机械设计：
机械设计，根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。
机械设计学：
《机械设计学》是黄靖远、高志、陈祝林编著的一本图书。该书以“机械设计学”的学科思想为基础，以“功能设计”和“结构设计”为核心内容，将设计的各种主要技术问题在各章作了相应的介绍，最后以设计试验和优势设计结束。
内容提要：
本书于1998年进行了第2版修订,除各章具体内容有更新增补外，特别增编了第十章“优势设计”，加强了创造性设计和为竞争的优势而设计的内容,以适应日趋激烈的国际市场竞争的要求。
本书此次修订时，增补了“设计过程讨论”、“概念设计”、“优势设计”、“质量功能配置(QFD)”、“质量屋”、“稳键设计”、“公理设计”、“绿色设计”、以及“TRIZ”等新内容，并对原有内容作了修改、增补及重新编排。
本书可用作高等工科院校机械设计及制造专业的专业教学用书，也可供其它机械专业师生和机械类科技人员参考。
作者介绍：
黄靖远,男,1937年生教授,博士生导师,享受国家级专家待遇。1960年清华大学毕业。清华大学精仪系机械设计教研室主任。专业:机械学,现代设计理论与方法。他参加过“中型数控铣床”、“两自由度肌电控制前臂假肢”的研制，获1987年国家发明三等奖(第二发明人)；负责“人机工程学”、“虚拟现实技术基础”和“链环式超越离合器”等自然科学基金和国家教委博士点基金项目科研;;主持“双螺旋自动增力假手”和“电动毂式轻便车辆”技术开发获1992年北京国际发明展览会金奖和1992年纽论堡国家博览会铜奖及金奖；先后发表各种科研论文30余篇，获发明专利10余项,实用新型专利3项。1984年他赴联邦德国西柏林工业大学考察“设计学(Konstruktionslehre)”。回国后任机械设计及制造教学指导委员会委员,主编《机械设计学》教材,获1997年教育部优秀教材二等奖和2002年国家级优秀教材二等奖,并被定为十五国家级重点教材和“面向21世纪课程教材”。他曾主编《优势设计》,参编《虚拟现实技术在机械设计中的应用》及《机械原理电算程序集》专著。
7-1解：（1）先求解该图功的比例尺。 （2 ）求最大盈亏功。根据图7.5做能量指示图。将和曲线的交点标注， ，，，，，，，。将各区间所围的面积分为盈功和亏功，并标注“+”号或“-” 号，然后根据各自区间盈亏功的数值大小按比例作出能量指示图（图7.6）如下：首先自向上做 ，表示区间的盈功；其次作向下表示区间的亏功；依次类推，直到画完最后一个封闭 矢量。由图知该机械系统在区间出现最大盈亏功，其绝对值为： （3 ）求飞轮的转动惯量 曲轴的平均角速度：； 系统的运转不均匀系数：； 则飞轮的转动惯量：
图7.5图7.6 7-2 图7.7 图7.8 解：（1）驱动力矩。因为给定为常数，因此为一水平直线。在一个运动循环中，驱
动力矩所作的功为，它相当于一个运动循环所作的功，即： 因此求得： （2）求最大盈亏功。根据图7.7做能量指示图。将和曲线的交点标注， ，，。将各区间所围的面积分为盈功和亏功，并标注“+”号或“-”号，然后根据各自区间盈亏 功的数值大小按比例作出能量指示图（图7.8）如下：首先自向上做，表示区间的盈功； 其次作向下表示区间的亏功；然后作向上表示区间的盈功，至此应形成一个封闭区间。 由图知该机械系统在区间出现最大盈亏功。 欲求，先求图7.7中的长度。如图将图中线1和线2延长交于点，那么在中， 相当于该三角形的中位线，可知。又在中，，因此有： ，则
根据所求数据作出能量指示图，见图7.8，可知最大盈亏功出现在段，则 。 （3）求飞轮的转动惯量和质量。 7-3解：原来安装飞轮的轴的转速为，现在电动机的转速为，则若将飞轮 安装在电动机轴上，飞轮的转动惯量为： 7-4解：（1）求安装在主轴上飞轮的转动惯量。先求最大盈亏功。因为是最大动能与最小 动能之差，依题意，在通过轧辊前系统动能达到最大，通过轧辊后系统动能达到最小，因此： 则飞轮的转动惯量： （2）求飞轮的最大转速和最小转速。
实验二、机械设计课程减速器拆装实验报告减速器名称班级日期 同组实验者姓名
回答下列问题 减速器拆装步骤及各步骤中应考虑的问题 一、观察外形及外部结构 1．起吊装置，定位销、起盖螺钉、油标、油塞各起什么作用？布置在什么位置？ 答： 定位销：为安装方便，箱座和箱盖用圆锥定位销定位并用螺栓连接固紧 起盖螺钉：为了便于揭开箱盖，常在箱盖凸缘上装有起盖螺钉 起吊装置：为了便于吊运，在箱体上设置有起吊装置箱盖上的起吊孔用于提升箱盖箱座上的吊钩用于提升整个减速器 油标：为了便于检查箱内油面高低，箱座上设有油标 油塞：拔下即可注油，拧上是为了防止杂质进入该油箱，常在箱体顶部位置设置油塞 2．箱体、箱盖上为什么要设计筋板？筋板的作用是什么，如何布置？ 答： 原因：为保证壳体的强度、刚度，减小壳体的厚度。 作用：增大减速机壳体刚度。 布置：一般是在两轴安装轴承的上下对称位置分别布置较好。 3．轴承座两侧联接螺栓应如何布置，支承螺栓的凸台高度及空间尺寸应如何确定？ 答： 轴承旁凸台高度h 由低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准。取50mm 轴承旁连接螺栓的距离S 以Md1螺栓和Md3螺钉互不干涉为准尽量靠近一般取S=D。 4．铸造成型的箱体最小壁厚是多少？如何减轻其重量及表面加工面积？ 答： 大约10mm左右。减轻重量主要是减少厚度，做加强筋来满足。 5．箱盖上为什么要设置铭牌？其目的是什么？铭牌中有什么内容？ 答： 为了显示型号，基本参数，外国的产品还包含序列号，给厂家提供序列号，可以查到出厂时的所有参数，方便使用维护，比如用了几年，你要买备件或备机，提供名牌信息。 二、拆卸观察孔盖 1．观察孔起什么作用？应布置在什么位置及设计多大才是适宜的？ 答： 为了检查齿轮与齿轮（或涡轮与蜗杆）的啮合情况、润滑状况、接触斑点、齿侧间隙、齿轮损坏情况，并向减速器箱体内注入润滑油。 应设置在箱盖顶部的适当位置：孔的尺寸大小以便于观察传动件啮合的位置为宜，并允许手伸入箱体内检查齿面磨损情况。
