灌排题
灌排练习题
第一章绪论
一、简答题
1.简述我国水资源概况以及我国发展节水灌溉的必要性？
答案要点：
从三个方面论述：（1）水资源短缺；（2）水资源时间分布（3）水资源空间分布
因此，解决我国农业发展的缺水问题，根本出路在于节水农业用水量约占全社会用水量的70%以上，并且目前我国农业灌溉用水利用率不足50%，发展节水灌溉技术不仅可以有效地缓解目前城市水资源供需紧张的矛盾，也是农业可持续发展的必由之路。
2．我国农业灌溉历史发展情况如何？取得的成效怎样？（可从网上查阅资料）
我国节水灌溉取得的成效：截至2005年底，全国工程节水灌溉面积达到3.2亿亩，占有效灌溉面积（8.5亿亩）的36％。其中渠道防渗面积1.45亿亩，占49%；管道输水面积9933万亩，占33.6%；喷灌面积4184万亩，占14.2%；微灌面积931.7万亩，占3.2%；推广水稻控制灌溉、抗旱播种和保苗措施等非工程措施近2亿亩。我国以占耕地面积43.5%的有效灌溉面积，生产着75%的粮食、90%的经济作物。如2004年粮食总产4694.5亿kg，平均亩产308kg。灌溉面积上的粮食平均亩产是全国平均亩产的1.8倍，是旱地的2.9倍，而且相对稳定。由此可见，我国农业高度依赖于灌溉。
3．灌溉方法评价指标标准从哪几个方面考虑？
（1）灌水均匀（2）灌溉水的利用率高（3）少破坏或不破坏土壤团粒结构（4）便于和其他农业措施相结合（5）应有较高的劳动生产率，使得一个海水员管理的面积最大（6）对地形的适应性强（7）基本建设投资与管理费用低，出要求能量消耗最少，便于大面积推广（8）田间占地少。
第二章作物需水量和灌溉用水量
一、名词解释
1.作物需水量
作物需水量是指作物正常生长时的蒸发蒸腾量与构成植株体的水量之和。
2.作物系数
作物系数是指充分供水条件下实际作物蒸发蒸腾量与参考作物蒸发蒸腾量的比值。
3.灌溉制度
是指按作物需水要求和不同灌水方法制定的灌水次数、每次灌水的时间、灌水定额及灌溉定额的总称。
4..灌水定额
是指单位灌溉面积上的一次灌水量或灌水深度。
5. 有效降雨量
有效降雨量系指天然降雨量扣除地面径流和深层渗漏量后，蓄存在土壤计划湿润层内可供作物利用的雨量。
6.灌水率(灌水模数)
灌水率是指灌区单位灌溉面积（以万亩计）上所需的净灌溉用水流量，又称灌水模数（即
）。
7.土壤计划湿润层深度
土壤计划湿润层深度系指在对旱作物进行灌溉时，计划调节控制土壤水分状况的土层深度。
8.田间持水量
田间持水量定义为农田土壤某一深度内保持吸湿水、膜状水和毛管悬着水的最大含水量。
二、填空
1.土壤含水量应控制在允许最大和最小之间，允许的最大含水量为田间持水量，允许的最小含水量为调萎系数。
2.干旱可以分为：大气干旱、土壤干旱、盐分干旱。
3.土壤水按其形态不同可分为气态水、吸着水、毛管水、重力水。
4.单位换算：1m3/亩=1.5mm。
三、判断题（正确的画√，错误的画×）
1.在灌溉设计年内，为保证作物各生育期需水要求，除该时段的降水供给水量外、尚有部分亏缺水量，需灌溉补给，这部分亏缺水量为净灌溉用水量。（√）
2.农作物的灌溉制度是指播种前及全生育期的灌水次数、灌水日期、灌水定额及灌溉定额。（√）
3.作物需水量是指农作物生长发育过程中，从播种至收获消耗于植株叶面蒸腾和株间蒸发的水分的总和。（√）
4.对于旱作物，湿润年份及南方地区的灌水次数少，灌溉定额小；干旱年份及北方地区的灌水次数多，灌溉定额大。（√）
四、选择填空（将其中一个正确的题号填在括号内）
1．影响作物田间需水量的因素很多，其中最重要的是（ C ） A.土壤 B.气象 C.作物 D.农技措施
2．作物需水量指（ C ）
A.叶面蒸腾量
B. 叶面蒸腾量+深层渗漏量
C.叶面蒸腾量+棵间蒸发量
D.叶面蒸腾量+棵间蒸发量+深层渗漏量
3．以水面蒸发量为参数的需水系数法一般适用于（ C ）作物需水量的估算。
A.小麦
B.玉米
C.水稻
D. 棉花
4．灌区的灌水率是指灌区（ C ）过程线。
A.单位面积用水量
B.单位面积灌水定额
C.单位面积上的净灌水流量
D.净灌水流量
5．（ B ）宜采用畦灌。
A.水稻
B.小麦
C.玉米
D.棉花
6．土壤水分中与作物关系最密切的是（ B ）
A.膜状水
B.毛管水
C.重力水
D.吸湿水
7．作物因缺水而产生凋萎，当作物产生永久性凋萎时的土壤含水率称（ D ）
A.吸湿系数
B.田间持水率
C.最大分子持水率
D.凋萎系数
8．吸湿水最大时的土壤含水率称之为（ A ）
A.吸湿系数
B.田间持水率
C.毛管持水率
D.凋萎系数
9．悬着毛管水达到最大时的土壤含水率称之为（ C ）
A.最大分子持水率
B.毛管持水量
C.田间持水率
D.饱和含水率
10．土壤吸力小于( A )的那部分称为可被作物吸收利用，称为有效水。
A.1.5MPa
B.2MPa
C.2.5MPa
D.3MPa
11．由于降雨过大或降雨连绵造成地下水位抬高、土壤含水量过大，形成的灾害称（ C ）
A.洪灾
B.涝灾
C.渍灾
D.洪涝灾害
五、简答题
1.如何确定灌溉制度？
灌溉制度是根据作物各生育期需水量与降雨，地下水补给量经平衡计算确定的。由于每年的降水与干旱情况变化很大，故灌溉制度不是一成不变的。通常根据水文年制定出各种不同的灌溉制度，作为年初制定灌区配水计划的参考，具体执行时再根据实际降水情况和作物生长情况做适当修改。
2.什么是适水种植技术？
适水种植是指根据天然降水的特点和水资源条件，合理确定种植结构、作物品种和栽培技术的种植技术。在水资源缺乏地区，应根据降水特点，合理安排作物种植结构，降低复种指数，合理轮作换茬。旱地不追求一年两熟，提倡两年三熟或一年一熟，提高单产。要根据当地水源情况，尽量压缩旱地小麦种植面积，多种耐旱的经济作物，稳定棉田面积，发展耐旱的豆类、甘薯和花生等，既保证粮食产量，又减少灌溉用水量，从而达到整体节水的目的。
3.描述作物水分生产效率的术语有哪些？
描述作物与水之间生产效率的概念除作物水分生产率外，还有作物水分生产函数、作物
水肥生产函数、作物水盐生产函数和作物缺水敏感指标等。
4.什么是充分灌溉制度？
是指灌溉供水能够充分满足作物各生育阶段的需水量要求而制定的灌溉制度。
5.什么是非充分灌溉制度？
当水源不足时，应采用限额灌溉或叫非充分灌溉，减少灌水次数和灌水数量，以较少的水，获得最大的经济效益。
6．为什么要对初拟灌水模数图作必要的修正？如何修正？
经直接计算而绘制的灌水率图，常常会发现以下问题：不同时期大小相差悬殊，引水不均匀、不连续，不利于管理；短期停水较多，增加渠道渗水损失。如以其中最大的灌水率计算渠道流量，势必偏大，不经济。因此，必须对初拟灌水率图进行必要的修正。在修正时，应以不影响作物需水要求为原则，尽量不要改变主要作物关键用水期的各次灌水时间，其它注意事项还包括：
（1）若必须调整，应以提前移动为主，尽可能消除灌水率高峰和避免小于5d的短期停水现象，最小灌水率不应小于最大灌水率的30%；灌水时间前后移动不宜超过3d；
（2）尽量保持主要作物关键期的灌水时间不变，必须变动时，灌水日期前后移动不得超过3d，若同一种作物连续两次灌水均需变动灌水日期，不应一次提前、一次退后；修正后的最小值应小于最大值的40%；
（3）延长或缩短灌水时间与原定时间相差不应超过20%，尽量调整次要作物、非关键期的灌水日期和灌水延续时间，最后要使修正后的灌水率图比较均匀、连续、集中。
7．灌溉用水量计算方法有几种？
（1）利用灌水率图推算
用调整后的灌水率图可以推算灌溉用水量及灌溉用水过程。方法是把调整后的灌水率图中的各纵坐标值分别乘以灌区总灌溉面积，再除以灌溉水利用系数，即把灌水率图扩大
（）倍，便可得到全灌区设计年的灌溉用水流量。
（2）用灌水定额和灌溉面积直接计算
对于任何一种作物的某一次灌水，须供水到田间的灌水量（称净灌溉用水量），
（3）用综合灌水定额推算
全灌区灌水定额是同一时段内各种作物灌水定额的面积加权平均值，
六、计算题
1．m＝667n H (θmax－θ0)＝667×38.6%×0.75×(75%—46%)＝56m3/亩2．播前灌水定额为60m3/亩
3．冬小麦全生育期的灌溉定额为234.1m3/亩
七、做图题
1．作物产量Y和投入水量之间的关系；
2．以产量为指标的需水系数K和作物产量之间的关系：
3．作物需水量ET和产量Y之间的关系。
第三章渠道防渗工程技术
一、名词解释
1．灌溉水利用系数
灌入田间的水量（或）流量与灌溉系统引入总水量（或流量）的比值。
2．渠道防渗率
灌区固定渠道最大过水表面中防渗面积与总面积的比值，以百分计。
3．安全超高
衬砌护面应有一定的超高，以防风浪对渠床的冲刷，衬砌超高指加大水位到衬砌层顶端的垂直距离。
4.设计流量
在灌溉设计标准条件下，为满足灌溉用水要求，需要渠道输送的最大流量。通常是根据
设计灌水模数（设计灌水率）和灌溉面积进行计算的。
5.最小流量
在灌溉设计标准条件下，渠道在工作过程中输送的最小流量。用修正灌水模数图上的最小灌水数值和灌溉面积进行计算，就用渠道最小流是可以校核对下一级渠道的水位控制条件和确定修建节制闸的位置等。
6.加大流量
