中南大学机械设计学复习题

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1、机械设计学复习题第一章绪论1-1“设计学”从古代到现代的三个发展阶段阶段1直觉设计阶段阶段2：半经验半理论设计阶段阶段3：半理论半经验设计阶段1-2机械是机器和机构的统称。1-3“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。它是从合理的目标参数出发，通过各种方法和手段创造出一个所需的优化系统或结构的过程。1-4由想法到产品的过程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。设计的第一步是认识需求，由此决定要设计一种装置满足它。认识需求有时是一种很高创造性的活动。第二部是目标界定。基本目的是把需求限定在某种确定

2、方面，并限定满足需求的一些特殊的技术和特性，以便在下一步寻求解决这一问题的解法。第三步是问题解决。就是我们所说的功能原理设计，应该把各种可能的解法尽可能多地收集起来，供下一步分析比较，这是至关重要的一步。第四部是分析和优选。第五步是评价决策，这是最困难的一步。第六步是表达，设计的表达有写说画。其中画是最重要的表达方式。第七部是实现，实现的手段是实用样机，实现的最后标准是市场，市场是检验设计成功与否的惟一标准。第一章1.机械的概念机械是机器和机构的统称：完成做功的各种具体机器和以传递力与运动的各类机构总称为机械。2.机械设计主要特点1)多解性2)系统性3)创新性

3、4)设计与科学研究3.“机械设计学”的学科组成1)功能原理设计2)实用化设计3)商品化设计4.现代设计,以功能为核心，构思实现该功能所需的方法和手段,具体方法和手段有：CAD/CAM/CAE技术，CIMS工程、并行工程、优化设计、有限元方法、可靠性设计、创新设计、快速响应设计、反求工程、逆向工程、虚拟设计方法等。5.近代“机械设计学”的核心内容1）功能思想的提出2）人机工程学科的兴起3）工业设计学科的成熟6.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2）变型设计3)创新设计第三章1.任何一种机器的更新换代都存在三个途径:1）改革工作原理；2）通过改

4、进工艺、结构和材料提高技术性能；3）加强辅助功能使其更适应使用者的心理。2.功能原理设计的工作特点1).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(NewIdea)、新构思。3).使机器品质发生质的变化。3.功能原理设计的任务和主要工作内容1).功能原理设计的任务：针对某一确定的“功能目标”．寻求一些（一种）“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”。例如：为实现直线移动的功能要求，可寻求液压、电磁或机构等物理效应，通过油

5、缸、直线电机或刚体传动等作用原理，求得最终实现机械直线移动这个功能目标的解法原理。2).功能原理设计的主要工作内容：(1)明确功能目标；(2)构思能实现功能目标的新的解法原理；(3)改进、完善解法。4.根据系统工程学用黑箱来描述功能，请描述采用的哪三种流的转换。任何技术系统都可以视为3种流的处理系统：能量流:机械能、热能、电能、化学能、光能、核能。物料流：气体、液体或各种形式的固体。信息流：各种测量值、输入指令、数5.功能的分解。6．简单动作功能的求解思路。简单动作功能是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

6、的动作。求解思路：几何形体组合法7.复杂动作功能采用常用基本机构为主。如：齿轮、齿条机构、连杆机构、凸轮机构、铰链机构、螺旋机构等。求解思路：基本机构组合法。8.关键技术功能---技术矛盾法综合技术功能---物理效应引入法9.完成工艺功能的三个主要因素：1）工作头的形状2）运动方式3）作用场10.工艺功能的分析方法物—场分析法（S-Field法）第四章1.通过一系列机构和电气电子装置实现。机构一般能实现下列动作功能：1)．实现运动形式或运动规律变换的动作功能2)．利用机构实现开关、联锁和检测等动作功能3).利用机构实现程序控制或手动控制的功能2.一切机器都包含

7、有四个部分：动力源、传动机构、执行机构和控制部分。3.机械运动协调设计的控制方法有哪两种1）．集中驱动、分散控制：2）．集中控制、分散驱动4.分析使机构具备有利的传力条件，推导图4-10所示剪切机利用止点位置增力机构的实现原理（p65）。第五章1.产品设计的核心即核心技术(内部空间设计）是指产品实现总功能和主要要求的技术。对不同的机械其核心技术是不相同的。核心技术对于产品设计主要体现为产品的性能指标：a)以能量转换为主的机械，如动力机械。主要性能指标：热效率；b)轻工机械，常要完成各种繁杂灵巧的动作，其机构设计问题比较突出。主要性能指标：生产率、有节奏地可靠工

8、作、自动化程度高；c)重型机械，特点是