机械设计学习题试题（含答案）.doc

1、1、 讨论现代机械的演变和发展，以轿车、打印机等为例。针式打印机在打印机历史的很长一段时间上曾经占有着重要的地位，从9针到24针，再到今天基本走出打印机历史的舞台，可以说针式打印机的历史贯穿着这几十年的始终。彩色喷墨打印机因其有着良好的打印效果与较低价位的优点因而占领了广大中低端市场。此外喷墨打印机还具有更为灵活的纸张处理能力，在打印介质的选择上，喷墨打印机也具有一定的优势激光打印机则是近年来高科技发展的一种新产物，也是有望代替喷墨打印机的一种机型，分为黑白和彩色两种，它为我们提供了更高质量、更快速、更低成本的打印方式。除了以上三种最为常见的打印机外，还有热转印打印机和大幅面打印机等几种应用于

2、专业方面的打印机机型。2、“机械设计学”的学科的三大组成部分是什么？功能原理设计、实用化设计、商品化设计3、机械设计具有哪些主要特点？多解性，系统性，创新性4、设计与科研，设计与技术的区别与联系。出发点目标结果科研求知欲、好奇心发现自然规律更好的认识客观世界产品设计需求发现新产品创造一个更好的新世界技术制造发现新工艺和新材料制造出更好的零件和产品5、 什么是功能原理设计(Function Principle Design)？用“功能概念来认识、分析和设计机器的功能原理。功能原理设计的工作特点 1) 是用一种新的物理效应来代替旧的物理效应，使机器的工作原理发生根本的变化的设计。 2) 引入某种新

3、技术(新材料、新工艺、)，但首先要求设计人员有一种新想法(New Idea)、新构思（New Conceive）。3)功能原10理设计使机器品质发生质的变化。功能原理设计任务：针对某一确定的“功能目标”寻求一些“物理效应”并借助某些“作用原理”来求得一些实现该功能目标的“解法原理”。功能原理设计主要工作内容：是构思能实现功能目标的新的解法原理。6、 动作功能（简单、复杂）、工艺功能的含义及其求解思路？关键技术功能与求解思路；综合技术功能与求解思路。简单动作功能是由两个或两个以上的具有特殊几何形状的构件组成，利用它们形体上的特征，可以实现互相运动或锁合的动作。几何形体组合法复杂动作功能的设计求解

4、思路应该是基本机构组合法。工艺功能的特点是：工作头的形状、运动方式和作用场是完成工艺功能的三个主要因素。物场分析法没有关键技术和Know How(技术诀窍) 的产品，在激烈的竞争中，难以在市场上占有一席之地。对于现代设计人员来说，不懂得关键技术功能也就等于不懂得现代设计。在激烈的产品竞争中，出现了一种有力的竞争武器，就是所谓的“关键技术”或叫做“Know How”。它是作为某个企业或部门独有的技术，暂时还没有被别人掌握因此该企业的产品在这一方面占有待殊的优势。这种技术可能是动作功能，可能是工艺功能，而且很有可能也是采用“广义物理效应”的综合技术功能，只是因为它在竞争中的持殊地位，才把它列为一种

5、功能，叫“关键技术功能”。7、构思一种将钞票逐张分离的工作原理。说明其物理效应，并用sketch描述之。 8、举例说明物场分析法(S-Field法)？线切割：绕在运丝筒上的电极丝沿着运丝筒的回转方向以一定的速度移动，装在机床工作台上的工件由工作台按预定控制轨迹相对与电极丝做成型运动。脉冲电源的一极接在工件上，另一极接电极丝。在工件与电极丝之间总是保持一定的放电间隙且喷洒工作液，电极之间的火花放电蚀出一定的缝隙，连续不断的脉冲放电就切出了所需形状和尺寸的工件。其中，电极丝为S1，工件为S2，电场就是F。9、 常用的传动机构(Transmission Mechanism)有哪些？齿轮机构 连杆机构