考虑到在灌溉工程运行过程中可能出现一些难以准确估计的附加流量，把设计流量适当放大后所得到的安全流量。简单他说，加大流量是渠道运行过程中可能出现的最大流量，它是设计渠堤堤顶高程的依据。
二、填空
1．田间水利用系数 > 渠系水利用系数 > 灌溉水利用系数。
2．灌溉渠系由灌溉渠道和排水沟组成。
3．按控制面积大小和水量分配层次划分，灌溉渠道分为四级：干渠、支渠、斗渠、农渠；
排水沟也分为四级：干沟、支沟、斗沟、农沟。
三、选择填空（将其中一个正确的题号填在括号内）
1、灌排相邻布置适用于（ C ）地形。
A.平原地区
B.地形微起伏地区
C.地形向一侧倾斜的地区
D.山丘区
2、某一渠系有干、支、斗、农四级，则灌入田间的水量与干渠渠首引入水量之比是（ A ）的水利用系数。
A.η水
B.η干系
C.η干
D.η支水
3、某支渠流入田间的净流量与该支渠设计流量之比是（ C ）的水利用系数。
A.η支
B.η支系
C.η支水
D.η水
4、陡坡是（ C ）类型建筑物。
A.控制
B.交叉
C.衔接
D.泄水
5、渠道纵断面图上最关键的一条线是（ C ）
A.地面高程线
B.渠底线
C.设计水位线 C.设计渠顶线
四、简答题
1．渠道防渗的作用？
（1）提高渠床的抗冲能力（2）减小渠床糙率系数（3）减少渠道渗漏对地下水的补给
（4）防止渠道长草，减少泥沙淤积，节省工程维修费用。（5）降低灌溉成本，提高灌溉效益。
2．对渠道防渗工程的基本要求是什么？
1．防渗渠道断面应通过水力计算确定。
2．地下水位高于渠底时，应设置排水设施。
3．防渗材料及配合比应通过试验选定。
4．采用刚性材料防渗时，应设置伸缩缝。
5．标准冻深大于10cm的地区，应考虑采用防治冻胀的技术措施。
6．渠道防渗率，大型灌区不应低于40％；中型灌区不应低于50％；小型灌区不应低于70％；井灌区如采用固定渠道输水，应全部防渗。
7．大、中型灌区宜优先对骨干渠道进行防渗。
3．渠道防渗材料所用材料？
根据所使用的材料，渠道防渗可分为：①土料防渗；②水泥土防渗；③砌石防渗I④塑料薄膜防渗(内衬薄膜后再用土料、混凝土或石料护面)⑤沥青混凝土防渗；⑥混凝土防渗等。其中混凝土衬砌是当今渠道衬砌的主要形式。
4．选择防渗技术措施应考虑的因素
根据我国SL18-91《渠道防渗工程技术规范》规定的各种渠道防渗材料的技术特点、防渗效果、运用条件等，可根据拟建渠道的基本资料，在上述设计总则指导下，具体的进行设计。设计时尚应综合考虑下列影响因素。
（1）气候条件（2）地形条件（3）基土性质（4）地下水位（5）土地利用及灌溉系统的形式（6）防渗标准（7）耐久性（8）材料来源（9）劳力、能源及机械设备供应情况（10）管理养护（11）工程费用
5.渠道防渗的类型包括：
（1）土料防渗
特点：投资少、施工简便,其防渗效果与夯实程度及影响深度有关, 可用于小型渠道。
（2）砌石防渗
特点：就地取材、施工简单、抗冲、抗磨、耐久。
（3）砖砌石防渗
特点：砖砌护面也是一种因地制宜、就地取材的防渗衬砌措施，其优点是造价低廉、取材方便、施工技术简单、防渗效果较好。
（4）混凝土防渗
优点：防渗效果好，一般能减少渗漏损失水量的85%～90%以上；糙率系数小，可提高渠道的输水能力、减小渠道的断面尺寸；不生杂草，减少淤积，便于养护管理；经久耐用，一般可用40～50年。
（5）沥青防渗
特点：沥青材料护面具有防渗。耐久、抗碱、造价低、施工简便等优点。
（6）塑料薄膜防渗
特点：具有重量轻、运输方便、施工简单、造价低、耐腐蚀、防渗效果好等优点。但应防止杂草丛生，草根穿透薄膜。
6．防渗渠道的设计参数有哪些？
防渗渠道的设计参数除渠道的设计流量外，还有边坡系数、糙率、超高、不冲不淤流速、伸缩缝间距及填缝材料、砌筑缝及其填筑缝材料、渠底比降、稳定渠床的宽深比、堤顶宽度和封顶板等。
7．估算输水损失量的常用方法是什么？
（1）用经验公式估算输水损失水量，常用的经验公式是：
式中σ——每公里渠道输水损失系数；
A——渠床土壤透水系数；
M——床土壤透水指数；
Qm——渠道净流量，m3/s。
（2）用经验系数估算输水损失水量
渠道水利用系数——某渠道的净流量与毛流量的比值称为该渠道的渠道水利用系数；渠系水利用系数——灌溉渠系的净流量与毛流量的比值称为渠系水利用系数，渠系水利用系数的数值等于各级渠道水利用系数的乘积。即；田间水利用系数——田间水利用系数是实际灌入田间的有效水量（对旱作农田，指蓄存在计划湿润层中的灌溉水量；对水稻田，指蓄存在格田内的灌溉水量。）和未级固定渠道（农渠）放出水量的比值，用符号ηf表示。
灌溉水利用系数——灌溉水利用系数是实际灌入农田的有效水量和渠首引人水量的比值
8．续灌流量推算
图中表示的渠系有一条干渠和四条支渠，各支渠的毛流量分别为Q1、Q2、Q3、Q4，支渠取水口把干渠分成三段，各段长度分别为L1、L2、L3，各段的设计流量分别为QOA、QAB、QBC，计虎公式如下：
9．一般梯形断面水力计算的步骤是什么？
这是广泛使用的渠道设计方法。根据公式用试算法求解渠道的断面尺寸，具体步骤如下：
（1）假设b、h 为了施工方便，底宽b应取整数。因此，一般先假设一个整数的b值，
再选择适当的宽深比α,用公式计算相应的水深值。
（2）计算渠道过水断面的水力要素根据假设的b、h值计算相应的过水断面面积A、
湿周P、水力半径R和谢才系数C，计算公式如下：
A=(b+nh)h
用公式计算谢才系数C值。
（3）计算渠道流量用公式计算。
（4）校核渠道输水能力上面计算出来的渠道流量（Q计算）是假设的b、h值相应的输水能力，一般不等于渠道的设计流量（Q），通过试算，反复修改b、h值，直至渠道计算流量等于或接近渠道设计流量为止。要求误差不超过5％，即设计渠道断面应满足的校核条件是：
10．渠道防渗工程冻害类型有几种？
根据负气温造成各种破坏作用的性质，冻害可分以下3种类型。
（1）渠道防渗材料的冻融破坏
（2）渠道中水体结冰造成防渗工程破坏
（3）渠道基土冻融造成防渗工程破坏
11．混凝土冻胀破坏形式措施有哪些？
（1）回避冻胀法
回避冻胀是在渠道衬砌工程的规划设计中，注意避开出现较大冻胀量的自然条件，或者在冻胀性土存在地区，注意避开冻胀对渠道衬砌工程的作用。采取避开较大冻胀存在的自然条件、埋入措施、置槽措施或架空渠槽等方法。
(2)削减冻胀法
当估算渠道冻胀变形值较大，且渠床在冻融的反复作用下，可能产生冻胀累积或后遗性变形情况时，可采用削减冻胀的措施，将渠床基土的最大冻胀量削减到衬砌结构允许变位范围内。采取置换法、隔垫保温、压实和防渗排水法等方法。
第四章低压管道输水技术
一、填空
1．历史悠久闻名中外的四川都江堰工程是无坝引水的典范。
2．有坝引水建筑物包括：拦河坝、进水闸、冲沙闸、防洪堤。
二、简答题
1．什么是低压管道输水灌溉？
低压管道输水灌溉工程是指以管道输水进行地面灌溉的工程，简称管道灌溉工程，管道系统工作压力一般不超过0.2 MPa。它是利用机泵抽取井水，以管道代替明渠，通过管道系统把水直接输送到田间沟、畦灌溉农田，以减少水在输送过程中的渗漏和蒸发损失，满足作物生长的需要，农民常形象地称为“田间自来水”，是发展面积较大的一种节水工程形式。
2 井灌区低压管道输水工程应符合哪些要求？
井灌区低压管道输水工程应符合下列要求：
（1）田间固定管道长度宜为90～150 m/hm2。（2）支管走向宜平行于作物种植行，支管间距宜采用50～150 m，单向浇地时取较小值，双向浇地时取较大值。（3）出水口(给水栓)应按间距不大于100m、用软管与之连接进行灌溉。每个出水口控制灌溉面积宜为0.25～0.6 hm2，单向浇地时取小值，双向浇地时取大值。（4）应设有安全保护装置。寒冷地区应布设排水、泄空及防冻害装置。（5）对规划中将要实施喷灌的输水管道系统，应符合喷灌工程的技术要求。
3．管道输水灌溉系统由哪些部分组成？
管道输水灌溉系统一般由水源、水泵及动力设备、输水管网、出水装置等几部分组成：
(1) 水源。井、水库、河渠、沟塘等均可作为管道输水灌溉的水源，这些水源均应符合农田灌溉的水质标准。
(2) 水泵及动力设备。按用水量和扬程的大小选择适宜的水泵，动力机多选用电动机或柴油机。
(3）输水管网。采用混凝土管、塑料管等作为输水管材，与相应的管件组合在一起，构成一级、二级或多级的树枝状或环状输水管网。地埋管道以PVC塑料管道应用最多，与给水栓连接的地面移动软管和地面移动多孔闸管多采用塑料软管。
(4) 给配水装置。有出水口和给水栓等。由管道系统向田间毛渠或畦沟供水的节制装置称为出水口，向地面管道提供压力水源的节制装置称为给水栓。
(5) 安全保护装置。有安全阀和进排气阀等。
4．管道输水灌溉系统有哪些类型？
管道输水灌溉系统一般有移动式、半固定式和固定式三种。
(1) 移动式。灌溉季节可快速拆装、移动，轮流使用于不同位置的灌溉管道系统。它由水泵抽水直接进入地面可移动的配水软管(俗称小自龙)灌溉农田。移动软管容易老化损坏，操作管理不便。
(2) 半固定式。输水干管道固定埋入地下，由给水栓向地面配水管道给水，配水管道可轮换移动使用，这种形式的投资较少，但操作管理费工。
(3) 固定式。固定安装在地面或埋入地下的管道系统。这种系统操作管理方便，但投资大。
