对钢的基本相和Fe-Fe3C相图有何影响?2.合金元素对钢的热处理和钢的机械性能有何影响?3.合金钢中常加入哪些合金元素?其中哪些是碳化物形成元素?4.合金结构钢的编号法和含义是什么?5.轴、齿轮、弹簧的工作条件和对性能要求是什么?它们所用钢的成分特点、热处理特点以及使用时的组织和性能特点是什么?6.你会编写轴和齿轮类零件的生产工艺流程吗？它们主要采用哪些热处理？这些热处理的目的是什么?7.合金工具钢的编号法和含义是什么?8.高速钢的成分特点、热处理特点及组织和性能特点是什么?9.冷作模具和热作模具的工作条件和对性能要求有什么不同？它们所用钢的成分特点和热处理特点有什么不同？10.金属的腐蚀方式和不锈钢耐腐蚀的原因是什么?11.各种不锈钢的成分和组织特点以及它们的耐腐蚀特点有何不同？12.耐热钢的工作条件和主要性能指标是什么?提高耐热钢性能的主要途径是什么?13.高锰钢的成分和组织特点是什么?其耐磨的原因是什么?第七章铸铁一．名词解释：1.灰口铸铁2.可锻铸铁3.球墨铸铁4.石墨化5.孕育处理二．问答题：1.各类铸铁的牌号如何编写?它们的含义是什么?2.各类铸铁的组织和性能特点是什么?3.石墨形态对铸铁性能有何影响?原因是什么?4.可锻铸铁可以锻造吗? 原因是什么?5.何为特殊性能铸铁?它主要包括哪几种?第八章有色金属及其合金1.何为固溶处理? 它的主要目的是什么?2.何为时效强化? 自然时效与人工时效有何区别?3.铝合金主要可分为哪几类? 它们的牌号如何编写?它们在加工工艺上的主要区别是什么?4.何为黄铜、青铜和白铜？它们各自主要含什么元素？它们的牌号如何编写?5.滑动轴承合金的组织特点和性能特点是什么?6.滑动轴承合金主要可分为哪几类? 它们的牌号如何编写?第九章高分子材料1.何为高分子材料? 它的结构特点是什么?2.高分子材料的性能特点是什么?3.工程塑料按热性能可分为哪几类? 它们各自的结构特点是什么?4.橡胶与塑料的主要区别是什么? 它的主要用途是什么?第十章陶瓷材料1.何为陶瓷材料? 它的典型结构是什么?2.陶瓷材料的性能特点是什么?3.陶瓷材料脆性大的原因是什么? 如何降低其脆性?4.工程陶瓷材料主要有哪几类? 它们各自有何特点?第十一章复合材料1.何为复合材料? 按增强相分它可分为哪几类?2.复合材料的性能特点是什么?3.何为玻璃钢? 它属于哪类复合材料? 它得到广泛应用的原因是什么?4.金属基复合材料与树脂基复合材料的主要区别是什么?第十二章材料的机械性能及机械零件的失效与选材分析1.金属材料常用的机械性能指标有哪些? 它们对机械零件的设计有何指导意义?2.机械零件的失效形式主要有哪几种? 产生各种失效的原因是什么?3.选材的基本原则是什么? 选材的一般步骤是什么?4.机床和汽车的轴类和齿轮类零件，在选材、加工工艺流程及所用热处理方面有何不同？原因是什么?。
工程材料与热加工习题
⼯程材料与热加⼯习题机械⼯程材料与热成型技术习题册班级：姓名：第⼀章⾦属的⼒学性能1.什么是⾦属的⼒学性能，列表总结。
第⼆章⾦属的晶体结构与结晶1.解释下列名词合⾦，固溶体，固溶强度，弥散强度，相，组织，铁素体，奥⽒体，渗碳体，珠光体，莱⽒体2.实际⾦属晶体中存在哪⼏种缺陷？这些缺陷对⾦属性能有何影响？3.铸锭组织有何特点？4.晶粒⼤⼩对⾦属⼒学性能有何影响？细化晶粒的⽅法有哪⼏种？5.何谓共晶转变和共析转变？要求写出相应反应式。
6.如图所⽰，随着钢中含碳量的增加，钢的⼒学性能如何变化？为什么？（P30图2-34）实验：填写下表，归纳铁素体，奥⽒体，渗透体，珠光体和低温莱⽒体的特点。
第三章⾦属的塑性变形与再结晶1.塑性变形⽅式有哪些？2.为什么细晶粒⾦属不仅强度⾼，⽽且塑性，韧性也好？3.什么是冷变形强化现象，试⽤⽣产实例来说明冷变形强化现象的利弊。
4.什么是回复？什么是再结晶？5.何谓热变形，冷变形？6.⾦属经热塑性变形后，其组织和性能有何变化？第四章钢的热处理1.什么叫热处理？常⽤热处理⽅法有哪些？2.什么是淬⽕临界冷却速度？它对钢的淬⽕有何重要意义？3.论述完全退⽕和去应⼒退⽕的种类，作⽤和应⽤范围。
4.退⽕与正⽕的主要区别是什么？⽣产中如何选⽤退⽕和正⽕？5.试论述常⽤淬⽕介质的种类，特点和应⽤？6.为什么⼯件经淬⽕后会产⽣变形，甚⾄开裂？减少淬⽕变形和防⽌开裂有哪些措施？7.淬⽕的⽬的是什么？淬⽕加热温度应如何确定？为什么？8.为什么淬⽕后的钢⼀般都要进⾏回⽕？按回⽕的温度不同，回⽕分为哪⼏种？指出各种温度回⽕后得到的组织，性能及应⽤范围。
9.现有低碳钢和中碳钢齿轮各⼀个，为使齿⾯有⾼硬度和耐磨性，试问各应进⾏何种热处理？并⽐较他们经热处理后在组织和性能上有何不同？10.甲，⼄两⼚同时⽣产⼀批45钢零件，硬度要求为220~250HBW。
甲⼚采⽤调质，⼄⼚采⽤正⽕，均可以达到要求，试分析甲，⼄两⼚产品的组织和性能差异。
《工程材料学》习题
《工程材料》习题第一章金属机械性能一、解释名词疲劳强度屈服强度抗拉强度冲击韧性延伸率断面收缩率二、判断正误1、材料在均匀塑性变形阶段承受的最大拉应力称为屈服强度。
（）2、所有金属材料在拉伸时均有明显的屈服现象。