6、 凸轮机构 螺旋机构 楔块机构 棘轮机构 槽轮机构 摩擦轮机构 挠性件机构 弹性件机构 液气动机构 电气机构 及各种基本构件的组合机构。10、常见的用于运动速度或力的大小变换的传动机构主要有哪些？并简要说明。通过啮合方式进行传动（齿轮、蜗杆蜗轮、链传动、同步齿形带）；通过摩擦方式进行传动（摩擦轮传动、摩擦式无级变速器、带传动、滑轮传动）；利用砌块原理进行传动（螺旋传动）；利用流体作用原理进行传动（液压、气动传动）。11、工作头(Working Head)定义？工作头的作用并各举一例说明。作业工具与夹持机构的总称(如钻夹与钻头、方榫与套筒、砂轮片与法兰盘的组合等)。(1)夹持：工作头要对工件进行

7、操作，要对工件施加作用力，需要首先将工件夹持住。例如。机床要加工工件。(2)搬运、输送及转换工位(3)施力：工作头有时要对工作对象施加力或力矩以达到完成任务的目的。例如，重物起吊与搬运。12、简述产品设计的核心问题和外围问题。 设计理解为一个空间。整个设计空间分为俩部分：内部空间：设计应遵循的主要阶段，其任务是使设计要求转化为硬件一满足需要，这也是设计的最终目的，故称内部空间为设计核心工作。外部空间：所列举的问题为对设计的各种要求和应用的技术方法，是设计的外围问题。由销售反馈信息，进行市场分析，改进技术要求，再进行设计的循环，是一个相互作用不断完善的迭代过程，使产品不断的发展。13、整机总体参

8、数主要指哪些？ 总计参数是表明机器技术性能的主要指标，包括机器性能参数和结构参数两方面：1，性能参数是指生产率、功率和重量等；2，结构参数是指主要结构尺寸，它由整机外形尺寸、主要部件的外形尺寸及工作机构作业位置尺寸等组成。14、结构设计(Machine Structure Design)中常用的设计原则与原理各有哪些?零件的功用与结构要素。1，等强度原理；2，合理力流原理；3，变形协调原理；4，力平衡原理；5，任务分配原理；6，自补偿原理；7，稳定性原理。零件的功用：1，传递运动和动力；2，承受载荷；3，保持有关零件部件之间的相对位置或运动轨迹关系；4，其他功用。零件的结构要素：1；工作要素；

9、2，连接要素。15、 举例说明何谓直接安全技术、何谓间接安全技术？直接安全技术：是指在结构设计中充分满足安全可靠要求，保证在使用中不出现危险。如采用安全销、安全阀和易损件等。对于可能松脱的零件加以限位，使其不致脱落造成机器事故。 间接安全技术：通过防护系统和保护装置来实现技术系统的安全可靠。其类型是多种多样的，如液压回路中的安全阀、电路系统中的保险丝等，都是当设备出现危险或超负荷时，自行脱离危险状态。16、 如何通过结构设计来提高零件的接触强度和接触刚度？一、提高静强度的设计方法1采用合理的截面形状； 2.载荷分流； 3载荷均布； 4. 改善轴系支撑结构； 5充分发挥材料特性； 6. 合理强化

10、二、提高静刚度的设计方法1.采用桁架结构； 2合理布置支承； 3. 合理布置隔板与肋板17、可靠性(Reliability)、可靠度；应力强度干涉模型应力强度干涉模型及P244习题7-4。可靠性：元件、产品、系统在一定时间内、在一定条件下无故障地执行指定功能的能力或可能性。可靠度：可靠度也叫可靠性,指的是结产品在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的能力,它包括结构的安全性,适用性和耐久性应力强度干涉模型：应力与强度的分布情况,严格地说都或多或少地与时间因素有关,图3-7表示了应力s、强度S的分布与时间的关系.当时间t=0时,两个分布有一定的距离,不会产生失效, 但随着时间的推移,由于环