《现代机械设计方法》期末考试试卷附答案 一．不定项选择题 （每題4分，共40分） 1. 机械产品的设计规划阶段，应完成如下主要工作（ ）。 A) 产品的市场需求分析 B) 产品设计的可靠性报告 C) 产品的功能原理设计 D ）产品的结构方案设计 E ）产品的装配草图绘制 F ）产品的零件图和其他技术文件 2. 以下有关机械系统特点的描述哪些是正确的（ ）。 A) 整体性 B) 系统性 C) 独立性 D) 相关性 3. 机械产品的功能是对（ ）进行传递和变换的程序、功效和能力的抽象化描述。 A) 机械流 B) 能量流 C) 物质流 D) 电流 E ）信息流 F ）控制流 4. 功能分解的结果有两种表达方式，其中，（ ）在形式上比较简单、直观，可以清晰地表达各分功能的层次关系，而（ ）则能够更充分地表达各分功能之间的相互配合关系。 A) 功能结构图 B) 功能树 C) 功能元 D ）核心功能 5. 布置传动系统时，一般把带传动安排在传动链的（ ）。 A) 低速端 B) 高速端 6. 以下的结构设计中，哪些结构比较合理？（ ）。 A) B) C) D) 7. 上一题目中选择的依据是遵循哪种结构设计原理？（ ） C) 变形协调原理 D) 任务分配原理 E ）自补偿原理 x O y B A x O y A B u=0v=0（a ）B y A A v=0（b ） O x O x ｖ=0y B C D C D 9. 对（a ）图所示的轴对称模型进行有限元分析时，必须施加约束支座以消除刚体位移。下
） 10. 将研究对象的各个部分、各个方面和各种因素联系起来加以考虑，从整体上把握事物的本质和规律，从而寻求新的创造的原理是（）。 A) 综合创造原理 B) 分离创造原理 C) 移植创造原理 D) 物场分析原理 E) 还原创造原理 F) 价值优化原理 二．判断题：（正确：T；错误：F，各3分，共30分） 1. 机械产品的方案设计阶段就是要完成产品的原理方案设计。 2. 一个机械系统必须由动力系统、执行系统、传动系统、操纵控制系统、架体支撑系统几部分组成。 3. 机械设计学强调从功能的观点来看机器的组成，因为这更有利于和设计过程中的工作特点相协调。 4. 总体布局设计一般先布置动力系统和传动系统，然后再布置执行系统等。 5. 在设计机械时，一般需预先给定机械的工作载荷。该工作载荷可以由设计者自行确定，也可以由需求方提供。 6. 执行构件的作用是传递和变换运动和动力。 7. 三角形单元和矩形单元的每个节点均有两个位移自由度。 8. 结构离散化就是将复杂结构划分成通过节点相连的若干个单元。 9. 设计变量的个数即为设计空间的维数。 10. 并联系统的可靠度是各单元可靠度之和。 三、简答（每小题15分，共30分） 1. 机械设计具有哪些特点？ 2. 进行原理方案构思时常用哪些方法？
辽宁工学院试题参考答案及评分标准 一、简答（20分每题2分） 1、机器的更新换代的三个途径是什么？ 一是改革工作原理；二是通过改进工艺、结构和材料提高技术性能；三是加强辅助功能使其更适应使用者的心理。 2、机械产品设计的三个基本环节是什么？ 机械产品设计的三个基本环节是：“功能原理设计，实用化设计和商品化设计” 3、功能原理设计的工作特点是什么？ 1）功能原理设计往往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）功能原理设计中往往要引入某种新技术(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。没有新想法，即使新技术放到面前也不会把它运用到设计中去。 3）功能原理设计使机器品质发生质的变化。 4、完成工艺功能的三个主要因素？ 工作头的形状、运动方式和作用场 5、功能原理设计中伴随设计进程，其方案评价的方法选择也有不同，点分析 法和评分法那种适用于设计初期？ 点分析法适用于设计初期 6、结构件通常具有哪些结构要素? 分为：工作部分和安装部分；安装部分又分为固定安装和活动安装（一般保留了一个或一个以上的移动或转动自由度，可按工作部分进行设计）。 7、何谓零件的相关? 每个零件都与一个或几个零件有装配关系或相互位置关系，可以称这种关系为相关．称有这种关系的两个零件互为相关零件。 8、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。 9、实用、经济、美观是造型设计的三项基本原则。三者基本关系应该是什么？三者互相关联，相互制约，三个原则缺一不可。 10、价值工程对象选择的依据是什么？ 价值优化对象选择的基本依据是产品价值的高低。产品价值低的即为对象。
机械设计学复习题 一、名词解释： 1、功能原理设计 2、简单动作功能 3、复杂动作功能 4、机械创新设计 5、机械协调性设计 6、核心技术 7、关键技术 8、弹性强化 9、塑性强化 二、简答题： 机械设计学课后习题 1-1机械产品设计的三个基本环节是什么？ 答：机械产品设计的三个基本环节是：“功能原理设计，实用化设计和商品化设计” 1-2、机械设计具有哪些主要特点： 答：机械设计具有如下主要特点 :(1)多解性 (2)系统性 (3)创新性1-3、近代“机械设计学”的核心内容 1）“功能”思想的提出：l947年、美国工程师麦尔斯创立了“价值工程“。他真正重要的贡献在于他提出的关于‘功能”的思想。2）“人机工程’’学科的兴起：“宜人”的宗旨已经成为现代机械设计
的基本观念。 3）“工业设计”学科的成熟。工业产品设计的原则是：“技术第一，艺术第二”。工业设计师应该首先是一个工业技术专家，而不首先是一个艺术家。 1-4、从设计构思的角度机械产品设计可归纳为三大步： 创意、构思和实现。 创意：重点在于新颖性，且必须具有潜在需求。 构思：重点在于创造．即要构思一种新的技术方向或功能原理来实现某创意。 实现：重点在于验证构思的合理性，可以通过模型或原理样机来检查构思的合理性。 1-5、机械设计按其创新程度可分为以下三种类型： 1)适应性设计仅改变某些尺寸、外形或局部更改某些结构，使产品适应特定的使用条件或者用户特殊要求。 2）变型设计功能原理保持不变，变动产品部分结构尺寸参数，扩大规格，以满足更大范围功能参数需要的设计。 变型性设计是产品系列化的手段。 3)创新设计在全部功能或主要功能的实现原理和结构未知的情况下，运用成熟的科学技术成果所进行的新型的机械产品设计。 3-1、什么是功能原理设计？ 答：机械产品设计的最初环节，是先要针对该产品的主要功能提出一些原理性的构思。这种针对主要功能的原理性设计，可以简称为“功
