现代机械设计方法(答案)

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(完整版)机械设计课后习题答案

第一章绪论

1-2 现代机械系统由哪些子系统组成，各子系统具有什么功能？

答：组成子系统及其功能如下：

（1）驱动系统其功能是向机械提供运动和动力。

（2）传动系统其功能是将驱动系统的动力变换并传递给执行机构系统。

（3）执行系统其功能是利用机械能来改变左右对象的性质、状态、形状或位置，或对作业对象进行检测、度量等，按预定规律运动，进行生产或达到其他预定要

求。

（4）控制和信息处理系统其功能是控制驱动系统、传动系统、执行系统各部分协调有序地工作，并准确可靠地完成整个机械系统功能。

第二章机械设计基础知识

2-2 什么是机械零件的失效？它主要表现在哪些方面？

答：（1）断裂失效主要表现在零件在受拉、压、弯、剪、扭等外载荷作用时，由于某一危险截面的应力超过零件的强度极限发生的断裂，如螺栓的断裂、齿轮轮齿根部的折断等。

（2）变形失效主要表现在作用在零件上的应力超过了材料的屈服极限，零件产生塑性变形。

（3）表面损伤失效主要表现在零件表面的腐蚀、磨损和接触疲劳。

2-4 解释名词：静载荷、变载荷、名义载荷、计算载荷、静应力、变应力、接触应力。答：静载荷大小、位置、方向都不变或变化缓慢的载荷。

变载荷大小、位置、方向随时间变化的载荷。

名义载荷在理想的平稳工作条件下作用在零件上的载荷。

计算载荷计算载荷就是载荷系数K和名义载荷的乘积。

静应力不随时间变化或随时间变化很小的应力。

变应力随时间变化的应力，可以由变载荷产生，也可由静载荷产生。

2-6 机械设计中常用材料选择的基本原则是什么？

答：机械中材料的选择是一个比较复杂的决策问题，其基本原则如下：

机械设计习题与参考答案

习题与参考答案

、单项选择题（从给出的A 、B 、C 、D 中选一个答案）

1当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时，细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能

用于连接的螺纹牙型为三角形，这是因为三角形螺纹 __________

A.牙根强度高，自锁性能好

B.传动效率高

C.防振性能好

若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的 _______

A.螺距和牙型角

B.升角和头数

C.导程和牙形斜角

D.螺距和升角

对于连接用螺纹，主要要求连接可靠，自锁性能好，故常选用

_______

升角小，单线三角形螺纹 B.升角大，双线三角形螺纹

升角小，单线梯形螺纹 D.升角大，双线矩形螺纹

用于薄壁零件连接的螺纹，应采用

A. 三角形细牙螺纹 D.多线的三角形粗牙螺纹

当铰制孔用螺栓组连接承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓

A. 必受剪切力作用

B.必受拉力作用

D. 既可能受剪切，也可能受挤压作用

计算紧螺栓连接的拉伸强度时，考虑到拉伸与扭转的复合作用，应将拉伸载荷增加到原来的倍。

8采用普通螺栓连接的凸缘联轴器，在传递转矩时，

A.螺栓的横截面受剪切

B.螺栓与螺栓孔配合面受挤压

9在下列四种具有相同公称直径和螺距，

并采用相同配对材料的传动螺旋副中，

传动效率最高

的是

C.双线矩形螺旋副

D.双线梯形螺旋副

10在螺栓连接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是

—

A.提高强度

B.提高刚度

D.减小每圈螺纹牙上的受力

11在同一螺栓组中，螺栓的材料、直径和长度均应相同，这是为了

A.受力均匀

B.便于装配.

现代机械设计方法智慧树知到课后章节答案2023年下哈尔滨工业大学

现代机械设计方法智慧树知到课后章节答案2023年下哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学

第一章测试

1.现代设计的发展时间是（）。

A:17世纪后的“经验设计阶段” B:17世纪前 C:20世纪后期 D:17世纪后的“传统设计阶段”

