机械工程师认证考试指南

机械工程师认证考试指南TOC\o"1-2"\h\u2070第1章机械工程基础 4162331.1工程材料 4130991.1.1金属材料 439441.1.2非金属材料 415571.1.3复合材料 4107671.2机械制图 4265101.2.1制图基本知识 4119021.2.2投影制图 5103241.2.3机械制图标准 5102591.3机械设计原理 555021.3.1机械设计基础 5107391.3.2机械传动设计 5118771.3.3轴承与轴的设计 550701.3.4联接件设计 589021.3.5机构设计 512790第2章机械力学 689732.1静力学 6151062.1.1负载分类 671472.1.2平衡方程 6326452.1.3受力分析 6326772.2动力学 612022.2.1牛顿运动定律 647892.2.2运动方程 6186532.2.3动能定理与动量定理 678712.3材料力学 6105502.3.1应力与应变 6178982.3.2材料的力学功能 7230932.3.3杆件受力分析 716909第3章机械制造工艺 7124303.1金属加工 7303013.1.1切削加工 798993.1.2压力加工 7121593.1.3焊接加工 7109993.2铸造与锻造 733673.2.1铸造 7259833.2.2锻造 7106683.3机械加工 8224603.3.1车削加工 8305173.3.2铣削加工 839673.3.3磨削加工 8182913.3.4钻孔与镗孔加工 8118553.4特种加工 8230433.4.1电火花加工 8206743.4.2激光加工 8283863.4.3电子束加工 8321523.4.4超声波加工 81446第4章传动与控制 9170494.1传动系统 9305504.1.1传动系统概述 955174.1.2传动系统的分类 9184484.1.3传动系统设计原则 94514.2齿轮传动 9140524.2.1齿轮传动原理 9120354.2.2齿轮的分类与材料 914244.2.3齿轮传动设计要点 9299204.3液压与气动 9325044.3.1液压与气动概述 914754.3.2液压与气动元件 9150004.3.3液压与气动系统设计要点 10223124.4电气控制 10195164.4.1电气控制概述 10227534.4.2常用电气元件 10191394.4.3电气控制系统设计要点 1023389第5章机械设备与组件 10117085.1通用机械设备 10177375.1.1发动机 10166625.1.2传动装置 10314865.1.3联轴器与离合器 10100555.1.4制动器与离合器 11119315.2泵与风机 11259915.2.1泵 11178545.2.2风机 1148885.3液压组件 11108095.3.1液压泵 11193875.3.2液压马达 11177175.3.3液压缸 11181025.3.4控制阀 1283505.4气动组件 12161485.4.1气源处理元件 12186445.4.2气动执行元件 12325365.4.3气动控制元件 1263855.4.4气动辅助元件 1212267第6章CAD/CAM技术 12118066.1CAD技术 12225416.1.1概述 12253056.1.2CAD软件及功能 1315626.1.3CAD技术在机械工程中的应用 13309976.2CAM技术 13212116.2.1概述 1347566.2.2CAM软件及功能 13319346.2.3CAM技术在机械工程中的应用 13207236.3计算机辅助工程分析 13123266.3.1概述 138356.3.2常用CAE软件及功能 13274516.3.3CAE技术在机械工程中的应用 1313595第7章设备维护与管理 1484687.1设备维护策略 14213847.1.1预防性维护 1480647.1.2预测性维护 14323357.1.3事后维护 1450397.2故障诊断与排除 1441797.2.1故障诊断方法 14116607.2.2故障排除步骤 