（）3、相同材料和相同尺寸的试样，表面光滑者比表面有微裂纹者的疲劳强度高。
（）4、金属材料的弹性模量E愈大，则其塑性愈差。
（）5、同种材料不同尺寸试样所测得的延伸率相同。
（）第二章金属的晶体结构一、解释名词晶格晶体结构晶体空位组织二、判断正误1、金属的晶界是面缺陷。
晶粒愈细，晶界愈多，金属的性能愈差。
（）2、因为单晶体是各向异性的，所以实际金属材料在各个方向上的性能也是不相同的。
（）3、体心立方晶格中原子排列最密集的晶面是(111)面。
（）4、实际金属在不同方向上的性能是不一样的。
（）5、细晶粒金属的强度高但塑性较差。
（）三、选择题1、晶体中的晶界属于 ca.点缺陷b.线缺陷c.面缺陷d.体缺陷2、工程上使用的金属材料一般都具有 da. 各向异性b. 各向同性c. 伪各向异性d. 伪各向同性四、填空1、实际金属中存在有_____、______、______缺陷。
其中，位错是____缺陷，晶界是____缺陷。
2、位错的基本类型有两种，它们是_______位错和______位错，有多余半个原子面是________位错所特有的。
3、常见的金属晶体结构有_________、__________、__________三种。
在这三种金属晶体结构中，原子排列最密集的晶面分别是_________、__________、__________。
第三章金属的结晶一、解释名词过冷度二、判断正误1、金属结晶的必要条件是快冷。
（）2、凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。
（）3、纯金属的实际结晶温度与其冷却速度有关。
（）4、纯金属的实际晶粒度与其冷却速度有关。
（）三、选择题1、同素异构转变伴随着体积的变化，其主要原因是a. 晶粒尺寸发生变化b. 过冷度发生变化c. 致密度发生变化d. 晶粒长大速度发生变化2、金属在结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度a. 越高b. 越低c. 越接近理论结晶温度d. 不能确定四、填空1、纯铁的同素异构体有_____________、_______________和_______________。
机械制图(工程图学)第十一章 零件图
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D
C-C
F
G
F
E
E
F
F
G
D C D-D
C
C
C E-E F-F
图11-11 底座的表达方案
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4）叉架类零件的表达分析
图11-12 托架的结构图
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A
6.3 3.2 3 3.2
6
18 9 3
16 +0.027 0
26
3.2
0.8
M10-6H
图11-9 箱盖的表达方案
A-A A
A
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3）箱体类零件的表达分析 箱体类零件一般都是部件的主体零件，用来支承和 包容其他零件，因此结构比较复杂，一般是铸件。这类 零件的特点是： （1）根据其支承和包容其他零件的作用，主体结构大多 是中空的壳体，箱壁上一般有轴承孔、凸台和肋等结构。 （2）为了安装其他零件，常有螺孔、销孔等结构。为将 箱体再安装在机座上，常有安装底板、安装孔等结构。 （3）为了防尘，通常要使箱体密封，因此要加箱盖和轴 承盖。在与箱盖接触的部分常有均布的螺孔，为不增加 壁厚，常在螺孔处向内设计成凸缘。轴承孔靠箱壁外侧 常设计有安装轴承盖的法兰凸台。此外为了使箱体内的 运动零件得到润滑，箱体内应存有一定量的润滑油，为 显示油面的高低，箱壁上还有放置油标、油塞等零件的 孔、螺孔、凸台、凹坑等结构。
南京师范大学xws 22
设计基准：根据设计要求直接标注出的尺寸称为设 计尺寸，标注设计尺寸的起点称为设计基准。设计 基准一般选择底板的安装面、重要的支承面、端面、 装配结合面、零件的对称面、回转面的轴线等。 工艺基准：零件在加工、测量时使用的基准称为工 艺基准。工艺基准往往是一些端面，轴线等。 一般应使工艺基准和设计基准重合，否则应在 保证设计要求前提下尽量满足工艺要求。 零件在长、宽、高三个方向上至少各有一个主要 尺寸基准。但根据设计、加工、测量的要求，一般 在同一方向还要附加一些辅助基准，主要基准与辅 助基准之间应有尺寸联系。
机械工程材料
机械工程材料第一章金属材料的力学性能习题与思考题5 图示的为四种不同材料的应力-应变曲线（1-4），试比较这四种材料的抗拉强度。
屈服强度（或断裂强度）、刚度和塑性。
“材料的弹性模量E越大，则材料的塑形越差”，这种说法是否正确？为什么？12 下列各种工件应该采用何种硬度试验方法来测定其硬度？1）锉刀 2)黄铜轴套 3）供应状态的各种碳钢钢材 4）硬质合金刀片 5）耐磨工件的表面硬化层第二章金属与合金的晶体结构1 金属具有哪些特性？请用金属键结合的特点予以说明。