东北大学继续教育学院 现代设计方法试卷（作业考核线上） A 卷 学习中心：山西潞安职业技术培训学校奥鹏学习中心 院校学号：C93550111090079 姓名王勇 （共页） 一．选择题（可多选，各2分，共20分） 1. 机械设计主要应体现哪些特点（BDE ）。 A) 整体性B) 系统性C) 相关性 D) 多解性E）创新性 2. 机械系统的总体设计中不包括以下哪些内容（BE ）。 A) 功能原理方案设计B) 技术可行性报告 C) 总体布局设计D) 系统主要参数计算 E）结构草图设计 3. 室内工作的机械选择（B ）作为动力机不太合适。 A）电动机B）内燃机C）液压马达D）气动马达 4. 利用对未知系统的外部观测，分析该系统与环境之间的输入和输出，通过输入和输出的转换关系确定系统的功能、特性所需具备的工作原理与内部结构，这种方法称为（A ）。 A) 黑箱法B) 列举法C) 移植法D) 筛选法 5. （A ）执行系统，要求执行系统实现预期精度的动作（位移、速度、加速度等），而对执行系统中各构件的强度、刚度无特殊要求。 A. 动作型 B. 动力型 C. 动作——动力型 6. 考虑到强度问题时，（C ）图的设计比较合理。
A) (a) B) (b) C) (c) 7. 对（a）图所示的轴对称模型进行有限元分析时，必须施加约束支座以消除刚体位移。下面的（b）图和（c A) （b）图 8. A) 设计空间B) 设计维数C) 设计可行域 9. 已知某零件的失效时间随机变量服从指数分布，其故障率是5×10-4/小时，那么在工作时间100小时的可靠度水平是：（C ） A) 0.05 B) 0.85 C) 0.95 10. 对野外工作的机械及移动式机械，其动力机一般不选择（A ）。 A）电动机B）内燃机C）液压马达D）气动马达 二．判断题：（正确：T；错误：F，各2分，共20分） 1. 一个机械系统必须由动力系统、执行系统、传动系统、操纵控制系统、架体支撑系统几部分组成。（ F ） 2. 机械产品的施工设计阶段要完成全部图纸资料和相关的技术文件。（T ） 3. 利用对未知系统的外部观测，分析该系统与环境之间的输入和输出，通过输入和输出的转换关系确定系统的功能、特性所需具备的工作原理与内部结构，这种方法称为黑箱法。
第一章绪论 1、机械设计学学科的三个组成部分:功能原理设计、实用化设计、商品化设计。 2、机械设计具有哪些主要特点？(多解性、系统性、创新性) 3、近代“设计学”的重大发展(功能思想的提出与发展;人机学思想的形成与发展;工业设计学科体系的发展与成熟) 4、从设计构思的角度将机械设计步骤归纳为哪三大步？(创意、构思、实现) 求→目标界定→问题求解→分析选优→评价决策→表达→实现。 6、机械设计学的研究对象 :机械设计学研究机械设计的规律、过程、原理、方法、设计原则以及其她机械设计的共性技术。 7、功能就是产品的核心与本质。 第二章机器的组成及典型机器的功能分析 1、机器的定义:有两个或两个以上相互联系配合的构件所组成的联合体,通过其中某些构件的限定的相对运动,能将某种原动力与运动转变,以执行人们预期的工作,在人或其她智能体的操作或控制下,实现为之设计的某种或几种功能。 2、从不同角度瞧机器的组成: 从机构学的角度瞧:各种基本机构,自由度=原动机数;从结构学的角度瞧:各种基本零件; 从专业的角度瞧:各种主要部件 3、从功能的观点瞧机器的组成:机器由多个主要分功能系统构成,它们的协调工作实现了实现了机器的总功能。又可进一步分为:工作机(工作头、执行机构)传动机原动机控制器。 4、从功能的观点瞧机器的分类可分为:工艺类机器:对物料进行工艺性加工的机器,主要特征就是具有专用的工作头并进行独特的工艺加工动作; 非工艺类-不对任何物料进行工艺性加工,只实现某些特殊的动作性的机器。 5、家用缝纫机就是一种典型的工艺类机器。工艺方式:一就是采用针尖引线的方法代替针尾引线;二就是采用双线互锁交织的方法代替反复穿刺。功能分析:(1)总功能:将线按一定规律缝于缝料上,它可使一根线或多根线通过自连、互连、交织,在缝料上形成一定形式的线迹。(2)主要功能:引面线造环功能,勾面线扩环供给与收回面线的功能,输送缝料的功能。(3)调节面线与底线阻尼的功能,调节压脚与压紧力的功能,调节送布针距的功能,绕底线功能。(4)控制功能:机械控制功能,人机控制功能,电子控制功能。 6、现代银行点钞机就是一种典型的机电一体化系统,属于工艺类机器。功能要求:要有堆放准备清点纸币的空间,并能将纸币连续输入,直到最后一张;要有能把纸币逐张分开,避免两张当做一张计数的机构;要有准确计数的装置,清理完毕的纸币要整理成一叠。功能分析:(1)总功能:将一沓同样的纸币输入机器之后,经过机器处理,最后输出一沓整齐的纸币,同时计数器准确显示纸币的张数。(2)主要功能:进钞输入功能,分钞功能,计数
专升本《数字电路与逻辑设计》模拟题试卷 一. （共75题,共150 分） 1. 十进制数1 2.75 用二进制表示应为:（）（2 分） A. 1010.10 B. 1100.11 C. 1010.011 D. 1100.01 ★检查答案标准答案：B 2. 无符号位的十六进制数减法（A9）l6-（8A）16= （）（2 分） A. （19）16 B. （1F）l6 C. （25）16 D. （29）16 ★检查答案标准答案：B 3. 十进制数15用2421 BCD 码可以表示为（）。（2 分） A. 00001111 B. 01001000 C. 00011011 D. 00010101 ★检查答案标准答案：C 4. 8421 BCD 码01010001.0101 对应的二进制数为( ) ( 2 分) A. 100100.01 B. 110011.10 C. 101110.01 D. 110110.10 ★检查答案标准答案：B 5. 二进制数-0110 的反码是（最高位是符号位）（）（2 分） A. 10110 B. 11001 C. 11010 D. 00110 ★检查答案标准答案：B 6. 如果状态A 与B ，C 与D 分别构成等效对，那么能构成状态等效类的是（ ）（ 2 分） A. AB B. ABC