15357.3设备管理系统 1578197.3.1设备档案管理 155057.3.2设备运行监控 15225767.3.3设备维护管理 15242427.3.4设备备品备件管理 1620392第8章质量控制与生产管理 16203598.1质量管理体系 16304878.2质量控制工具 16277918.3生产计划与调度 16252418.4精益生产 1627733第9章环境与职业健康安全 17322619.1环境管理体系 1794719.1.1环境管理体系概述 1786789.1.2ISO14001环境管理体系 179909.1.3环境管理体系文件的编制 1723969.2职业健康安全管理体系 1757339.2.1职业健康安全管理体系概述 17306409.2.2OHSAS18001职业健康安全管理体系 17224789.2.3职业健康安全管理体系文件的编制 1750929.3环境与职业健康安全管理 17207339.3.1环境与职业健康安全管理的整合 17290759.3.2环境与职业健康安全管理的实施 17175019.3.3环境与职业健康安全管理的持续改进 18147959.3.4环境与职业健康安全管理案例分析 1811725第10章工程项目与管理 181531310.1项目管理基础 182428410.1.1项目管理定义与过程 181149910.1.2项目组织结构 1847310.1.3项目管理体系 182244410.2项目进度管理 182522910.2.1工作分解结构 181594810.2.2网络图与关键路径法 18450310.2.3进度压缩与进度控制 18437110.3项目成本管理 182450410.3.1成本估算 18842610.3.2成本预算 182269010.3.3成本控制 193059310.4项目质量管理与风险管理 192482710.4.1项目质量管理 191887210.4.2质量规划与质量控制 193115410.4.3风险识别与评估 192409910.4.4风险应对与监控 19第1章机械工程基础1.1工程材料1.1.1金属材料钢铁材料非铁金属材料粉末冶金材料1.1.2非金属材料塑料橡胶陶瓷玻璃1.1.3复合材料纤维增强复合材料层合材料预应力复合材料1.2机械制图1.2.1制图基本知识图纸幅面与格式投影法剖面符号与标注1.2.2投影制图三视图剖视图斜视图1.2.3机械制图标准尺寸标注线型及其应用标注文字与符号1.3机械设计原理1.3.1机械设计基础设计要求与设计过程设计规范与标准材料选择与力学计算1.3.2机械传动设计传动方式及其特点传动零件的设计计算传动装置的布置与装配1.3.3轴承与轴的设计轴承的类型与选择轴的设计计算轴承与轴的配合设计1.3.4联接件设计螺纹联接键联接销联接1.3.5机构设计平面连杆机构凸轮机构齿轮机构液压与气压机构通过本章的学习，考生将掌握机械工程领域的基础知识，包括工程材料、机械制图和机械设计原理，为参加机械工程师认证考试打下坚实基础。第2章机械力学2.1静力学2.1.1负载分类静力学主要研究在平衡状态下的物体受力情况。本章首先介绍负载的分类，包括力与力矩的定义、分布负载与集中负载的区分及其在机械系统中的应用。2.1.2平衡方程本节详细讲解平衡方程，包括受力平衡和力矩平衡。通过解析法及图解法对简单物体和复杂物体系统进行平衡分析。2.1.3受力分析受力分析是解决静力学问题的关键。本节讨论如何进行受力分析，包括自由体图绘制、力的分解与合成，以及不同受力情况下的解析方法。2.2动力学2.2.1牛顿运动定律动力学研究物体运动状态变化的原因。本节回顾牛顿三定律，并探讨其在机械系统中的应用。2.2.2运动方程介绍物体的直线运动与曲线运动方程，包括速度、加速度与位移之间的关系，以及运动方程的建立与求解方法。2.2.3动能定理与动量定理阐述动能定理与动量定理的基本原理，并通过实例说明其在机械工程中的实际应用。2.3材料力学2.3.1应力与应变本节介绍应力与应变的定义，包括弹性变形与塑性变形的区分，以及胡克定律的运用。2.3.2材料的力学功能分析材料的弹性模量、剪切模量、屈服强度和抗拉强度等力学功能指标，并探讨材料功能测试方法。