答案:20世纪后期

2.现代设计方法的特点包括（）。

A:计算机化的 B:动态的 C:科学的 D:经验的

答案:计算机化的;动态的;科学的

3.下列技术哪些属于现代设计方法（）。

A:系统设计法 B:优化设计法 C:创造性设计法 D:可靠性设计法

答案:系统设计法;优化设计法;创造性设计法;可靠性设计法

4.现代设计方法是主动地设计产品的性能。（）

A:错 B:对

答案:对

5.现代机械设计方法中“现代”的是指所涵盖的方法都是时间上现代的。（）

A:对 B:错

答案:错

第二章测试

1.从表中每一个功能元取出一种局部解进行有机组合，构成一个系统解的方法

称为什么方法（）。

A:相关网法 B:技术经济评价法 C:功能综合法 D:相关表法

答案:功能综合法

2.技术系统包括哪几部分（）。

A:输入和输出要素 B:系统结构 C:系统单元 D:边界条件

答案:输入和输出要素;系统结构;系统单元;边界条件

3.工程技术系统的处理对象包括以下哪几个方面（）。

A:物料 B:能量 C:信号 D:影响

答案:物料;能量;信号

4.边界条件反映着系统内部各单元之间的关系，即相互联系和作用的连接形式。

（）

A:对 B:错

答案:错

5.系统单元是能够完成某一功能而无须进一步划分的单元，即系统内部相互联

系和作用的基本组成要素。（）

A:错 B:对

东大-21秋《现代机械设计理论与方法》在线平时作业2-学习资料(答案)

《现代机械设计理论与方法》在线平时作业2

阅读提示：本材料为东北大学21年秋季课程复习资料，供学生参考学习使

用！！！

一、单选题 (共 7 道试题,共 35 分)

1.动力机的容量通常是指其（）的大小。

<-A.->转矩

<-B.->功率

<-C.->转速

<-D.->传动比

【-参考.选择-】：B

2.提问能促使人们思考，设计产品时主动提出一系列问题，从而激发人们产生大量的思考，有可能产生新的设想或创意。这种创新技法属于（）。

<-A.->设问探求法

<-B.->缺点列举法

<-C.->希望点列举法

<-D.->特性列举法

【-参考.选择-】：A

3.图中由各种约束条件所包围的区域D称为（）。

[题目参照学习平台]

<-A.->设计空间

<-B.->设计维数

<-C.->设计可行域

【-参考.选择-】：C

4.图示电动机的工作制，对应下面哪一种？

[题目参照学习平台]

<-A.->短时工作制

<-B.->断续周期性工作制

<-C.->连续工作制

【-参考.选择-】：C

5.多面体单元的每个节点有（）个位移自由度。

<-A.->1

<-B.->2

<-C.->3

【-参考.选择-】：C

6.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：（）

<-A.->0.05

<-B.->0.85

《机械设计》参考答案

《机械设计》A

一、选择填空

1. 当被联接件之一的厚度较大，且零件需要经常拆卸的场合，应采用 c 。

(a)普通螺栓联接；(b)螺钉联接；(c)双头螺柱联接；(d) 紧定螺钉联接。

2. 用公式[]p

d l h T σ'=4

1验算平键联接的挤压强度时，许用挤压应力[

]

应按 d 的材料确定。

(a)键；(b) 轴；(c) 轮毂；(d) 键、轴、轮毂中的弱者。

3.齿轮传动中，轮齿的齿面点蚀通常首先发生在 c 表面。

(a) 齿顶顶部；(b) 靠近节线的齿顶；(c) 靠近节线的齿根；(d) 齿根根部。

4. 以Z 表示齿轮的齿数，在查取齿形系数Y Fa 时，斜齿轮按Z V = f 查取；锥齿轮按Z V = 查取。 (a) Z/cos δ；(b) Z/cos 2δ；(c) Z/cos 3δ；(d ) Z/cos β；(e)Z/cos 2β；(f)Z/cos 3β。

5. 直齿圆锥齿轮传动强度计算一般按 c 的当量园柱齿轮传动进行。 (a) 大端；(b) 距大端0.4b 处；(c) 齿宽中点处；(d) 小端。

6. 两轴交错角为900的阿基米德蜗杆传动，在 b 上蜗杆与蜗轮的啮合相当于渐开线齿轮与齿条的啮合。 ( a) 法面；(b) 端面；(c) 中间平面；(d) 蜗杆轴的横截面。

二、填空

1. 齿轮的齿根弯曲疲劳强度计算中，齿形系数Y Fa 主要与齿轮的齿廓形状和齿数有关。

2. 角接触轴承的接触角α是指滚动体与外圈滚道接触点处的法线和半径方面之间的夹角。

3. 受剪螺栓用公式 []p R dh F σ≤进行挤压强度验算时，取 []