5. 管道输水灌溉系统布置应遵循哪些原则？
（1）管道应短而直、水头损失小、总费用省和管理运用方便。（2）各用水单位应设置独立的配水口。配水口的位置、给水栓的型式和规格尺寸，必须与相应的灌溉方法和移动管道连接方式一致，使之便于管理。（3）管道应布置在坚实的地基上，避开填方区和可能产生滑坡或受山洪威胁的地带。（4）管网压力分布差异较大时，可结合地形条件进行压力分区，采用不同压力等级的管材和不同的灌溉方式。（5）如管道纵向拐弯处可能产生真空，应留出2～3 ｍ水头的余压。（6）固定管道宜埋在地下，易损管材必须埋在地下。埋深应不小于60cm，并应在冻土层以下。（7）铺设在地面上直径不大于100mm的固定管道，应在拐弯处设置镇墩。两个镇墩之间的管道应设置伸缩节或柔性接头。（8）铺设在松软地基或有可能发生不均匀沉降地段的刚性管道，对管基应进行处理。（9）各级管道进口必须设置节制阀，分水口较多的输配水管道，每隔３～５个分水口应设置一个节制阀；管道最低处应设置排水阀。（10）应根据水力特性，在相应位置设进、排气阀或水锤防护装置。（11）应设置压力、流量计量装置。
6.在管网设计中如何选配水泵动力机？
低压管道输水灌溉系统水泵动力机的选择，应满足以下要求：
（1）根据管道输水工程的流量和扬程正确选择和安装水泵，使其在高效性能区运行。（2）尽量选购机泵一体化或机泵已经组装配套的产品，并必须选购国家规定的节能产品。（3）在电力供应有保障的地区，尽量采用电动机。（4）用于管道输水的水泵主要是离心泵、潜水电泵、长轴井泵等。
（5）井灌区管道输水一般使用配套好的离心泵或潜水泵。
7. 管道输水灌溉用的管材有哪些？
目前井灌区低压管道输水工程所用管材，主要有塑料管、预制混凝土管以及现场连续浇筑混凝土管等。
(1) 塑料硬管。
(2) 塑料软管。分为两种：一种是薄膜塑料软管，大多数由白色塑料吹塑而成，放到田间远看像一条蜿蜒曲折的白龙，俗称小白龙。另一种是类似消防队员使用的维纶涂塑软管，它既可以作低压输水管道用，也可以作为移动式喷灌机的配套管材。
(3) 预制混凝土管。这是用人工方法或制管机在加工场预制成，运输到施工现场安装连接。在有原材料来源的地方，就地生产预制管造价低，但施工安装中管道接头多，施工速度慢，劳动强度大，安装技术要求高，接头处质量不易保证，容易漏水。
(4) 现场连续浇筑混凝土管。这是在施工现场挖好的沟里直接浇筑成型的混凝土管。这种方法无接头处理工序，无运输、搬运损环等问题，但非专业施工队伍现场浇筑质量难以控制。
8.管道系统中的安全保护装置有哪些？
管道系统中应设各类阀门以保障管网系统运行时的安全，常见的有：
（1）逆止阀。只允许管道水体单向流动的部件。（2）进气阀。安装在高处的管道自动进气部件，在负压时能自动补气。（3）排气阀。安装在管线驼峰或最高处，用于管道充水时排除管内空气的装置。（4）泄水阀。安装在管线末端或最低处用于泄水检修、冲洗和安全保护的装置。（5）安全阀。是一种压力释放装置，安装在管路较低处，起超压保护作用。即当管内压力超出设定值时，能迅速开启排出管中水流，从而限制管内压力过高，保证管道安全。
9.管道系统在运行管理中应注意哪些事项？
为了保证工程设备的完好和正常运行，充分发挥工程效益，必须把管灌系统的运行管理工作置于重要位置，常抓不懈。
(1) 专人管理。根据工程规模的大小和生产体制，配备专管人员，或建立必要的管理组织，实行管理责任制。
(2) 制定管理制度。民主制定包括运行管理、用水管理、水费征收办法、设备维修保养等规章制度，并严格执行。
(3) 做好设备的维修养护。机井应设井台、井盖或井房，防止污染、淤塞和破坏；定期检查维修机泵，保证正常运行；经常检查管道、给水栓、安全装置及其他工程，发现漏水、损坏现象，应及时修理。
(4) 正确操作。为防止压力瞬时骤增，破坏管道，水泵开机前应首先打开出水口，变换出水口应先开后关，严禁突然开启或突然关闭阀门和出水口，灌溉完毕应先停机后关出水口。
10.什么是田间闸管灌溉技术?
田间闸管灌溉系统由移动软管道和管道上配置的多个供水闸门组成，闸门间距及规格可根据田间沟(畦)间距(宽度)及所需流量确定。该系统用于替代毛渠完成田间输配水过程，并通过调节闸门开度控制进入沟(畦)的流量。
国家节水灌溉北京工程技术研究中心(中国水利水电科学研究院水利研究所)在引进国外先进技术和设备的基础上，研制开发出田间闸管灌溉系统(专利号：ZL 99208558.6)。田间闸管灌溉系统已在新疆、宁夏、甘肃、山东、河南等地大面积应用，具有节水、节能、省地、投资少等优点，受到了用户的广泛欢迎。
四、设计题
1.参考答案
(一)灌溉制度
1．灌水定额
灌水定额主要由小麦抽穗期灌溉控制，按下式计算：
式中——设计净灌水定额，m3／hm2。
——计划湿润层深度，m。一般大田作物取0.4～0.6m，蔬菜取0.2～0.3m，果树取0.8～1.0m；
——计划湿润层土壤的干容重，砂姜黑土为14kN／m3；
、——灌水上、下限，对小麦分别取田间持水量(砂姜黑土为占干土重的28％)的90％和65％。
则
（m3／hm2）=32.7（m3/亩）
2．灌水周期
该灌区在4月下旬至5月上旬需水高峰时期(拔节、孕穗和抽穗、开花期)的需水强度为5.8mm／d，灌水周期可由下式计算：
(d)
取灌水周期为9天。
3．单井控制灌溉面积
根据与该灌区相邻且水文地质条件相同的机井测试，单井出水量一般在40～50m3／h，取=45m3／h作为本灌区的单井出水量。每天灌水时问按13h计，灌水周期为9d，灌溉水的有效利用系数7取0.855，则单井控制灌溉面积可按下式计算：
(亩)
取=135(亩)
4．机井数量
灌区耕地2700亩，单井控制面积135亩，则需打井数
（眼）
(二)机井及管网布置
(1)井型及井位。根据灌区的水文地质条件，机井采用无砂混凝土筒井，井深为30m，井径0.7m。
由于灌区沟、路已成系统，每块方田约130～140亩，为尽量减少管道长度和输水水头损失，机井井位拟布设在地块中央。
(2)管网布置。采用H形布置，如图1所示。
图1单井管网布置
(三)管网设计
(1)管材。根据铺设技术简易，施工工期短，质量标准易保证，造价低廉等条件，选用
薄壁塑料硬管，各种管件采用塑料厂家定型配套产品。
(2)管径。由于机井在地块中央，管网为H形布置，可以有两种运行方式：～种是水泵将水送人管网管首，然后向两侧干管分流，两侧同时开启1～2个出水口灌水，这种方式干、支管所输送的流量各为，可缩小管径，节约投资，缺点是运行管理不便，由于两侧出水口可能启用不同步或误操作，容易影响管网的安全运行；另一种是按4条支管轮灌，在灌水的支管上每次开启2个出水口，这种方式运行管理方便，安全可靠，但管径可能需加大而增加投资，否则，管道的水头损失会增大而加大能源消耗。考虑目前农村的管理水平较低，拟采取第二种方式设计管道，管径按产品规格偏小取用。待管理水平提高后再改为第一种方式运行，以节省能耗，降低灌溉成本。
已知单井出水量=45m3／h，管道采用薄壁塑料硬管，其经济流速取m/s，地面移动软管的经济流速取m／s，则管径可按下式初估：
干、支管：
(m)
按塑料管规格，偏小取用，采用110mm。
地面移动软管：（m）
采用110mm。
(3)管道水力计算。
1)沿程水头损失。水头损失为：
式中一一管段长度，m；
一一管道内径，mm；
一—管道流量，m3／h；
一—=1.77；
——=0.948×105；
——=4.77。
各级管道沿程水头损失计算成果如表1。
2)局部水头损失。可近似地按沿程水头损失的10％估计，即=0.3m。表1 沿程水头损失计算成果表
管段长
度
(m)管径
（mm）
流量
（m3／h）
沿程水头损失
(m)
干管0A501l045.00.73
支管AB140 11045.0 2.05
支管BC561l022.50.24地面移动软管5011022.50.21
合计 3.23
(4)限压通气管高度。限压通气管是安装在管首的管网安全保护装置，采取一根与干管等径的塑料硬管，通过三通与管首及水泵出水管连接。限压通气竖管的高度应等于管首的最大工作水头加超高，即：
式中—一地面移动软管出口工作水头，按0.2m计；
——为保持工作稳定，避免限压通气管频繁溢流而增加的超高，取0.4m；
——沿程和局部水头损失，数值见前面计算。
则(m)
取限压通气管高度为4.1m。
(5)管道埋设深度。根据冻土层深度和防止鼠害要求，埋深取0.7m。
(四)机泵选型
根据该井灌区规划资料，在保证率75％时，地下水多年调节计算中连续枯水段末的地下水埋深将降至5.0m，加上机井抽水时的动水位降深3m，管路摩阻损失3.53m，地面移动软管出口工作水头0.2m，合计最大总水头=11.73m，其中吸程8.0m。
以上是最大水头值，据此选择水泵是不经济的，还应考虑多年平均的情况。根据地下水多年调节资料，多年平均地下水位埋深为3．2m。管路摩阻损失按最远2个出水口放水和最近2个出水口放水所计算的数值平均，则平均摩阻损失为2.56m，则平均水头为：
(m)
水泵流量按机井出水量45m3／h考虑。
根据以上数据，选用IB型单级离心泵．型号IB80—50一315，其性能参数为=50m3／h，=12.5m，=2900r／min，=3.7kW，=56％，=3.4m。
