机械设计学习题集
《机械设计学》习题集
汽车学院屈翔
2009年6月
第一章机械设计学引论
1、什么是工程设计？工程设计的本质是什么？
2、设计包含哪些基本内涵？
3、简述现代设计的发展及其特点。
4、什么是设计方法学？它的研究对象是什么？包含哪些研究内容？
5、什么是设计系统？
6、简述R.C.John推荐的设计进程模式。
7、试述解决问题的逻辑步骤。
8、产品的设计类型有哪些？试述产品设计的原则。
9、目前许多产品在设计时，就要考虑到它们被废弃的问题，请你考虑设计时应使被废弃的产品满足哪些要求，并举例说明。
10、有的产品有目的地降低使用寿命，甚至为一次性产品。举例说明这种设计正反两方面的特点和意义。
11、简述传统设计方法与现代设计方法的关系，以及二者的区别。
12、市场的开放性和全球化，促使机械产品的竞争日趋激烈，而决定机械产品竞争力的指标有T、Q、C、S、E等，试写出其代表的英文单词，解释其在产品开发过程中的意义。
第二章原理方案设计——功能分析设计法
1、明确设计任务需要注意什么问题？
2、什么是技术系统？试用框图画出技术系统。
3、产品设计应满足哪些要求？
4、什么是产品的功能？按重要程度的不同，产品的功能分哪些类型？
5、应用功能分析法分析以下产品的功能，要求运用“黑箱法”确定其总功能，画出功能树图和功能结构图。
家用缝纫机、观光电梯、自行车、洗衣机、计算机、挖掘机、千斤顶、金属切削机床、气泵、挖土机、剃须刀、电冰箱、电风扇、混凝土搅拌机、打字机、自行车、可调光台灯、离合器、减速器、车床、订书器、打火机、圆规等。
6、分功能求解的方法有哪些？举例说明。
7、以熟悉的产品为例简述功能分析设计法步骤。
8、试分析以下装置的原理方案（提出两种以上方案）
分离铁屑与铜屑、公园小船雨后除船内积水装置、铁板冲压件去毛刺装置、活塞销倒角装置、水果分选机、牛奶瓶或啤酒瓶洗瓶机、鸡蛋大小分级的分选机、食物加热的仪器等。
9、构思一个供家庭用的废水利用装置。要求将洗菜池的废水过滤沉淀后供冲洗便池使用，不使用额外电力设备（如水泵），不得使废水与净水混合使用。
10、下面是一种电动缸的广告：“电动缸是一种新颖的动力部件，它可以代替气缸和油缸，使用方便，耗电省，价格低。推力：30—500kg，行程100—1500mm，速度：25—100mm/s”。电动缸只利用电能而不依靠其它能源而获得往复直线运动。电动机和电动缸（往复运动机构）轴线平行。试绘制其黑箱图，分析总功能、分功能，并建立分功能解法的形态学矩阵，然后构成两个以上的原理方案。
11、调查一个产品演化的历史，绘制其变体分析图，并说明变异的原因，主要变体的优缺点。
12、设计以下装置的原理方案
1）、卷棉签机：将棉花卷在竹签上，供医用。设备易于操作，效率高（60支
/分）。
2）、广柑分类机：将广柑按一定的大小快速分类，并不产生碰伤。
3）、铁屑与塑料屑分拣机：将铁屑和塑料屑分开。
4）、招待所餐厅用的烘干机：设计一个用餐者洗手后除去手上过量的水分的系统。
5）、公园小船雨后除船内积水装置
6）、缝衣针仓装机将散乱的缝衣针同向十支包成一包。
7）、步进式送料机构应含有存储、送料、检验及检验后的分类处理等环节8）、捆箱器能将编织带收紧、扎牢，使纸箱在搬运中不至于松散，用于包装纸箱的捆扎。
13、工厂中使用的虎钳采用丝杆螺母机构，当需要较大距离移动钳口时非常不便。请针对这一问题进行一种可实现快速进给的虎钳机构设计（原理方案设计），画出其原理图。
第三章创造性思维与方法
1、试述常规性设计与创新设计的差异。
2、什么是创造性思维？有何特点。创造性思维有哪些分类？
3、用发散性思维构思尽可能多的红砖（曲别针、橡皮等物品）的用途（至少15种不同的用途）。
4、普通风扇可以从哪些不同方面进行改进、变化、组合，从而开发出多种新产品？
5、构思简易拖把拧水装置，要求①用人力；②手不接触布条；③造价低廉，普通居民买得起，构思两个原理方案。
6、用发散性思维寻求分离非金属颗粒和非磁性金属颗粒的工作原理。
7、列举传统暖壶的缺点及改进方向。
8、参考圆珠笔设计，水膨胀密封材料等逆向思维构思产品的例子，举一个逆向思维构思产品的例子。
9、试举出十种以上电动缸的应用方法。
10、小车在斜坡上往返将坡上的砂石运至坡下，试设计无动力源（指不用电力或内燃机等能源）自动装卸小车，动作要求为：小车上坡—装料—小车下坡—卸料
11、试对火灾报警器提出三种原理方案。希望在火灾发生后几秒钟即能自动向消防队报警。要求价格便宜，使用可靠。
12、列举现有自行车的缺点及其改进方向。
13、分析现在楼房二室一厅单元各房间面积分配方案的缺点，在同样总面积的条件下，各房面积怎样分配更合理?(只讨论面积，不讨论布局)。要给出论据，有人员活动情况、各房使用频率等数据。
14、请结合自己的看法谈谈如何进行工程技术人员的创造力开发。
15、分析水生动物不同运动原理，指出各种原理在技术上的应用。
16、通过对机械设计学课程的学习，试述如何进行创造性思维的培养。
第四章商品化设计思想与方法
1、试述商品化设计思想对设计成败的影响。
2、试述商品化设计思想的主要内容。
3、试述在设计中如何考虑营销策略。
4、举例说明产品定位对其设计的影响。
5、进行商品化设计应考虑哪些设计原则。
6、怎样理解产品也是商品？树立商品化设计思想有何意义？
第五章评价与决策
1、在设计中可能遇到的评价工作有哪些类型？
2、5个专家对某种产品的6个方案按名次计分法进行评价，排队后给分（最
高分为6分，最低分1分，依次类推），给分情况如下表所示，试对各方案进行评价。