C. BCD D. ABCD ★检查答案标准答案：A 7. 四个变量可以构成多少个最小项？（）（2分） A. 4 个 B. 8 个 C. 15 个 D. 16 个★检查答案标准答案：D 8. 逻辑函数Y可化简为:（）（2分） A. B. C. C+AB D. B+AC ★检查答案标准答案：D 9. 逻辑函数F(A,B,C) = AB ＋BC+AC 的标准表达式是( ) (2分) A. 刀m(3,5,6,7) B. 刀m(0,1,2,4) C. n m(1,3,5,7) D. 刀M(0,2,4,6) ★检查答案标准答案：A 10. 函数，则其反函数（）（2 分） A. B. C. D. ★检查答案标准答案：B 11. 逻辑函数等于( ) ( 2 分) A. B. B C. 1 D. 0
机械设计课后习题答案 3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105?=N ，9=m ，试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。 [解] MPa 6.373107105180936910111=???==--N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112=???==--N N σσN MPa 0.227102.61051809569 30113=???==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σ Φ，试绘制此 材料的简化的等寿命寿命曲线。 [解] )170,0('A )0,260(C 00 12σσσΦσ-=- σΦσσ+= ∴-1210 MPa 33.2832 .0117021210=+?=+=∴-σΦσσ 得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D ' 根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示
3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D=72mm，d=62mm，r=3mm。如用题3-2中的材料，设其强度极限σB=420MPa，精车，弯曲，βq=1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。 [解] 因2.1 45 54 = = d D，067 .0 45 3 = = d r，查附表3-2，插值得88.1= α σ ，查附 图3-1得78.0≈ σ q，将所查值代入公式，即 ()()69.1 1 88 .1 78 .0 1 1 1 k= - ? + = - α + = σ σ σ q 查附图3-2，得75.0= σ ε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ， 已知1= q β，则 35 .2 1 1 1 91 .0 1 75 .0 69 .1 1 1 1 k = ?? ? ? ? ? - + = ?? ? ? ? ? - + = q σ σ σ σβ β ε K ()()() 35 .2 67 . 141 , 67 . 141 ,0, 260 , 35 .2 170 ,0D C A ∴ 根据()()() 29 . 60 , 67 . 141 , 0, 260 , 34 . 72 ,0D C A按比例绘出该零件的极限应力线图如下图 3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20 m = σ，应力幅MPa 20 a = σ，试分别按①C r=②C σ= m ，求出该截面的计算安全系数 ca S。 [解] 由题3-4可知35.2 ,2.0 MPa, 260 MPa, 170 s 1- = = = = σ σ K Φ σ σ
一、填空题（每空1分，共10分） 1.机械设计可分为创新设计与更新设计。 2.从产品设计的过程看，机械设计可分为创意、构思 和实现三大阶段。 3.简单动作功能求解思路是几何形体组合法,复杂动作功能求解思路是 基本机构组合法,关键技术功能求解思路是技术矛盾分析法。 4.人机界面的设计主要是指显示装置的设计和控制装置的设计。 二、简答题（每题4分，共20分） 1.简述科学与技术的区别. 科学是指那些基础性的研究；技术则主要指制造工艺以及各种制作的技巧、经验等。 2.美国工程师Miles关于功能思想的富有哲理性的描述是什么？ 描述是“顾客购买的不是产品本身，而是产品所具有的功能”。 3.疲劳破坏的特点是什么？ σ， 1.疲劳破坏是在循环应力或循环应变作用下的破坏，疲劳条件下的破断应力低于材料的抗拉强度b σ； 而且可能低于屈服强度 s 2.疲劳破坏必须经历一定的载荷循环次数； 3.零件在整个疲劳过程中不发生宏观塑性变形，起断裂方式类似于脆性断裂； 4.疲劳端口上明显地分为两个区域。 4.举4个简单动作功能的实例。 1.拉链 2.带轴的轮子 3.魔方 4.弹子锁 5.简述机械产品造型设计的基本原则。 实用、经济、美观 三、论述题（每题10分，共30分） 1.用功能观点划分车床的组成。P20 2.以六杆增力机构为例，通过机构创新设计开发六杆机构的新功能。P75 3.绿色设计有哪些关键技术?试述绿色设计的基本准则。P281 四、自选设计题（开卷，堂外完成，共40分） 一、填空题（每空1分，共10分） 1.从功能的观点看机器的组成，机器是由多个主要分功能系统构成，它们 的协调工作实现了机器的总功能。 2.近代“设计”学的三个重大发展：“功能”思想的提出和发展、 “人机学”思想的形成和发展和“工业设计”学科体系的发展和成熟。 3.功能原理的基本类型分为动作功能和工艺功能两大类。 4.综合技术功能的求解思路是物理效应引入法。 5.绿色设计是在产品整个生命周期内,着重考虑考虑产品环境属性,并将其作为 设计目标,在满足环境目标要求的同时,保证产品的功能、使用寿命及质量等。 二、简答题（每题4分，共20分） 1.试分别表述电动机的功能、功用和用途。 功能:将电能转变为旋转运动的动能。 功用：作原动机 用途：驱动电风扇、机床……..