考虑农村供电困难，动力机选用4.41kw柴油机。
该水泵的最大吸程Hm，而机井需要的最大吸程为8.0m，为此，水泵应考虑落井安装，水泵应安置在地面以下1.4m。
2．参考答案
（一）灌溉制度
(1)灌水定额：当地需水关键期主要处于小麦抽穗期，设计灌水定额用下式计算：
(mm)
式中一一灌水定额，（m3／hm2以或mm；一一计划湿润层深度，取=0.6 m；
、——灌水上、下限，分别取田间持水量的95％和65％。
田间水的有效利用系数，取为0.95。
机械设计练习题
第三章(1) 一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是。 A 齿面点蚀 B 轮齿折断 C 齿面磨损 D 齿面胶合 (2) 在闭式齿轮传动中，高速重载齿轮传动的主要失效形式是。 A 轮齿疲劳折断 B 齿面疲劳点蚀 C 齿面胶合 D 齿面磨粒磨损 E 齿面塑性变形 (3) 对齿轮轮齿材料性能的基本要求是。 A 齿面要硬，齿心要韧 B 齿面要硬，齿心要脆 C 齿面要软，齿心要脆 D 齿面要软，齿心要韧 (4) 斜齿轮和锥齿轮强度计算中的齿形系数和应力修正系数按查图。 A 实际齿数 B 当量齿数 C 不发生根切的最少齿数 (5) 一减速齿轮传动，主动轮1用45钢调质，从动轮2用45钢正火，则它们齿面接触应力的关系是。 A σH1 < σH2 B σH1 = σH2 C σH1 > σH2 D 可能相同，也可能不同 （6) 一对标准圆柱齿轮传动，已知z1＝20，z2＝50，则它们的齿根弯曲应力是。 A σF1 < σF2 B σF1 = σF2 C σF1 > σF2 D 可能相同，也可能不同 (7) 提高齿轮的抗点蚀能力，不能采用的方法。 A 采用闭式传动 B 加大传动的中心距 C 提高齿面的硬度 D 减小齿轮的齿数，增大齿轮的模数 (8) 在齿轮传动中，为了减小动载荷系数KV，可采取的措施是。 A 提高齿轮的制造精度 B 减小齿轮的平均单位载荷 C 减小外加载荷的变化幅度 D 降低齿轮的圆周速度 （9) 直齿锥齿轮传动的强度计算方法是以的当量圆柱齿轮为计算基础。 A 小端 B 大端 C 齿宽中点处 (10) 直齿圆柱齿轮设计中，若中心距不变，增大模数m，则可以。 A 提高齿面的接触强度 B 提高轮齿的弯曲强度 C 弯曲与接触强度均不变 D 弯曲与接触强度均可提高 (11) 一对相互啮合的圆柱齿轮，在确定轮齿宽度时，通常使小齿轮比大齿轮宽5～10mm，其主要原因是。 A 为使小齿轮强度比大齿轮大些 B 为使两齿轮强度大致相等 C 为传动平稳，提高效率 D 为了便于安装，保证接触线承载宽度 （12) 闭式软齿面齿轮传动的设计方法为。 A 按齿根弯曲疲劳强度设计，然后校核齿面接触疲劳强度 B 按齿面接触疲劳强度设计，然后校核齿根弯曲疲劳强度 C 按齿面磨损进行设计 D 按齿面胶合进行设计 (13) 下列措施中，不利于提高齿轮轮齿抗疲劳折断能力。 A 减轻加工损伤 B 减小齿面粗糙度值 C 表面强化处理 D 减小齿根过渡圆角半径 (1) 钢制齿轮，由于渗碳淬火后热处理变形大，一般须进过加工。 （2) 对于开式齿轮传动，虽然主要实效形式是，但目前尚无成熟可靠的计算方法，目前仅以作为设计准则。这时影响齿轮强度的主要几何参数是。 (3) 闭式软齿面齿轮传动中，齿面疲劳点蚀通常出现在处，提高材料可以增强轮齿抗点蚀的能力。 (4) 在齿轮传动中，若一对齿轮采用软齿面，则小齿轮材料的硬度比大齿轮的硬度高HBS。 (5) 在斜齿圆柱齿轮设计中，应取模数为标准值，而直齿锥齿轮设计中，应取模数
机械制造基础练习与答案
第2章练习题 1. 单项选择 1-1 构成工序的要素之一是（）。 ①同一台机床②同一套夹具③同一把刀具④同一个加工表面 1-2 目前机械零件的主要制造方法是（）。 ①材料成形法②材料去除法③材料累加法④材料复合法 1-3 快速原型制造技术采用（）方法生成零件。 ①仿形②浇注③分层制造④晶粒生长 1-4 在数控铣床上用球头立铣刀铣削一凹球面型腔，属于（）。 ①轨迹法②成型法③相切法④范成法 1-5 进给运动通常是机床中（）。 ①切削运动中消耗功率最多的运动②切削运动中速度最高的运动 ③不断地把切削层投入切削的运动④使工件或刀具进入正确加工位置的运动 1-6 在外圆磨床上磨削工件外圆表面，其主运动是（）。 ①砂轮的回转运动②工件的回转运动③砂轮的直线运动④工件的直线运动 1-7 在立式钻床上钻孔，其主运动和进给运动（）。 ①均由工件来完成②均由刀具来完成 ③分别由工件和刀具来完成④分别由刀具和工件来完成 1-8 背吃刀量p a是指主刀刃与工件切削表面接触长度（）。 ①在切削平面的法线方向上测量的值②正交平面的法线方向上测量的值 ③在基面上的投影值④在主运动及进给运动方向所组成的平面的法线方向上测 量的值 1-9 在背吃刀量p a和进给量f一定的条件下，切削厚度与切削宽度的比值取决于（）。 ①刀具前角②刀具后角③刀具主偏角④刀具副偏角 1-10 垂直于过渡表面度量的切削层尺寸称为（）。 ①切削深度②切削长度③切削厚度④切削宽度 1-11 锥度心轴限制（）个自由度。
① 2 ② 3 ③ 4 ④ 5 1-12 小锥度心轴限制（ ）个自由度。 ① 2 ② 3 ③ 4 ④ 5 1-13 在球体上铣平面，要求保证尺寸H （习图2-1-13），必须限制（ ）个自由度。 ① 1 ② 2 ③ 3 ④ 4 1-14 在球体上铣平面，若采用习图2-1-14所示方法定位，则实际限制（ ）个自由度。 ① 1 ② 2 ③ 3 ④ 4 1-15 过正方体工件中心垂直于某一表面打一通孔，必须限制（ ）个自由度。 ① 2 ② 3 ③ 4 ④ 5 1-16 普通车床的主参数是（ ）。 ① 车床最大轮廓尺寸 ② 主轴与尾座之间最大距离 ③ 中心高 ④ 床身上工件最大回转直径 1-17 大批大量生产中广泛采用（ ）。 ① 通用夹具 ② 专用夹具 ③ 成组夹具 ④ 组合夹具 1-18 通过切削刃选定点，垂直于主运动方向的平面称为（ ）。 ① 切削平面 ② 进给平面 ③ 基面 ④ 主剖面 1-19 在正交平面内度量的基面与前刀面的夹角为（ ）。 ① 前角 ② 后角 ③ 主偏角 ④ 刃倾角 1-20 刃倾角是主切削刃与（ ）之间的夹角。 ① 切削平面 ② 基面 ③ 主运动方向 ④ 进给方向 1-21 车削加工时，车刀的工作前角（ ）车刀标注前角。——（对应知识点2.6.4） ① 大于 ② 等于 ③ 小于 ④ 有时大于、有时小于 1-22 用硬质合金刀具对碳素钢工件进行精加工时，应选择刀具材料的牌号为（ ）。 ① YT30 ② YT5 ③ YG3 ④ YG8 H 习图2-1-13 习图 2-1-14
机械设计基础练习题A
机械设计基础练习题A 一、选择题 1. 非周期性速度波动。 A. 用飞轮调节 B. 用调速器调节 C. 不需要调节 D. 用飞轮和调速器双重调节 2. 渐开线标准齿轮的根切现象，发生在。 A. 模数较大时 B. 模数较小时 C. 齿数较少时 D. 齿数较多时 3. 标准斜齿圆柱齿轮传动中，查取齿形系数Y F数值时，应按。 A. 法面模数m n B. 齿宽b C. 实际齿数Z D. 当量齿数Z v 4.带传动的打滑现象首先发生在。 A．大带轮上 B．小带轮上 C．主动轮上 D．从动轮上 5. 带传动在工作时产生弹性滑动，是由于。 A. 包角α1太小 B. 初拉力F0太小 C. 紧边与松边拉力不等 D. 传动过载 6. 在一定转速下、要减轻滚子链传动的不均匀性和动载荷，应该。 A. 增大节距P和增加齿数Z1 B. 增大节距P和减小齿数Z1 C. 减小节距P和减小齿数Z1 D. 减小节距P和增加齿数Z1 7. 转轴弯曲应力σb的应力循环特性为。 A. r=－1 B. r=0 C. r= +1 D. －1 《机械制造基础》复习题 一、填空题 1、强度是金属材料在力的作用下抵抗和断裂的能力。 2、依据凝固区的宽窄，铸件的凝固方式分为、和。 3、按照产生原因，铸件内应力可分 为：和。 4、自由锻的工序可分为：、和 三大类。 5、拉深中常见的废品有：和。 6、焊接热影响区可分为：、、 和。 7、普通手工电弧焊的焊条由和两部分组 成。 8、刀具的磨损过程可分 为、、三个阶段。 9、对于钢铁零件，外圆面切削加工的主要方法 是：和。 10、影响铸铁石墨化的主要因 素和。 11、工程上常用硬度指标有_________ 和 __________ 两种。 12、合金的收缩经历_________ 、_________ 和 ________三个阶段。 13、造型方法可分为造型和造型两大类。 14、影响铸铁石墨化的主要因素是和。 15、金属的可锻性取决于和。 16、模锻中，模膛根据功用的不同，分为和__________。 17、冲压生产的基本工序有___________ 和 __________两大类。 18、焊接电弧包括________、_________ 和__________三个区域。 19、埋弧自动焊中，和的作用相当于电焊条的焊芯和药 皮。 二、判断对错 1、影响合金流动性最显著的因素是化学成分。