2 试计算面心立晶格的致密度。
9间隙固溶体和间隙化合物在晶体结构与性能上区别何在？请举例说明。
10简述实际金属晶体和理想晶体在结构与性能上的主要差异。
第三章金属与合金的结晶1如果其他条件相同，试比较下列铸造条件下，铸件晶粒的大小：1）金属型铸造与砂型铸造2）高温浇注与低温浇注3）铸成薄壁件与铸成厚壁件4）浇注时采用振动与不采用振动5）厚大型铸件的表面部分与中心部分3 判断下列情况是否有相变1)液态金属结晶2）晶粒粗细的变化3）同素异构的转变4）磁性转变4为什么铸件的加工余量过大，会使加工后的铸件强度降低？第四章铁碳合金相图1分析一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体、共析渗碳体的异同之处。
3画出Fe-Fe3C相图中的钢部分的相图，并进行以下分析：1）标出相图中空白区域的组织成分和相组分。
2）分析w C=0.4%的亚共析钢的结晶过程及其在室温下组织组分与相组分的相对量。
3）指出w C=0.2%、w C=0.6%、w C=1.2%的钢在1400℃、1100℃、800℃时奥氏体中碳的质量分数。
第五章钢的热处理4指出下列钢件正火的主要目的及正火后的组织：1）20钢齿轮 2）45钢小轴 3）T12钢锉刀5为什么亚共析钢经正火后，可获得比退火高的强度与硬度？6将w C=1.0%、w C=1.2%的碳钢同时加热到780℃进行淬火，问：1）淬火后各是什么组织？2）淬火马氏体的含碳量及硬度是否相同？为什么？3）那一种淬火后的耐磨性更好些？为什么？15T8钢的过冷奥氏体等温转曲线如图所示，若该钢在620℃进行等温转变，并经过不同时间保温后，按图示的1、2、3、4线的冷却速度至室温，问各获得什么组织？然后再进行中温回火，又各获得什么组织？20区别钢的淬硬性、淬透性与淬硬深度，并分别指出其影响因素。
第十一章-材料的选用
第一节 选材的一般原则
选材时，不仅要保证零件在工作时有良好的 功能，使零件经久耐用，而且要求材料有较好的 工艺性和经济性，以便提高伸长率，降低成本。
一、材料的使用性能
在设计零件进行选材时，必须根据零件在整 机中的作用，零件的形状、大小以及工作环境， 找出零件材料应具备的主要力学性能指标。
材料的相对价格
材料
相对价格 材 料 相对价格
碳素结构钢 低合金结构钢 优质碳素结构钢 易切削钢 合金结构钢 铬镍合金结构钢 滚动轴承钢 弹簧钢
1 1.2~1.7 1.4~1.5
2 1.7~1.9
3 2.1~2.9 1.6~1.9
碳素工具钢 低合金工具钢 高合金工具钢 高速钢 铬不锈钢 铬镍不锈钢 普通黄铜 球墨铸铁
1.从工艺性出发
如果设计是铸件，最好选择共晶合金；如果设 计的是锻件、冲压件，最好选择在加工时呈固溶体 的合金；如果设计是焊接结构，则不应选用铸铁， 最适宜的材料是低碳钢或低碳合金钢；而铜合金和 铝合金的焊接性能都不够好。
2.在机器制造中，绝大部分的机械零件都要经 过切削加工，因此材料的切削加工性能的好坏 对提高产品生产率，降低成本都具有重要意义。 为了便于切削，一般希望材料的硬度在 170~230HBS之间。
粗磨 滚铣花键 花键淬火 精磨
二.YJ – 130汽车半轴
一) 工作条件: 1.该轴在上坡或启动时,承受较大扭矩。 2.承受一定的冲击力和具有较高的抗弯能力。 3.承受反复弯曲疲劳应力。
二) 技术要求: 1.杆部硬度HRC37～44;盘部外圆硬度HRC
24～34 ;金相组织为回火索氏体和回火屈 氏体。 2.弯曲度:杆中部<1.8mm;盘部跳动<2.0mm。
第十一章 机械工程常用材料
§11-1 常用金属材料 一 钢 1. 非合金钢（碳素钢） 碳素钢：含碳量<2.11%的铁碳合金。 按质量分数分类： 低碳钢、中碳钢、高碳钢 按质量等级分类： 普通质量、优质和特殊质量 按用途分类： 碳素结构钢、碳素工具钢
2. 合金钢 合金钢：在碳素钢的基础上，有目的的加入一些合金元 素, (如铬Cr、钒V、镍Ni、钨W)性能显著提高。
常用的黄铜 金奖黄铜 - H90
弹壳黄铜 -H70 ( H68 )
日用黄铜 -H62 ( H59 )
冷凝器管
法兰阀
闸阀
§11-1 常用金属材料
4) 青铜
1)定义 在黄铜中加入Al、Fe、Si、Cr、Ni、Sn、Mn 等元 素所形成的合金。
2)牌号
QSn4-3、ZCuSn5Pb5Zn5 3 轴承合金 用来制造轴承的特定材料。
用
途
举
例
铁素体 灰铸铁
低载荷和不重要零件，如盖、外罩、手轮、支 架等 承受中等应力的零件，如底座、床身、工作台、 阀体、管路附件及一般工作条件要求的零件
承受较大应力和较重要的零件，如汽缸体、齿 轮、机座、床身、活塞、齿轮箱、油缸等 床身导轨，车床、冲床等受力较大的床身、机 座、主轴箱、卡盘、齿轮等，高压油缸、泵体、 阀体、衬套、凸轮，大型发动机的曲轴、汽缸 体、汽缸盖等
Q235、Q275——拉杆、连杆、轴、齿轮、螺栓、螺母等
§11-1 常用金属材料
