机械设计试题

第一章

1.从古代到现代设计学三阶段：直觉设计阶段、半经验半理论设计阶段、功能设计阶段。

2.现代设计学核心内容：

1）功能思想的提出和发展。

2）人机学思想的形成和发展。

3）工业设计学体系的发展和成熟。

3.机械设计学的学科组成三大部分：功能原理设计、实用化设计、商品化设计。

4.设计创造活动：认识需求、界定目标、求解问题、分析和选优、评价和决策、表达、实现

创意重点在于新颖性。

构思重点在于创造，即构思一种新的技术方向和功能原理实现创意。

实现重点在于验证构思的合理性。

5.机械设计类型：1）德国：适应性设计、变型设计、创新设计；美国：创新设计、更新设计。

第二章

1.现代机器定义：机器是由两个或两个以上相互联系配合的构件所组成的联合体，通过其中某些构件限定的相对运动，能转变某种原动力和运动，以执行人们预期的工作，在人或其它智能体控制下，实现为之设计的某种或某几种功能。

2.组成：原动机、传动机、工作机和控制器。

从机构学角度：其由各种基本结构组合而成，自由度等于原动机数目。

从结构学角度：其由一系列零件组装而成的。

从专业角度：以主要部件组成。汽车：底盘、发动机、车身；车床：床身、三箱、两架、床腿。

3.从功能观点看机器组成：

总功能：主要完成的功能

分功能：协调工作实现总功能

辅助功能：起支承和保证功能

控制功能

4.机器的分类

工艺类：对物料进行工艺性加工的机器，有专用工作头。

非工艺类：不对物料进行工艺性加工，只实现某些特殊动作功能。

一、家用缝纫机

主要功能：将线按一定规律缝在缝料上。

四个分功能：

（1）引面线造环功能；

（2）钩面线扩环，使底面线交织功能

（3）供给和回收面线；

（4）输送缝料功能

辅助功能：

（1）调节面线底线阻尼功能；

（2）调整压脚压紧力功能

（3）调节送布针距功能；

（4）绕底线功能

控制功能：机械控制功能、人机控制功能、电子控制功能。

二、点钞机

总功能：将一沓用样纸币输入机器后，经处理输出整齐纸币并显示纸币张数。

主要分功能：进钞输入功能、分钞功能（核心技术、关键功能）、计数功能（光电计数）、整理功能

辅助功能：动力及传动功能、接钞输入口斜板调整功能、阻尼轮压紧功能。

控制功能：机械控制功能、光电控制功能、人机控制功能。

第三章功能原理设计

1.机器更新换代三途径：

1）改革工作原理（创新）；

2）改进工艺、结构和材料、提高技术性能（变型）；

3）加强辅助功能（适应性设计）

2．功能原理设计的工作特点：

1）往往是用新的物理效应代替旧的物理效应、工作原理根本变化。

2）往往要引入某种新技术，设计人员要有新想法、新构思。

3）使机器品质发生质的变化。

3.功能原理设计工作内容：

主要任务：寻找一种物理效应和相应的作用原理以实现所追求的功能目标。

主要工作内容：构思实现功能目标的解法原理。

4.功能：一个技术系统在以实现某种任务为目标时，其输入量和输出量的相互转换关系。

功能单元：即有一定独立性又有一定复杂程度的技术单元。

5.由总功能分解为分功能，最后作出功能结构图，这样一个过程，称为功能分析，也可称为系统分析。

用来表示各分功能之间的关系框图，叫作“功能结构图”

6.功能的基本类型：动作功能、工艺功能。动作功能可分为简单动作功能、复杂动作功能。而这两种基本功能可能同时又是综合技术功能和关键技术功能。

7．简单动作功能：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运动。（几何形体组合法）

复杂动作功能：采用基本机构为主，其设计已有成熟的理论、经验，其设计求解思路应该是基本机构组合法。

8.工艺功能：采用什么样工艺方法；工作头采用什么形状和动作。

工艺功能特点：工作头的形状、运动方式和作用场是完成工艺功能三个主要因素。这里，工作头和工作对象是对立统一，通过场产生相互作用。

物——场分析法可以作为求解工艺功能很有效思路

物——场法基础是对最小技术系统的理解分析：在任一系统中，至少一个主体（s1），一

个客体（s2）和一个场（F），三者缺一不可。

基本方法是寻求合理的F和S1。此外还可以通过完善、增加、变换。

9.关键技术功能与三方面有关：材料、制造工艺、设计。

特点：由于特殊的工作条件和特殊的使用要求，用常规、已有技术难以达到的技术难点，或是别人目前尚难达到技术高度。总之，技术要求高。解决方法出奇制胜。

求解思路：技术矛盾分析法。

综合技术功能特点：在某些特定的条件下，采用广义物理效应，有可能实现比纯机械方法

更好的动作和工艺功能。

求解思路：物理效应引入法。

第五章机械产品的实用化设计

1.产品设计活动的几个阶段：了解社会需求，量化设计要求，拟定设计任务，进行功能原理，实用化、商品化设计，制造和销售。

2．设计要求可起约束作用，约束可理解为设计空间。

设计空间分两部分

内部空间：设计主要内容，它的任务是将设计要求转化为满足要求的实物产品。是设计的根本目的，称设计内部空间为设计的核心工作。

外部空间：对设计的各项要求和设计工作所应用的技术方法，是外维问题。

3.核心技术：指实现总功能的主要要求的技术，对不同机械，其核心技术不同。

关键技术：实现某种功能过程中需要解决的技术难题。

4.实用化设计：是在功能原理设计的基础上，将原理方案结构化、实体化，把关于原理方案的构思转化为有实用水平的，达到设计要求的实体产品。

具体任务：是完成产品的总体设计，零部件设计完成交付制造和施工的图样资料，同时编制全部技术文件。

功能原理是产品设计创新和保证质量的关键。实用化设计是产品设计创新和质量保证。实用化设计一般步骤：构思并绘制总体布置图和总装草图，通过总装图绘制零部件草图，经审核后，绘制零部件工作图和总装配图，编制技术文件。

5.总体设计基本任务：开发新产品，适应新的社会需求;

扩展已有产品功能，提高产品的性能，扩大使用范围；

选用新材料，新结构、新工艺，降低产品成本。

总体设计包括功能设计和结构设计。

总体设计内容：确定原理方案，总体参数，指导思想。

6.生产机械总体布局原则：

（1）有利于功能的实现；

（2）结构紧凑

（3）动力传递路线，简短直接，提高传动效率。

（4）各零部件的位置安排应有利于方便装配，调整，维修，拆卸。安全保护。

7.传动系统：单流传动，分流传动，汇流传动，混流传动。

8.传动链的类型：外联传动链，连接动力源和执行构件。

内联传动链，复合运动之间的内部联系。

第六章机械结构设计

1.机械结构设计的任务：在原理方案和总体设计的基础上，确定机械装置的具体结构与参数。

2.零件的功能：承担载荷，传递运动和动力，以保证机械装置实现正确的运动规律和运动轨迹。

3.零件相关：零件之间的确定性关系。零件表面直接接触的相关为直接相关。

4.零件的结构要求：构成零件形体的表面。

5．结构设计的基本原则：明确（功能明确、原理明确、工作状态明确），简单，安全可靠（功能可靠地实现，故障时人员安全，设备本身相关设备安全）实现安全可靠3类方法：直接安全技术、间接安全技术，提示性安全技术。

6.结构设计原理：等强原理，变形协调原理，任务分配原理，自助原理（自加强、自平衡、自保护），稳定性原理。