（） 2、铸件凝固过程中，糊状凝固的合金缩孔倾向大，缩松倾向小。（） 3、铸件内应力产生的主要原因是收缩受阻。（） 4、铸造模样表面上设计起模斜度是为了便于模样在砂型中固定（） 5、铸件分型面应该尽可能的多。（） 6、设计落料模时，应先按照落料件确定凸模刃口尺寸。（） 7、塑性金属变形后的纤维组织可以采用热处理的办法消除。（） 8、锻造为了提高金属的锻造性能，锻件的锻造温度越高越好。（） 9、设计模锻模膛时，只有终锻模膛有飞边槽。（） 10、随钢中含碳量增加，其可焊性变差。（） 11、焊接热影响区组织、性能在焊接前后没有变化。（） 12、弯曲时应尽可能使弯曲线与板料纤维垂直。（） 13、为了提高焊接质量，应尽量采用异种材料进行焊接。（） 14、只有在切削塑性金属材料时，才会产生积屑瘤。（） 15、顺铣时，会造成工件在进给方向的窜动。（） 16、磨削可以用来加工钢铁以及铝、铜等有色金属。（） 17、粗加工时，刀具后角应取较小值。（） 18、金属材料的加工性能与工艺方法有关。（） 19、冲裁变形时板料首先进行弹性变形。（） 20、锻造加工只是适合塑性金属材料加工。（） 21、碳钢通常在油中淬火，而合金钢在水中淬火。（） 22、合金结晶温度范围越小，合金的流动性越好。（） 23、灰铸铁一般都要安置冒口和冷铁，使之实现同时凝固。（） 24、冷却速度越快越易得到灰口铸铁。（） 25、浇注时铸件的重要平面应朝下。（） 26、砂型铸造时，木模尺寸应与铸件尺寸完全相同。（） 27、铸件壁厚小于“最小壁厚”，容易产生浇不足、冷隔现象。（） 28、设计制造零件时，应使零件的最大正应力方向与纤维方向垂直。（） 29、常言道“趁热打铁”，就是说铸铁是可以锻打的。（） 30、只要在压力加工过程中对工件加热，就属于热变形。（） 31、落料和冲孔是使坯料沿封闭轮廓分离的工序。（） 32、拉深系数越小，表明拉深件直径越小，变形程度越小。（） 33、直流正接就是工件接电源正极，焊条接负极。（） 第五章螺纹联接和螺旋传动 一、选择题 5—1 螺纹升角ψ增大，则联接的自锁性C，传动的效率A；牙型角 增大，则联接的自锁性A，传动的效率C。 A、提高 B、不变 C、降低 5—2在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是 D 。 A、三角形螺纹 B、梯形螺纹 C、锯齿形螺纹 D、矩形螺纹 5—3 当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要经常装拆时，往往采用A 。 A、双头螺柱联接 B、螺栓联接 C、螺钉联接 D、紧定螺钉联接 5—4螺纹联接防松的根本问题在于C。 A、增加螺纹联接的轴向力 B、增加螺纹联接的横向力 C、防止螺纹副的相对转动 D、增加螺纹联接的刚度 5—5对顶螺母为A防松，开口销为B防松，串联钢丝为B防松。 A、摩擦 B、机械 C、不可拆 5—6在铰制孔用螺栓联接中，螺栓杆与孔的配合为B。 A、间隙配合 B、过渡配合 C、过盈配合 5—7在承受横向工作载荷或旋转力矩的普通紧螺栓联接中，螺栓杆C作用。 A、受剪切应力 B、受拉应力 C、受扭转切应力和拉应力 D、既可能只受切应力又可能只受拉应力 5—8受横向工作载荷的普通紧螺栓联接中，依靠A来承载。 A、接合面间的摩擦力 B、螺栓的剪切和挤压 C、螺栓的剪切和被联接件的挤压 5—9受横向工作载荷的普通紧螺栓联接中，螺栓所受的载荷为B；受横向工作载荷的铰制孔螺栓联接中，螺栓所受的载荷为A；受轴向工作载荷的普通松螺栓联接中，螺栓所受的载荷是A；受轴向工作载荷的普通紧螺栓联接中，螺栓所受的载荷是D。 A、工作载荷 B、预紧力 C、工作载荷+预紧力 D、工作载荷+残余预紧力 E、残余预紧力 5—10受轴向工作载荷的普通紧螺栓联接。假设螺栓的刚度C b与被联接件的刚度C 相等，联接的预紧力为F0，要求受载后接合面不分离，当工作载荷F等于预紧力F0 m 时，则D。 A、联接件分离，联接失效 B、被联接件即将分离，联接不可靠 C、联接可靠，但不能再继续加载 D、联接可靠，只要螺栓强度足够，工作载荷F还可增加到接近预紧力的两倍 5—11重要的螺栓联接直径不宜小于M12，这是因为C。 A、要求精度高 B、减少应力集中 C、防止拧紧时过载拧断 D、便于装配 机械制造技术》思考题与练习题 第一章思考题与练习题外圆车削加工时，工件上出现了哪些表面？试绘图说明，并对这些表面下定义。 何谓切削用量三要素？怎样定义？如何计算？刀具切削部分有哪些结构要素？试给这引起要素下定义。 为什么要建立刀具角度参考系？有哪两类刀具角度参考系？它们有什么差别？刀具标注角度参考系 有哪几种？它们是由哪些参考平面构成？试给这些参考平面下定义。 绘图表示切断车刀和端车面刀的Kr, Kr' , 丫o,a 0,入s, a o’和h D,b D和A。 确定一把单刃刀具切削部分的几何形状最少需要哪几个基本角度？切断车削时，进给运动怎样影响工作角度？纵车时进给运动怎样影响工作角度？为什么要对主剖面，切深，进给剖面之间的角度进行换算，有何实用意义？ 试判定车刀前角丫0,后角a 0和刃倾角入s正负号的规则。刀具切削部分材料应具备哪些性能？为什么？普通高速钢有哪些牌号，它们主要的物理，机械性能如何，适合于作什么刀具？ 常用的硬质合金有哪些牌号，它们的用途如何，如何选用？刀具材料与被加工材料应如何匹配？怎 样根据工件材料的性质和切削条件正确选择刀具材料？涂层刀具，陶瓷刀具，人造金刚石和立方氮 化硼各有什么特点？适用场合如何？ 第二章思考题与练习题阐明金属切削形成过程的实质？哪些指标用来衡量切削层金属的变形程度？它们之间的相互关系如何？ 它们是否真实的反映了切削形成过程的物理本质？为什么？ 切屑有哪些类型？各种类型有什么特征？各种类型切屑在什么情况下形成？试论述影响切削变形的各种因素。第一变形区和第二变形区的变形特点是什么？试描述积屑瘤现象及成因。积屑瘤对切削过程有哪些影响？为什么说背吃刀量对切削力的影响比进给量对切削力的影响大？切削合力为什么要分解成三个分力? 试分析各分力的作用。分别说明切削速度，进给量及背吃刀量的改变对切削温度的影响？刀具磨损的原因有多少种？刀具的磨损过程分多少阶段？何谓刀具磨钝标准？试述制订刀具磨钝标准的原则。 刀具磨钝标准与刀具耐用度之间有何关系？确定刀具耐用度有哪几种方法？说明高速钢刀具在低速，中速产生磨损的原因，硬质合金刀具在中速, 高速时产生磨损的原因？什么叫工件材料的切削加工性？评定材料切削加工性有些指标？如何改善材料的切削加工性？切削液有什么作用? 有哪些种类？如何选用？试述切削液的作用机理。 什么叫刀具的合理几何参数？它包含哪些基本内容？ 前角有什么功用？如何进行合理选择？后角有什么功用？如何进行合理选择？主偏角与副偏角有什么功用？如何进行合理选择？ 刃倾角有什么功用？如何进行合理选择？ 第一章 机械设计的基础知识 一、填空题 1、计算载荷P ca 、名义载荷P 和载荷系数K 的关系式是 ，强度计算时应用 。 2、稳定变应力的一种基本形式是 、 和 循环变应力。 3、当一零件受脉动循环变应力时，其平均应力是其最大应力的 。 4、在静强度条件下，塑性材料的极限应力是 ，而脆性材料的极限应力是 。 5、影响零件疲劳极限的主要因素有 、 ______ 、 ________ 6、某钢材在无限寿命区的对称循环疲劳极限为σ-1＝260MPa ，若此钢材的循环基 数N 0=5×105，指数m =9，则循环次数为30000次时的疲劳极限为 。 二、选择题 1、机械设计课程研究的内容只限于 。 （1）专用零件和部件； （2）在高速、高压、环境温度过高或过低等特殊条件下工作的以及尺寸特大或特小的通用零件和部件； （3）在普通工作条件下工作的一般参数的通用零件和部件； （4）标准化的零件和部件。 2、下列四种叙述中 是正确的。 （1）变应力只能由变载荷产生；（2）静载荷不能产生变应力；（3）变应力是由静载荷产生；（4）变应力是由变载荷产生，也可能由静载荷产生。 3、机械零件的强度条件可以写成 。 （1） （2） （3） （4） 4、在进行疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的 。 （1）屈服极限；（2）疲劳极限；（3）强度极限：（4）弹性极限。 5、变应力特性max 、min 、m 、a 及r 等五个参数中的任意 来描述。 （1）一个；（2）两个；（3）三个；（4）四个。 7．