东北大学继续教育学院
现代机械设计理论与方法试卷（作业考核线上2） A 卷
（共 5 页）
总分题号一二三四五六七八九十得分
一．选择题（可多选，每題2分，共20分）
1. 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，属于（A）。
A) 开发性设计B) 适应性设计C) 变型性设计
2. 机械设计的一般程序，应该是（C）。
A) 设计规划、技术设计、方案设计、施工设计
B) 技术设计、设计规划、方案设计、施工设计
C) 设计规划、方案设计、技术设计、施工设计
D）设计规划、方案设计、施工设计、技术设计
3. 机械设计学强调（D）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。
A) 从机构学的观点B) 从结构学的观点
C) 从专业的角度D) 从功能的观点
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. 布置传动系统时，一般把链传动安排在传动链的（B）。
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？（B）。
A) B)
7. 考虑到加工和装配工艺性时，（A）图的设计比较合理。
A) (a) B) (b) C) (c)
8. 薄板单元相当于平面单元和薄板弯曲单元的总和，每个节点有（C）个自由度。
A) 2 B) 3 C) 5
9. 下图中的x1点为（C），x2点为（B ），x3点为（A）。
A) 极限设计点B) 非可行设计点C) 可行设计点
10. 吸取、借用某一领域的科学技术成果，引用或渗透到其他领域，用以变革或改进已有事物或开发新产品，这是应用了（C）。
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2分，共20分）
1. 机械系统方案设计中的关键内容是原理方案设计。（T）
2. 机械产品的功能是一个抽象化的描述，它的具体表现是形形色色的机械动作。（T）
3. 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。（F）
4. 布置操纵系统时，不应使操作人员经常处在工作最集中、操纵最频繁、容易出现故障和便于观察的部位。（F）
5. 机械传动系统的设计通常是在动力机选型和执行机构运动设计完成后进行。（T）
6. 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。（T）
7. 如果一个结构在几何上具有对称性，但是载荷不对称，则无法利用对称性将问题的规模缩小。（F）
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。（T）
9. 优化设计的数学模型中，、和应是某几个或全部设计变量的线性或非线性函数，如果一个函数与任何一个设计变量无关，则应该将它删掉。（T）
10. 并联系统的可靠度是各单元可靠度之和。（F）
三．简答题（各6分，共36分）
1.机械系统一般由几个子系统组成？
答：控制系统；驱动系统；智能系统
2.在原理方案设计过程中应解决哪些主要问题？
答：
(l)根据确定的拖动方案和控制方式设计系统的原理框图。
(2)设计出原理框图中各个部分的具体电路。设计时按主电路、控制电路、辅助电路、联锁与保护、总体检查反复修改与完善的先后顺序进行。
(3)绘制总原理图。
(4)恰当选用电器元件，并制订元器件明细表。
3.对机械系统的总体布局有哪些基本要求？
答：
(1)要保证工艺过程的连续和流畅；
(2)尽量降低质心高度、减小偏置；
(3)要保证精度、刚度及抗振性等要求；
(4)充分考虑产品系列化的发展要求；
(5)结构紧凑,层次分明；
(6)操作、维修、调整简便；
4.阐述执行系统的定义及其基本组成。
答：
1)执行系统是对整个车间制造过程的优化,而不是单一地解决某个生产环节的瓶颈。
2)执行系统必须能够实时收集整个生产过程中产生的数据,并做出相应的分析和处理。
3)执行系统需要与计划层和控制层进行信息交互,通过企业的连续信息流来实现企业信息全集成。
执行系统的主要作用是用来帮助企业优化从接到订单、进行生产、流程控制一直到产品完成整个流程,主动收集及监控制造过程中所产生的生产数据,以确保产品质量的信息系统。
5．有限元方法中常用的单元类型有哪些？
答:(1)判别实际结构是属于哪一种类型，是属于一维问题、二维问题还是三维问题。如果是二维问题，要分清是平面应力问题还是平面应变问题,若能简化成平面问题的就不要用三维实体单元去分析；
(2)注意实际结构的对称性，如果对称，可以利用结构的对称性进行计算简化；
(3)对实际结构建模时可以去掉一些不必要的细节，比如倒角等；
(4)简化后的力学模型须是静定结构或是超静定结构。
6.常用的机械结构设计原理有哪些？
答：
(1)材料及容器的整理与供送系统。该系统是将材料(包括挠性、半刚性、刚性材料和容器及辅助物)进行定长切断或整理排列，并逐个输送到预定工位的系统，如糖果机中纸的供送、切断机构。有的系统在供送过程中还能完成制袋或容器的竖起、定型、定位等工作；有的封罐机的供送系统还可完成罐盖的定向、供送等工作。
(2)被物品的计量与供送系统。该系统是将被物品进行计量、整理、排列，并输送到预定工位的系统。有的还可完成被物品的定型、分割。如饮料灌装机的计量和液料供送系统；饼干机的饼干整理、排列和供送系统。
(3)主传送系统。该系统是将材料和被物品由一个工位顺序传送到下一个工位的系统。单工位机没有传送系统。
全部工序在机上往往分散成几个工位来协同完成，所以必须有专门的机构来传送材料和被物品，直到把产品输出。主传送机构的形式，一般决定了机的形式并影响其外形。
(4)执行机构。执行机构是直接完成操作的机构，即完成裹包、灌装、封口、贴标、捆扎等操作的机构。如糖果裹包机的前、后推糖板，抄纸板，糖钳手和扭结手等组成的机构就是执行机构；封罐机中的卷封滚轮也是执行机构。
(5)成品输出机构。成品输出机构是把好的产品从机上卸下、定向排列并输出的机构。有的机械的成品输出是由主传送机构完成的或是靠产品的自重卸下的。
(6)动力机与传动系统。动力机是机械工作的原动力，在机械中通常为电动机和空气压缩机，个别情况也有采用燃动机或其他动力机的。
传动系统是指将动力机的动力与运动传给执行机构和控制系统，使其实现预定动作的装置。通常由传动零件，如带轮、齿轮、链轮、凸轮、蜗轮蜗杆等组成，或者由机、电、液、气等多种形式的传动组成。
(7)控制系统。控制系统由各种手动、自动装置组成。