11、境,使用条件等因素的影响,材料强度退化,导致在t=t2时应力分布与强度分布发生干涉(图中阴影部分),这时将可能产生失效.通常把这种干涉称为应力强度干涉模型。18、何谓人机工程学(Ergonomics)？在机械设计中应如何运用人机学？从系统论的观点来研究人（操作者和使用者）机器（包括人操作和使用的机器工具、设备及工程系统）环境（人操作和机器工作的环境）所组成系统的三要素及其相互关系；以人为主体，从人的生理和心理特征考虑，使系统中的三要素相互协调，以便促进人的身心健康，提高人的工作效率。19、 影响产品竞争力三要素是什么?1、功能原理设计：具备产品功能原理的新颖性，这是竞争力的核心要素；2、实用化

12、设计：具备产品技术性能的先进性，优良的技术性能是产品竞争力的基础要素；3、具备产品竞争力的心理要素，提高产品的吸引力，迎合顾客心理。20、产品商品化设计(Commercialization Design)措施有哪些?1，机械产品的艺术造型；2，机械产品的价值优化设计；3，机械产品的标准化、系列化、模块化设计；4，机械产品的性能适用性变化；5，机械绿色产品设计。21、艺术造型设计(Industrial Design)的基本原则是什么?它们之间有何关系?实用，经济，美观。其基本关系应该是在实用的前提下，讲究美观，实用与美观必须以经济因素为制约条件。22、 绿色设计(Green Design)与传统

13、设计的区别和联系？现阶段，绿色设计有哪些关键技术？传统设计是绿色设计的基础，绿色设计是对传统设计的补充和完善。绿色设计和传统设计的根本区别在于，绿色设计要求设计人员在设计构思阶段，就要把降低能耗、易于拆卸、再生利用和保护生态环境与保证产品的性能、质量、寿命、成本的要求列为同等的设计目标，并保证在生产过程中能够顺利实施。 关键技术：1，绿色材料的选择；2，拆卸设计；3，回收设计。23、 优势设计(Advanced Design)的概念；如何做优势分析。1，优势设计区别于常规设计和创新设计，从基本思想上看，主要强调它是一种面向市场争取竞争优势的设计。2，优势设计是以常规设计和创新设计为基础的更高一

14、层的设计概念，它是更强调面向市场的设计技术。根据产品在市场上的表现，可以把优势的类型分为表面优势和本质优势；表面优势指外观、色彩、附加功能以及宣传、广告等，它们是非本质的东西。本质优势是指他的功能原理是否新颖，技术性能指标是否先进，制造质量是否上乘等。24、讨论：优势设计的哲学基础，以你所熟悉某具体机械产品或机电产品或电子通讯产品等为例加以论证。25、以自行车为例，画出功能结构图。26、对轮式装载机进行“机械总体布局”分析，讨论为什么要这样进行总体布局。装载机主要是装载散状物料，并将物料卸入自卸卡车或将物料直接运往卸料地点，装载机有时也承担轻度的铲掘、推土和修整场地等作业。为完成上述工作现代装载机一般是将铲斗及工作装置安装在最前端发动机布置在装载机的后部，起到配重作用，有利于提高稳定性。发动机的输出端接液力变矩器，再通过万向节和传动轴与前后驱动桥相连。驾驶室布置在工作装置之后的中部，其位置应尽量靠前，使前方视野开阔，利于作业准确。27、家用缝纫机(Home Sewing Machine)的主要功能和辅助功能分别有哪些？主要功能：1，引面线造环功能；2，钩面线扩环，使底面线交织的功能；3，供给和收回面线的功能；4，输送缝料的功能。辅助功能：1，调节面线的底线阻尼的功能；2，调节压脚压紧力大小的功能；3，调节送布针距的功能；4，绕底线功能。5