机械设计习题答案解析

绪论

1、机器的基本组成要素是什么

【答】

机械系统总是由一些机构组成，每个机构又是由许多零件组成。所以，机器的基本组成要素就是机械零件。

2、什么是通用零件什么是专用零件试各举三个实例。

【答】

在各种机器中经常能用到的零件称为通用零件。如螺钉、齿轮、弹簧、链轮等。

在特定类型的机器中才能用到的零件称为专用零件。如汽轮机的叶片、内燃机的活塞、曲轴等。

3、在机械零件设计过程中，如何把握零件与机器的关系

【答】

在相互连接方面，机器与零件有着相互制约的关系；

在相对运动方面，机器中各个零件的运动需要满足整个机器运动规律的要求；

在机器的性能方面，机器的整体性能依赖于各个零件的性能，而每个零件的设计或选择又和机器整机的性能要求分不开。

机械设计总论

1、机器由哪三个基本组成部分组成传动装置的作用是什么

【答】

机器的三个基本组成部分是：原动机部分、执行部分和传动部分。

传动装置的作用：介于机器的原动机和执行部分之间，改变原动机提供的运动和动力参数，以满足执行部分的要求。

2、什么叫机械零件的失效机械零件的主要失效形式有哪些

【答】

机械零件由于某种原因丧失工作能力或达不到设计要求的性能称为失效。

机械零件的主要失效形式有

1）整体断裂；

2）过大的残余变形（塑性变形）；

3）零件的表面破坏，主要是腐蚀、磨损和接触疲劳；

4）破坏正常工作条件引起的失效：有些零件只有在一定的工作条件下才能正常工作，如果破坏了这些必要的条件，则将发生不同类型的失效，如带传动的打滑，高速转子由于共振而

引起断裂，滑动轴承由于过热而引起的胶合等。

3、什么是机械零件的设计准则机械零件的主要设计准则有哪些

机械专业考研复试题及答案

机械专业考研复试试题及答案

一、简答题

1. 简述机械设计中的可靠性设计原则。

答案：可靠性设计原则主要包括以下几点：(1) 明确设计目标，确保产品满足使用要求；(2) 采用成熟的技术和设计方法；(3) 进行合理的材料选择和结构设计；(4) 考虑环境因素对产品性能的影响；(5) 进行充分的试验和验证。

2. 描述机械制造过程中的质量控制方法。

答案：机械制造过程中的质量控制方法主要包括：(1) 制定严格的工艺流程和操作标准；(2) 采用先进的检测和测量技术；(3) 实施过程监控和数据分析；(4) 进行定期的质量检查和评审；(5) 建立质量反馈和改进机制。

二、论述题

1. 论述现代机械设计方法与传统机械设计方法的区别。

答案：现代机械设计方法与传统机械设计方法的主要区别在于：现代方法更加注重计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助工程（CAE）的应用，强调多学科交叉和系统化设计，注重设计过程中的创新和优化。而传统方法则更多依赖于经验设计，设计过程较为繁琐，缺乏系统性和创新性。

2. 分析机械制造自动化对机械制造业的影响。

答案：机械制造自动化对机械制造业的影响主要体现在：(1) 提高生产效率，缩短生产周期；(2) 减少人工成本，降低生产成本；(3) 提高产品质量和一致性；(4) 增强企业竞争力，扩大市场份额；(5) 促