在机中从动力的输出、传动系统的运转、执行机构的动作及相互配合以及产品的输出，都是由控制系统指令操纵的。它包括过程、质量、故障与安全的控制。
四、有一边长为8cm的正方形铁皮，在四角剪去相同的小正方形，折成一个无盖的盒子，确定剪去小正方形的边长为多少时能使铁盒的容积最大。试建立该优化问题的数学模型。（12分）
答：设减去的正方形的边长为x（0大于x小于等于8）
铁盒的容积=长X宽X高=（8-2x）X（8-2x）x=64x+4（x的三次方）-32（x的平方）
求导4（x的平方）-32x+64
找出导数为零的时候就4（x的平方）-32x+64=0
得解x=4
也就是说在有效值范围内x=4的时候是极值,左边单调递增,右面单调递减.证明是极大值
所以小正方形的边长是4的时候容量最大。
五、给出平均寿命、中位寿命和可靠寿命的定义。某设备的失效率/h，求其平均寿命，
中位寿命和可靠度为0.95的可靠寿命。（12分）
答：
平均寿命：可靠度是一个非增函数，在t=0时，可靠度为1，随时间的增加，可靠度从1开始下降。当时间无限增大时，可靠度将趋向于0。每一个给定的时间，都有一个对应于这个时间的可靠度值。反过来，如果给定一个可靠度水平r，也必然对应一个相应的时间T_r。这个对应于给定的可靠度的时间T_r称为可靠寿命。
中位寿命：中位寿命是指可靠度等于0.5时的可靠寿命，记作t 0.5，当产品工作到中位寿命时，可靠度与故障率都为50％，即有一半产品产生故障，即对于指数分布。
可靠寿命：由给定可靠度求出的与其相对应的工作时间，称为可靠寿命
现代机械设计方法试题-----复习使用 考试形式：闭卷（带计算器与尺） 一、图解题 1．图解优化问题：min F (X)=(x 1-6)2+(x 2-2)2 s ．t ． 0．5x 1+x 2≤4 3x 1+x 2≤9 x 1+x 2≥1 x 1≥0, x 2≥0 求最优点和最优值。 最优点就是切点坐标：X1=2.7,x2=0.9 最优值：12.1【带入公式结果】 2．若应力与强度服从正态分布，当应力均值μs 与强度均值μr 相等时，试作图表示两者的干涉情况，并在图上示意失效概率F 。 参考解： 3 ．已知某零件的强度r 和应力s 均服从正态分布，且μr >μs ,σr <σs ，试用图形表示强度r 和应力s 的分布曲线，以及该零件的分布曲线和可靠度R 的范围。 参考解： f (s) f (r) Y >0安全状态；Y <0安全状态；Y =0极限状态 f (Y)
强度r 与应力s 的差可用一个多元随机函数Y =r -s =f (x 1,x 2,…,x n )表示，这又称为功能函数。 设随机函数Y 的概率密度函数为f (Y )，可以通过强度r 与应力s 的概率密度函数为f (r )和f (s )计算出干涉变量Y =r-s 的概率密度函数f (Y )，因此零件的可靠度可由下式求得： Y Y f Y p R ?∞ =>=0d )( )0( 从公式可以看出，因为可靠度是以Y 轴的右边对f (Y )积分，因此可靠度R 即为图中Y 轴右边的阴影区域。而失效概率F =1-R ，为图中Y 轴左边的区域。 4．用图表示典型产品的失效率与时间关系曲线，其失效率可以分为几个阶段，请分别对这几个阶段进行分析。 失效率曲线：典型的失效率曲线。失效率（或故障率）曲线反映产品总 体寿命期失效率的情况。图示13.1-8为失效率曲线的典型情况，有时形象地 称为浴盆曲线。失效率随时间变化可分为三段时期： (1) 早期失效期，失效率曲线为递减型。产品投于使用的早期，失效率较高 而下降很快。主要由于设计、制造、贮存、运输等形成的缺陷，以及调试、 跑合、起动不当等人为因素所造成的。当这些所谓先天不良的失效后且运转 也逐渐正常，则失效率就趋于稳定，到t 0时失效率曲线已开始变平。t 0以前 称为早期失效期。针对早期失效期的失效原因，应该尽量设法避免，争取失 效率低且t 0短。 (2) 偶然失效期，失效率曲线为恒定型，即t 0到t i 间的失效率近似为常 数。失效主要由非预期的过载、误操作、意外的天灾以及一些尚不清楚的偶 然因素所造成。由于失效原因多属偶然，故称为偶然失效期。偶然失效期是 能有效工作的时期，这段时间称为有效寿命。为降低偶然失效期的失效率而 增长有效寿命，应注意提高产品的质量，精心使用维护。加大零件截面尺寸 可使抗非预期过载的能力增大，从而使失效率显著下降，然而过分地加大， 将使产品笨重，不经济，往往也不允许。 (3) 耗损失效期，失效率是递增型。在t 1以后失效率上升较快，这是由于产品已经老化、疲劳、磨损、蠕变、腐蚀等所谓有耗损的原因所引起的，故称为耗损失效期。针对耗损失效的原因，应该注意检查、监控、预测耗损开始的时间，提前维修，使失效率仍不上升，如图13.1-8中虚线所示，以延长寿命不多。当然，修复若需花很大费用而延长寿命不多，则不如 报废更为经济。
第一章 1现代设计理论与方法是一门基于思维科学、信息科学、系统工程、计算机技术等学科，研究产品设计规律、设计技术和工具、设计实施方法的工程技术科学。 2设计的概念，广义概念是指对发展过程的安排，包括发展的方向、程序、细节及达到的目标。狭义概念是指将客观需求转化为满足需求的技术系统(或技术过程)的活动。 3设计的含义：为了满足人类与社会的功能要求，将预定的目标通过人们创造性思维，经过一系列规划、分析和决策，产生载有相应的文字、数据、图形等信息的技术文件，以取得最满意的社会与经济效益，这就是设计。 4设计的特征：需求特征、创造性特征、程序特征、时代特征。 5设计的四个发展阶段：直觉设计阶段、经验设计阶段、半理论半经验设计阶、现代设计阶6现代设计与传统设计的区别: 传统设计：以经验总结为基础，运用力学和数学而形成的经验、公式、图表、设计手册等作为设计的依据，通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计。传统设计方法基本上是一种以静态分析、近似计算、经验设计、手工劳动为特征的设计方法。 现代设计：是一种基于知识的，以动态分析、精确计算、优化设计和CAD为特征的设计方法。 7现代设计方法与传统设计方法相比，主要完成了以下几方面的转变： 1）产品结构分析的定量化；2）产品工况分析的动态化；3）产品质量分析的可靠性化；4）产品设计结果的最优化；5）产品设计过程的高效化和自动化。 8现代产品设计按其创新程度可分为：开发性设计、适应性设计、变形设计三种类型。 第二章 1功能分析组合方法：求总功能（黑箱法）分功能求解方法（调查分析法、创造性方法、设计目录法）原理解组合（形态分析法） 第三章 1创造技法：（一）集体激智法：(专题会议法，德尔菲法，635法)通过多人的集体讨论和书面交流，互相启迪，并发灵感，进而引起创造性思维的连锁反应，形成综合创新思路的一种创新技法。（二）提问追溯法：（奥斯本提问法，阿诺尔特提问法，5W-1H提问法）是通过对问题进行分析和推理来扩展思路，或将复杂的问题加以分解，找到各种影响因素，从而扎到问题的解决方案的一种创造性技法。（三）联想类比法：（联想发明发，类比发明发，仿生法，综摄法）通过启发、联想、类比、综合等手段，创造出新的想法，这种创造技法就称联想类比法（四）组合创新法：（性能组合，原理组合，功能组合，结构组合）利用事物间的内在联系，用已有的知识和现有的成果进行新的组合。从而产生新的方案。