3) 优质碳素结构钢的编号及用途 两位阿拉伯数字，表示含碳量 * 45 --- Wc = 45%%的优质碳素结构钢 * 较高锰质量分数的优质碳素结构钢 45Mn --- Wc = 45%， WMn = 0.7%～1.0%
第十一章
机械工程常用材料
机械工程材料习题答案
wC0.20%
wC1.20%
增加，材料硬度增加、塑性下降，强度在 ~ wC0.90%
时最高，之后下降。
因此， Rm（ σb）： wC0.20%< wC1.20%< wC0.77% HBW ： wC0.20%< wC0.77%< wC1.20%
A ： wC1.20%< wC0.77%< wC0.20%
材料的失效及对应性能表征
第二页，编辑于星期二：一点 五十九分。
第四章 合金的相结构与结晶
1、指出下列名词的主要区别：
（1）相组成物与组织组成物 （2）共晶反应与共析反应
答： （ 1）组织组成物是指在结晶过程中形成的，有清洗轮廓能够在显微镜下 清除区别的组成部分；相组成物是指显微组织中的基本相，它有确定的成
6、在 Pb-Sn 相图中，指出合金组织中 :
?含βII 最多和最少的成分； (2) 共晶体最多和最少的成分；
(3) 最容易和最不容易偏析的成分。
答：
（1） β相是 Sn组元端的端际固溶体，即 Sn 晶体中溶入了少量的 Pb。 βII 是 指第二次凝固析出的 β相，根据 Pb-Sn 相图， α 相在降温过程中 β相二次凝
wC0.77% ，属于共析钢，平衡凝固过程中，
衡组织为 P；
A在 727 ℃发生共析反应生产 P。室温平
wC0.77%
wC1.20% ，属于过共析钢，平衡凝固过程中，
A在 900~727 ℃之间开始析出 Fe3C ；在 727 ℃
发生共析反应，剩余 A反应生成 P。室温平衡 组织为 Fe3C+P；
由于 Fe3C含量随 C含量增加而增加，而 Fe3C含量
析？ 答：
含 50% Ni的Cu-Ni 合金铸件偏析较严重。在实际冷却过程中，由于冷速较 快，使得先结晶部分含高熔点组元多，后结晶部分含低熔点组元多，因为 含 50% Ni 的Cu-Ni 合金铸件固相线与液相线范围比含 90% Ni铸件宽，因此 它所造成的化学成分不均匀现象要比含 90% Ni 的 Cu-Ni 合金铸件严重。
《机械工程材料》教案
《机械工程材料》教案第一章：金属材料1.1 金属的晶体结构介绍金属晶体的基本结构解释金属键的概念探讨金属的晶体缺陷1.2 金属的力学性能讨论金属的强度、韧性、硬度等力学性能解释影响金属力学性能的因素探讨金属的疲劳和腐蚀性能1.3 常用金属材料介绍铁合金、铜合金、铝合金等常用金属材料分析各种金属材料的特性及应用领域第二章：非金属材料2.1 陶瓷材料介绍陶瓷材料的组成、制备和特性探讨陶瓷材料的烧结过程及影响因素分析陶瓷材料在工程中的应用2.2 塑料材料介绍塑料的组成、制备和特性讨论塑料的成型加工方法探讨塑料在工程中的应用及限制2.3 复合材料介绍复合材料的定义及分类解释复合材料的特点及优势分析复合材料在工程中的应用案例第三章：材料的力学性能测试3.1 拉伸试验介绍拉伸试验的原理及设备探讨拉伸试验中应力、应变、塑性、弹性等概念分析拉伸试验结果及应用3.2 压缩试验介绍压缩试验的原理及设备探讨压缩试验中应力、应变、脆性等概念分析压缩试验结果及应用3.3 冲击试验介绍冲击试验的原理及设备探讨冲击试验中冲击吸收能量、冲击韧性等概念分析冲击试验结果及应用第四章：材料的焊接4.1 焊接概述介绍焊接的定义、分类及原理解释焊接过程中的热影响区、冷却速度等概念探讨焊接接头的缺陷及影响因素4.2 常见焊接方法介绍熔化焊接、压力焊接、摩擦焊接等常见焊接方法分析各种焊接方法的适用范围及特点4.3 焊接质量控制讨论焊接质量的检测方法解释焊接质量标准及要求探讨焊接质量控制的具体措施第五章：材料的选用及应用5.1 材料选用原则介绍材料选用的基本原则解释材料选用时需要考虑的因素分析材料选用的重要性和必要性5.2 工程材料应用案例分析分析具体工程材料应用案例探讨材料在工程应用中的优势和局限性总结材料应用的经验教训《机械工程材料》教案第六章：材料的热处理6.1 热处理的基本概念介绍热处理的定义、目的和分类解释热处理过程中温度、时间等参数的作用探讨热处理的基本方法（如退火、正火、淬火等）6.2 热处理工艺及设备介绍各种热处理工艺的具体步骤和操作要点探讨热处理设备的类型及选用原则分析热处理过程中的热量传递和相变规律6.3 热处理的应用及效果分析热处理在改善材料性能方面的作用讨论热处理对材料组织结构的影响探讨热处理在实际工程中的应用案例第七章：表面处理技术7.1 表面处理技术概述介绍表面处理技术的定义、目的和分类解释表面处理技术在工程中的应用重要性探讨表面处理技术的选择原则7.2 常见表面处理方法介绍抛光、喷砂、电镀、阳极氧化等常见表面处理方法分析各种表面处理方法的特点、适用范围及优缺点7.3 表面处理技术的应用案例分析表面处理技术在实际工程中的应用案例探讨表面处理技术在提高材料性能、延长使用寿命等方面的作用第八章：材料的疲劳与断裂8.1 疲劳与断裂的基本概念介绍疲劳与断裂的定义、类型和特点解释疲劳失效的过程及影响因素探讨断裂力学的相关概念（如应力强度因子、断裂韧性等）8.2 