机械设计学复习题

•复习思考题
•1、讨论现代机械的演变和发展，以轿车（Car）、打印机（Printer）等为例。

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2、“机械设计学”的学科的三大组成部分是什么？
•答：(1)功能原理设计(2)实用化设计(3)商品化设计
3、机械设计具有哪些主要特点？
•答：(1)多解性(2)系统性(3)创新性
•4、设计与科研，设计与技术的区别与联系。

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•5、什么是功能原理设计(Function Principle Design)？
•答：对产品的主要功能的原理性设计称为“功能原理性设计”，它是对产品的成败起决定性作用的工作。

•任何一种机器的更新换代都存在三个途径:
•1、是改革工作原理；
•2、是通过改进工艺、结构和材料提高技术性能；
•3、是加强辅助功能使其更适应使用者的心理。

•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。

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•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。

•答：动作功能：以实现动作为目的的功能; 工艺功能：以完成对对象物的加工为目的的功能。

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•各功能原理的求解思路：
•简单——几何形体组合法; 复杂——基本机构组合法；
•工艺功能——物-场分析法；关键——技术矛盾分析法；
•综合——物理效应引入法
•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)？新型割草机。

P45
•9、常用的传动机构(Transmission Mechanism)有哪些？
答：齿轮机构、连杆机构、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，以及利用以上常用机构组合而成的组合机构。

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。

P62
11、工作头(Working Head)定义？工作头的作用并各举一例说明。

P64工作头是直接接触并携带工作对象完成一定的工作，或是在其上完成一定的工艺动作。

作用：1.夹持、2搬运，输送及转换工位3。

施力
•12、简述产品设计的核心问题和外围问题。

P82
•核心问题是设计“内部空间”，即将设计要求转化为满足要求的实物产品。

•外围问题是产品设计过程的各种设计要求和设计工作所应用的技术方法。

13、整机总体参数主要指哪些？p88
•答：（1）机械设备的理论生产率（2）功率参数
•（3）质量参数（4）总体结构参数
•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。

P114
•答：设计原则：1、明确：功能明确、原理明确、工作状态明确2、简单3、安全可靠
•原理：等强原理、变形协调原理、任务分配原理、自助原理、稳定性原理。

•零件的功用：传递运动和动力、承受载荷、成形、其他功能•结构要素：零件的形体通常由多个表面构成，这些构成零件形状的表面就称为零件的结构要素。

•15、举例说明何谓直接安全技术、何谓间接安全技术？p116、•直接：通过设计，保证装置在工作中不出现危险，满足安全性要求的设计要求。

•间接：使得当系统发生故障时所造成的损失较小，系统的工作
状态较容易恢复。

•16、如何通过结构设计来提高零件的接触强度和接触刚度？• 1. 增大综合曲率半径；
• 2.增加接触元素数量；
• 3. 用低副代替高副；
• 4. 通过预紧提高接触刚度
•17、可靠性(Reliability)、可靠度；可靠性设计(Reliability Design)：应力—强度干涉模型及P244习题7-4。

P186例7-3
•可靠性：产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定的功能的能力。

•18、何谓人机工程学(Ergonomics)？在机械设计中应如何运用人机学？p213
•人机工程学（Ergonomics）就是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；它以人为主体，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、商品化设计：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? •要注重外观设计，降低产品成本，提高适应性和缩短生产周期，使设计更符合环保要求达到绿色产品设计的社会效益等。

•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；三者相互关联，相互制约，缺一不可；其基本关系是在实用的前提下，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，绿色设计是传统设计的补充和完善；根本区别：绿色设计要求设计人员在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于保证产品的性能、质量、寿命、成本等要求列为同等重要的的设计目标，并保证再生产过程中能顺利实施。

•23、优势设计(Advanced Design)的概念；如何做优势分析。

以三一重工或格力电器加以论证。

•优势分析：
•1、表面优势和本质优势
•2、局部优势和全面优势
•3、绝对优势和相对优势
•4、营销优势和实质优势
•优势设计的哲学基础
•一、设计问题永远没有一个“唯一正确的解答”。

•二、设计需要创造性，但不是一般的创造性。

•三、设计需要反复试验，不断摸索。

•四、市场是检验设计的唯一标准。

•五、成功是必然性和偶然性的结合。

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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。

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•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(如图5—18)。

•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。

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。

•为了保证装载机作业的稳定性，使铲斗与料堆相对位置准确，现代装载机不安装弹性悬架，但为防止在凹凸地上行驶时出现车轮悬空现象，使一个驱动桥能上下摆动，即将驱动架铰接于车架上。

绝大多数装载机采用四轮驱动，以提高牵引力和能在恶劣地面上行驶。

工作装置多采用液压传动。

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•27、家用缝纫机(Home Sewing Machine)的主要功能和辅助功能分别有哪些？
•家用缝纫机主要功能
• 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.调节面线和底线的阻尼功能
• 2.调节压脚压紧力的功能
• 3.调节送布针距的功能
• 4.绕底线的功能
•控制功能: 机械控制、人机控制、电子控制
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•28、本课程用到了许多案例，试列举10例并说明此案例的作用？
“优势设计”是以“常规设计”和“创新设计”为基础的更高一层的设计概念，它是更强调面向市场的设计技术。

基本思想：一，是一种面向市场的设计；二，是一种战略性的分析、预测、判断和决策；三，是一种对自然法则深刻认识基础上的优势发现和发展战略；四，是一种高层次的设计思维。

决定市场优势地位的两个主要指标：相对品质差异、相对成本。