一、绪论 1.设计活动的特征有哪些？ 时空性、物质性、需求性、创造性、过程性 2.试比较传统设计和现代设计的区别？ 传统设计师静态的、经验的、手工的方法，在设计过程中被动地分析产品的性能；而传统设计师动态的、科学的、计算机化的方法，在设计过程中可以做到主动地设计产品参数。 3.简述现代设计方法的主要内容和基本特点。 主要内容：设计理论是对产品设计原理和机理的科学总结。设计方法是使产品满足设计要求以及判断产品是否满足设计原则的依据。 现代设计方法主要内容：设计方法学、计算机设计、有限元法、优化设计、可靠性设计 基本特点：程式性、创造性、系统性、最优性、综合性、数字性 二、设计方法学 1.设计过程包括哪几个阶段？ 计划阶段、设计阶段、样机试制阶段、批量生产阶段、销售阶段 2.常用的创造性技法有哪些？ 智力激励法、提问追溯法、联想类推法、组合创新法、反向探求法及系统搜索法6类 3.运用功能分析法进行系统原理方案设计的主要步骤有哪些？ 三、相似理论及相似设计方法 1.相似三定理的内容和用途各是什么？ 相似定理是用来判断两个现象相似的充分必要条件及其所应遵循的法则 内容： 第一定律：对于彼此相似的现象，其相似指标为1，相似判据为一个不变量； 第二定律：某个现象的物理量总数为n，量纲独立的物理量总数为k，则该现象相似准则的个数为n-k，且描述该现象各个物理量之间的关系可表示为相似准则π1，π2，，，，，，πn-k之间的关系，即 π，π，，，，，，π 第三定律：凡同一完整的方程组所描述的同类现象，当单值条件相似，且由单值条件的物理量所组成的相似准则在数值上相等，则这些现象就相识。 用途： 第一定理：介绍相似现象的属性； 第二定理：确定相似准则的个数以及相似结果的推广，也称π； 第三定理：也称模型化法则，也是相似现象的充要条件。 2.相似准则的导出方法及基本依据是什么？ 导出方法：方程分析法、量纲分析法 基本依据：表示各物理量之间关系的方程式，其各项量纲必须是相同的 3.相似准则有哪些特点和性质？ 如果两个现象相似，则这两者的无量纲形式的方程组和单值条件应该相同，具有相同的无量纲形式解。 出现在这两者的无量纲形式的方程组及单值条件中的所有无量纲组合数对应相等。 4.白炽灯的功率为其主要技术参数。现在要求在10~100W之间按几何级数分级设计六种型号。试确定其 功率系列（将计算值按0.5圆整） 解： 四、有限单元法 1.试简述有限单元法的主要思路、具体步骤及其依据。 核心思想：将复杂结构分解成形状简单、便于方程描述的规则单元，列出方程组求解 基本思路： “分”：用有限个规则单元代替原来的各种各样的连续系统，并用近似方程对每个单元的行为加以描述。 “和”：根据一定的规则，把关于单元的方程组合起来构成方程组，并引入外载及约束条件进行求解。 三个步骤：结构的离散化、单元分析、整体分析 2.单元刚度矩阵的物理意义是什么，具有哪些主要特征？
考试科目：833机械设计（一） 适用专业：机械制造及其自动化、机械设计及理论 一、复习要求 要求考生熟悉通用机械零件的基本知识，掌握通用机械零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，具有综合运用所学知识设计通用零件和简单机械的能力。 二、主要复习内容 1.绪论 （1）了解课程的内容、性质与任务。 （2）掌握有关的机械设计基本概念。 2.机械零件的强度 （1）掌握疲劳曲线及极限应力曲线的意义及用途；能根据材料的几个基本力学性能（σB、σs、σ-1、σ0）及零件的几何特性，绘制零件的极限应力线图。 （2）掌握单向稳定变应力的机械零件疲劳强度计算方法：① r=常数；②σm=常数；③σmin=常数。了解应力等效转化的概念。 （3）熟悉疲劳损伤累积假说（Miner法则）的意义及其应用方法。 （4）掌握教材中有关线图及数表的查询方法。 3.螺纹连接和螺旋传动 （1）掌握螺纹及螺纹连接件的类型、特性、标准、结构、应用场合及有关的防松方法。（2）能正确进行螺栓组的受力分析并进行螺栓尺寸的计算及类型、规格的选用。 （3）在受拉伸载荷或受倾覆力矩的紧螺栓连接中，能用螺栓连接的受力变形线图分析说明降低螺栓刚度、增大被连接件刚度及增大预紧力可以提高螺栓抗疲劳能力。 （4）掌握滑动螺旋传动的设计计算方法。 4.键、花键、无键连接和销连接 （1）了解键连接的类型及应用特点；掌握键的主要类型及尺寸的选择方法。 （2）了解花键连接的类型、特点及应用。 5.带传动 （1）了解带传动的类型、特点及应用场合。 （2）掌握带传动的工作原理、受力分析、弹性滑动及打滑等基本理论。 （3）了解带传动的失效形式及设计准则。 （4）熟悉带的应力计算及其变化规律。 （5）掌握带传动的参数选择。 （6）熟悉带传动的张紧方法及措施。 6.链传动 （1）了解链传动的工作原理、特点及应用；掌握链传动的“多边形效应”，即链传动的运动不均匀性及动载荷是如何产生的，可采取什么措施（如改变链轮齿数、转速、链条节距等）以改善链传动的运动不均匀性及动载荷。 （2）掌握分析滚子链传动发生跳齿、脱链的主要原因的方法。 （3）掌握链传动的安装布置和张紧。 （4）了解滚子链传动的设计计算方法。 7.齿轮传动 （1）了解齿轮传动的特点及应用；掌握不同条件下齿轮传动的失效形式、设计准则、强度计算方法。
邓灿 （机械设计制造及其自动化六班） 摘要：机械设计是机械工程的重要组成部分，机器的设计阶段是决定机器好坏的关键。自古至今，新的设计理论和方法不断形成，最大程度地满足了社会和人们的需要。本文阐述了机械设计理论与方法的历史变演、发展现状以及未来趋势，提出了继承与创新相结合的重要性。 关键词：机械设计理论方法发展