3、三个厂家生产同一种产品，其性能与成本如下表。对性能与成本规定达到极限值为0分，达到要求值为8分，满分10分，试确定最佳产品。
4、六位专家对五种方案进行评价如下表，第一名为5分，第五名1分。试确定总分最高的方案并计算一致性系数。
5、对台灯确定四个评价项目：价格、照明性能、寿命、外观。其专家对评价项目两两比较给分，评分如下表，试确定加权系数。
6、试用目标树法确定一般载货汽车（轻型）的主要评价目标的加权系数。
7、根据下表用有效值法确定最佳产品。
8、试对三位营业员Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的工作进行综合模糊评价，并排出名次。群众评议如下表。
9、某减速器中有7个A 类零件，按重要程度排列为：箱体、箱盖、齿轮轴1、齿轮轴2、齿轮1和齿轮2、轴。试用判别表法确定其加权系数。
10、某产品成本要求C ≤4千元为优，C=6千元为中，C ≥9千元为差。现某设计方案估计产品成本为C=7千元，试求其模糊评价的隶属度。
11、设一灯泡（轴承等）设计方案的寿命为x （单位：小时），x ≤2000为差，4000≤x ≤6000为良，x ≥10000为优，灯泡设计方案确定后，估计寿命为9000小时，求模糊评价的隶属度。
12、某机械产品设计成本为x ，根据对用户的调查，认为5000≤x 元为优，
6000=x 元为中，8000≥x 元为差，进行方案设计后，估算其设计成本为5300
元，求模糊评价的隶属度。
13、对某品牌汽车进行评价。6个评价指标的重要程度依次是：价格、舒适性和寿命、安全性、维修性、外观，试用判别表法确定加权系数。
14、某设备有五种方案，现请六位专家按名次计分法对该设备的五种方案进行评价（各方案的分数如下表），要求一致性系数不得小于0.7。试问本次评价
是否可行？并对5种方案按优劣排序。
15、三种液压泵A、B、C的性能和成本列于下表，试用有效值法评选最佳方案。
第六章结构方案设计
1、产品结构设计应满足哪些要求？
2、什么是自补偿原理？分别举例说明自平衡、自增强、自保护在工程上的应用。
3、合理负载的基本原则是什么？
4、什么叫阿贝原则？试举出用阿贝原理减少系统误差的实例。
5、试用误差缩放原理分析增速传动机构和降速传动机构中的运动误差。
6、如何合理配置机床主轴前后轴承的精度、控制振幅?a、?b的大小和方向以减少端部振幅？
7、试举例说明降低噪声的途径有哪些？
8、什么是产品的寿命周期？
9、产品总成本由哪些部分组成？
10、减少产品零件数对成本有何影响？设计中如何减少零件数？
11、产品批量对生产成本有何影响？
12、什么是重复利用原则？试举出设计中应用此原则的实例。
13、如何通过设计环节降低成本？
14、构件尺寸对产品成本有何影响？
15、可以采取哪些措施降低产品加工成本？
16、一组三级齿轮减速器，数据如下表，试估算A=500mm减速器成本。
17、某水泵系列中五种水泵重量及生产成本如下表，试求重量成本系数的函数曲线，系列中若新增重量W=30kg的水泵，试估算其生产成本C。
18、试比较梁的强度和刚度，在设计参数选择上有何异同？
19、可以采取哪些措施降低产品的运行成本？
20、结合所学价值分析内容，阐述应从哪些方面来考虑提高产品的价值。
21、标准渐开线齿轮A和B几何相似，齿数相同，模数分别为Ma=8，mB=3，齿轮A每批生产100件，每件生产成本Ca=280（其中材料成本Cma=100元，加工成本Cfa=120元）。若齿轮B每批生产300件，求B每件的生产成本。
22、两相似零件A和B生产批量相同，A的重量为B的8倍，已知零件B生产成本为28元，其中生产准备成本和加工成本约占20%和40%，试求A零件的生产成本及其构成。
23、铸铁箱体零件宽B0=500mm，长L0=500mm，高H0=400mm，壁厚?0=10mm，有底厚亦为?0。单件生产成本约为480元，其中材料成本约为150元，加工成本约220元。现拟生产与它几何相似的箱体20件，其中高度H=250mm，试估算每件产品成本及重量。
24、价值系数分析法与ABC分析法各有何特点？
25、钢螺栓联接两块δ＝1mm的铜板在t≤80℃的温度下工作，可能出现什么
问题？如何从结构上解决？（热膨胀系数钢β＝11?106
－/℃。铜β＝
17.5?10
6
－/℃。）
26、试举出用无屑加工代替切削加工降低成本的结构实例。 27、有哪些常用的成本估算方法？适用于何种条件？ 28、试根据合理负载原则对下列结构进行改进：
（1）圆形截面悬臂梁，长度1，端部受载P ，试在工作条件不变情况下提出三种以上方案使端部变形量δ减小。
（2）简支梁中点受力，试提出梁的几种合理结构使刚度提高。
29、图示结构A 与结构B ，对于钢、铸钢、塑料分别应当采用哪种结构？
30、试分析以下A 、B 、C 三种结构，哪一种不合理，为什么？
A
B
C
31、比较A 、B 两种密封圈的安放位置，哪一种较合理？
(i)
(ii)
(i)
(ii)
A
B
32、标准直齿圆柱齿轮A 与B 几何相似，齿数相同，模数分别为1.5和4。齿轮B 每批生产200件，每件生产成本为300元（其中材料成本和加工成本各占30%和50%），若齿轮A 每批生产150件，求A 每件的生产成本。
33、铸铁箱体零件宽B0=500mm ，长L0=500mm ，高H0=400mm ，箱体厚度为t0=10mm ，单件生产成本约为400元，其材料成本为150元，加工成本为220元，现拟生产与它几何相似的箱体50件，高度H0=250mm ，估算每件产品的成本及重量。