2.3.3杆件受力分析深入讨论杆件在各种负载下的受力情况，包括拉伸、压缩、剪切、扭转和弯曲等，以及相应的强度计算方法。通过本章的学习，机械工程师应能熟练掌握机械力学的基本概念、原理和分析方法，为今后在机械设计和工程应用中打下坚实的基础。第3章机械制造工艺3.1金属加工金属加工是机械制造工艺中的重要环节，主要包括金属的切割、成形及连接等方法。本节主要介绍以下几种金属加工技术：3.1.1切削加工切削加工是通过切削工具将工件上的材料去除，以达到所需形状和尺寸的加工方法。主要包括车削、铣削、磨削、钻孔、镗孔等。3.1.2压力加工压力加工是利用外力使金属材料产生塑性变形，从而获得所需形状和尺寸的加工方法。主要包括弯曲、拉伸、压缩、成形等。3.1.3焊接加工焊接加工是通过加热或加压的方式，使金属材料熔化并连接成一体。常见的焊接方法有电弧焊、气焊、激光焊、电子束焊等。3.2铸造与锻造铸造和锻造是两种重要的金属成型工艺，广泛应用于机械制造领域。3.2.1铸造铸造是将熔化的金属液体倒入预先准备好的模具中，冷却凝固后获得所需形状和尺寸的加工方法。主要包括砂型铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造等。3.2.2锻造锻造是对金属材料在高温下进行塑性变形，从而获得所需形状和尺寸的加工方法。主要包括自由锻造、模锻、辗压、拉伸等。3.3机械加工机械加工是机械制造工艺的核心环节，主要包括以下内容：3.3.1车削加工车削加工是通过旋转工件，利用车刀对工件进行切削，获得所需形状和尺寸的加工方法。3.3.2铣削加工铣削加工是利用旋转的多刃铣刀对工件进行切削，适用于平面、曲面、槽、齿轮等形状的加工。3.3.3磨削加工磨削加工是利用磨具和磨料对工件进行切削，具有加工精度高、表面质量好等特点。3.3.4钻孔与镗孔加工钻孔是利用旋转的钻头在工件上加工出孔的方法，镗孔则是利用旋转的镗刀对已有孔进行加工。3.4特种加工特种加工是指采用非传统加工方法，对特殊材料和形状的工件进行加工的技术。以下为几种常见的特种加工方法：3.4.1电火花加工电火花加工是利用电极与工件之间的放电腐蚀作用，对工件进行加工的方法。3.4.2激光加工激光加工是利用高能量密度的激光束对工件进行切割、焊接、热处理等加工的方法。3.4.3电子束加工电子束加工是利用高速运动的电子束对工件进行焊接、切割、热处理等加工的方法。3.4.4超声波加工超声波加工是利用超声波振动产生的能量，对工件进行磨削、抛光等加工的方法。第4章传动与控制4.1传动系统4.1.1传动系统概述传动系统是机械设备中的组成部分，其主要功能是传递和调节动力与运动。本章将介绍传动系统的基本原理、类型及其在设计中的应用。4.1.2传动系统的分类传动系统可分为以下几类：齿轮传动、皮带传动、链传动、摩擦传动等。各类传动系统具有不同的特点和应用场合。4.1.3传动系统设计原则传动系统设计应遵循以下原则：满足使用功能要求、结构紧凑、传动效率高、经济性好、可靠性高、维护方便。4.2齿轮传动4.2.1齿轮传动原理齿轮传动是利用齿轮的啮合传递动力和运动的传动方式。本章将阐述齿轮传动的原理、类型及其在设计中的应用。4.2.2齿轮的分类与材料齿轮可分为直齿、斜齿、蜗杆等类型，其材料包括钢、铸铁、塑料等。不同类型的齿轮和材料适用于不同的工况。4.2.3齿轮传动设计要点齿轮传动设计应考虑以下要点：齿轮的强度计算、齿轮间隙的调整、齿轮的润滑与冷却、齿轮的安装与维护。4.3液压与气动4.3.1液压与气动概述液压与气动传动是利用液体或气体作为工作介质，通过压力变化传递动力和运动的传动方式。本章将介绍液压与气动传动的基本原理、元件及其在设计中的应用。4.3.2液压与气动元件液压与气动元件包括泵、马达、缸、阀门等。各类元件的选择与设计是保证系统功能的关键。4.3.3液压与气动系统设计要点液压与气动系统设计应关注以下要点：系统工作压力的确定、元件的选择与布置、管道的设计、系统的安全防护、节能与环保。4.4电气控制4.4.1电气控制概述电气控制是利用电气元件和设备实现机械设备自动控制的技术。本章将介绍电气控制的基本原理、元件及其在传动系统中的应用。4.4.2常用电气元件常用电气元件包括接触器、继电器、开关、控制器等。