邓灿 （机械设计制造及其自动化六班） 摘要：机械设计是机械工程的重要组成部分，机器的设计阶段是决定机器好坏的关键。自古至今，新的设计理论和方法不断形成，最大程度地满足了社会和人们的需要。本文阐述了机械设计理论与方法的历史变演、发展现状以及未来趋势，提出了继承与创新相结合的重要性。 关键词：机械设计理论方法发展 0 前言 为了满足机器的使用功能要求、经济性要求以及劳动保护和环境保护要求等，设计人员必须有一个科学的设计过程。机械设计是对机械的工作原理、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人为制造依据的工作过程。自机械学科开创以来，设计学领域就占据着非常重要的位置，在不同的阶段它都有一套完整的理论和方法，进过积累和创新，不断闪现出新的亮点，最大程度地满足社会和人们对产品的需求。下面介绍了机械设计理论与方法的历史进程、研究现状，通过调研、分析和总结对未来的发展趋势做出了展望。 1 历史回顾 机械设计是为生产机械所必须进行的技术决策活动，由于基础薄弱、积累的经验少等原因，这门学科的确立相对较晚。按照机械界的说法，20世纪60年代以前的机械设计理论与方法称为传统机械设计，其理论与方法都是根据常规的思路和步骤，目前我们所使用的《机械原理》及《机械设计》等教材主要讲述的是常规设计技术，虽然比之现代设计技术它存在着明显的局限性，但是它是学习、应用发展现代设计技术的基础，它的经典性是每一个机械设计人员所不敢轻视和忽略的。 1.1传统机械设计的经典理论 （1）理论基础 机械设计需要观念指导，传统的设计方法能适应和满足当时人们的要求，则必然存在一套公认的理论。这套理论的基础有两点： 1）、静态解析和稳定性解析的观念； 在传统设计理论形成时期，牛顿力学的思维方式总是将处于变动状态之中的事物，抽象为处于相对稳定状态(包括静态)之中来描述；再加之受当时的实验和模拟技术水平的限制，所以就把复杂状态的问题采取近似的、粗略的简化处理，以便进行实验模拟和数值处理。 2）、合格设计的观念 传统的机械设计着重于实现机械本身预定的功能，最大程度地满足机器的工作能力，而对工艺和成本等考虑得较少。整个设计往往是根据任务和目标，先做出第一个方案，甚至造出样机，然后通过评定与考核，进行修改，形成第二轮方案，如此反复，直到满意为止。 （2）概念体系 针对这个理论基础，传统的设计论还建立了自己的经典概念，从而形成了静态解析的理论体系。其概念的建立，大致有两种模式： 1）将客观的变动状态抽象为稳定状态 或静态，进而建立概念，如“载荷” 的概念； 2）对具有随机性的现象，略去其分散 趋势的统计特征，仅只抓住集中趋 势的统计特征来建立概念，如“应 力”概念和“强度”的概念。 （3）设计准则
现代机械设计方法的分类 现代设计方法是随着当代科学技术的飞速发展和计算机技术的广泛应用而在设计领域发展起来的一门新兴的多元交叉学科。现代设计方法有 :并行设计、虚拟设计、绿色设计、可靠性设计、智能优化设计、计算机辅助设计、动态设计、模块化。 现代设计方法是随着当代科学技术的飞速发展和计算机技术的广泛应用而在设计领域发展起来的一门新兴的多元交叉学科。以满足市场产品的质量、性能、时间、成本、价格综合效益最优为目的 ,以计算机辅助设计技术为主体,以知识为依托 ,以多种科学方法及技术为 手段 ,研究、改进、创造产品和工艺等活动过程所用到的技术和知识群体的总称。现代设 计方法有 :并行设计、虚拟设计、绿色设计、可靠性设计、智能优化设计、计算机辅助设计、动态设计、模块化设计、计算机仿真设计、人机学设计、摩擦学设计、反求设计、疲劳设计一、并行设计并行设计是一种对产品及其相关过程（包括设计制造过程和相关的支持过程） 进行并行和集成设计的系统化工作模式。强调产品开发人员一开始就考虑产品从概念设计到消亡的整个生命周期里的所有相关因素的影响，把一切可能产生的错误、矛盾和冲突尽可能及早地发现和解决，以缩短产品开发周期、降低产品成本、提高产品质量。并行设计作为现代设计理论及方法的范畴，目前已形成的并行设计方法基本上可以分为两大类：（I）基于人 员协同和集成的并行化。就是把组成与产品方面有关的，针对给定设计任务的专门的、综合性的设计团体（企业）协同起来。丰田的产品开发过程有四个主要内容：一个产生主要 设计的概念论文的规划阶段 , 同步设计的系统设计阶段 , 一个具有设计标准的详细设计阶段一个精益生产的样机模具阶段。广泛地协调，不仅仅在设计而且还有生产以及销售协调从概念到市场完整的项目 ,概念创造以及概念支持者,规格、成本目标、设计以及主要 部件选择，确信产品概念精确地被转换为车型的技术细节 ,直接地、经常地与设计师以及工程师交流 ,建立与顾客直接接触（产品经理办公室实施它自己的市场调查，除了通过市场营销进行的定期市场调查）。前端设计设计环节与供应商实现设计的集成多部门协调研发以客户为中心降低批量规模 （2）基于信息、知识协同和集成的并行化。该方法基于 计算机网络来实现，各零部件的设计人员通过计算机网络对机电产品进行设计，并进行可制造性、经济性、可靠性、可装配性等内容的分析及时的反馈信息，并按要求修改各零部件的设计模型，直至整个机电产品完成为止。可以采用面向制造（DFM）和面向装配（DFA）的设计方法，涉及CAX技术、产品信息集成（PDM）技术以及与人员协同集成有关的信息技术。当然，这两种机电产品并行设计方法并不是相互独立的。在实际应用过程中，它们往往是紧密结合在一起的。实例： 并行工程应用于整车项目开发案例研究在组织机构上，建立一支跨部门矩阵式的开发团队，团队全体成员共同对团队的目的和目标负责，每一个成员都能理解其职责。它确定团队活动的焦点，包括服务和产品。全体成员相互依赖，在协同环境中工作，实施信息预发布、设计评审及反馈，定期组织团队会议，进行信息交流、讨论，进行团队决策，确保团队计划向前推进。结构上可将开发团队划分成若干小组（IPT）。并行工程所需的体系结构通常 由工程设计、质量管理、过程管理、软件环境和生产制造等 5 个系统组成（见图 1）。一 般地，汽车整车产品开发共有 4 个大的阶段，即策划阶段、设计阶段、样品试制阶段和小批试制阶段。并行工程在实施过程中对设计进度和质量控制都可分多级并行循环体，对开发进行协同、配合、反馈和修改的循环工作。设计部门与技术支持、工艺、质量、制造、销售、计算机仿真和供应商等部门形成一个大的循环体，各部门内部又有各专业小组之间的小循环体，根据需求不同可建立不同的循环体（见图 2）。 1. 在整车项目开发周期管理中的作用 图 3 所示为整车开发过程的大计划，纵向列出全部工作内容，横向列出整体开发的时间，在
一、绪论 1.设计活动的特征有哪些 时空性、物质性、需求性、创造性、 过程性 2.试比较传统设计和现代设计的区别 传统设计师静态的、经验的、手工的 方法，在设计过程中被动地分析产品 的性能；而传统设计师动态的、科学 的、计算机化的方法，在设计过程中 可以做到主动地设计产品参数。 3.简述现代设计方法的主要内容和基本 特点。 主要内容：设计理论是对产品设计原 理和机理的科学总结。设计方法是使 产品满足设计要求以及判断产品是否 满足设计原则的依据。 现代设计方法主要内容：设计方法学、计算机设计、有限元法、优化设计、 可靠性设计 基本特点：程式性、创造性、系统性、最优性、综合性、数字性 二、设计方法学