第七章 相似设计和模块化设计
1、进行变型产品设计有何实际意义？
2、变型产品有哪些系列类型？
3、在变型产品设计中应用优先数有何优点？如何进行优先数参数的选择？
4、什么是相似准则和相似指标？
5、试述相似三定理的内容。
6、某零件受拉力F=5000N ，若用相同材料，尺寸缩小到1/10的模型做试验，模型上应加力Fm 多大？
7、柱塞泵系列中各泵几何相似，要求在8—250L/min 范围内有六种流量，求各泵的流量相似比?q ，长度尺寸相似比?l 和体积相似比?v 为多少？
（提示：各泵转速n 相同，流量公式Q=πhd2n/4，式中d 为柱塞直径，h 为
柱塞行程）
8、零件A重6kg，加热3小时后温度升到§°C。问相同材料、与A几何相似的零件B，重3kg，在相同条件下加热几小时能够达到§°C？
（注：传热定律：Qk=KA§t/l；蓄热定律：Qc=C·ρ·V·§
式子中：Qk—传热量 Qc—蓄热量§—温升（°C）
t—加热时间 k—材料导热率 c—材料比热
ρ—材料密度 l，A，V—零件的长度、面积、体积）
9、模块动力系统具有以下三类功能模块，试问最多可以组成几种动力系统产品？
原动机：三相异步电动机，变极多速三相异步电动机，隔爆型三相异步电动机，单相异步电动机共4种；
变速系统：齿轮减速器（单级、双级、三级三种）、行星减速机、蜗杆涡轮减速机、齿轮升速机（单级、双级、三级三种）共8种。
联接系统：凸缘联轴器、梅花联轴器、特殊接口模块等3种。
10、确定传动轴扭转变形的相似指标。
11、求方程：W=CXcYc/Zc的相似比方程(c为常数)。
12、分析物体受力激振后无阻尼自由振动的相似比方程式。
13、铸铁箱体零件宽b o=500mm,长l o=500mm,高h o=400mm,壁厚o
δ＝10mm,有底厚度亦为o
δ。单件生产成本480元，其中材料成本约为150元，加工成本约220元。现拟生产与它几何相似的箱体20件，其中高度h=250mm，试估算每件产品成本及重量。
14、就某一熟悉产品（汽车、电脑、手机等）为例谈谈模块化设计的特点及设计要点。
15、圆柱形螺旋弹簧的弹簧刚度表达式为
n
D
Gd
k p
3
2
4
8
=
，式中G为弹簧材料的
切变模量（Mpa），d为弹簧钢丝直径，D2为弹簧中径，n为弹簧圈数。试写出对应的量纲方程。
16、试确定牛顿第二定律F=ma的相似指标。
17、应用方程分析法求方程
r
q
p
n
m t
v
L
F/
?
=ρ的相似比方程。
机械设计试题库及答案
1、循环特性r=－1的变应力是 A 应力。 A．对称循环变B、脉动循环变C．非对称循环变D．静 6、一斜齿圆柱齿轮传动，已知法向模数Mn＝4mm，齿数Z1=20，螺旋角β＝14032’2”，齿宽b1＝80，b2＝75mm，则该传动的齿宽系数φd等于—D—。 A．0.852 B．O.88 C．0.8 D．0.907 4、在下列四种型号的滚动轴承中，只能承受径向载荷的是B。 A. 6208 B. N208 C. 30208 D. 51208 10、斜齿圆柱齿轮的法面模数m n与端面模数m t的关系式，应该是C。 A. m n=m t sinβ B. m n=m t/cosβ C. m n=m t cosβ D. m n=m t cosα 11、齿轮传动中，轮齿的齿面疲劳点蚀通常首先发生在D。 A. 齿顶部分 B. 靠近节线的齿顶部分 C. 齿根部分 D. 靠近节线的齿根部分 18、斜齿圆柱齿轮传动，螺旋角取得越大，则传动的平稳性____②______。 ①越低②越高③没有影响 2、蜗杆传动除了作强度计算外，还须作热平衡计算，其根本目的在于防止胶合。 4、在设计V带传动时，V带的型号是根据小带轮转速n1和计算功率Pc选取的。 3、受中等冲击载荷、支承刚度较差、速度较高的两轴之间宜选用（ A ）。 A．弹性柱销联轴器 B．凸缘联轴器 C. 十字滑块联轴器 D．万向联轴器 15、非液体摩擦滑动轴承正常工作时，其工作面的摩擦状态是（ C ）。 A、完全液体摩擦状态 B、干摩擦状态 C、边界摩擦或混合摩擦状态 D、不确定 1．在疲劳曲线上，以循环基数N0为界分为两个区：当N≥N0时，为（无限寿命区）区； 当N＜N0时，为（有限寿命区）区。 2．刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗（弹性变形）的能力。零件材料的弹性模量越小，其刚度就越（小）。 3．润滑油的（油）性越好，则其产生边界膜的能力就越强；（粘度）越大，则其内摩擦阻力就越大。 6．蜗杆传动的主要缺点是齿面间的（相对滑动速度）很大，因此导致传动的（效率）较低、温升较高。
金属工艺学试题及答案(3)