了解各类元件的功能和选型是电气控制系统设计的基础。4.4.3电气控制系统设计要点电气控制系统设计应关注以下要点：控制方案的确定、元件的选型与布置、电路图的绘制、系统的调试与维护。第5章机械设备与组件5.1通用机械设备本章主要介绍机械工程师认证考试中涉及的通用机械设备。通用机械设备包括但不限于以下几种：5.1.1发动机内燃机外燃机电动机5.1.2传动装置齿轮传动带传动链传动5.1.3联轴器与离合器联轴器离合器5.1.4制动器与离合器制动器离合器5.2泵与风机泵与风机是流体输送设备，广泛应用于各种工业领域。以下为考试中可能涉及的泵与风机内容：5.2.1泵概述离心泵柱塞泵螺杆泵5.2.2风机离心风机轴流风机混流风机5.3液压组件液压技术广泛应用于各类机械设备中，以下为液压组件的相关内容：5.3.1液压泵齿轮泵轴向柱塞泵径向柱塞泵5.3.2液压马达齿轮马达轴向柱塞马达径向柱塞马达5.3.3液压缸双作用液压缸单作用液压缸螺杆液压缸5.3.4控制阀压力控制阀流量控制阀方向控制阀5.4气动组件气动技术以其结构简单、维护方便等优点，在自动化设备中得到广泛应用。以下为气动组件的相关内容：5.4.1气源处理元件空气压缩机空气过滤器油雾器5.4.2气动执行元件气缸气动马达5.4.3气动控制元件气动阀电气比例阀电气换向阀5.4.4气动辅助元件调压阀气动传感器气动附件通过学习本章内容，考生可以掌握机械设备与组件的基本原理和功能，为机械工程师认证考试打下坚实基础。第6章CAD/CAM技术6.1CAD技术6.1.1概述计算机辅助设计（ComputerAidedDesign，简称CAD）技术是机械工程师在产品设计阶段的重要工具。本章将介绍CAD技术的原理、发展历程、主要功能及其在机械工程领域的应用。6.1.2CAD软件及功能本节主要阐述目前市场上常见的CAD软件，如AutoCAD、SolidWorks、CATIA等，以及它们的基本功能，包括二维绘图、三维建模、参数化设计、装配体设计等。6.1.3CAD技术在机械工程中的应用本节将详细介绍CAD技术在机械设计、结构优化、模具设计等领域的应用实例，以帮助考生了解CAD技术的实际应用。6.2CAM技术6.2.1概述计算机辅助制造（ComputerAidedManufacturing，简称CAM）技术是将CAD设计数据转换为机床控制指令的技术。本节将介绍CAM技术的原理、发展历程及其在机械制造领域的应用。6.2.2CAM软件及功能本节将介绍目前市场上主流的CAM软件，如Mastercam、UGNX、PowerMILL等，以及它们的基本功能，包括数控编程、路径、仿真加工等。6.2.3CAM技术在机械工程中的应用本节将通过实例分析，展示CAM技术在数控加工、模具制造、精密铸造等领域的应用，帮助考生了解CAM技术的实际价值。6.3计算机辅助工程分析6.3.1概述计算机辅助工程分析（ComputerAidedEngineering，简称CAE）是利用计算机对产品进行功能分析、优化和验证的过程。本节将介绍CAE技术的原理、发展及其在机械工程领域的重要性。6.3.2常用CAE软件及功能本节将介绍有限元分析（FEA）软件，如ANSYS、ABAQUS等，以及计算流体力学（CFD）软件，如FLUENT、STARCCM等，并阐述它们的基本功能。6.3.3CAE技术在机械工程中的应用本节将通过具体案例，分析CAE技术在结构强度分析、热分析、动力学分析等领域的应用，使考生深入了解CAE技术的实际应用场景。第7章设备维护与管理7.1设备维护策略设备维护是保证生产设备正常运行、降低故障率、延长使用寿命的重要手段。合理的设备维护策略能够有效提高企业生产效率，降低生产成本。本节主要介绍设备维护的基本策略。7.1.1预防性维护预防性维护是指在设备发生故障之前，采取一系列措施对设备进行保养、检查和维修，以预防设备故障的发生。预防性维护包括定期维护、定期检查和定期更换易损件等。7.1.2预测性维护预测性维护是基于设备运行数据、故障数据等，利用数据分析方法对设备进行状态监测和故障预测，从而制定针对性的维护计划。预测性维护主要包括以下步骤：（1）数据采集；（2）数据处理与分析；（3）故障预测；（4）制定维护计划。