1.设计过程包括哪几个阶段 计划阶段、设计阶段、样机试制阶段、批量生产阶段、销售阶段 2.常用的创造性技法有哪些 智力激励法、提问追溯法、联想类推 法、组合创新法、反向探求法及系统 搜索法6类 3.运用功能分析法进行系统原理方案设 计的主要步骤有哪些 三、相似理论及相似设计方法 1.相似三定理的内容和用途各是什么 相似定理是用来判断两个现象相似的 充分必要条件及其所应遵循的法则
内容： 第一定律：对于彼此相似的现象，其相似指标为1，相似判据为一个不变量； 第二定律：某个现象的物理量总数为n，量纲独立的物理量总数为k，则该现象相似准则的个数为n-k，且描述该现象各个物理量之间的关系可表示为相似准则π1，π2，，，，，，πn-k之间的关系，即 第三定律：凡同一完整的方程组所描述的同类现象，当单值条件相似，且由单值条件的物理量所组成的相似准则在数值上相等，则这些现象就相识。用途： 第一定理：介绍相似现象的属性； 第二定理：确定相似准则的个数以及相似结果的推广，也称π； 第三定理：也称模型化法则，也是相似现象的充要条件。 2.相似准则的导出方法及基本依据是什
绪论 1、设计的的本质是由功能到结构的映射过程，是技术人员根据需要进行构思、计划并把计划变为现实可行的机械系统的过程。 2、计划具有个性化、抽象化、多解性的基本特征。 3、现代设计方法： 计算机辅助设计概念：计算机辅助设计是利用计算机及其图形设备辅助人们进行设计。优化设计是从多种设计方案中选择最佳方案的方法，它以数学中的最优化理论为基础，以计算机为手段，根据设计所追求的性能目标，建立目标函数，在满足给定的各种约束条件下，寻求最优的设计方案。 有限元设计就是利用假想的线和面将连续的介质内部和边界分割成有限大小、有限数目、离散的单位来研究。 稳健设计通过质量工程方法在产品设计阶段就要求把产品设计完美、健全，不受或尽量减少生产线波动带来的影响，以保证产品达到预期的质量效果。 虚拟设计是一种新技术，它可以在虚拟环境中用交互手段对在计算机内建立的模型进行修改，缩短了产品开发周期，提高了产品设计质量和一次设计成功率。 创新设计、智能设计、表面设计、绿色设计、动态设计、摩擦设计、协同设计、工业设计等。一 1、计算机辅助设计（简称CAD）：是计算机科学领域的一门重要技术，是集计算、设计绘图、工程信息管理、网络通信等领域知识于一体的高新技术，是先进制造技术的重要组成部分。 2、CAD：（computer aided design）：即计算机辅助设计CAE(computer aided engineering）：即计算机辅助分析，CAM（computer aided manufacture）：即计算机辅助制造，CAPP（computer aided process planning）：即计算机辅助工艺设计，CIMS（computer integrated manufacturing system）：即计算机集成制造系统， 8、CAD的特点：1）规范化、高质量规范设计流程，统一文档格式，提高设计质量。9、CAD发展方向：脱离图版，实现全自动无纸化设计、生产和制造，是CAD发展的最终目标。 10.CAD的基本功能及优点：1）人机交互 2）几何造型 3）计算分析 4）系统仿真 5）工程绘图 6）数据管理 11、CAD系统组成：CAD系统的硬件结构：计算机、图形输入设备、输出设备 CAD系统的软件：软件系统、支撑软件、应用软件。 二 1、优化设计：是从多种方案中选择最佳方案的设计方法。它以数学中最优化理论为基础，以计算机为手段，根据设计所追求的性能目标，建立目标函数，在满足给定的各种约束条件下，寻求最优的设计方案。 2、P49页：例2-1 黄金分割法求函数，3无约束优化方法：坐标轮换法、牛顿法、 约束优化方法：遗传算法、惩罚函数法、复合形法多目标优化方法：多目标优化问题、主要目标法、统一目标法 三 1、有限元法的概念：把复杂的结构看成由有限个单元组成的整体的一种设计方法 2、有限元法的基本思想：化整为零，积零其整，把复杂的结构看成由有限个单元组成的整体 3、弹性力学中的基本假设：连续性假设，完全弹性假设，各向同性假设，均匀性假设，微小性假设，无初应力假设 2、弹性力学的基本方程：平衡方程、几何方程、物理方程、边界条件
机械设计制造及其自动化专业培养方案 一、培养目标 本专业立足于国家及地方经济建设和行业发展的需要，培养基础宽厚、实践动手能力强、综合素质高、视野开阔、具有创新精神和社会责任感的应用型高级专门人才；使学生在机械工程相关领域内，具有运行管理、应用研究、设计制造、科技开发和经营销售等方面的能力。学生毕业后主要在公路、铁路、港口、市政、建筑、制造企业等部门生产第一线从事机械设备的管理、运用、控制、设计、机械化施工、产品研发等工作。 二、专业特色及实现途径 （一）专业特色 本专业为国家管理专业和湖南省特色专业，依托的“机械工程”学科为湖南省“十二五”重点建设学科，学校具有“机械工程”一级学科硕士学位授予权和“工程车辆 轻量化与可靠性技术”湖南省高校重点实验室。本专业已形成一支学术水平高、教学科研能 力强、知识与年龄结构合理、教学科研经验丰富的师资队伍，教师中大多数具有机械设计制造企业工作经历。本专业依托行业优势，设置工程机械、机电一体化两个专业方向，以创新实践能力培养为重点，不断优化专业结构，提高人才的培养质量。几十年来，已培养了近三千名本科生，形成了“立足交通和工程机械行业，传承‘铺路石’精神；夯实基础知识，突出机电一体化；强化工程实践与动手能力，培养面向基层的高级应用型人才”的专业特色。（二）实现途径 1、坚持“立足交通和工程机械行业，服务基层”的人才培养理念 50多年的办学历史，数千名毕业生工作在公路建设施工或工程机械行业的第一线，传承脚踏实地、艰苦奋斗、乐于奉献、锐意进取的“铺路石”精神，获得了社会的广泛认可。毕业生就业主要在路桥、水利、港航等交通施工企业及三一重工、中联重科、柳工等工程机械制造企业。因此，本专业在人才培养目标定位上，始终以“紧密依托交通行业，面向基层，服务区域经济发展”为宗旨，坚持将我校的“铺路石”精神融入到人才培养的各个环节，培育、磨练和培养学生“下得去、用得上、干得好、留得住”的思想品质。 2、更新教学理念，改革教学方法，优化课程体系和教学内容，注重基础知识教育 长期以来，本专业积极开展教育教学创新，不断更新教学理念，与产业、行业专家共同研究、完善与生产实践、社会发展需要相适应的宽口径、厚基础、重实践的课程体系。坚持工程机械的特色专业方向，学科优势贯穿于课堂教学和创新实践中，将典型的科研成果凝练