金属工艺学试题及答案 一、填空（每空0.5分，共10分） 1．影响金属充型能力的因素有：金属成分、温度和压力和铸型填充条件。 2．可锻性常用金属的塑性和变形抗力来综合衡量。 3．镶嵌件一般用压力铸造方法制造，而离心铸造方法便于浇注双金属铸件。 4．金属型铸造采用金属材料制作铸型，为保证铸件质量需要在工艺上常采取的措施包括：喷刷涂料、保持合适的工作温度、严格控制开型时间、浇注灰口铸铁件要防止产生白口组织。 5．锤上模锻的锻模模膛根据其功用不同，可分为模锻模膛、制坯模膛两大类。 6．落料件尺寸取决于凹模刃口尺寸，冲孔件的尺寸取决于凸模刃口尺寸。 7．埋弧自动焊常用来焊接长的直线焊缝和较大直径的环形焊缝。 8．电弧燃烧非常稳定，可焊接很薄的箔材的电弧焊方法是等离子弧焊。 9．钎焊可根据钎料熔点的不同分为软钎焊和硬钎焊。 二、简答题（共15分） 1．什么是结构斜度？什么是拔模斜度？二者有何区别？（3分） 拔模斜度：铸件上垂直分型面的各个侧面应具有斜度，以便于把模样（或型芯）从型砂中（或从芯盒中）取出，并避免破坏型腔（或型芯）。此斜度称为拔模斜度。 结构斜度：凡垂直分型面的非加工表面都应设计出斜度，以利于造型时拔模，并确保型腔质量。 结构斜度是在零件图上非加工表面设计的斜度，一般斜度值比较大。 拔模斜度是在铸造工艺图上方便起模，在垂直分型面的各个侧面设计的工艺斜度，一般斜度比较小。有结构斜度的表面，不加工艺斜度。 2．下面铸件有几种分型面？分别在图上标出。大批量生产时应选哪一种？为什么？（3分） 分模两箱造型，分型面只有一个，生产效率高；型芯呈水平状态，便于安放且稳定。 3．说明模锻件为什么要有斜度和圆角？（2分） 斜度：便于从模膛中取出锻件；圆角：增大锻件强度，使锻造时金属易于充满模膛，避免锻模上的内尖角处产生裂纹，减缓锻模外尖角处的磨损，从而提高锻模的使用寿命。 4．比较落料和拉深工序的凸凹模结构及间隙有什么不同？（2分） 落料的凸凹模有刃口，拉深凸凹模为圆角； 落料的凸凹模间间隙小，拉深凸凹模间间隙大，普通拉深时，Z=（1.1~1.2）S 5．防止焊接变形应采取哪些工艺措施？（3分） 焊前措施：合理布置焊缝，合理的焊接次序，反变形法，刚性夹持法。 焊后措施：机械矫正法，火焰加热矫正法 6．试比较电阻对焊和闪光对焊的焊接过程特点有何不同？（2分） 电阻对焊：先加压，后通电；闪光对焊：先通电，后加压。五、判断正误，在括号内正确的打√，错误的打×（每题0.5分，共5分） 1．加工塑性材料时，不会产生积屑瘤。（× ） 2．顺铣法适合于铸件或锻件表面的粗加工。（× ） 3．拉削加工适用于单件小批零件的生产。（× ） 4．单件小批生产条件下，应采用专用机床进行加工。（× ） 5．插齿的生产率低于滚齿而高于铣齿。（√ ） 6．作为定位基准的点或线，总是以具体的表面来体现的。（√ ） 7．轴类零件如果采用顶尖定位装夹，热处理后需要研磨中心孔。（√ ） 8．生产率是单位时间内生产合格零件的数量。（√ ） 9．镗孔主要用于加工箱体类零件上有位置精度要求的孔系。（√ ）
机械设计试验报告2(附答案)
实验二、机械设计课程减速器拆装实验报告减速器名称班级日期 同组实验者姓名
回答下列问题 减速器拆装步骤及各步骤中应考虑的问题 一、观察外形及外部结构 1．起吊装置，定位销、起盖螺钉、油标、油塞各起什么作用？布置在什么位置？ 答： 定位销：为安装方便，箱座和箱盖用圆锥定位销定位并用螺栓连接固紧 起盖螺钉：为了便于揭开箱盖，常在箱盖凸缘上装有起盖螺钉 起吊装置：为了便于吊运，在箱体上设置有起吊装置箱盖上的起吊孔用于提升箱盖箱座上的吊钩用于提升整个减速器 油标：为了便于检查箱内油面高低，箱座上设有油标 油塞：拔下即可注油，拧上是为了防止杂质进入该油箱，常在箱体顶部位置设置油塞 2．箱体、箱盖上为什么要设计筋板？筋板的作用是什么，如何布置？ 答： 原因：为保证壳体的强度、刚度，减小壳体的厚度。 作用：增大减速机壳体刚度。 布置：一般是在两轴安装轴承的上下对称位置分别布置较好。 3．轴承座两侧联接螺栓应如何布置，支承螺栓的凸台高度及空间尺寸应如何确定？ 答： 轴承旁凸台高度h 由低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准。取50mm 轴承旁连接螺栓的距离S 以Md1螺栓和Md3螺钉互不干涉为准尽量靠近一般取S=D。 4．铸造成型的箱体最小壁厚是多少？如何减轻其重量及表面加工面积？ 答： 大约10mm左右。减轻重量主要是减少厚度，做加强筋来满足。 5．箱盖上为什么要设置铭牌？其目的是什么？铭牌中有什么内容？ 答： 为了显示型号，基本参数，外国的产品还包含序列号，给厂家提供序列号，可以查到出厂时的所有参数，方便使用维护，比如用了几年，你要买备件或备机，提供名牌信息。 二、拆卸观察孔盖 1．观察孔起什么作用？应布置在什么位置及设计多大才是适宜的？ 答： 为了检查齿轮与齿轮（或涡轮与蜗杆）的啮合情况、润滑状况、接触斑点、齿侧间隙、齿轮损坏情况，并向减速器箱体内注入润滑油。 应设置在箱盖顶部的适当位置：孔的尺寸大小以便于观察传动件啮合的位置为宜，并允许手伸入箱体内检查齿面磨损情况。
机械设计学复习题知识分享
机械设计学复习题 一、名词解释： 1、功能原理设计 2、简单动作功能 3、复杂动作功能 4、机械创新设计 5、机械协调性设计 6、核心技术 7、关键技术 8、弹性强化 9、塑性强化 二、简答题： 机械设计学课后习题 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。 3）“工业设计”学科的成熟。工业产品设计的原则是：“技术第一，艺术第二”。工业设计师应该首先是一个工业技术专家，而不首先是一个艺术家。 1-4、从设计构思的角度机械产品设计可归纳为三大步： 创意、构思和实现。 创意：重点在于新颖性，且必须具有潜在需求。 构思：重点在于创造．即要构思一种新的技术方向或功能原理来实现某创意。 实现：重点在于验证构思的合理性，可以通过模型或原理样机来检查构思的合理性。 1-5、机械设计按其创新程度可分为以下三种类型： 1)适应性设计仅改变某些尺寸、外形或局部更改某些结构，使产品适应特定的使用条件或者用户特殊要求。 2）变型设计功能原理保持不变，变动产品部分结构尺寸参数，扩大规格，以满足更大范围功能参数需要的设计。 变型性设计是产品系列化的手段。 3)创新设计在全部功能或主要功能的实现原理和结构未知的情况下，运用成熟的科学技术成果所进行的新型的机械产品设计。 3-1、什么是功能原理设计？ 答：机械产品设计的最初环节，是先要针对该产品的主要功能提出一些原理性的构思。这种针对主要功能的原理性设计，可以简称为“功