材料的疲劳性能测试与评估介绍疲劳试验的方法、设备及参数测定分析疲劳试验结果及疲劳寿命的预测方法探讨材料的疲劳裂纹扩展行为及影响因素8.3 疲劳与断裂的控制与应用讨论材料和构件在防止疲劳与断裂方面的设计原则分析实际工程中的疲劳与断裂控制案例总结疲劳与断裂研究的新进展及发展趋势第九章：材料的磨损与腐蚀9.1 磨损与腐蚀的基本概念介绍磨损与腐蚀的定义、类型和特点解释磨损与腐蚀对材料性能和寿命的影响探讨磨损与腐蚀的常见原因和机理9.2 材料的磨损与腐蚀性能测试方法介绍磨损试验（如摩擦磨损试验、冲击磨损试验等）及设备分析腐蚀试验（如浸泡试验、电化学腐蚀试验等）及方法探讨磨损与腐蚀试验结果的分析与评估9.3 磨损与腐蚀的控制与应用讨论材料选择、表面处理等在防止磨损与腐蚀方面的作用分析实际工程中的磨损与腐蚀控制案例总结磨损与腐蚀研究的新进展及发展趋势第十章：材料的环境适应性10.1 环境适应性的基本概念介绍环境适应性的定义、类型和重要性解释材料在不同环境（如大气、水、土壤等）中的行为探讨环境适应性评价的方法和指标10.2 材料的环境老化与性能变化分析环境因素（如温度、湿度、紫外线等）对材料老化的影响讨论材料老化过程及性能退化的机制探讨材料环境老化试验的方法和设备10.3 提高材料环境适应性的策略与应用介绍提高材料环境适应性的方法（如改性、表面防护等）分析实际工程中提高材料环境适应性的应用案例总结材料环境适应性研究的新进展及发展趋势《机械工程材料》教案第十一章：材料的设计与性能优化11.1 材料设计的基本概念介绍材料设计的目标和方法解释材料设计的意义和挑战探讨计算机辅助材料设计的发展趋势11.2 材料性能优化的策略讨论单一材料性能优化的方法（如合金化、微合金化等）分析复合材料性能优化的途径（如纤维增强、颗粒填充等）探讨材料性能优化时的权衡与取舍11.3 材料设计及性能优化的应用案例分析具体材料设计及性能优化的成功案例探讨材料设计及性能优化在工程应用中的价值第十二章：材料的可持续性与环保12.1 可持续发展的基本概念介绍可持续发展的定义、原则和目标解释材料在可持续发展中的作用和责任探讨可持续发展的评价方法和指标体系12.2 环保材料的选择与应用介绍环保材料的分类和特点（如生物降解材料、再生材料等）分析环保材料在工程中的应用优势和限制探讨环保材料的发展趋势及挑战12.3 材料可持续性的实施与案例分析讨论材料生产、使用和回收过程中的可持续性措施分析实际工程中实现材料可持续性的成功案例总结材料可持续性研究的新进展及发展趋势第十三章：材料的经济性分析13.1 材料成本的构成与分析介绍材料成本的构成要素分析材料成本的影响因素探讨降低材料成本的策略和方法13.2 材料的经济性评价方法介绍经济性评价的基本原则和方法（如成本效益分析、生命周期成本分析等）分析各种经济性评价方法的适用范围和优缺点探讨经济性评价在材料选择中的应用13.3 材料经济性分析的应用案例分析实际工程中材料经济性分析的成功案例探讨材料经济性分析在工程项目中的价值第十四章：材料在机械工程中的应用14.1 机械零件的材料选择介绍机械零件设计中材料选择的重要性分析机械零件在不同工作条件下的材料要求探讨机械零件材料选择的依据和流程14.2 典型机械工程材料的应用案例分析机械工程中常用材料（如钢、铝、陶瓷等）的应用案例探讨不同材料在提高机械性能、降低成本等方面的作用14.3 材料在机械工程领域的创新应用介绍材料科学和技术在机械工程领域的最新进展分析新型材料（如记忆合金、纳米材料等）在机械工程中的应用前景第十五章：总结与展望15.1 课程总结回顾本课程的主要内容和知识点强调材料在机械工程中的重要性总结学习过程中掌握的关键技能和思维方法15.2 展望未来分析材料科学和技术的发展趋势探讨材料在机械工程领域的潜在应用激发学生对材料科学和工程的兴趣和热情重点和难点解析重点：理解不同类型材料（金属、非金属、复合材料等）的结构、性能及其应用；掌握材料的力学性能测试方法及其结果分析；了解材料的热处理工艺、表面处理技术以及疲劳与断裂、磨损与腐蚀的基本原理和控制方法；熟悉材料的经济性分析以及在机械工程中的应用。
工程材料学—作业习题与答案
第一章思考作业题1．一铜棒的最大拉应力为70MPa，若要承受2000kgf的载荷，它的直径是多少？2．有一直径15mm的钢棒所能承受的最大载荷为11800kgf，问它的强度是多少。
3．一根2米长的黄铜棒温度升高80℃，伸长量是多少？要使该棒有同样的伸长，问需要作用多少力？（黄铜线膨胀系数为20×10－6/℃，平均弹性模量为110000MPa）4．一根焊接钢轨在35℃时铺设并固定，因此不能发生收缩。
问当温度下降到9℃时，钢轨内产生的应力有多大？（钢的线膨胀系数为12×10－6/℃，弹性模量为206000MPa）5．零件设计时，选取σ0.2（σS）还是选取σb，应以什么情况为依据？6．δ与ψ这两个指标，哪个能更准确地表达材料的塑性？并说明以下符号的意义和单位：σe；σs(σ0.2)；σb；δ；ψ；σ-1；ɑk7．常用的测量硬度的方法有几种？其应用范围如何？8．有一碳钢制支架刚性不足，有人要用热处理强化方法；有人要另选合金钢；有人要改变零件的截面形状来解决。