机械设计制造及其自动化和测控技术与仪器专业差异 日期：2010-06-01 来源：河北招生考试信息服务网点击数：1308 随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术获得前所未有的发展，成为一门综合计算机与信息技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术和机械技术等交叉的系统技术，目前正向光机电一体化技术方向发展，应用范围愈来愈广。 机械设计制造及其自动化 本专业培养具备装备制造专业的基础理论知识、具有从事机电产品设计、制造、开发和检测能力的应用性高级工程技术人才。 本专业开设机械制造、流体传动与控制、石油化工机械、港口机械专业方向。主要课程有：理论力学、机械工程材料、机械原理、机械设计、微型计算机原理及应用、电工电子技术、画法几何及机械制图、互换性与测量技术基础、液压与气动技术、制造技术基础、信息技术基础、高等数学、大学物理、物理实验、C++语言程序设计、画法几何及机械制图、机械工程材料、线性代数、理论力学、材料力学、复变函数与积分变换、机械原理、电工技术、概率论与数理统计、三维实体造型、互换性与测量技术基础、机械设计、电子技术、控制工程基础、微型计算机原理及应用、机械工程测试技术、机械系统控制。可编程控制器应用、现代设计方法、液压与气压传动、机制制造技术基础、机械设计学、机械创新设计、机构学、机械系统设计、机械制造装备技术、数控技术、模具设计与制造技术、计算机集成制造技术等。 本专业以机械为主，机械与信息、电子技术相结合，毕业生可在科研院所、高等院校、企事业单位从事机械工程及自动化领域的教学、科学研究、设计制造、产品质量检验、生产经营管理、设备运行监控、技术与设备管理等方面的工作。 测控技术与仪器 本专业培养具备测控技术与仪器专业的基础理论知识、具有从事精密仪器设计制造、测试、控制方面能力的应用性高级工程技术人才。 本专业主要课程有工程光学、精密机械设计基础、精密机械制造工程、控制工程基础、模拟/数字电子技术基础、信号分析与处理、单片机原理及接口技术、传感器、测控技术与系统信息技术基础、高等数学、大学物理、物理实验、计算机软件技术基础、工程制图基础、线性代数、电工基础、理论力学、工程光学、材料力学、互换性与测量技术基础、模拟电子技术、模拟电子技术、机械工程材料、复变函数与积分变换、数字电子技术、精密机械设计基础、控制工程基础、概率论与数理统计、计算机图学基础、片机原理及接口技术、测控电路、传感器原理及应用、误差理论与数据处理、信号分析与处理、信号分析与处理、虚拟仪器程序设计、专业英语、系统仿真、数控技术、科技写作、精密机械制造工程、测控仪器设计、测控技术与系统等。 毕业生主要面向科研院所、高等院校、仪器仪表行业、技术监督部门等单位，从事测试测控技术与仪器方面的应用研究、技术开发及管理等方面的工作。
一、名词解释： 1、功能原理设计 2、简单动作功能 3、复杂动作功能 4、机械创新设计 5、机械协调性设计 6、核心技术 7、关键技术 8、弹性强化 9、塑性强化 二、简答题： 机械设计学课后习题 1-1机械产品设计的三个基本环节是什么？ 答：机械产品设计的三个基本环节是：“功能原理设计，实用化设计和商品化设计” 1-2、机械设计具有哪些主要特点： 答：机械设计具有如下主要特点:(1)多解性(2)系统性(3)创新性 1-3、近代“机械设计学”的核心内容 1）“功能”思想的提出：l947年、美国工程师麦尔斯创立了“价值工程“。他真正重要的贡献在于他提出的关于‘功能”的思想。 2）“人机工程’’学科的兴起：“宜人”的宗旨已经成为现代机械设计的基本观念。 3）“工业设计”学科的成熟。工业产品设计的原则是：“技术第一，艺术第二”。工业设计师应该首先是一个工业技术专家，而不首先是一个艺术家。 1-4、从设计构思的角度机械产品设计可归纳为三大步： 创意、构思和实现。 创意：重点在于新颖性，且必须具有潜在需求。 构思：重点在于创造．即要构思一种新的技术方向或功能原理来实现某创意。 实现：重点在于验证构思的合理性，可以通过模型或原理样机来检查构思的合理性。 1-5、机械设计按其创新程度可分为以下三种类型： 1)适应性设计仅改变某些尺寸、外形或局部更改某些结构，使产品适应特定的使用条件或者用户特殊要求。 2）变型设计功能原理保持不变，变动产品部分结构尺寸参数，扩大规格，以满足更大范围功能参数需要的设计。 变型性设计是产品系列化的手段。 3)创新设计在全部功能或主要功能的实现原理和结构未知的情况下，运用成熟的科学技术成果所进行的新型的机械产品设计。 3-1、什么是功能原理设计？ 答：机械产品设计的最初环节，是先要针对该产品的主要功能提出一些原理性的构思。这种针对主要功能的原理性设计，可以简称为“功能原理设计”。
