中南大學機械設(shè)計學復習題

1、機械設(shè)計學復習題第一章緒論 1-1“設(shè)計學”從古代到現(xiàn)代的三個發(fā)展階段 階段 1 直覺設(shè)計階段 階段 2：半經(jīng)驗半理論設(shè)計階段 階段 3：半理論半經(jīng)驗設(shè)計階段 1-2 機械是機器和機構(gòu)的統(tǒng)稱。 1-3 “設(shè)計”是把各種先進技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的一種手段和方法。它是從合理的目標參 數(shù)出發(fā)，通過各種方法和手段創(chuàng)造出一個所需的優(yōu)化系統(tǒng)或結(jié)構(gòu)的過程。 1-4 由想法到產(chǎn)品的過程 機械產(chǎn)品設(shè)計的一般過程： 認識需求→目標界定→問題求解→分析 選優(yōu)

2、→評價決策→表達→實現(xiàn)。設(shè)計的第一步是認識需求，由此決定要設(shè)計一種裝置滿足它。 認識需求有時是一種很高創(chuàng)造性的活動。第二部是目標界定。基本目的是把需求限定在某種 確定方面，并限定滿足需求的一些特殊的技術(shù)和特性，以便在下一步尋求解決這一問題的解 法。第三步是問題解決。就是我們所說的功能原理設(shè)計，應(yīng)該把各種可能的解法盡可能多地 收集起來，供下一步分析比較，這是至關(guān)重要的一步。第四部是分析和優(yōu)選。第五步是評價 決策，這是最困難的一步。第六步是

3、表達，設(shè)計的表達有 寫 說 畫。其中畫是最重要的 表達方式。第七部是實現(xiàn)，實現(xiàn)的手段是實用樣機，實現(xiàn)的最后標準是市場，市場是檢驗設(shè) 計成功與否的惟一標準。第一章1.機械的概念機械是機器和機構(gòu)的統(tǒng)稱：完成做功的各種具體機器和以傳遞力與運動的各類機構(gòu)總稱為機械。2.機械設(shè)計主要特點 1)多解性 2)系統(tǒng)性 3)創(chuàng)新性 4)設(shè)計與科學研究3.“機械設(shè)計學”的學科組成 1)功能原理設(shè)計 2)實用化設(shè)計 3)商品化設(shè)計 4.現(xiàn)代設(shè)計,以功能為核心

4、，構(gòu)思實現(xiàn)該功能所需的方法和手段,具體方法和手段有：CAD/CAM/CAE 技術(shù)，CIMS 工程、并行工程、優(yōu)化設(shè)計、有限元方法、可靠性設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計、快速響應(yīng)設(shè)計、反求工程、逆向工程、虛擬設(shè)計方法等。5. 近代“機械設(shè)計學”的核心內(nèi)容1）功能思想的提出 2）人機工程學科的興起 3）工業(yè)設(shè)計學科的成熟6.機械設(shè)計按其創(chuàng)新程度可分為以下三種類型：1)適應(yīng)性設(shè)計 2）變型設(shè)計 3)創(chuàng)新設(shè)計 第三章1. 任何一種機器的更新?lián)Q代都存在三個

5、途徑:1）改革工作原理；2）通過改進工藝、結(jié)構(gòu)和材料提高技術(shù)性能；3）加強輔助功能使其更適應(yīng)使用者的心理。2. 功能原理設(shè)計的工作特點 1).用一種新的物理效應(yīng)來代替舊的物理效應(yīng)，使機器的工作原理發(fā)生根本的變化的設(shè)計。 2).引入某種新技術(shù)(新材料、新工藝、……)，但首先要求設(shè)計人員有一種新想法(New Idea)、新構(gòu)思。3).使機器品質(zhì)發(fā)生質(zhì)的變化。3. 功能原理設(shè)計的任務(wù)和主要工作內(nèi)容 1).功能原理設(shè)計的任務(wù)：針對某一確定的“功

6、能目標”．尋求一些（一種）“物理效應(yīng)”并借助某些“作用原理”來求得一些實現(xiàn)該功能目標的“解法原理”。例如：為實現(xiàn)直線移動的功能要求，可尋求液壓、電磁或機構(gòu)等物理效應(yīng)，通過油缸、直線電機或剛體傳動等作用原理，求得最終實現(xiàn)機械直線移動這個功能目標的解法原理。2).功能原理設(shè)計的主要工作內(nèi)容：(1)明確功能目標；(2)構(gòu)思能實現(xiàn)功能目標的新的解法原理；(3)改進、完善解法。4.根據(jù)系統(tǒng)工程學用黑箱來描述功能，請描述采用的哪三種流的轉(zhuǎn)換。任何技

7、術(shù)系統(tǒng)都可以視為 3 種流的處理系統(tǒng)：能量流:機械能、熱能、電能、化學能、光能、核能。物料流：氣體、液體或各種形式的固體。信息流：各種測量值、輸入指令、數(shù)5.功能的分解。f)以材料轉(zhuǎn)換為主的各種離心機、篩選機和過濾器。主要性能指標：生產(chǎn)效率和分離出物料的純凈度。2. 確定機器的總體參數(shù)總體參數(shù)是表明機器技術(shù)性能的主要指標，包括機器性能參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)兩方面：（1）性能參數(shù)：生產(chǎn)率、功率和重量等；（2）結(jié)構(gòu)參數(shù)：主要結(jié)構(gòu)尺寸，它由整機外形尺

8、寸、主要部件的外形尺寸及工作機構(gòu)作業(yè)位置尺寸等組成。3. 總體參數(shù)的確定方法1）可采用理論計算法 2）經(jīng)驗公式法 3）相似類比法 4）實驗法4. 總體參數(shù)確定思路：1）首先初步確定總體參數(shù)；2）據(jù)此進行各部件的技術(shù)設(shè)計；3）最后準確計算出機器的總體參數(shù)，總體參數(shù)和技術(shù)設(shè)計一般需交叉反復進行；4）正確處理相互制約的有關(guān)參數(shù)間關(guān)系；5）各參數(shù)間要互相匹配和協(xié)調(diào)，形成一個優(yōu)化的整體5. 合理的總體參數(shù)應(yīng)符合下列條件：1）先進性——與國內(nèi)外同類

9、產(chǎn)品比較，其主要技術(shù)經(jīng)濟指標和工作性能優(yōu)先；2）實用性——滿足實際使用要求，可靠度高、維修方便、使用壽命長；3）經(jīng)濟性——充分利用發(fā)動機功率、節(jié)約能源、原材料消耗少，在滿足功能的情況下，體積小、重量輕、價格便宜。6. 機械傳動系統(tǒng)1）定傳動比機構(gòu) 2）變速機構(gòu) 3）運動轉(zhuǎn)換機構(gòu) 4）操縱控制機構(gòu)7. 機械傳動鏈的類型1）外聯(lián)傳動鏈：聯(lián)系動力源和執(zhí)行件(如機械主軸或分配軸)的傳動鏈、是運動和外部(動力源)的聯(lián)系，稱為外聯(lián)傳動鏈。2）內(nèi)聯(lián)傳