10机械设计习题以及答案
一、填空题（每题2分，共20分） 1.零件的计算载荷与名义载荷的关系是 2.计算螺栓抗拉强度时用 3.受剪铰制孔螺栓在横向剪力作用下，螺栓杆和孔壁间可能发生 4.常用的无键联接形式有 5.销联接主要用于 6.链传动中合理的链条长为 7.链传动的链节距为P，链轮齿数为Z，则链轮分度圆半径为 8.闭式齿轮传动中，常见的两种疲劳损坏形式是 9.蜗杆传动的主要失效形式是 10.非液体摩擦滑动轴承的一般校核计算时应考虑的指标有 二、简答题（共30分） 1.试给出以下有关变应力的定义表达式并予以说明：（1）平均应力σm （2）应力幅σa （3）循环特性r（5分） 2.机械摩擦副中有几种摩擦状态？试绘示意图说明。（5分）
3.简述带传动中的弹性滑动现象，并说明该现象是如何影响传动的？（5分） 4.直轴分哪几种？各承受什么载荷？试各举一例说明。（5分） 5.选用轴瓦材料时为什么要验算P，Pv和v值是否满足要求？（4分） 6.简述滚动轴承额定动载荷与当量动载荷的含义，要求写出当量动载荷计算公式并予以说明。（6分） 三、设计计算题（每题10分，共50分） 1.一薄板用两个M10普通螺栓联接在厚机架上，尺寸如图示。已知薄板上受力P=600N，板间摩擦系数f=0.2，防滑系数Ks=1.2，螺栓许用应力[σ]=108MPa，螺栓螺纹小径d1=8.376mm，试
校核螺栓联接是否安全可靠。 1）给出带的应力分布图，注明各种应力名称及最大合成应力的位置。 2）图示为蜗杆、齿轮传动装置，已知主动斜齿轮的转向n1和蜗杆5的旋向如图示。今欲使轴Ⅱ上传动件轴向力相抵消，试确定： 3）斜齿轮1、2轮齿的旋向； 4）蜗轮6的转向及其旋向； 5）用图表示轴Ⅱ上传动件的受力情况（用各分力表示）。 2.分析图示结构，指出位置处结构为什么是错的？
金属工艺学复习题及答案
第二部分复习思考题 一、判断题 （）1. 当以很小的刀具前角、很大的进给量和很低的切削速度切削钢等塑性金属时形成的是节状切屑。√ （）2. 粗磨时应选粒度号大的磨粒，精磨时则应选细的磨粒。× （）3. 磨硬材料应选软砂轮，磨软材料应选硬砂轮。√ （）4. 砂轮的组织号越大，磨料所占体积百分比越大。× （）5. 麻花钻起导向作用的是两条螺旋形棱边。√ （）6. 铰孔既能提高孔的尺寸精度和表面粗糙度，也能纠正原有孔的位置误差。×（）7. 无心外圆磨削(纵磨)时，导轮的轴线与砂轮的轴线应平行。× （）8. 粗车L/D=4～10的细长轴类零件时，因工件刚性差，宜用一夹一顶的安装方法。× （）9. 镗床只能加工通孔，而不能加工盲孔。× （）10. 拉削加工只有一个主运动，生产率很高，适于各种批量的生产。× （）11. 粗基准即是粗加工定位基准。× （）12. 钨钛钻类硬质合金刀具适合加工脆性材料。× （）13. 车削锥面时，刀尖移动的轨迹与工件旋转轴线之间的夹角应等于工件锥面的两倍。× （）14. 当加工表面、刀具、切削用量中的切削速渡和进给量都不变时，完成的那一部分工序，称为一个工步。√ （）15. 积屑瘤使刀具的实际前角增大，并使切削轻快省力，所以对精加工有利。×（）16. 砂轮的硬度是指磨粒的硬度。× （）17. 钻孔既适用于单件生产，又适用于大批量生产。√ （）18. 由于拉刀一次行程就能把该工序中的待加工表面加工完毕，故其生产率很高。√ （）19. 精车时，刃倾角应取负值。× （）20. 在切削用量中，对切削温度影响最大的是进给量。× （）21. 车刀主偏角越大，刀尖散热条件越好。× （）22. 刨刀在切入工件时受到较大的冲击，因此刨刀的前角较小，刀尖圆弧较大。√（）23. 精车时，应选较小的背吃刀量、较小的进给量和较低的切削速度。× （）24. 扩孔可以在一定程度上纠正原孔轴线的偏斜。√ （）25. 用中等切削速度切削脆性金属材料容易产生积屑瘤。×
机械设计学试卷1参考答案
辽宁工学院试题参考答案及评分标准 一、简答（20分每题2分） 1、机器的更新换代的三个途径是什么？ 一是改革工作原理；二是通过改进工艺、结构和材料提高技术性能；三是加强辅助功能使其更适应使用者的心理。 2、机械产品设计的三个基本环节是什么？ 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” 3、功能原理设计的工作特点是什么？ 1）功能原理设计往往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）功能原理设计中往往要引入某种新技术(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。没有新想法，即使新技术放到面前也不会把它运用到设计中去。 3）功能原理设计使机器品质发生质的变化。 4、完成工艺功能的三个主要因素？ 工作头的形状、运动方式和作用场 5、功能原理设计中伴随设计进程，其方案评价的方法选择也有不同，点分析 法和评分法那种适用于设计初期？ 点分析法适用于设计初期 6、结构件通常具有哪些结构要素? 分为：工作部分和安装部分；安装部分又分为固定安装和活动安装（一般保留了一个或一个以上的移动或转动自由度，可按工作部分进行设计）。 7、何谓零件的相关? 每个零件都与一个或几个零件有装配关系或相互位置关系，可以称这种关系为相关．称有这种关系的两个零件互为相关零件。 8、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）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。 9、实用、经济、美观是造型设计的三项基本原则。三者基本关系应该是什么？三者互相关联，相互制约，三个原则缺一不可。 10、价值工程对象选择的依据是什么？ 价值优化对象选择的基本依据是产品价值的高低。产品价值低的即为对象。