机械现代设计方法及展望 摘要：机械设计是机械工程的重要组成部分，本文综述了目前常用的几种现代机械设计方法，并展望了未来的机械设计方法的发展趋势。 关键词：机械设计方法展望 1、引言 机械设计是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、分析和计算并将这些转化为具体地描述以人为制造依据的工作过程。机械设计作为工程设计的重要组成部分，不仅代表着将科学发现转化为经济实践的成果，也表征着一个国家和地区的制造业发展水平。 近十几年里，工业产品的设计理论和制造方法发生了极大的变化。首先，由于计算机辅助设计(CAD)、辅助工程(CAE)和辅助制造(CAM)等方法的普遍推广，改变了传统的设计模式，提高了设计质量和工作效率，使设计加工周期大大缩短；其次，机器人及自动化生产线的广泛使用，把操作者从繁重的体力劳动和危险作业环境中解放出来，提高了劳动生产效率。 2、机械设计的常用现代设计方法 2.1专业的现代设计方法 由机械设计和计算机专业人员共同开发的计算机软件，能够反映和描述机械产品在实际工况下的各种损伤、失效和破坏的机理，可以定量分析和计算机械零件和机械的动态行为，并形成固定的设计程序，这就是专业的现代设计方法，如：振动分析和设计，摩擦学设计，热力学传热设计，强度、刚度设计，温度场分析等等。这些软件都是在传统的设计方法基础上，应用计算机技术开发出来的。例如：用Pro/M软件分析机械装置的动态特性，用ANSYS软件分析应力都是这方面很好的例子，为准确判断装置的可靠性和选择设计参数奠定了基础。 2.2 通用的现代设计方法 为了满足机械产品性能的高要求，在机械设计中大量采用计算机技术进行辅助设计和系统分析，这就是通用的现代设计方法。常见的方法包括优化、有限元、可靠性、仿真、专家系统、CAD等。这些方法并不只是针对机械产品去研究，还有其自身的科学理论和方法。 2.2.1 优化设计 机械优化设计是最优化技术在机械设计领域的移植和应用，其基本思想是根
东 北 大 学 继 续 教 育 学 院 现代机械设计理论与方法 试 卷（作业考核 线下） B 卷（共 4 页） 总分 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 得分 注：请您单面打印，使用黑色或蓝色笔，手写完成作业。杜绝打印，抄袭作业。 一．选择题 （可多选，每題2分，共20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) ） C) 变形协调原理 D) 任务分配原理 E ）自补偿原理 8. 图示平面问题，满足（ ）。 x x O y A B u=0v=0（a ） B y A A v=0 （b ） O x O x ｖ=0 y B C D
第1章 绪 论 教学提示：初步介绍机械设计基础课程研究的内容和机械零件设计的基本要求。 教学要求：掌握构件、零件、机构、机器、机械等名词的含义及机械零件的工作能力计算准则。 1.1 机器的组成 在人们的生产和生活中，广泛使用着各种机器。机器可以减轻或代替人的体力劳动，并大大提高劳动生产率和产品质量。随着科学技术的发展，生产的机械化和自动化已经成为衡量一个国家社会生产力发展水平的重要标志之一。 1.1.1 几个常用术语 1. 机器、机构、机械 尽管机器的用途和性能千差万别，但它们的组成却有共同之处，总的来说机器有三个共同的特征：①都是一种人为的实物组合；②各部分形成运动单元，各运动单元之间具有确定的相对运动；③能实现能量转换或完成有用的机械功。同时具备这三个特征的称为机器，仅具备前两个特征的称为机构。若抛开其在做功和转换能量方面所起的作用，仅从结构和运动观点来看两者并无差别，因此，工程上把机器和机构统称为“机械”。 以单缸内燃机(如图1.1所示)为例，它是由气缸体l、活塞2、进气阀3、排气阀4、连杆5、曲轴6、凸轮7、顶杆8、齿轮9和齿轮10等组成。通过燃气在气缸内的进气—压缩—爆燃—排气过程，使其燃烧的热能转变为曲轴转动的机械能。 单缸内燃机作为一台机器，是由连杆机构、凸轮机构和齿轮机构组成的。由气缸体、活塞、连杆、曲轴组成的连杆机构，把燃气推动的活塞往复运动，经连杆转变为曲轴的连续转动；气缸体、齿轮9和10组成的齿轮机构将曲轴的转动传递给凸轮轴；而由凸轮、顶杆、气缸体组成的凸轮机构又将凸轮轴的转动变换为顶杆的直线往复运动，进而保证进、排气阀有规律的启闭。可见，机器由机构组成，简单的机器也可只有一个机构。 2. 构件、零件、部件 组成机器的运动单元称为构件；组成机器的制造单元称为零件。构件可以是单一的零件，也可以由刚性组合在一起的几个零件组成。如图1.1所示中的齿轮既是零件又是构件；而连杆则是由连杆体、连杆盖、螺栓及螺母几个零件组成，这些零件形成一个整体而进行运动，所以称为一个构件，如图1.2所示。 在机械中还把为完成同一使命、彼此协同工作的一系列零件或构件所组成的组合体称为部件，如滚动轴承、联轴器、减速器等。
现代设计理论与方法 班级：材控1031 姓名：黄加全 学号：201020607157
反求工程技术 20世纪以来，由于科学和技术的发展与进步，对设计的基础理论研究得到加强，对着设计经验的积累，以及设计和工艺的结合，已经形成了一套半经验半理论的设计方法。依据这套设计方法进行机电产品设计，称为传统设计。 限于历史和科学发展的原因，传统设计方法基本上是一种以静态分析、近似计算、经验设计、手工劳动为特征的设计方法。显然，随着现代科学技术的飞速发展，生产技术的需要和市场的激烈竞争，以及先进设计科学技术的手段的出现，这种传统设计方法已经很难满足当今时代的需要，从而迫使设计领域不断研究和发展新的设计方法和技术。 现代设计是过去长期的传统设计活动的延伸和发展，它继承了传统设计的精华，吸收了当代科技成果和计算机技术。与传统设计相比，它则是一种以动态分析、精确计算、优化设计和CAD为特征的设计方法。 从20世纪60年代末开始，设计领域中就开始相继出现一系列新兴理论与方法。为了区别过去常用的传统设计理论与方法，把这些新兴的理论与方法称之为现代设计。现代设计理论与方法的内容众多而丰富，它们是功能论、优化论、离散论、对应论、艺术论、系统论、信息论控制论、突变论、智能论和模糊论等方法学构成。 现代设计方法包括可靠性设计方法、化设计方法、并行设计、虚拟设计、绿色设计、动态设计等，这里重点介绍反求工程设计。 1．反求工程技术的基本概述 反求工程(Reverse Engineering，简称：ER) 也称逆向工程，就是针对消化吸收先进技术的系列分析方法和应用技术的综合的一项新技术。反求工程类似