在图示设计零件的m —a 极限应力简图中，如工作应力点M 所在的0N 线与横 [] σσ≤[]ττ≤[]σ σS S ≤[]ττS S ≤[]σσ≥[]ττ≥[]σσS S ≥[]τ τS S ≥[]σσ≤[]ττ≤[]σσS S ≥[]τ τS S ≥[]σσ≥[]ττ≥[]σσS S ≤[]ττS S ≤ 机械制造工程学作业金属切削机床答案(2) 班级：_________________________ 姓名：_________________________ 学号：_________________________ 一、如图所示为C616型车床主运动的传动系统图，请 1、写出主运动传动路线的表达式； 2、计算主轴转速级数Z ； 3、列出主运动的运动平衡式； 4、计算出主轴最高转速n max 和最低转速n min ； （1）传动路线（5分） 主电动机→φ90／φ150→Ⅰ 36/22 22/45 27/63→V →17/58 → 17/42 →II → 38/30 →Ⅲ→φ178／φ200→Ⅳ→ →ⅤI （主轴） 26/38 42/26 —— M 合—— （2）主轴转速级数：Z=3×3×2=18级（8分） （3）主运动的运动平衡式为： n 主轴=n 电动机×φ90／φ150×u I-II ×u II-III ×φ178／φ200×u Ⅳ-ⅤI （11分） （4）主轴最大、最小转速为： n min =n 1=1430×φ90／φ150×17／42×22／45×φ178／φ200×27/37×17／58=10rpm n max =n 12=1430×φ90／φ150×36／22×42/26×φ178／φ200×1=2000rpm （15分） 二、简答题： 1、发生线的形成方法有哪些？其定义？ 1）轨迹法：（刀刃为一点）它是利用刀具作一定规律的轨迹运动对工件进行加工的方法； 2）成型法：（仿形法）它是利用成形刀具对工件进行加工的方法；加工钥匙； 3）相切法：（旋切法）它是利用刀具边旋转边作轨迹运动对工件进行加工的方法，它需要二个成形运动，即刀具的旋转运动和刀具中心按一定规律运动来完成； 4）范成法：（滚切法）切削刃沿着由它生成的发生线2滚动或者切削刃和发生线共同完成复合的纯滚动而形成的方法。 2、为了实现各种运动，机床必须具备哪些部分，各部分的作用是什么？ 为了实现加工过程中所需的各种运动。机床必须具备以下 元件： 1、执行件：执行机床运动的部件；主轴、刀架、工作台。 作用：是带动工件或刀具完成一定形式的运动和保持准确运动轨迹。 2、动力源：（运动源）提供运动和动力的装置，是执行件的运动来源，通常用电动机（三相异步电机（普），直、交流电机、伺服电机（数控））。 3、传动装置：传递运动和动力的装置，通过它把运动源的运动和动力传给执行件（如齿轮、链轮、丝杠等）；它把执行件和运动源或者把有关的执行件之间联系起来。 1、为什么轮齿的弯曲疲劳裂纹首先发生在齿根受拉伸一侧？ 解题要点： （1）齿根弯曲疲劳强度计算时，将轮齿视为悬臂梁，受载荷后齿根处产生的弯曲应力最大。 （2）齿根过渡圆角处尺寸发生急剧变化，又由于沿齿宽方向留下加工刀痕产生应力集中。 （3）在反复变应力的作用下，由于齿轮材料对拉应力敏感，故疲劳裂纹首先发生在齿根受拉伸一侧。 2、有一闭式齿轮传动，满载工作几个月后，发现硬度为200~240HBS 的齿轮工作表面上出现小的凹坑。试问：（1）这是什么现象？（2）如何判断该齿轮是否可以继续使用？（3）应采取什么措施？ 解题要点： （1）已开始产生齿面疲劳点蚀，但因“出现小的凹坑”，故属于早期点蚀。 （2）若早期点蚀不再发展成破坏性点蚀，该齿轮仍可继续使用。 （3）采用高粘度的润滑油或加极压添加剂于没中，均可提高齿轮的抗疲劳点蚀的能力。 3、一对齿轮传动，如何判断大、小齿轮中哪个齿面不易产生疲劳点蚀？哪个轮齿不易产生弯曲疲劳折断？并简述其理由。 解题要点： （1） 大、小齿轮的材料与热处理硬度及循环次数N 不等，通常21HP HP σσ>， 而21H H σσ=，故小齿轮齿面接触强度较高，则不易出现疲劳点蚀。 （2）比较大、小齿轮的 1 11 Sa Fa FP Y Y σ与 2 22 Sa Fa FP Y Y σ，若 1 11 Sa Fa FP Y Y σ< 2 22 Sa Fa FP Y Y σ，则表明小齿的弯 曲疲劳强底低于大齿轮，易产生弯曲疲劳折断；反之亦然。 4、图为两级斜齿圆柱齿轮减速器，已知条件如图所示。试问： （1） 低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使中间 轴Ⅱ上两齿轮所受的轴向力相反？ （2） 低速级小齿轮的螺旋角β2应取多大值，才能使 轴Ⅱ轴上轴向力相互抵？ 按课本复习纲要 第一章金属切削的基础知识 1、P4切削用量三要素（定义、公式及单位） 2、图1-6 3、图1-9几个图中角度的标注、名称及作用 4、刃倾角及其对排屑方向的影响图1-14 5、车刀刀尖高于（低于）工件旋转中心时，刀具的工作角度（前角后角）的变化（图1-16） 6、切屑的三种种类是什么？ 7、什么叫积屑瘤？及其对切削加工的影响是什么？ 8、切削力和切削功率的计算，把后面P31作业8、9、10 9、切削热的传出靠什么？ 10、什么叫刀具的耐用度？ 11、P22产品质量包括什么？ 12、什么叫加工硬化？ 13、选择切削用量的顺序是什么？ 第二章金属切削机床的基本知识 1、说出卧式车床的各部分名称（图2-1a） 2、机床有那几个主要部分组成？ 4、机床机械传动的组成P42页 第三章切削方法综述 1、车铣钻镗磨的尺寸精度和表面粗糙度 2、P85复习题（5）、（12）（18），思考和练习题 3、周铣、端铣、顺铣、逆铣 第四章精密加工 1、什么叫精整？光整？并举例 2、特种加工的定义？并举例。 3、电火花加工特点及应用？ 4、超声加工特点及应用 第五章典型零件加工分析 1、会选择各类方法加工合适的产品！ 2、平面、外圆、孔加工方法及其选择方案的确定及适用场合？ 4、齿轮加工（重点） 三种齿轮加工方法及其原理 按原理加工的两种方法及定义 5、P118作业（P118思考和练习2、3） 第六章工艺过程的基本知识 1、工步及工序定义、工艺过程、工艺规程 2、工件的六点定位原理 夹具的组成 完全定位、不完全定位、欠定位、重复定位 3、针对图6-8、6-9、分析自由度 4、定位基准的选择？粗基准的选择放 5、粗基准的选择原则？ 6、精基准的选择原则？ P141 5、8、9、10、11、12 《金工实习》期末考试模拟试题（一） 2-1 一台完整的机器通常由哪些基本部分组成？各部分的作用是什么？ 2-2 设计机器时应满足哪些基本要求？涉及机械零件时应满足哪些基本要求？ 2-3 机械零件主要有哪些失效形式？常用的计算准则主要有哪些？ 2-4 什么是零件的强度要求？强度条件是如何表示的？如何提高零件的强度？ 2-5 什么是零件的刚度要求？刚度条件是如何表示的？提高零件刚度的措施有哪些？ 2-6 机械零件设计中选择材料的原则是什么？ 2-7 指出下列材料的种类，并说明代号中符号及数字的含义：HT150，ZG230-450，65Mn ，45，Q235，40Cr ，20CrMnTi ，ZCuSn10Pb5。 2-8 机械零件设计中实行标准化有何意义？ 4-1按照摩擦面间的润滑状态不同，润滑摩擦可分为哪几种？ 4-2 什么是边界膜？边界膜的形成机理是什么？如何提高边界膜的强度？ 4-3 零件的磨损过程大致可分为哪几个阶段？每个阶段的特征是什么？ 4-4 根据磨损机理的不同，磨损通常可以分为几种类型？它们各有什么主要特点？ 4-5 润滑油的主要性能指标有哪些？润滑脂的主要性能指标有哪些？ 一、选择与填空题 6-1 设计键连接时，键的截面尺寸通常根据________按标准选择。 （1）所传递转矩的大小 （2）所传递功率的大小 （3）轮毂的长度 （4）轴的直径 6-2 普通平键连接的主要失效形式是_____________，导向平键连接的主要形式是_____________________。 6-3 在载荷性质相同时，导向平键连接的许用压力应取得比普通平键连接的许用压应力小，这是为了____________。 （1）减轻磨损 （2）减轻轮毂滑移时的阻力 （3）补偿键磨损后强度的减弱 （4）增加导向的精度 6-4 楔键连接的主要缺点是____________。 （1）键的斜面加工困难 （2）键安装时易损坏 （3）键楔紧后在轮毂中产生初应力 （4）轴和轴上零件对中性差 6-5 型面曲线为摆线或等距曲线的型面连接与平键连接相比较，___________不是型面连接的优点。 （1）对中性好 （2）轮毂孔的应力集中小 （3）拆卸方便 （4）加工方便 6-6 为什么采用两个平键（双键连接）时，通常在轴的圆周上相隔180度位置布置；采用两个楔键时，常相隔90度到120度；而采用两个半圆键时，则布置在轴的同一母线上。 6-7 与平键、楔键、半圆键相配的轴和轮毂上的键槽是如何加工的？ 6-8 花键连接的主要失效形式是什么？如何进行强度计算？ 6-9 销有那几种类型？各用于何种场合？销连接有哪些失效形式？设计准则有何不同？ 6-10 图示牙嵌离合器的左右两半分别用键与轴1、2相连接，在空载下，通过操纵可使右半离合器沿导向平键在轴1上作轴向移动。该轴传递的转矩T =1200N ·m ，轴径1d =80mm ，右半离合器的轮毂长度1L =130mm ，行程1l =60mm ，工作中有轻微冲击，离合器及轴的材料均钢材。试选择右半离合器的导向平键尺寸，并校核其连接强度。 6-11 图示减速器的低速轴与凸缘联轴器及圆柱齿轮之间分别采用键连接。已知轴传递的转矩T =1000N ·m ，齿轮的材料为锻钢，凸缘联轴器材料为HT200，工作时有轻微冲击，连 《机械制造基础》试题库 第一章金属切削的基本理论 一、填空题 1. 