7.1.3事后维护事后维护是指在设备发生故障后进行的维护，主要包括故障排除、设备维修和更换损坏部件等。事后维护虽然无法预防设备故障，但可以迅速恢复设备正常运行，降低故障损失。7.2故障诊断与排除设备故障诊断与排除是设备维护管理的重要组成部分。本节主要介绍故障诊断与排除的方法和步骤。7.2.1故障诊断方法（1）望：观察设备运行状态，发觉异常现象；（2）闻：听设备运行声音，判断设备是否存在异常；（3）问：询问设备操作人员，了解设备运行情况；（4）切：通过仪器、仪表对设备进行检测，确定故障部位。7.2.2故障排除步骤（1）确定故障现象；（2）分析故障原因；（3）制定故障排除方案；（4）实施故障排除；（5）验证故障排除效果；（6）总结故障排除经验。7.3设备管理系统设备管理系统是对企业设备进行全面管理的系统，包括设备档案管理、设备运行监控、设备维护管理、设备备品备件管理等功能。本节主要介绍设备管理系统的基本构成和作用。7.3.1设备档案管理设备档案管理主要包括设备基础信息、设备技术参数、设备购置日期、设备维护记录等。通过设备档案管理，企业可以随时了解设备的基本情况，为设备维护和管理提供依据。7.3.2设备运行监控设备运行监控是通过实时监测设备运行状态，发觉设备异常，及时采取措施，防止设备故障。设备运行监控主要包括以下内容：（1）实时数据采集；（2）数据处理与分析；（3）设备状态监测；（4）异常报警与处理。7.3.3设备维护管理设备维护管理是对设备维护工作进行计划、组织、实施和评价的过程。设备维护管理主要包括以下内容：（1）制定维护计划；（2）分配维护任务；（3）实施维护工作；（4）评价维护效果。7.3.4设备备品备件管理设备备品备件管理是对企业设备备品备件进行有效控制，保证设备维修过程中所需备品备件的供应。设备备品备件管理主要包括以下内容：（1）备品备件库存管理；（2）备品备件采购管理；（3）备品备件使用管理；（4）备品备件报废管理。第8章质量控制与生产管理8.1质量管理体系本节主要介绍质量管理体系的基本概念、原则和实施方法。阐述质量管理体系的定义及其在机械工程领域的重要性。接着，详细讨论ISO9001质量管理体系标准的要求，包括文件控制、内部审核、管理评审等关键环节。还将探讨持续改进在质量管理体系中的应用。8.2质量控制工具本节主要介绍质量控制过程中常用的工具和技术。概述质量控制的基本概念和目标。详细讲解以下质量控制工具：因果图、检查表、控制图、散点图、直方图等。针对每种工具，将结合实例进行阐述，以便考生更好地理解和应用。8.3生产计划与调度本节主要讨论生产计划与调度的基本原理和方法。介绍生产计划的概念、类型和编制方法，如物料需求计划（MRP）、能力需求计划（CRP）等。接着，分析生产调度的目标、策略和常用算法，如甘特图、关键路径法（CPM）、项目评估与审查技术（PERT）等。还将探讨生产计划与调度在机械制造业中的应用案例。8.4精益生产本节主要介绍精益生产的基本理念、方法和实践。阐述精益生产的起源、核心思想和目标。接着，详细讲解以下精益生产工具和方法：5S、看板系统、价值流分析、单件流、快速换模等。还将分析精益生产在提高生产效率、降低成本、缩短交货期等方面的优势，并通过实例展示其实践成果。注意：本章节内容旨在帮助考生掌握质量控制与生产管理的基本知识和技能，以便在实际工作中更好地运用。请考生在学习过程中，注重理论与实践相结合，提高自身在机械工程领域的综合素质。第9章环境与职业健康安全9.1环境管理体系9.1.1环境管理体系概述环境管理体系是指组织在实施环境保护活动中所采用的一系列相互关联或相互作用的一组要素。本节主要介绍环境管理体系的基本概念、组成要素和实施目的。9.1.2ISO14001环境管理体系介绍ISO14001环境管理体系的标准要求，包括政策、计划、实施、操作、监控、审核和持续改进等方面。9.1.3环境管理体系文件的编制详细讲解环境管理体系文件的编制方法、内容和注意事项，包括环境手册、程序文件、作业指导书等。9.2职业健康安全管理体系9.2.1职业健康安全管理体系概述职业健康安全管理体系是指组织在预防和控制职业病、等方面所采取的一系列措施。本节主要介绍职业健康安全管理体系的基本概念、目的