现代机械设计方法与理论 引言 科学技术的飞速发展，产品功能要求的日益增多，复杂性增加，寿命期缩短，更新换代速度加快。然而，产品的设计，尤其是机械产品方案的设计手段，则显得力不从心，跟不上时代发展的需要。目前，计算机辅助产品的设计绘图、设计计算、加工制造、生产规划已得到了比较广泛和深入的研究，并初见成效，而产品开发初期方案的计算机辅助设计却远远不能满足设计的需要。为此，作者在阅读了大量文献的基础上，概括总结了国内外设计学者进行方案设计时采用的方法，并讨论了各种方法之间的有机联系和机械产品方案设计计算机实现的发展趋势。 根据目前国内外设计学者进行机械产品方案设计所用方法的主要特征，可以将方案的现代设计方法概括为下述四大类型。 1 系统化设计方法 系统化设计方法的主要特点是：将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统，每个设计要素具有独立性，各个要素间存在着有机的联系，并具有层次性，所有的设计要素结合后，即可实现设计系统所需完成的任务。 系统化设计思想于70年代由德国学者Pahl和Beitz教授提出，他们以系统理论为基础，制订了设计的一般模式，倡导设计工作应具备条理性。德国工程师协会在这一设计思想的基础上，制订出标准VDI2221“技术系统和产品的开发设计方法”，其设计流程见图1 。
图1 技术系统和产品的开发设计方法 (德国工程师协会标准VDI2221) 制定的机械产品方案设计进程模式，基本上沿用了德国标准VDI2221的设计方式。除此之外，我国许多设计学者在进行产品方案设计时还借鉴和引用了其他发达国家的系统化设计思想，其中具有代表性的是： (1)将用户需求作为产品功能特征构思、结构设计和零件设计、工艺规划、作业控制等的基础，从产品开发的宏观过程出发，利用质量功能布置方法，系统地将用户需求信息合理而有效地转换为产品开发各阶段的技术目标和作业控制规程的方法，其质量功能布置方法概貌见图2。 图2 质量功能布置方法概貌 (2)将产品看作有机体层次上的生命系统，并借助于生命系统理论，把产品的设计过程划分成功能需求层次、实现功能要求的概念层次和产品的具体设计层次。同时采用了生命系统图符抽象地表达产品的功能要求，形成产品功能系统结构。 (3)将机械设计中系统科学的应用归纳为两个基本问题：一是把要设计的产品作为一个系统处理，最佳地确定其组成部分(单元)及其相互关系；二是将产品设计过程看成一个系统，根据设计目标，正确、合理地确定设计中各个方面的工作和各个不同的设计阶段。 由于每个设计者研究问题的角度以及考虑问题的侧重点不同，进行方案设计时采用的具体研究方法亦存在差异。下面介绍一些具有代表性的系统化设计方法。 1.1 设计元素法 用五个设计元素(功能、效应、效应载体、形状元素和表面参数)描述“产品解”，认为一个产品的五个设计元素值确定之后，产品的所有特征和特征值即已确定。我国亦有设计学者采用了类似方法描述产品的原理解。 1.2 图形建模法 研制的“设计分析和引导系统”KALEIT，用层次清楚的图形描述出产品的功能结构及其相关的抽象信息，实现了系统结构、功能关系的图形化建模，以及功能层之间的联接。
机械设计及理论 080203 （一级学科：机械工程） 机械设计及理论是研究机械科学中具有共性的基础理论和设计方法的学科，原名为机械学学科。本学科1982年获得硕士学位授予权，2000年获得博士学位授予权。随着科学技术的不断发展，动态设计、优化设计、可靠性设计、有限元设计、智能设计、虚拟设计、计算机辅助设计、创新设计等现代化设计方法完善和发展了传统的设计理论与设计方法。机械学科与仿生学、电子学、控制理论、信息学、生物学、材料科学等许多种学科相互交叉、渗透，形成了多种与机械学科密切相关的边缘学科。与其它学科的相互交叉、渗透、融合，促进了机械设计及理论学科的新发展。 本学科的主要研究方向如下。 1．机构学与机器人机械学：平面机构及空间机构的分析与综合理论，机构组合理论，机构创新设计理论与方法，广义机构与仿生机构，空间并联机构，机器人机械学与仿真技术，数学机械化在机器人与机械设计中的应用。 2．机械传动与摩擦学：机械传动理论、设计方法，传动系统故障监控与诊断，机械传动仿真技术，摩擦、磨损和润滑机理，摩擦学理论与设计，摩擦学测试技术，流体润滑技术与应用，特殊轴承润滑。 3．机械系统运动学与动力学：机械系统的动力学模型与动态仿真，液压系统、机械振动分析与控制，模态分析与动态测试、减振降噪。振动与冲击理论在车辆、航天器、飞行器中的应用。 4．运动生物力学：机构学、生物学、力学、医疗学交叉、渗透形成的边缘学科，涉及到人体结构、功能，人体的运动学、动力学、动态测试与分析、人机工程；主要研究冲击与振动环境下的人体安全与防护问题。 5．计算机图形图像学：计算机图形图象处理的基本理论，包括图形算法、图象处理、仿真显示、可视化，图形库。图像技术在微观材料、复杂形体、运动形体的应用。 一、培养目标 硕士研究生应热爱祖国，热爱人民，有道德、开拓进取，具有严谨的学风。在本学科上掌握坚实的基础理论和系统的专门知识，具有从事科学研究工作和独立担负专门技术工作的能力。成为机械设计及理论领域内适合21世纪经济发展的、学术型、应用型的复合型高级技术人才。 二、课程设置
现代机械设计理论与方法 （大作业）
1、采用系统化设计流程及所学现代设计方法详细阐述某公司需要投资研发一款新型产品的整个设计流程和采用方法。 （1）请具体阐述采用哪些设计方法，如何去完成新产品的规划设计过程？（2）请具体阐述采用哪些设计方法，如何去完成新产品的方案设计过程？（3）请具体阐述采用哪些设计方法，如何去完成新产品的技术设计过程？（4）请具体阐述采用哪些设计方法，如何去完成新产品的施工设计过程？ 答： （1）产品规划设计包括三个主要阶段：第一个阶段是市场细分及选择阶段。在这个阶段，主要通过市场调研与分析，研究如何细分市场，以及企业如何选择细分市场，最后确定企业对细分市场的战略选择。第二个阶段是定义新产品概念。在这个阶段中要对某个细分市场，收集其需求的主要内容，包括客户需求、竞争需求及企业内部需求，并确定企业在该细分市场的产品定位，然后寻找和定义新产品概念。第三个阶段是确定产品规划阶段。在这一阶段中需要从技术层面分析新产品属于哪个产品族及其开发路径，并根据公司的战略确定新产品开发的优先顺序和组合策略，然后依据企业资源状况，制定新产品开发的时间计划。 产品规划设计的步骤为：信息集约→产品设计任务→预测调研→可行性分析→明确任务要求→可行性报告、设计要求项目表。 进行产品规划设计的主要方法有：设计方法和预测技术。支持产品规划设计的主要理论有：设计方法学、技术预测理论、市场学、信息学等。 （2）新产品的方案设计过程大致可以分为方案设计和方案评审两个阶段。方案设计阶段的步骤为：总共能分析→功能分解→功能元求解→功能载体组合→获得功能原理方案（多个原理方案）→原理试验→评价决策→最优原理方案→原理参数表、方案原理图。 进行产品的方案设计的方法主要有：系统化设计方法、创造技法、评价决策法、形态学矩阵法。 主要的理论指导包括：系统工程学、形态学、创造学、思维心理学、决策论、模糊数学等。 （3）对产品进行技术设计时，首先要对结构进行总体设计，包括了对产品的结构设计和造型设计。进行新产品的技术设计的主要步骤为：