切削液的作用主要有：,润滑、冷却、洗涤和防锈，排屑。 2. 目前生产中最常用的两种刀具材料是高数刚和硬质合金，制造形状复杂的刀具时常用高数刚。 5.切削用量三要素是指_____速度______、___深度________和____进给量_______。 6.基准根据功用不同可分为_____设计基准_____与___工艺基准_______两大类。 7.刀具磨损的三种形式是____前刀面磨损_______、____后刀面磨损_______和____前后刀面磨损_______。 二、单项选择题 1. 下列刀具材料中，强度和韧性最好的是： ( A ) A、高速钢 B、YG类硬质合金 C、YT类硬质合金 D、立方氮化硼 2 . 一般当工件的强度、硬度、塑性越高时，刀具耐用度： ( D ) A、不变 B、有时高，有时低 C、越高 D、越低 3. 磨削加工时一般采用低浓度的乳化液，这主要是因为： ( B ) A、润滑作用强 B、冷却、清洗作用强 C、防锈作用好 D、成本低 4. 影响刀头强度和切屑流出方向的刀具角度是： ( D ) A、主偏角 B、前角 C、副偏角 D、刃倾角 5. 淬火处理一般安排在： ( B ) A、毛坯制造之后 B、粗加工后 C、半精加工之后 D、精加工之后 6 .在刀具方面能使主切削刃的实际工作长度增大的因素是： ( C ) A、减小前角 B、增大后角 C、减小主偏角 D、减小副偏角 7.选择金属材料的原则，首先应满足（ A ） A.零件使用性能要求 B.零件工艺性能要求 C.材料经济性 D.加工成本 10.切削塑性较好的金属材料，采用较大的前角、较高的切削速度、较小的进给量和吃刀深度时，容易形成（ D ） A.崩碎切屑 B.单元切屑 C.节状切屑 D.带状切屑 四、简答题 1.退火与正火的异同点。 正火在空气中冷却，正火随炉冷却，正火强度与硬度比退火稍高，塑性和韧性较低，都是消除加工毛坯时应办的细化微粒，调整内部结构，切削性能的后续热处理 2.什么叫调质处理？调质处理能达到什么目的？ 淬火后经高温回火，提高材料的综合力学性能 3.简述切削用量的选择原则。 刀具寿命已经确定下，欲使UcApf三者的乘积最大，即金属切屑率最大，应先选择尽量大的背吃到量Ap，在选择尽量大的进给量f，最后依据三要素与刀具寿命关系式计算确定切屑速度Vc 机械设计综合练习题 一、 填空题 1. 塑性材料在静载荷作用下产生的失效形式为 ；脆性材料在静载荷作用下产 生的失效形式为 ；不论何种金属材料在变载荷作用下产生的失效形式为 。 2. V 带轮传动中，当传动比i ≠1时，V 带可能产生的瞬时最大应力发生在带的紧边开始 绕上 （大或小）带轮处。 3. 齿轮传动的设计准则通常按保证 疲劳强度及保证 疲劳强度两 准则进行设计计算。 4. 蜗杆传动最易发生 和 两种失效形式。 5. 轴传动中，既承受弯矩又承受扭矩的轴称为 轴。只承受弯矩而不承受扭矩的轴称 为 轴。 6. 在螺纹联接中，当有一个被联接件太厚，并需要经常装拆时，宜选用 7. 联接方式。 8. 在Ｖ带传动设计中，应按 和 来确定V 带的型号。 9. 润滑油的粘度随油温的升高而 （升高或降低），粘度可以分为 粘度、 粘度、 粘度。 10. 圆柱形螺旋弹簧受载时，其簧丝截面主要受 应力。 11. 滚动轴承的正常失效形式是滚动体或内外圈滚道上的 破坏。 12. 轴传动时轴通常是在变应力条件下工作的，轴的截面尺寸发生突变处要产生 现 象，轴的疲劳破坏往往是在此处发生。 二、选择题 1、一零件由45号钢制成，受静应力。其工作拉应力σ=2 300mm N 若零件材料硬度 为250HBS 、屈服极限σs=2 600mm N 许用拉应力[σ]=2 400mm N 则零件的许用安全系数 [S]等于 。 A 1.33 B 1.5 C 2.0 D 2.4 2、设计V 带传动，限制带轮最小直径主要是为了限制 。 A 小带轮包角 B 带离心应力 C 带的弯曲应力 D 带紧边拉应力 3、一对圆柱齿轮传动，通常把小齿轮的齿宽取值略大于大齿轮其主要目的是 A 使小齿轮的强度比大齿轮高一些 B 减小传动中的动载荷 工程材料 一、判断题 1．冲击韧性就是试样断口处单位面积所消耗的功。（√） 2．一般来说，金属材料的强度越高，则其冲击韧性越低。（√）3．一般来说，材料的硬度越高，耐磨性越好。（√） 4．HBW是洛氏硬度的硬度代号。（×） 5．金属材料的使用性能包括力学性能、铸造性能。（×） 6．硬度试验中，布氏硬度测量压痕的深度。（×） 7．硬度试验中，洛氏硬度测量试样表面压痕直径大小。（×） 8．断后伸长率和断面收缩率越大，表示材料的塑性越好。（√）9．布氏硬度用于测量淬火后零件的硬度。（×） 10．洛氏硬度用于测量退火后零件的硬度。（×） 11．晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。（√） 12．理想晶体的内部都或多或少地存在有各种晶体缺陷。（×）13．室温下，金属晶粒越细，则强度越高，塑性越低。（×） 14．纯金属结晶时形核率随过冷度的增大而不断增加。（×） 15．金属型浇注比砂型浇注得到的铸件晶粒粗大。（×） 16．铸成薄壁件与铸成厚壁件晶粒粗大。（×） 17．厚大铸件的表面部分与中心部分晶粒粗大。（×） 18．α-Fe属于面心立方晶格晶格类型。（×） 19．金属Cu、Al都是面心立方晶格。（√） 20．金属实际结晶温度小于理论结晶温度。（√） 21．在铁碳合金平衡结晶过程中，只有成分为0.77%C的合金才能发生共析反应。（×） 22．一般来说，金属中的固溶体塑性较好，而金属间化合物的硬度较高。 （√） 23．铁素体和奥氏体都是碳在α-Fe中的间隙固溶体。（×） 24．奥氏体是硬度较低、塑性较高的组织，适用于压力加工成形。（√） 25．渗碳体是硬而脆的相。（√） 26．铁和碳以化合物形式组成的组织称为莱氏体。（×） 27．铁素体是固溶体，有固溶强化现象，所以性能为硬而脆。（×） 28．钢铆钉一般用高碳钢制作。（×） 29．金属在固态下由于温度的改变而发生晶格类型转变的现象，称为同素异构转变。（√） 30．纯铁在770℃时发生同素异构转变。（×） 31．表面淬火既能改变钢的表面化学成分，也能改善心部的组织与性能。 （×） 32．共析钢加热奥氏体后，冷却时所形成的组织主要取决于钢的加热温度。 （×） 机械设计考试练习题 -----------------------作者：-----------------------日期： 考试复习与练习题 一、单项选择题 1 工作时只承受弯矩，不传递转矩的轴，称为。 A ．心轴 B ．转轴 C ．传动轴 D ．曲轴 2 采用的措施不能有效地改善轴的刚度。 A ．改用高强度合金钢 B ．改变轴的直径 C ．改变轴的支承位置 D ．改变轴的结构 3 按弯扭合成计算轴的应力时，要引入系数α，这α是考虑。 A ．轴上键槽削弱轴的强度 B ．合成正应力与切应力时的折算系数 C ．正应力与切应力的循环特性不同的系数 D ．正应力与切应力方向不同 4 转动的轴，受不变的载荷，其所受的弯曲应力的性质为。 A ．脉动循环 B ．对称循环 C ．静应力 D ．非对称循环 5 对于受对称循环转矩的转轴，计算弯矩（或称当量弯矩）()2 2T M M ca α+=，α应取 。 A ．α≈0.3 B ．α≈0.6 C ．α≈1 D ．α≈1.3 6 根据轴的承载情况，的轴称为转轴。 A ．既承受弯矩又承受转矩 B ．只承受弯矩不承受转矩 C ．不承受弯矩只承受转矩 D ．承受较大轴向载荷 二、填空题 7 自行车的中轴是轴，而前轮轴是轴。 8 为了使轴上零件与轴肩紧密贴合，应保证轴的圆角半径轴上零件的圆角半径或倒角C 。 9 对大直径的轴的轴肩圆角处进行喷丸处理是为了降低材料对的敏感性。 10 传动轴所受的载荷是。 11 一般单向回转的转轴，考虑起动、停车及载荷不平稳的影响，其扭转剪应力的性质按 处理。 三、问答题 12 轴受载荷的情况可分哪三类?试分析自行车的前轴、中轴、后轴的受载情况，说明它们各属于哪类轴? 心轴 转轴 转轴 13 为提高轴的刚度，把轴的材料由45号钢改为合金钢是否有效?为什么? 无效 只是利用合金钢的淬硬性好，并不能提高轴的刚度。 14 轴上零件的轴向及周向固定各有哪些方法?各有何特点?各应用于什么场合? 15 轴的计算当量弯矩公式()2 2T M M ca α+= 中，应力校正系数а的含义是什么?如何取值? 含义：考虑正应力和切应力的循环特性不同的系数 取值见P315 16 影响轴的疲劳强度的因素有哪些?在设计轴的过程中，当疲劳强度不够时，应采取哪些措施使其满足强度要求? 主要是表面质量（粗糙度） 采用表面强化，如碾压、喷丸、碳氮共渗、表面淬火等 四、分析计算题 17 试分析题17图所示卷扬机中各轴所受的载荷，并由此判定各轴的类型。（轴的自重、轴承中的摩擦均不计） 18某蜗轮与轴用A 型普通平键联接。已知轴径d ＝40mm ，转矩T ＝522000N ·mm ，轻微冲击。初定键的尺寸为b=12mm ，h ＝8mm ，L ＝100mm 。轴、键和蜗轮的材料分别为45号钢，35号 钢和灰铸铁，试校核键联接的强度。