机械设计试题及答案
《机械设计》课程试题（一） 一、选择题：本题共10个小题，每小题2分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。把所选项前的字母填在题后的括号内。1．一般工作条件下，齿面硬度HB≤350的闭式齿轮传动，通常的主要失效形式为【 B 】A．轮齿疲劳折断 B. 齿面疲劳点蚀 C．齿面胶合 D. 齿面塑性变形 2．带传动在工作时产生弹性滑动，是由于【 C 】A．包角α太小 B. 初拉力F0太小 C．紧边与松边拉力不等 D. 传动过载 3．下列四种型号的滚动轴承，只能承受径向载荷的是【 B 】A．6208 B. N208 C. 3208 D. 5208 4．下列四种螺纹，自锁性能最好的是【 D】A．粗牙普通螺纹 B.细牙普通螺纹 C．梯形螺纹 D.锯齿形螺纹 5．在润滑良好的条件下，为提高蜗杆传动的啮合效率，可采用的方法为【 C】A．减小齿面滑动速度υs B. 减少蜗杆头数Z1 C．增加蜗杆头数Z1 D. 增大蜗杆直径系数q 6．在圆柱形螺旋拉伸（压缩）弹簧中，弹簧指数C是指【 D 】A．弹簧外径与簧丝直径之比值 B．弹簧内径与簧丝直径之比值 C．弹簧自由高度与簧丝直径之比值 D．弹簧中径与簧丝直径之比值 7．普通平键接联采用两个键时，一般两键间的布置角度为【B 】A．90° B. 120°°° 8．V带在减速传动过程中，带的最大应力发生在【D 】A．V带离开大带轮处 B. V带绕上大带轮处 C． V带离开小带轮处 D. V带绕上小带轮处 9．对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是【D 】A．拉力 B.扭矩 C．压力 D.拉力和扭矩 10．滚子链传动中，链节数应尽量避免采用奇数，这主要是因为采用过渡链节后【D 】A．制造困难 B.要使用较长的销轴 C．不便于装配 D.链板要产生附加的弯曲应力 二、填空题：本大题共10个小题，每空1分，共20分。把答案填在题中横线上。1．轴如按受载性质区分，主要受弯矩的轴为心轴，主要受转矩的轴为传动轴。2．代号62203的滚动轴承，为深沟球轴承轴承，其内径为 17 mm。3．在一般机械中的圆柱齿轮传动，往往使小齿轮齿宽b1大于大齿轮齿宽b2；在计算齿轮强度时，工作齿宽b应取大齿轮齿宽b2。 4．普通平键联接的工作面是键的两侧面；楔键联接的工作面是键的上下面。5．为了便于互换及适应大量生产，轴承内圈孔与轴的配合采用基孔制，轴承外圈与轴承座孔的配合采用基轴制。 6．不随时间变化的应力称为静应力，随时间变化的应力称为变应力，具有周期性的变应力称为循环变应力。 7．按照平面图形的形状，螺纹分为三角形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹等。
金属工艺学试题和答案解析
一、简答题 1．将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形？怎样判别它的变形性质？ 2．下列符号表示的力学性能指标的名称和含义是什么？ σb、σs、σ0.2、σ-1、δ、αk、 HRC、HBS、HBW 3．什么是同素异构转变?试画出纯铁的冷却曲线，分析曲线中出现“平台”的原因。室温和1100℃时的纯铁晶格有什么不同？ 4．金属结晶的基本规律是什么？晶核的形成率和成长速度受到哪些因素的影响？ 5．常用的金属晶体结构有哪几种？它们的原子排列和晶格常数各有什么特点？α-Fe、γ-Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn各属何种晶体结构？ 6．什么是固溶强化？造成固溶强化的原因是什么？ 7．将20kg纯铜与30kg纯镍熔化后缓慢冷却到如图所示温度T1，求此时： （1）两相的成分；（2）两相的重量比； （3）各相的相对重量（4）各相的重量。 8．某合金如下图所示： 标出（1）-（3）区域中存在的相； （2）标出（4）、（5）区域中的组织；
（3）相图中包括哪几种转变？写出它们的反应式。 9. 今有两个形状相同的铜镍合金铸件，一个含Ni90％，一个含Ni50％，铸后自然冷却，问凝固后哪个铸件的偏析较为严重？如何消除偏析？ 10. 按下面所设条件，示意地绘出合金的相图，并填出各区域的相组分和组织组分，以及画出合金的力学性能与该相图的关系曲线。 设C、D两组元在液态时能互相溶解，D组元熔点是C组元的4/5 ，在固态时能形成共晶，共晶温度是C组元熔点的2/5，共晶成分为ωD＝30％；C组元在D组元中有限固溶，形成α固溶体。溶解度在共晶温度时为ωC＝25％，室温时ωC＝10％，D组元在C组元中不能溶解；C组元的硬度比D组元高。计算ωD＝40％合金刚完成共晶转变时，组织组成物及其百分含量。 11．分析在缓慢冷却条件下，45钢和T10钢的结晶过程和室温的相组成和组织组成。并计算室温下组织的相对量。 12. 试比较索氏体和回火索氏体，托氏体和回火托氏体，马氏体和回火马氏体之间在形成条件、组织形态、性能上的主要区别。