“机械设计学”模拟考试 一、填空（20分，每空1分） 1．任何一台机器，除具有为实现总功能的主要功能外，同时还存在很多低一层次的，起支持和保证的功能，称为辅助功能。 2．对设计要求而言，直接关系到产品功能、性能、技术经济指标所提出的要求为主要设计要求；间接关系到产品质量所提出的要求是其它设计要求。 3．疲劳破坏必须经历一定的载荷循环次数；零件在整个疲劳过程中不出现宏观塑性变形，而发生瞬间的脆性断裂。 4．可靠性设计法认为作用在零部件上的应力和零部件的强度都不是定值，而是随机变量，在数学上必须用分布函数来描述。应力分布和强度分布的干涉部分在性质上表示零件的失效概率。 5．在人体运动过程中，肌肉施力产生两种效应：①动态肌肉效应；②静态肌肉效应。 6．在造型设计的三要素中，功能基础体现了产品的实用性，物质技术基础体现了产品的技术性，而艺术形象则体现了产品的艺术性。 7．产品性能的适用性变化可从三个方面考虑：①适用性改变；②开发新用途；③增添附加功能，拓宽使用面。 8．对单件或小批生产的机械产品，常常进行样机试验，而对于转入成批生产的机械产品，则需进行综合性能检测试验。 二、简答（40分，每题8分） 1．关键技术功能的求解思路是什么能否直接给出解法试举例说明。 参考答案：从分析技术矛盾到构思出解法原理的过程，是求解关键技术功能的原理解法的一般规律，即技术矛盾分析法并不能直接给出解法，而是帮助人们找出解决问题的途径。如，在数控机床发展的初期，为了实现工作台的精密定位和精密进给，必须使传动丝杠和工作台导轨的摩擦阻力尽量小，于是滚珠丝杠和静压导轨成了关键技术。 2．试述结构方案设计中的直接安全技术、间接安全技术和提示性安全技术（定义和应用举例）。 参考答案：在结构中直接满足安全要求，使用中不存在危险性的称为直接安全技术。如基于有限损坏的易于剪断的安全销和采用冗余配置的备用发电机等；通过采用防护系统或保护装置来保证安全的称为间接安全技术。如机床中的安全离合器、液压系统的安全阀等；既不能直接保证安全可靠，又没有保护或防护措施，仅能在发生危险之前进行预报和报警的，称为提示性安全技术。如声、光报警等。 3．举例说明结构件的三种主要功用。 参考答案：①承受载荷。机床的主轴箱除了承受装在其中的零件的重力外，还要称呼艘被加工件的重力、夹紧力和切削力等；②传递运动和动力。牛头刨床的摆杆就是把运动和动力传给滑枕，以便使刨刀实现直线往复运动并切下金属；③保持有关零部件之间的相对位置或运动轨迹关系。车床主轴箱和床身之间有严格的相对位置关系，即主轴中心线与床身上的导轨平行，保证沿导轨移动的刀架上所装刀具的尖端走出与主轴轴线相平行的轨迹，以车削出准确的圆柱体。 4．说明预应力工字梁同时包含的弹性强化（预应力和工作应力）和自平衡原理（初始效应和辅助效应）。 参考答案：预应力工字梁装有螺纹拉杆，通过拉杆两端的螺纹将其拉紧，使工字梁产生一个与工作时相反的预应力，即上半部受拉，下半部受压。当梁工作时，工作载荷所产生的应力恰与预应力相
《机械设计学》总复习答案 一、填空题 1、功能原理设计、实用化设计、商品化设计； 2、原动机、传动机、工作机； 3、动作功能、工艺功能； 4、物场（或者S-Fields）； 5、单流传动、分流传动、汇流传动、混流传动； 6、内联传动链、外联传动链； 7、承担载荷、传递运动和动力； 8、直接相关关系、间接相关关系； 9、工作要素（或工作表面）、连接要素（或连接表面）；10、等强原理、变形协调原理、自助原理、稳定性原理；11、原始误差、原理误差、工作误差、回程误差；12、简单、明确、安全可靠；13、温度差，越大；14、运动循环图；15、人、机器、环境；16、理论计算方法、经验公式法、相似类比法、实验法。 二、判断题 1、√； 2、×； 3、√； 4、×； 5、×； 6、√； 7、×； 8、×； 9、√；10、√； 11、√；12、×；13、√；14、√；15、√。 三、简答题 1、简单动作功能：圆珠笔的伸缩双动功能、带轴的轮子、拉链、门锁、电视机双动调节盒盖等。 复杂动作功能：硬币机的卷边功能系统所采用的一组六杆机构、硬币计数包卷机驱动工作头的执行机构和传动机构（连杆机构、齿轮机构、挠性机构、凸轮机构、螺旋机构、间歇机构六种基本机构的组合机构）等。 工艺功能：刮削器、耕地的犁、绞肉机、激光切割、水刀切割、割草机等。 2、P69-71 3、P75 4、习题（6-4） 5、习题（6-10） 6、P132 7、习题（6-5） 8、习题（6-8） 9、习题（6-9） 10、习题（6-11）
11、P162 12、P178 13、P65 14、P58 15、P200 16、P261 17、千斤顶的基本功能：支撑和顶起重物；其辅助功能：动力和传动功能，千斤顶的升降、定位功能，自锁功能等。 金属切削机床的基本功能：对金属材料进行切削；其辅助功能：动力和传动功能，实现刀具的进给运动功能，刀具的装夹功能，工件的装夹功能、冷却液的开停功能、排屑功能等。 18、习题（6-6） 四、计算题 1.解：N=200，3)60(=n ,4)460(=+n ，6)664(=+n ，41 =?t ，62=?t 则[]()h n N n n /%13.04 3100344)60()60()460()60(=?--=?--+=λ []()h n N n n /%17.06 4100466)64()64()664()64(=?--=?--+=λ 2.解：（1）零件寿命服从)40,200(2N ，由δμ-= t Z 可得 )40 200100()()100(->=->=Z P t Z P R δμ )5.2(1)5.2(-≤-=->=Z P Z P 9938.00062.01)5.2(1=-=-Φ-= 失效概率 0062.0)100(1)100(=-=R F （2）当%10)(=t F 时，有)(1%90)(z t R Φ-== 则%10)(=Φz ，又因为%10)28.1(=-Φ 所以28.1-=Z