进新技术、新工艺的开发和应用。

三、案例分析题

1. 某机械制造企业在生产过程中发现产品合格率下降，分析可能的原因及解决措施。

答案：产品合格率下降的可能原因包括：(1) 设备老化或维护不当；

(完整版)机械设计-连接部分习题答案

机械设计-连接部分测试题

一、填空：

1、按照联接类型不同，常用的不可拆卸联接类型分为焊接、铆接、粘接和过盈量大的配合。

2、按照螺纹牙型不同，常见的螺纹分为三角螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹等。

其中三角螺纹主要用于联接，梯形螺纹主要用于传动。

3、根据螺纹联接防松原理的不同，它可分为摩擦防松和机械防松。螺纹联接的防松，

其根本问题在于防止螺纹副转动。

4、对于螺纹联接，当两被联接件中其一较厚不能使用螺栓时，则应用双头螺柱联接或

螺钉联接，其中经常拆卸时选用双头螺柱联接。

5、普通螺栓联接中螺栓所受的力为轴向（拉）力，而铰制孔螺栓联接中螺栓所受的

力为轴向和剪切力。

6、在振动、冲击或变载荷作用下的螺栓联接，应采用防松装置，以保证联接的可靠。

7、在螺纹中，单线螺纹主要用于联接，其原因是自锁，多线螺纹用于传动，其原因是

效率高。

8、在螺纹联接中，被联接上应加工出凸台或沉头座，这主要是为了避免螺纹产生附加弯曲

应力。

楔键的工作面是上下面，而半圆键的工作面是（两）侧面。平键的工作面是（两）侧面。

9、花键联接由内花键和外花键组成。

10、根据采用的标准制度不同，螺纹分为米制和英制，我国除管螺纹外，一般都采用米制螺纹。圆柱普通螺纹的公称直径是指大径，强度计算多用螺纹的（）径。圆柱普通螺纹的牙型角为 60 度，管螺纹的牙型角为（）度。

二、判断：

1、销联接属可拆卸联接的一种。（√）

2、键联接用在轴和轴上支承零件相联接的场合。（√）

3、半圆键是平键中的一种。（×）

4、焊接是一种不可以拆卸的联接。（√）

5、铆接是一种可以拆卸的联接。（×）

现代机械设计方法(答案)

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。

机械设计考试题库（带答案）

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机械设计模拟题

一、填空题（每小题 2 分，共20 分）

1、机械零件的设计方法有理论设计经验设计模型试验设计。

2、机器的基本组成要素是机械零件。

3、机械零件常用的材料有金属材料高分子材料陶瓷材料复合材料。

4、按工作原理的不同联接可分为形锁合连接摩擦锁合链接材料锁合连接

。

5、联接按其可拆性可分为可拆连接和不可拆连接。

6、可拆联接是指不需破坏链接中的任一零件就可拆开的连接。

7、根据牙型螺纹可分为普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹。

8、螺纹大径是指与螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径，在标准中被定为公称直径。

9、螺纹小径是指螺纹最小直径，即与螺纹牙底相切的假想的圆柱直径。

10、螺纹的螺距是指螺纹相邻两牙的中径线上对应两点间的轴向距离。

11、导程是指同一条螺纹线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴线距离。

12、螺纹联接的基本类型有螺栓连接双头螺栓连接螺钉连接紧定螺钉连接。

13、控制预紧力的方法通常是借助测力矩扳手或定力矩扳手，利用控制拧紧力矩

的方法来控制预紧力的大小。

14、螺纹预紧力过大会导致整个链接的结构尺寸增大，也会使连接件在装配或偶

然过载时被拉断。

15、螺纹防松的方法，按其工作原理可分为摩擦防松、机械防松、破坏螺旋运动

关系防松。

16、对于重要的螺纹联接，一般采用机械防松。

17、受横向载荷的螺栓组联接中，单个螺栓的预紧力F?为。

18、键联接的主要类型有平键连接半圆键连接楔键连接切向键连接。

机械设计习题与参考答案

习题与参考答案

一、单项选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案）

1 当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时，细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能。