《现代机械设计方法》期末考试试卷附答案
《现代机械设计方法》期末考试试卷附答案 一．不定项选择题 （每題4分，共40分） 1. 机械产品的设计规划阶段，应完成如下主要工作（ ）。 A) 产品的市场需求分析 B) 产品设计的可靠性报告 C) 产品的功能原理设计 D ）产品的结构方案设计 E ）产品的装配草图绘制 F ）产品的零件图和其他技术文件 2. 以下有关机械系统特点的描述哪些是正确的（ ）。 A) 整体性 B) 系统性 C) 独立性 D) 相关性 3. 机械产品的功能是对（ ）进行传递和变换的程序、功效和能力的抽象化描述。 A) 机械流 B) 能量流 C) 物质流 D) 电流 E ）信息流 F ）控制流 4. 功能分解的结果有两种表达方式，其中，（ ）在形式上比较简单、直观，可以清晰地表达各分功能的层次关系，而（ ）则能够更充分地表达各分功能之间的相互配合关系。 A) 功能结构图 B) 功能树 C) 功能元 D ）核心功能 5. 布置传动系统时，一般把带传动安排在传动链的（ ）。 A) 低速端 B) 高速端 6. 以下的结构设计中，哪些结构比较合理？（ ）。 A) B) C) D) 7. 上一题目中选择的依据是遵循哪种结构设计原理？（ ） C) 变形协调原理 D) 任务分配原理 E ）自补偿原理 x O y B A x O y A B u=0v=0（a ）B y A A v=0（b ） O x O x ｖ=0y B C D C D 9. 对（a ）图所示的轴对称模型进行有限元分析时，必须施加约束支座以消除刚体位移。下
） 10. 将研究对象的各个部分、各个方面和各种因素联系起来加以考虑，从整体上把握事物的本质和规律，从而寻求新的创造的原理是（）。 A) 综合创造原理 B) 分离创造原理 C) 移植创造原理 D) 物场分析原理 E) 还原创造原理 F) 价值优化原理 二．判断题：（正确：T；错误：F，各3分，共30分） 1. 机械产品的方案设计阶段就是要完成产品的原理方案设计。 2. 一个机械系统必须由动力系统、执行系统、传动系统、操纵控制系统、架体支撑系统几部分组成。 3. 机械设计学强调从功能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。 4. 总体布局设计一般先布置动力系统和传动系统，然后再布置执行系统等。 5. 在设计机械时，一般需预先给定机械的工作载荷。该工作载荷可以由设计者自行确定，也可以由需求方提供。 6. 执行构件的作用是传递和变换运动和动力。 7. 三角形单元和矩形单元的每个节点均有两个位移自由度。 8. 结构离散化就是将复杂结构划分成通过节点相连的若干个单元。 9. 设计变量的个数即为设计空间的维数。 10. 并联系统的可靠度是各单元可靠度之和。 三、简答（每小题15分，共30分） 1. 机械设计具有哪些特点？ 2. 进行原理方案构思时常用哪些方法？
机械设计学复习题
1、现代机器定义：机器是由两个或两个以上互相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，能转变某种源动力和运动，以执行人们预期的工作，在人或其他智能体的操作和控制下，实现为之设计的某种或某几种功能。 2、从功能观点看：机器可分为工艺类和非工艺类；工艺类是指对物料进行工艺性加工的机器，主要特征是既有专用工作头，并进行独特的工艺加工动作，非工艺类则不对任何物料进行工艺性加工，只是实现某些特殊的动作性功能。 3、机构能实现哪些动作功能：（1）利用机构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①利用时间的序列进行控制②利用动作的序列进行控制③利用运动的变化等进行控制。 4、选择机构来实现功能原理的原则和范围：（1）功率性的机械运动形式或规律的变换功能 （2）固定轨迹或简单可调的轨迹功能（3）在特定条件下能优质地实现开关、联锁和检测等功能（4）简单的固定程序或可变程序的控制功能。 5、传动机构的作用是将原动机的运动和动力传递给执行机构，（齿轮机构、连杆机构、凸轮机构、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、弹性件机构、液气动机构、电气机构，及其组合机构）。 6、执行机构是带工作头进行工作并使之获得工作力或力矩的机构。其作用是（1）实现特定运动规律（2）实现特定的运动轨迹（3）实现某种特殊的信息传递。 7、工作头的作用是（1）夹持（2）搬运、输送及转换工位（3）施力。 8、运动机构协调设计的方法（1）集中驱动，分散控制（比较小型的机器上：家用缝纫机） （2）集中控制，分散驱动（比较大的机器上：挖掘机、大型工作机床） 9、整机总体参数确定方法：（1）理论计算方法（2）经验公式法（3）相似类比法（4）实验法 10、由多级传动机构组成的传动系统再将输入运动传递到输出级的同时，也将各级传动机构所产生误差向后续机构传递。输出角度包含了各级误差的叠加，各级传动所产生的误差对输出误差影响不同，合理分配传动比与各级传动件精度，可经济的实现合理的精度。分析发现：最后一级选择较大的传动比、较高的精度，可以提高整个传动系统的传动精度。传动总误差2212113i /i i /δδωω++=2 21i /θθθ?+?=?11、（1）传动系统可分为：单流传动（原动机所输出的能量顺序经过每一级传动件的传动形式）、（2）分流传动（原动机所输出的能量有多个分支传动到执行系统的传动形式）、（3）汇流传动（原动机所输出的能量经多条传动路线的传动后汇聚于执行机构）、（4）混流传动（在传动系统中既有分流传动又有汇流传动的传动系统） 12、机械设计的原理：①等强原理（要求设计者确定的结构参数应使结构的各部分具有形同