哪种方法合理？为什么？参考答案：1．18.9mm 2．871MPa 3．3.2mm，176MPa 4．64.3MPa第二章思考作业题1．从原子结合的观点来看，金属、高分子和陶瓷材料有何主要区别？在性能上有何表现？2．单晶体与多晶体有何差别？为什么单晶体具有各向异性，而多晶体材料通常不表现出各向异性？3．简述金属常见的三种晶体结构的基本特点。
4．晶体缺陷有哪些？对材料有哪些影响？对所有的材料都有影响吗？5. 分别说明以下概念：晶格；晶胞；晶格常数；致密度；配位数；晶面；晶向；单晶体；多晶体；晶粒；晶界；各向异性；同素异构。
6.在立方晶格中，如果晶面指数和晶向指数的数值相同，该晶面与晶向间存在着什么关系？第三章思考作业题1．金属结晶的基本规律是什么？结晶过程是怎样进行的？2．过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶后的晶粒大小有何影响？3．如果其它条件相同，试比较在下列条件下，铸件晶粒的大小：（1）砂型铸造与金属铸造；（2）厚壁铸件与薄壁铸件；（3）加变质剂与不加变质剂；（4）浇注时振动与不振动。
哈尔滨工程大学机械设计基础 第十一章 齿轮传动简答题
第十一章齿轮传动1.（1）闭式齿轮传动的主要失效形式及设计准则是什么？开式齿轮传动的主要失效形式及设计准则是什么？答：软齿面闭式齿轮传动的主要失效形式为齿面点蚀，故应先进行齿面接触疲劳强度校核，再进行齿根弯曲疲劳强度校核。
硬齿面闭式齿轮传动的主要失效形式是齿轮疲劳折断，故应先进行齿根弯曲疲劳强度校核，再进行齿面接触疲劳强度校核。
开式齿轮传动的主要失效形式是齿面磨损，一般只进行齿根弯曲疲劳强度校核，同时考虑磨损的影响将模数增加10%～15%。
（对于高速大功率的齿轮传动还要进行齿面抗胶合计算）2.（1）选择齿轮材料时，为何小齿轮的材料硬度要选得比大齿轮材料硬度高？答：因为小齿轮应力循环次数多，弯曲应力更大。
3.（1）提高轮齿的抗弯曲疲劳折断能力和齿面抗点蚀能力有哪些可能的措施？答：抗弯曲疲劳折断能力的措施：通过计算齿根弯曲疲劳强度来保证；增大齿根过渡圆角半径，消除加工刀痕，降低应力集中；增大轴和支承的刚度，减小局部载荷程度；使齿轮芯具有足够的韧性；在齿根处采取强化措施（喷丸或挤压）等。
齿面抗点蚀措施：通过计算齿面接触疲劳强度来保证；提高齿面硬度；减小齿面的粗糙度值；增加润滑油的粘度。
4.什么是硬齿面齿轮？什么是软齿面齿轮？各适用于什么场景？（此题略去）答：当齿面硬度大于350HBS时，称为硬齿面齿轮；当齿面硬度≤350HBS时，称为软齿面齿轮；硬齿面齿轮适用于高速、重载和精密仪器，而软齿面齿轮适用于对速度、载荷和精密度要求都不是很高的场合。
5.齿轮产生齿面磨损的主要原因是什么？它是哪一种齿轮传动的主要失效形式？防止磨损失效的最有效办法是什么？答：在齿轮传动时，当落入磨料性物质时，就会发生磨损，当齿轮表面比较粗糙时也会发生齿轮磨损；是开式齿轮传动的主要失效形式；最有效的方法就是改为闭式齿轮传动，其次是各种增大齿面硬度的方法。
6.齿面接触疲劳强度计算的计算点在何处？其计算的力学模型是什么？齿面接触疲劳强度针对何种失效形式？（此题略去）答：节点；两个半径为两齿轮接触点出曲率半径的圆柱之间的弹性接触；针对齿面点蚀失效形式。
大学_机械工程材料第3版(王运炎朱莉著)课后答案下载
机械工程材料第3版(王运炎朱莉著)课后答案下载机械工程材料第3版(王运炎朱莉著)内容简介第3版前言第2版前言第1版前言绪论一、材料的分类及其在工程技术中的应用二、材料的发展及材料科学的形成三、本课程的目的、任务和学习方法第一章金属材料的.力学性能第一节强度、刚度、弹性及塑性一、拉伸曲线与应力.应变曲线二、刚度和弹性三、强度四、塑性第二节硬度一、布氏硬度二、洛氏硬度三、维氏硬度第三节冲击韧性一、冲击试验方法与原理二、冲击试验的应用第四节断裂韧度一、裂纹扩展的基本形式二、应力场强度因子K1三、断裂韧度K1C及其应用第五节疲劳一、疲劳现象二、疲劳曲线与疲劳极限三、提高疲劳极限的途径四、其他疲劳习题与思考题第二章金属与合金的晶体结构第一节晶体的基本知识一、晶体与非晶体二、晶格、晶胞和晶格常数第二节金属的晶体结构一、金属的特性和金属键二、金属中常见的晶格三、晶体结构的致密度四、晶面与晶向第三节合金的晶体结构一、合金的基本概念二、合金的相结构第四节实际金属的晶体结构一、多晶体与亚组织二、晶体的缺陷习题与思考题第三章金属与合金的结晶第一节纯金属的结晶一、纯金属的冷却曲线和过冷现象二、纯金属的结晶过程三、金属结晶后的晶粒大小四、金属的同素异构转变第二节合金的结晶一、二元合金相图的基本知识二、二元匀晶相图三、二元共晶相图四、合金性能与相图间的关系习题与思考题第四章铁碳合金相图第一节铁碳合金的基本相一、铁素体二、奥氏体三、渗碳体第二节铁-渗碳体相图分析一、上半部分图形——由液态变为固态的一、次结晶(912℃以上部分)二、下半部分图形——固态下的相变三、铁一渗碳体相图中各点、线含义的小结四、铁一渗碳体相图中铁碳合金的分类第三节典型铁碳合金的结晶过程及其组织……第五章钢的热处理第六章金属的塑性变形及再结晶第七章钢第八章铸铁第九章有色金属及粉末冶金材料第十章高分子材料、陶瓷材料及复合材料第十一章机械制造中零件材料的选择附录参考文献机械工程材料第3版(王运炎朱莉著)目录本书为普通高等教育“十一五”__规划教材，曾荣获第三届高等学校机电类专业优秀教材二等奖。