A. 好

B. 差

C. 相同

D. 不一定

2 用于连接的螺纹牙型为三角形，这是因为三角形螺纹。

A. 牙根强度高，自锁性能好

B. 传动效率高

C. 防振性能好

D. 自锁性能差

3 若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的。

A. 螺距和牙型角

B. 升角和头数

C. 导程和牙形斜角

D. 螺距和升角

4 对于连接用螺纹，主要要求连接可靠，自锁性能好，故常选用。

A. 升角小，单线三角形螺纹

B. 升角大，双线三角形螺纹

C. 升角小，单线梯形螺纹

D. 升角大，双线矩形螺纹

5 用于薄壁零件连接的螺纹，应采用。

A. 三角形细牙螺纹

B. 梯形螺纹

C. 锯齿形螺纹

D. 多线的三角形粗牙螺纹

6 当铰制孔用螺栓组连接承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓。

A. 必受剪切力作用

B. 必受拉力作用

C. 同时受到剪切与拉伸

D. 既可能受剪切，也可能受挤压作用

7 计算紧螺栓连接的拉伸强度时，考虑到拉伸与扭转的复合作用，应将拉伸载荷增加到原来的

倍。

A. 1.1

B. 1.3

C. 1.25

D. 0.3

8 采用普通螺栓连接的凸缘联轴器，在传递转矩时，。

A. 螺栓的横截面受剪切

B. 螺栓与螺栓孔配合面受挤压

C. 螺栓同时受剪切与挤压

D. 螺栓受拉伸与扭转作用

9 在下列四种具有相同公称直径和螺距，并采用相同配对材料的传动螺旋副中，传动效率最高的是。

A. 单线矩形螺旋副

现代机械设计方法考试试卷

2007/2008学年第二学期

A 卷）

考试方式：闭卷

05 任课教师：

备注：

8题，每题2分，共16分）

（）。 C POWELL 法 D 变尺度法

X R 需满足的条件为（）要求。 B 可行性 C 适用性 D 映射性）。

B 无约束优化方法

C 直接法

D 约束优化方法

()0u g X >的设计点，称为 C 外点 D 内点（）。

B 以其各一阶偏导数为分量的一个列向

量

D 以其各一阶偏导数为分量的一个行向量

121122min ()(1)4..

()0()3

f X x x s t

g X x g X x =-+=>=>，此问题属于（）问题。

C 整数规划

D 无约束

L 表示应力，S 表示强度），其中符合机械设计要求，

B ＣＤ

30万元以内，15万元为中，低于5万元为优、中、差}，若其中一个方案需投资12万元，则该方案对投资评价）。

0.87} B R= {0.3，0.7，0}

C R={0.9，0.1，0}

D R={0.4 ，0.5，0.2}

二、填空题（共7题，每空1分，共18分）

1. 设计的本质是。

2．现代制造业的生产必须满足时间（T）、、、服务（S）和的要求。

3．成本估算的方法有、、。

4. 列举三种面向Ｘ的设计：、、。

5. 优化问题数学模型的三要素：、、。

6. K-T条件是一般约束非线性规划优化问题中确定某点是否为极值点的

条件。对于凸规划问题也是极值点存在的条件。

7. 已学的一种确定初始单峰区间的搜索方法是，该法

分、两大步。

三、简答题（共4题，共26分）

1.价值的数学表达式、选择价值分析对象的原则及方法。（6分）

东北大学智慧树知到“机械工程”《现代机械设计理论与方法》网课测试题答案1

东北大学智慧树知到“机械工程”《现代机械设计理论与

方法》网课测试题答案

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第1卷

一.综合考核(共15题)

1.混合惩罚函数法的惩罚因子与内点法相同，在迭代过程中递增。()

A.错误

B.正确

2.以现有功能类似的机械作对象，列举其优点，在新方案中保留;列举其缺点，以便避免;列举其不足(或不同)之处，以便作必要的补充，这种方法称为()。

A.黑箱法

B.列举法

C.移植法

D.筛选法

3.以下的结构设计中，哪些结构比较合理?()

B.C.

4.求解只带有不等式约束的优化问题，采用下面的那种优化方法比较合适?()

A.阻尼牛顿法

B.混合惩罚函数法

C.最速下降法

D.外点惩罚函数法

E.变尺度法

F.内点惩罚函数法

G.Powell法

5.执行系统的运动分析一定要通过建立复杂的运动方程才能进行。()

A.错误

B.正确

6.单元刚度矩阵具有对称性、奇异性和稀疏性。()

A.正确

B.错误

7.按照一定的技术原理，通过将两个或多个功能元素合并，从而形成一种具有新功能的新产品、新工艺、新材料的创新方法称为组合创新法。()

A.错误

B.正确

8.机械设计过程就是绘制机械产品图纸的过程。()

A.错误

B.正确

9.机械设计学强调从机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。()

A.正确

B.错误

10.一个由独立单元组成的串联系统的故障率是所有单元故障率之和，单元数越多，系统故障率越高，可

靠度也就越低。()

A.正确

B.错误

11.设问探求法被称为“创造技法之母”。()

A.错误

B.正确

12.明确了机械产品的设计目标，即意味着明确了机械产品的功能。()