若强度不够，请提出两种改进措施。 联接方式 联接中较弱 零件的材料 载荷性质 静载荷 轻微冲击 冲击 []p σ 静联接 （普通平键） 钢 120~150 100~120 60~90 铸铁 70~80 50~60 30~45 19 如题19图所示的锥齿轮减速器主动轴。已知锥齿轮的平均分度圆直径m d =56.25mm ，所受圆周力 t F ＝1130N ，径向力r F ＝380N ，轴向力a F ＝146N 。 试求： （1）画出轴的受力简图； （2）计算支承反力； （3）画出轴的弯矩图、合成弯矩图及转矩图。 五、结构题（图解题） 20 如题20图所示的某圆柱齿轮装于轴上，在圆周方向采用A 型 题17图 题19图 冲击韧性就是试样断口处单位面积所消耗的功。〔 一般来说，金属材料的强度越高，则其冲击韧性越低。（“） 一般来说，材料的硬度越高，耐磨性越好。（“） HBW是洛氏硬度的硬度代号。（X） 金属材料的使用性能包括力学性能、铸造性能。（X） 硬度试验中，布氏硬度测量压痕的深度。（X） 硬度试验中，洛氏硬度测量试样表面压痕直径大小。（X） 断后伸长率和断面收缩率越大，表示材料的塑性越好。（“） 布氏硬度用于测量淬火后零件的硬度。（X） 10. 洛氏硬度用于测量退火后零件的硬度。（X） 11 . 晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。（“） 12. 理想晶体的内部都或多或少地存在有各种晶体缺陷。（X） 13. 室温下，金属晶粒越细，则强度越高，塑性越低。（X） 14. 纯金属结晶时形核率随过冷度的增大而不断增加。（X） 15. 金属型浇注比砂型浇注得到的铸件晶粒粗大。（X） 16. 铸成薄壁件与铸成厚壁件晶粒粗大。（X） 17. 厚大铸件的表面部分与中心部分晶粒粗大。（X） 18. a -Fe属于面心立方晶格晶格类型。（X） 19. 金属Cu Al都是面心立方晶格。（“） 20. 金属实际结晶温度小于理论结晶温度。（“） 21 . 在铁碳合金平衡结晶过程中，只有成分为0.77%C的合金才能发生共析反应。（X） 22. 一般来说，金属中的固溶体塑性较好，而金属间化合物的硬度较高。（“） 23. 铁素体和奥氏体都是碳在a -Fe中的间隙固溶体。（X） 精选文库 奥氏体是硬度较低、塑性较高的组织，适用于压力加工成形。 铁素体是固溶体，有固溶强化现象，所以性能为硬而脆。 金属在固态下由于温度的改变而发生晶格类型转变的现象，称为同素异构转变。（V ） 淬火钢重新加热到Ac1点以上某一温度，保温、空冷称为回火。（X ） 表面淬火和化学热处理都能改变钢的表面成分和组织。（X ） 39. 渗碳钢渗碳后不需要进行淬火处理。（X ） 40. 淬火+低温回火称调质。（X ） 41 . Q275与Q295均是碳素结构钢。 （X ） 42. c < 0.45%为中碳钢。（X ） 43. 45Mn 钢是合金结构钢。（X ） 44. 钢中合金元素越多，则淬火后硬度越高。（X ） 45. 08F 是优质碳素结构钢。（V ） 46. 所有合金元素都能提高钢的淬透性。（X ） 47. 制造手用锯条应选用T12钢淬火+低温回火。（V ） (V) 25. 渗碳体是硬而脆的相。（V ） 26. 铁和碳以化合物形式组成的组织称为莱氏体。 27. 28. 钢铆钉一般用高碳钢制作。（X ） 29. 30. 纯铁在770 C 时发生同素异构转变。（X ） 31. 表面淬火既能改变钢的表面化学成分，也能改善心部的组织与性能。（X ） 32. 共析钢加热奥氏体后，冷却时所形成的组织主要取决于钢的加热温度。（X ） 33. 低碳钢或高碳钢件为便于进行机械加工，可预先进行球化退火。（X ） 34. 在退火状态，45钢比20钢的强度和硬度都高。（V ） 35. 正火的冷却速度比退火快，得到的组织细、强度、硬度高。（V ） 36. 球化退火主要用于过共析成分的碳钢和合金钢。（V ） 37. 38. 习题集简答题部分答案 第一部分工程材料 1．什么是工程材料？按其组成主要分为哪些类型? 答：工程材料主要指用于机械工程和建筑工程等领域的材料。 按其组成主要分为：金属材料、高分子材料、无机非金属材料、复合材料。 2．金属的实际晶体中存在哪些晶体缺陷？它们对性能有什么影响？ 答：在实际金属中存在的缺陷有点缺陷（空位和间隙原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界）3种类型。 一般情况下，晶体缺陷的存在可以提高金属的强度，但是晶体缺陷的存在常常降低金属的抗腐蚀性能。 3．什么是细晶强化？生产中主要采取哪些措施细化晶粒？ 答：一般情况下金属的强度、塑性和韧性都随晶粒的细化而提高，称细晶强化。因此，在生产中常采取增加冷却速度和变质处理来细化晶粒以改善力学性能。 生产中主要采取以下3种措施细化晶粒： （1）增加冷却速度可增大过冷度，使晶核生成速率大于晶粒长大速率，因而使晶粒细化。但增加冷却速度受铸件的大小、形状的限制。 （2）变质处理是在液态金属中加少量变质剂(又称孕育剂)作为人工晶核，以增加晶核数，从而使晶粒细化。 （3）在结晶过程中采用机械振动、超声波振动和电磁振动，也有细化晶粒的作用。 4．什么是金属的热处理？有哪些常用的热处理工艺？ 答：金属热处理就是通过加热、保温和冷却来改变金属整体或表层的组织，从而改善和提高其性能的工艺方法。 金属热处理工艺可分为普通热处理（主要是指退火、正火、淬火和回火等工艺）、表面热处理（包括表面淬火和化学热处理）和特殊热处理（包括形变热处理和真空热处理等）。5．钢退火的主要目的是什么？常用的退火方法有哪些？ 答：钢退火的主要目的是： ①细化晶粒，均匀组织，提高机械性能； ②降低硬度，改善切削加工性； ③消除残余内应力，避免钢件在淬火时产生变形或开裂； 机械制造基础习题答案 黑龙江八一农垦大学工程学院机械系 第一部分铸造 2. 影响合金充型能力的主要因素有哪些？ 答：1）合金的流动性； 2）浇注条件；3）铸型条件。 3. 简述合金收缩的三个阶段。 答：（1）液态收缩从浇注温度冷却到凝固开始温度（液相线温度）的收缩，即金属在液态时由于温度降低而发生的体积收缩。（2）凝固收缩从凝固开始温度冷却到凝固终止温度（固相线温度）的收缩，即熔融金属在凝固阶段的体积收缩。（3）固态收缩从凝固终止温度冷却到室温的收缩，即金属在固态由于室温降低而发生的体积收缩。 6. 浇注位置的选择原则是什么？ 答：（1）铸件的重要加工面应朝下或位于侧面。 （2）铸件宽大平面应朝下，这是因为在浇注过程中，熔融金属对型腔上表面的强烈辐射，容易使上表面型砂急剧地膨胀而拱起或开裂，在铸件表面造成夹砂结疤缺陷。 （3）面积较大的薄壁部分应置于铸型下部或垂直、倾斜位置。 （4）形成缩孔的铸件，应将截面较厚的部分置于上部或侧面，便于安放冒口，使铸件自下而上(朝冒口方向)定向凝固。（5）应尽量减小型芯的数量，且便于安放、固定和排气。 8. 铸件壁厚的设计原则有哪些？ 答：（1）铸件的最小壁厚: 铸件的最小壁厚主要取决于合金的种类、铸件的大小及形状等因素。 （2）铸件的临界壁厚: 在砂型铸造条件下，各种铸造合金的临界壁厚约等于其最小壁厚的三倍。 （3）铸件壁厚应均匀、避免厚大截面，当铸件各部分的壁厚难以做到均匀一致，甚至存在有很大差别时，为减小应力集中采用逐步过渡的方法，防止壁厚突变。 第二部分压力加工 1.何谓塑性变形？塑性变形的实质是什么？ 答：由于原子排列的相对位置发生变化而产生的永久变形，称为塑性变形。其实质是晶体内部产生滑移的结果。 2.什么是加工硬化？怎样消除金属的加工硬化？ 答：金属发生冷塑性变形时，随着变形量的增加，强度和硬度提高，塑性和韧性下降的现象称为加工硬化。进行再结晶退火来消除金属的加工硬化。 3.冷变形和热变形的根本区别何在？铅（熔点为327℃）、铁（熔点为1538℃）在200℃时的变形是哪种变形？ 答：再结晶温度以下进行的变形称为冷变形，再结晶温度以上进行的变形称为热变形。 铅： T再 = 0.4 T熔 = 0.4（327）= 130.8 T = 200 > T再=130.8 所以:铅在200℃时的变形为热变形。 铁： T再 = 0.4 T熔 = 0.41538）= 615.2 T = 200 < T再=615.2 所以:铁在200℃时的变形为冷变形。 4.何谓纤维组织？是怎样形成的？有何特点？选择零件坯料时，应怎样考虑纤维组织的形成和分布？ 答：铸锭中的塑性夹杂物（MnS、FeS等）多半分布在晶界上，在压力加工中随晶粒的变形而被拉长，而脆性夹杂物（FeO、SiO2等）被打碎呈链状分布在金属的基体内，再结晶后变形的晶粒呈细粒状，而夹杂物却依然呈条状或链状被保留下来，形成了纤维组织。 使金属在性能上具有方向性。如纵向（平行于纤维方向）上的塑性和韧性好，横向（垂直于纤维方向）上的塑性和韧性差。使零件工作时的最大正应力与纤维方向重合，最大切应力与纤维方向垂直，并使纤维沿零件轮廓分布而不被切断。机械制造基础习题及参考答案
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