机械基础_第十一章
两构件之间通过面接触
两构件组成运动副后只 能在平面内作相对转动
运动副
低副 高副
两构件之间通过点或线接触
转动副 移动副
两构件组成运动副后 只能作直线往复运动
11.1.2 运动副的类型
1．低副
两构件之间通过面接触形成的运
动副称为低副，如图11-3所示。根据
利用式（11-1）可以求解一般平面机构的自由度，但若机构中存在以下三类 特殊情况，应进行相应处理后，才能利用公式求解。
1．复合铰链
图11-12所示的平面机构中共 有5个活动构件，6个转动副，若 根据式（11-1）计算该机构的自由
度为 F 35 - 26 3。但在实
际情况中，若已知原动件1的运动
11.3.2 平面机构自由度的计算
机构的自由度是指机构中各构件相对于机架所具有的独立运动的数目。设一
个平面机构包括机架在内共有N个构件，其中有PL个低副，PH个高副。则活动构 件的数目为n N-1 ，这些构件在未组成运动副之前的自由度总数为3n；当组成运
动副后，共计引入2PL PH个约束，则机构减少2PL PH个自由度。该机构的自由 度F的计算公式为
2 确定各构件间运动副的类型和数目 曲轴1与汽缸体4、连杆2与曲轴1之间均发生 相对转动，构成2个转动副；活塞3既与连杆之 间发生相对转动，又与汽缸体之间发生相对直 线运动，构成1个转动副和1个移动副。
3
（a）示意图
（b）机构运动简图
1—曲轴；2—连杆；
4
3—活塞；4—汽缸体
图11-10 汽车曲柄连杆机构
11.2.3 平面机构运动简图的绘制步骤
例11-1 绘制如图11-10（a）所示的汽车曲柄连杆机构的平面机构运动简图。
工程机械设计第11章 路面铣刨机械
一、铣刨机总体结构及选型设计
图11-7 铣刨转子结构 1—刀具 2—刀座 3—刮刀板
一、铣刨机总体结构及选型设计
图11-9 两级集料输送装置 1—回转臂2—升降控制液压缸3—装车带式输送机4—拾料带式输送机 5—铣刨鼓6—行走装置
一、铣刨机总体结构及选型设计
图11-10 装车带式输送机回转机构及升降机构 1—水平回转液压缸2—回转臂3—升降控制液压缸4—回转臂“Π ”形架
为三角形，如图11-12所示。 (2)摩擦阻力F 刀具向下运动，铣削面层材料对刀具的摩擦力即为相反的向上方向， 铣削阻力p作用点可假设为B点(铣削投影面积的形心位置)，作用方向为刀具运动的相 反方向。
1.铣刨刀具受力计算
图11-12 刀具受力简图
2.功率计算
1)铣削土壤所耗功率P1(W)为
2)抛掷土壤所消耗的功率P2(W)为 3)机器移动所耗功率P3(W)为 4)克服转子与功率输出轴间传动机构的摩擦阻力所耗功率P4(W)为
二、路面铣刨机的工作原理及工作特点
1.工作原理 2.工作特点
1.工作原理
图11-2 铣刨机工作原理 1—行走装置 2—铣削装置 3—输送装置 4—自卸车
2.工作特点
1)使用铣刨机铣削路面，可快速有效地处理路面病害，使路面保持平整。
2)采用铣削工艺翻修道路，可保持原路面的水平高程。 3)采用铣削工艺作业，可使填料坑边侧及底部整齐、深度均匀，形成新旧料易于结合 的齿状几何表面(图11-3)，保证了新旧路面材料的良好结合，从而使翻修后新路面的 使用寿命大大提高。 4)有利于旧路面材料的再生利用。
第十一章 路面铣刨机械
第一节 第二节 概 述
路面铣刨机的构造与总体设计
第一节概
一、路面铣刨机的用途 二、路面铣刨机的工作原理及工作特点 三、路面铣刨机的分类 四、主要技术参数
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WC、TiC等作为强化相。
硬质合金主要有钨钴 (YG)和钨钴钛(YT) 两类。牌号中，YG 后的数字为含Co量， YT后的数字为碳化
硬质合金模具
硬质合金轴承刀具
钛含量。
硬质合金硬度极高，
且热硬性、耐磨性好，
一般做成刀片，镶在
刀体上使用。
二、层状复合材料
层状复合材料是指在 基体中含有多重层片 状高强高模量增强物 的复合材料。
芳纶刹车片
复合材料在航空中 的应用
美UH－60A型直升飞机
美国F/A-18歼击机
四、纤维增强金属基复合材料
金属的熔点高，故高强度纤维增强后的金属基复合 材料（MMC）可以使用在较高温的工作环境之下。 常用的基体金属材料有铝合金、钛合金和镁合金。 作为增强体的连续纤 维主要有硼纤维、 SiC和C纤维；Al2O3 纤维通常以短纤维的 形式用于MMC中。
粒子增强SiC陶瓷基复合材料
锆增韧陶瓷等。
颗粒增强铝基泡沫复合材料
碳黑增强橡胶
金属基粒子复合材料又称
金属陶瓷，是由钛、镍、 钴、铬等金属与碳化物、 氮化物、氧化物、硼化物 等组成的非均质材料。
硬质合金组织(Co+WC) 硬质合金铣刀
碳化物金属陶瓷作为工具 材料已被广泛应用，称作
硬质合金。硬质合金通常