第一章绪论 1.机械设计学学科的三个组成部分（或机械产品设计的基本环节）：功能原理设计、实用化设计、商品化设计。 2.机械设计具有哪些主要特点？（多解性、系统性、创新性） 3.近代“设计学”的重大发展（功能思想的提出和发展；人机学思想的形成和发展；工业设计学科体系的发展和成熟） 4.从设计构思的角度将机械设计步骤归纳为哪三大步？（创意、构思、实现） 5.“设计”是把各种先进技术成果转化为生产力的一种手段和方法。机械产品设计的一般过程：认识需求→目标界定→问题求解→分析选优→评价决策→表达→实现。 6.机械设计学的研究对象 机械设计学研究机械设计的规律、过程、原理、方法、设计原则以及其他机械设计的共性技术。7.功能是产品的核心和本质。 第二章机器的组成及典型机器的功能分析 1.机器的定义：有两个或两个以上相互联系配合的构件所组成的联合体，通过其中某些构件的限定的相对运动，能将某种原动力和运动转变，以执行人们预期的工作，在人或其他智能体的操作或控制下，实现为之设计的某种或几种功能。 2.从不同角度看机器的组成：从机构学的角度看：各种基本机构，自由度=原动机数；从结构学的角度看：各种基本零件；从专业的角度看：各种主要部件 3.从功能的观点看机器的组成：机器由多个主要分功能系统构成，它们的协调工作实现了实现了机器的总功能。又可进一步分为：工作机（工作头、执行机构）传动机原动机控制器。 4.从功能的观点看机器的分类可分为：工艺类机器：对物料进行工艺性加工的机器，主要特征是具有专用的工作头并进行独特的工艺加工动作；非工艺类-不对任何物料进行工艺性加工，只实现某些特殊的动作性的机器。 5.家用缝纫机是一种典型的工艺类机器。工艺方式：一是采用针尖引线的方法代替针尾引线；二是采用双线互锁交织的方法代替反复穿刺。 功能分析：（1）总功能：将线按一定规律缝于缝料上，它可使一根线或多根线通过自连、互连、
模拟测试一 一．选择题（可多选，各2分，共20分） 1. 机械设计主要应体现哪些特点（）。 A) 整体性 B) 系统性 C) 相关性 D) 多解性 E）创新性 2. 机械系统的总体设计中不包括以下哪些内容（）。 A) 功能原理方案设计 B) 技术可行性报告 C) 总体布局设计 D) 系统主要参数计算 E）结构草图设计 3. 室内工作的机械选择（）作为动力机不太合适。 A）电动机 B）内燃机 C）液压马达 D）气动马达 4. 利用对未知系统的外部观测，分析该系统与环境之间的输入和输出，通过输入和输出的转换关系确定系统的功能、特性所需具备的工作原理与内部结构，这种方法称为（）。 A) 黑箱法 B) 列举法 C) 移植法 D) 筛选法 5. （）执行系统，要求执行系统实现预期精度的动作（位移、速度、加速度等），而对执行系统中各构件的强度、刚度无特殊要求。 A. 动作型 B. 动力型 C. 动作——动力型 6. 以下的结构设计中，哪些结构比较合理？（）。 A) B) C)
D) 7. 上一题目中选择的依据是遵循哪种结构设计原理？（） A) 等强度原理 B) 合理力流原理 C) 变形协调原理 D) 任务分配原理 E）自补偿原理 8. 平面应力变问题的几何和受力特点是（）。 A) 薄板问题、应力是平面的。 B) 薄板问题、应变是平面的。 C) 坝体问题、应力是平面的。 D) 坝体问题、应变是平面的。 9. 多面体单元的每个节点有（）个位移自由度。 A) 1 B) 2 C) 3 10. 设计问题中所要追求的最优指标与需要确定的参数之间的函数关系称为（）。 A) 目标函数 B) 设计变量 C) 约束条件 二．判断题：（正确：T；错误：F，各2分，共20分） 1. 一个机械系统必须由动力系统、执行系统、传动系统、操纵控制系统、架体支撑系统几部分组成。 2. 机械产品的施工设计阶段要完成全部图纸资料和相关的技术文件。 3. 利用对未知系统的外部观测，分析该系统与环境之间的输入和输出，通过输入和输出的转换关系确定系统的功能、特性所需具备的工作原理与内部结构，这种方法称为黑箱法。 4. 执行系统由执行构件和执行机构组成，其中执行构件往往是执行机构中的一个构件。 5. 双线性位移模式灵活性较好，而线性位移模式则灵活性较差。 6. 单元刚度矩阵具有对称性、奇异性和稀疏性。 7. 设计可行域指设计空间中满足所有等式约束条件的空间。 8. 机械设计学强调从结构学的观点来看机器的组成，因为这更有利于和设计过程中的工作特点相协调。 9. 结构设计时应优先考虑结构件的主要功能展开设计，再尽量满足其它功能。 10.结构离散化就是将复杂结构划分成通过节点相连的若干个单元。 三．简答题（各6分，共36分） 1. 在进行机械设计时应遵循哪些基本原则？ 2. 试说明功能原理设计的内容和一般步骤。 3. 机械系统设计中，依据什么样的原则选定动力机的形式？ 4. 结构件有哪些主要功用？ 5. 有限元分析时，为减小解题规模，常用哪些措施？