机械设计及理论 一、专业介绍 机械设计及理论专业是机械工程的一个二级学科。该专业以机械设计前沿理论和尖端技术为发展目标，体现了交叉学科、边缘学科的内容。 1、研究方向 各个招生单位的研究方向有所不同，以下以北京交通大学为例： 01 智能工程与先进设计理论 02 机器人学 03 现代传动与控制技术 04 机电液磁一体化的理论及应用研究 05 精密制造与摩擦学 2、培养目标 掌握坚实的数学、力学和信息技术基础、系统的机械专业知识、必要的力学测试、机电一体化实验技能和较熟练运用计算机的能力;了解本学科专业发展现状和动向;掌握一门外国语，能熟练阅读专业文献，具有一定从事本学科领域内科研、教学、设计制造和技术管理的能力。 3、专业特色 机械设计及理论方向的培养特色是初步掌握现代机械设计方法，尤其是计算机辅助设计、机械优化设计等;具备综合运用机、电、气、
液知识进行机电一体化产品设计的基本能力;具有对机械产品性能的检测、分析、试验和机械产品研究与开发的基本能力。 4、研究生入学考试科目 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③301 数学一 ④960机械原理 (注：以上以北京交通大学为例) 二、推荐院校 机械设计及理论专业硕士全国较强的招生单位有： 西安交通大学、上海交通大学、东北大学、华中科技大学、燕山大学、重庆大学、清华大学、中南大学、北京航空航天大学、北京科技大学、哈尔滨工业大学、浙江大学、中国石油大学、大连理工大学、西南交通大学、武汉理工大学 三、就业前景 机械类专业的研究生毕业生总体来说就业形势良好。 (1)社会需求大，就业形势好 技术性人才一直是社会生产和生活所急需的，拥有高尖端的专业知识的毕业生具有绝对优势。 近些年，经过企业的改革、产业结构的调整与人力资源的配置优化，机械类行业紧跟市场经济和信息时代的步伐，显示出强大的生命力，对人才需求也将进一步加大。
机械设计及理论专业考研院校排名 动力学分析与计算和相关理论研究的人才。 机械是一个广泛的概念，它既包括机器、又包括机构。机器和机构的用途以及相关的理论随着日新月异的市场需求在不断地发展。要适应这种发展，研究和设计人员就必须及时地更新自己的知识结构，而且要求超前于这种发展。所以本学科不采取以一种或一类特定的机械为对象的培养模式，而是要求研究和设计人员具有坚实宽广的基础，这样，在面临一项新任务时能迅速获取新知识、建立新方法，最后有效地完成好新任务。这些基础主要包括弹性力学、近代振动理论、摩擦学、高等机械设计、有限元方法、计算机及网络技术基础、相关的数理化基础以及国际交流必需的外语基础。 任何机械设计要转化为生产力，都必须有机械制造过程，此外，机器与机构的运动控制离不开电子技术，因此，本学科与机械制造及其自动化和机械电子工程两个学科相互依存、相互渗透，共同构成机械工程一级学科的基础部分。 机械设计及理论 排名学校名称 等 级 排 名 学校名称 等 级 排 名 学校名称等级 1 上海交通大学A+ 13 南京航空航天大学 A 25 山东大学 A 2 西安交通大学A+ 14 华南理工大学 A 26 东南大学 A 3 东北大学A+ 15 中国石油大学 A 27 天津大学 A 4 哈尔滨工业大学A+ 16 大连理工大学 A 28 北京理工大学 A 5 华中科技大学A+ 17 西北工业大学 A 29 中国矿业大学 A 6 燕山大学A+ 18 武汉理工大学 A 30 河北工业大学 A 7 清华大学A+ 19 北京航空航天大学 A 31 上海大学 A
8 重庆大学A+ 20 西南交通大学 A 32 北京交通大学 A 太原理工大学 A 33 武汉科技大学 A 9 浙江大学 A 21 10 北京科技大学 A 22 四川大学 A 34 江苏大学 A 11 中南大学 A 23 同济大学 A 35 北京工业大学 A 12 吉林大学 A 24 合肥工业大学 A B+等(53个)：北京化工大学、湖南大学、东华大学、华东理工大学、西安建筑科技大学、哈尔滨工程大学、昆明理工大学、西南石油大学、西安理工大学、中北大学、辽宁工程技术大学、东北林业大学、南京林业大学、浙江理工大学、青岛科技大学、南京理工大学、太原科技大学、南昌大学、山东科技大学、武汉大学、中国农业大学、长安大学、福州大学、青岛理工大学、沈阳工业大学、浙江工业大学、天津工业大学、北京林业大学、广东工业大学、天津科技大学、北京邮电大学、长春理工大学、兰州理工大学、江南大学、沈阳航空工业学院、陕西科技大学、鞍山科技大学、西安电子科技大学、湘潭大学、郑州大学、沈阳理工大学、河南科技大学、南京工业大学、大连交通大学、华北电力大学、华东交通大学、湖南工业大学、河南理工大学、湖南科技大学、贵州大学、四川理工学院、西华大学、河海大学 B等(53个)：哈尔滨理工大学、景德镇陶瓷学院、上海理工大学、安徽工业大学、西安科技大学、长沙理工大学、西北农林科技大学、武汉工业学院、西安工程大学、扬州大学、长江大学、上海水产大学、中国地质大学、武汉科技学院、桂林电子科技大学、徐州师范大学、辽宁石油化工大学、广西大学、电子科技大学、上海海事大学、南京农业大学、杭州电子科技大学、西安石油大学、内蒙古科技大学、长春工业大学、汕头大学、重庆工学院、东北农业大学、陕西理工学院、内蒙古工业大学、大连大学、五邑大学、哈尔滨商业大学、安徽理工大学、厦门大学、江西理工大学、大庆石油学院、山东建筑大学、石家庄铁道学院、三峡大学、大连轻工业学院、广西工学院、黑龙江科技学院、南通大学、武汉工程大学、北方工业大学、广州大学、济南大学、江苏科技大学、齐齐哈尔大学、安徽农业大学、佳木斯大学、北京工商大学 C等(36个)：名单略 商业计划书 https://www.doczj.com/doc/ab14916706.html,/ 项目可行性报告 https://www.doczj.com/doc/ab14916706.html,/ 可行性分析报告 https://www.doczj.com/doc/ab14916706.html,/ 市场调查 https://www.doczj.com/doc/ab14916706.html,/