MMC的SEM照片
MMC虽强度和弹性模量（刚度）增加，但塑性和韧 性因使用陶瓷纤维而有所降低。这在一定程度上限 制了MMC的应用范围。
航天飞机内
MMC (Al / B 纤维)桁架
五、纤维增强陶瓷复合 材料
陶瓷材料耐热、耐磨、耐蚀、 抗氧化，但韧性低、难加工。 在陶瓷材料中加入纤维增强，
\ \ \
第二节 粒子与层状增强复合材料
一、粒子增强复合材料
粒子增强复合材料是将粒子
高度弥散地分布在基体中，
使其阻碍导致塑性变形的位
错运动(金属基体)和分子链
运动(聚合物基体)。
这种复合材料是各向同性的。
卫星用颗粒增强铝 基复合材料零件
聚合物基粒子复合材料如酚 醛树脂中掺入木粉的电木、 碳酸钙粒子改性热塑性塑料 的钙塑材料(合成木材)等。 陶瓷基粒子复合材料如氧化
ZnO晶须
自增韧Si3N4陶瓷
二、复合材料的特点
1、比强度和比模量高 其中纤 维增强复合材料的最高。 2、抗疲劳性能好 碳纤维增强 材料-1可达b的70~80%。因纤 维对疲劳裂纹扩展有阻碍作用。
比 强 度 比 较
3、减振性能良好 复合材料中
的大量界面对振动有反射吸收
作用，不易产生共振。
4、高温性能好。
碳 硼 玻钛 钢 铝 纤纤璃 维维纤 维 树树 脂脂树 脂
第十一章 复合材料
复合材料是由两种或两种以上化学性质 或组织结构不同的材料组合而成的材料。
复合材料是多相材料，主要包括基体相和增强相。
基体相是一种连续相，它把改善性能的增强相材料固
结成一体，并起
传递应力的作用。
增强相起承受应
力（结构复合材 料）和显示功能 (功能复合材料) 的作用。
纤维增强高分子复合材料
第一节 概述
一、复合材料的分类
1、按基体材料分类，可分为聚合
物基、陶瓷基和金属基复合材料。
SiC颗粒
2、按增强相形状分类，可分为纤
维增强复合材料、粒子增强复合材
料和层状复合材料。
Al2O3片
增 强 相 三 种 类 型
3、按复合材料的性能分类，可分
为结构复合材料和功能复合材料。
Al2O3纤维
层状陶瓷复合材料断口形貌
这种材料是各向 异性的(层内两
三明治复合
维同性)。如碳
化硼片增强钛、
胶合板等。
双金属、表面涂层等也是层状复合材料。
结构层状材料根据材质不同，分别用于飞机制造、 运输及包装等。
有TiN涂层的 高尔夫球头
层 状 复 合
铝 合 金 蜂 窝 夹 层 板
第三节 纤维增强复合材料
玻璃纤维
2、碳纤维：化学性能与碳 相似。 3、硼纤维：耐高温、强度、 弹性模高。
4、金属纤维：成丝容易、 弹性模量高。 5、陶瓷纤维：用于高温、 高强复合材料。
碳纤维
SiC纤维
6、芳香族聚酰胺纤维: 强度、弹 性模量高，耐热。 7、聚乙烯纤维: 韧性极好，密度 非常小 。 8、晶须：是直径小于30m，长 度只有几毫米的针状单晶体，断 面呈多角形, 是一种高强度材料。
c f V f mVm , Ec E f V f EmVm
当外力垂直于纤维轴向时，则
c m f , c mVm f V f
Lc fy 2、纤维的临界长径比 d 2 my
mu m 3、纤维最小体积分数 V fc fu m
环氧树脂 / 碳纤维（高弹性）
纵向抗拉强度 MPa 纵向弹性模量 GPa
69 1020 1240
6.9 45 145 76 210-280
环氧树脂 / 芳纶纤维（49） 1380
环氧树脂 / 硼纤维（70 % Vf ） 1400-2100
聚合物基纤维增强复合材料零件
碳纤维增强聚酰亚胺复合材料制航空 发动机高温构件
纤维增强复合材料的强度和刚性与纤维方向密切相关。
纤维无规排列时，能获得基本各向同性的复合材料。 均一方向的纤维使材料具有明显的各向异性。纤维采 用正交编织，相互垂直的方向均具有好的性能。纤维 采用三维编织，可获得各方向力学性能均优的材料。
纤维在基体中的不同分布方式
二、纤维的种类和性能
1、玻璃纤维：用量最大、 价格最便宜。
C/C复合材料
能大幅度提高强度，改善韧
性，并提高使用温度。
Si/Si复合材料
陶瓷中增韧纤维受外力作用，
因拔出而消耗能量，耗能越
多材料韧性越好。
用晶须作为增强相可以显著提高复合材料的强度 和弹性模量，但因为价格昂贵，目前仅在少数宇 航器件上采用。现在发现，晶须 (如SiC 和Si3N4) 能起到陶瓷材料增韧的作用。
分为金属晶须和陶瓷晶须。金属
晶须中, Fe晶须已投入生产。工业
生产的陶瓷晶须主要是SiC晶须。
SiC晶须
三、聚合物基纤维增强复合材料
通常用碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维增强高分子材料。 这类复合材料的性能较环氧树脂等基体有大幅度的提 高，比强度也高得多。
材料种类 环氧树脂 环氧树脂 / E级玻璃纤维
纤维增强复合材料是指以各种金属和非金属作为基
体，以各种纤维作为增强材料的复合材料。
维增强复合材料中，纤维是材料
主要承载组分，其增强效果主要取决
于纤维的特征、纤维与基体间的结合
碳 纤 维
强度、纤维的体积分数、尺寸和分布。
1、弹性模量及强度 外力方向与纤维轴向相同时，c= f = m (f-纤维、 m-基体、 c-复合材料)，则