机械设计基础试题A 卷
2013年陕西省普通高等教育专升本招生专业课考试试题试题名称：机械设计基础（A卷）第 1 页，共 6 页 一、单项选择题（含15个小题，每小题2分，共30分） 1．下列连杆机构中，机构无急回运动特性。 A、曲柄摇杆 B、偏置曲柄滑块 C、摆动导杆 D、对心曲柄滑块 2．在凸轮机构从动件常用运动规律中，具有刚性冲击的是运动规律。 A．等速 B．等加速等减速 C．简谐 D．等加速等减速和简谐3．下列间歇运动机构中，机构的转角在工作中可调。 A．棘轮 B．槽轮 C．凸轮式间歇D．不完全齿齿轮 4．带传动的设计准则是在预期的寿命内保证带不发生。 A．打滑 B．打滑和疲劳断裂 C．弹性滑动 D．弹性滑动和疲劳断5．链传动设计中，对于高速重载传动，既要传动平稳，又要满足承载能力要求，则宜选择。 A．小节距单排链 B．小节距多排链 C．大节距单排链 D．大节距多排链 6．可实现两相交轴之间传动的齿轮机构是机构。 A．圆柱直齿轮 B．圆柱斜齿轮 C．锥齿轮 D．蜗杆蜗轮 7．下列对渐开线齿廓啮合特性的描述中，错误的是。 A．渐开线齿廓能实现定比传动，使传动平稳、准确
B．渐开线齿廓间的正压力方向在传动中保持不变，也使传动平稳 C．由于制造与安装误差、轴承磨损等引起中心距变化时，渐开线齿轮的瞬时传动比仍保持不变，因而具有可分性 D．渐开线齿廓间为纯滚动，因而摩擦磨损小 8．与直齿轮传动相比，斜齿轮传动的四个特点中，不完全正确的是。 A．轮齿逐渐进入啮合，逐渐退出啮合，传动平稳，噪声小 B．重合度大，不仅使传动平稳，且承载能力高 C．结构紧凑，尺寸小，通过改变螺旋角可配凑中心距 D．工作时会产生轴向力，对传动有利 9．在闭式齿轮传动设计中，计算齿根弯曲疲劳强度是为了避免失效。 A．轮齿折断 B．齿面点蚀 C．齿面磨损 D．齿面胶合 10．数控机床之所以采用滚动螺旋传动，是因为它比滑动螺旋。 A．自锁性好 B．制造容易，成本低 C．效率高、精度高、寿命长 D．结构简单 11．在机床、汽车等机器的齿轮变速箱中，滑移齿轮与轴之间应采用联接。 A．普通平键和半圆键 B．楔键和切向键 C．导向平键、滑键或花键D．花键 12．在滑动轴承中，最理想的工作状态（即摩擦最小）是处在状态。 A．干摩擦 B．边界摩擦 C．混合摩擦 D．液体摩擦 13．装有斜齿轮（或蜗杆、蜗轮、锥齿轮、螺杆等）的轴，若两支点的轴承完全相同，则不宜选择轴承。 A．深沟球 B．角接触球 C．圆锥滚子 D．圆柱滚子轴承（一套圈无挡边）
一、名词解释： 1、功能原理设计:针对产品的主要功能所进行的原理性设计 2、简单动作功能：仅完成简单的一次性动作的功能 3、复杂动作功能：能实现连续的传动的动作功能 4、机械创新设计：在功能结构图中，有的分功能比较复杂，不可能用一个已知的机构来完成。这就需要根据分功能的特点，挑选几个机构组成一个机械运动系统，由这些机构共同完成这个分功能的机械动作。 5、机械协调性设计：当功能结构图中的各机械分功能均已根据分功能的要求选择好相应的机构后，怎样使这些分散的机构组成一个协调运动的整体，只是这个系统比较大，其综合后完成的机械功能，就是整个机械产品的总功能中的全部机械功能。 6、核心技术：产品实现总功能和主要技术要求的技术。 7、关键技术：实现某种功能过程中需要解决的技术难题。 8、弹性强化：使构件在受工作载荷之前预受一个与工作载荷相反的载荷，产生一个相应的预变形，以及一个与工作应力相反的预应力，工作时该预加载荷部分抵消工作载荷，预变形部分抵消工作变形，从而降低了构件的最大应力。 9、塑性强化：使构件在工作状态下应力最大那部分材料预先经塑性变形而产生一个与工作应力符号相反的残留应力，用以部分抵消工件应力。 二、简答题： 1-1机械产品设计的三个基本环节是什么？ 答：机械产品设计的三个基本环节是：“功能原理设计，实用化设计和商品化设计” 1-2、机械设计具有哪些主要特点： 答：机械设计具有如下主要特点:(1)多解性(2)系统性(3)创新性 1-3、近代“机械设计学”的核心内容 1）“功能”思想的提出：l947年、美国工程师麦尔斯创立了“价值工程“。他真正重要的贡献在于他提出的关于‘功能”的思想。 2）“人机工程’’学科的兴起：“宜人”的宗旨已经成为现代机械设计的基本观念。 3）“工业设计”学科的成熟。工业产品设计的原则是：“技术第一，艺术第二”。工业设计师应该首先是一个工业技术专家，而不首先是一个艺术家。 1-4、从设计构思的角度机械产品设计可归纳为三大步： 创意、构思和实现。 创意：重点在于新颖性，且必须具有潜在需求。 构思：重点在于创造．即要构思一种新的技术方向或功能原理来实现某创意。 实现：重点在于验证构思的合理性，可以通过模型或原理样机来检查构思的合理性。 1-5、机械设计按其创新程度可分为以下三种类型： 1)适应性设计仅改变某些尺寸、外形或局部更改某些结构，使产品适应特定的使用条件或者用户特殊要求。 2）变型设计功能原理保持不变，变动产品部分结构尺寸参数，扩大规格，以满足更大范围功能参数需要的设计。 变型性设计是产品系列化的手段。