(完整版)机械设计答案

第五章习题答案

5-4 图5-48所示的底板螺栓组连接受外力F∑的作用。外力F∑作用在包含x轴并垂直于底板接合面的平面内。试分析底板螺栓组的受力情况，并判断哪个螺栓受力最大?保证连接安全工作的必要条件有哪些？

解：1. 载荷分解

F∑X= F∑cos θ

F∑ y= F∑sin θ

M = F∑ y·l －F∑X·h

2. 螺栓上的受力分析

（1 ）在竖直方向上，螺栓承受的轴向拉伸工作载荷

F = F∑ y

（2 ）在水平方向上，螺栓受力F∑X的作用，需要靠螺栓

上的预紧力产生的摩擦力来阻止相对滑动，故 f ×N ≥

K S×F∑X( p75 ，5-9 )

其中正压力

N = z ×F0−C m

×F∑ y

C m+C b

注：K s——防滑系数

C m——被连接件刚度

C b——螺栓刚度

即

f ( z F0−C m

F∑ y) ≥K S×F∑X

C m+C b

( 3 ) 在倾覆力矩M作用下，螺栓受的载荷

a.若M >0 ，倾覆力矩为逆时针方向

右边螺栓受到力的加载作用，使螺栓受力增大；

左边螺栓受到力的减载作用，使螺栓受力减小；

在这种情况下，右边受力最大，左边受力最小。

b.若M <0 ，倾覆力矩为顺时针方向

左边螺栓受到力的加载作用，使螺栓受力增大；

右边螺栓受到力的减载作用，使螺栓受力减小；

在这种情况下，左边受力最大，右边.受力最小。

3. 保证正常工作的条件：

a. 受力最大的螺栓满足强度条件

b．受压最大接合面不能被压碎，即最大挤压应力

σpmax≤[ σp]

c．受压最小接合面不能有间隙，即最小挤压应力σpmin≥0 5-5 图5-49是由两块边板和一块承重焊接的龙门起重机导轨托架。两块边板各用4个螺栓与立柱相连接，托架所承受的最大载荷为20kN，载荷有较大的变动。试问：此螺栓连接采用普通螺栓连接还是铰制孔用螺栓连接为宜？为什么？

现代机械综合设计理论与方法及应用习题

现代机械综合设计理论与方法及应用

1、简要分析现代产品设计理论与方法的发展状况？

答：

①.现代产品设计理论简介

与传统设计理论如强度、刚度等不同，现代产品设计理论与方法是一种新兴的设计理论与方法，特别是利用计算机进行优化分析、辅助设计和可靠性计算等设计理论与方法。因此，现代产品设计理论与方法的内容覆盖面很广，它应当包括所有非传统意义上的新兴设计理论与方法。

现代产品设计到现在已提出了数十种方法,如绿色设计、全生命周期优化设计、虚拟设计、创新设计、网络设计和并行设计、基于质量功能展开的(QFD)设计、动态设计、三次设计法、智能设计、可视化设计公理化设计，TRIZ、DFX、稳健设计，可靠性设计，协同设计，可持续设计等等。下面简单就其中一些进行介绍。

全生命周期优化设计:对产品的工作寿命的考虑，在理论上看来是比较全面、比较合理的，但实施起来比较困难。一是目标函数和约束条件太多，二是所需的原始数据很难准确的获取，因此难以获得十分精确的结果。此外，这种方法对机器的工作性能的好坏，如技术性能和使用性能等，未能得到明确的反映。

虚拟设计:美国已将虚拟设计与制造应用于777飞机的设计与制造过程中，这种方法对于某些产品来说，是具有重要意义的，是可以采用的。对于设备的工况予以现实模拟，使用户可以直接从外观上，或从它的功能上较全面了解所需设备的情况。但是对于一些特别复杂的机械设备，深层次的情况很难进行模拟。此外，虚拟技术如果没有充足的试验资料或良好的实践基础，这些虚拟技术也会是不完全符合实际的。

创新设计:创新包括了原始创新、集成创新和引进消化吸收后再创新。在创新设计中提倡的是设计的创造性，一旦设计工作者提出的新原理是合理的，它可根本改变产品的结构，进而可提高产品质量、降低成本、缩短生产周期、改善环境的保护等。产品创新设计是一种设计思想和设计理念。但是产品设计的创新应该具有科学性，即应在科学发展观指导下进行设计的创新，创新者除了要掌握

机械设计学习题及（附答案）

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。