机械设计试题库及答案
机械设计试题库及答案 29001单级齿轮减速器由电动机直接驱动，减速器输入功率P ＝7.5kW ，电动机转速n=1450r/min,齿轮齿数z 1＝20，z 2＝50，减速器效率＝0.9。试求减速 器输出轴的功率和转矩。 P P 出入 所以，P 出75 09675...kW T P n 出 出出 95510 95510 675 145025 111105 5 5 .....N mm 29002带式输送机的传动简图如下图所示，已知输送带输出功率为 2.51kW ， 现有Y100L 2-4型电动机一台，电动机额定功率P ed =3kW ，满载转速n m =1420r/min ，试问此电动机能否使用。各效率如下： 联轴器 ＝0.99， 齿轮 ＝0.97， 轴承 ＝0.99。 验算此电动机能否使用 总 联 齿 轴承 2 232 2 3 0990970990895. . . . P 输入＝P 输出/ 总 ＝2.51/0.895=2.805kW P ed (=3kW)>P 输入（=2.805kW ） 此电动机能用。 29003带式输送机的传动简图如下图所示，已知输送带的工作拉力F ＝ 2300N(F 中已考虑输送带与卷筒、卷筒轴承的摩擦损耗的影响） ，输送带的速度 v=1.1m/s ，卷筒直径D ＝400mm ，齿轮的齿数为z 1＝17，z 2＝102，z 3＝24，z 4＝109，试求传动装置的输出功率、总效率、总传动比和输入功率。各效率如下： 联轴器 =0.99、 齿轮 ＝0.97、 轴承 ＝0.99。
1）输出功率：P Fv 1000 2300111000 253..kW 2）总效率： 总 联 齿 轴承 2232 2 3 0990970990895. . . . 3）总传动比：i i i z z z z 总＝123421 43 10217 10924 2725 = .4）输入功率P P 输入 输出 总 253 08952827.. .kW 29004一蜗杆减速器，蜗杆轴功率P 工 100kW ，传动总效率 08.，三班 制工作，如工业用电为每度0.12元，试计算五年（每年按260天计算）中用于 功率损耗的费用。 功率损耗P P 1 1 10810020()(.)工 kW 五年中损耗能量526024 20 624000kW h 损耗费用62410 012748804 ..元五年中用于功率损耗的费用为 74880元。 29005下图为一卷扬机传动系统简图，已知：被提升的重物W ＝5000N ，卷 筒直径D ＝300mm ，卷筒转速n G =25r/min ，电动机转速n E ＝720r/min ，试求： 1）重物W 的上升速度v ；2）卷筒的转矩T ； 3）匀速提升重物时卷筒的功率P ； 4）电动机所需功率P E （传动总效率 ＝0.886）； 5）减速器总传动比i 总。
(完整版)金属工艺学题库及答案
金属材料热处理与加工应用题库及答案 目录 项目一金属材料与热处理 (2) 一、单选（共46 题） (2) 二、判断（共 2 题） (4) 三、填空（共15 题） (4) 四、名词解释（共12 题） (5) 五、简答（共 6 题） (5) 项目二热加工工艺 (7) 一、单选（共32 题） (7) 二、判断（共18 题） (8) 三、填空（共16 题） (9) 四、名词解释（共 5 题） (9) 五、简答（共14 题） (10) 项目三冷加工工艺 (13) 一、填空（共 3 题） (13) 二、简答（共 2 题） (13)
项目一 金属材料与热处理 一、单选（共 46 题） 1?金属a —Fe 属于（A ）晶格。 A.体心立方 B 面心立方 C 密排六方晶格 D 斜排立方晶格 2?铁与碳形成的稳定化合物 Fe 3C 称为：（C ） A.铁素体 B 奥氏体 C 渗碳体 D 珠光体 3.强度和硬度都较高的铁碳合金是 ：（ A )° A.珠光体 B 渗碳体 C 奥氏体 D.铁素体 4.碳在丫一Fe 中的间隙固溶体， 称为：（ B )° A.铁素体 B 奥氏体 C 渗碳体 D.珠光体 4.硬度高而极脆的铁碳合金是： C )。 A.铁素体 B 奥氏体 C 渗碳体 D.珠光体 5.由丫一Fe 转变成a —Fe 是属于：（ D )° A.共析转变 B 共晶转变 C 晶粒变 D.同素异构转变 6.铁素体（F ） 是：（ D ）。 A.纯铁 B 混合物 C 化合物 D.固溶体 7.金属结晶时， 冷却速度越快，其实际结晶温度将：（ B ）。 A. 越高 B 越低 C 越接近理论结晶温度 D 固溶体 8.为细化晶粒， 可采用：（ B 。 A.快速浇注 B 加变质剂 C.以砂型代金属型 D.固溶体 9.晶体中的位错属于：（ C ）。 A.体缺陷 B 面缺陷 C 线缺陷 D.点缺 陷 10. 下列哪种是 高级优质钢：（ C )。 A.10 号钢 B.T 7 C.T 8 A D.30Cr 11. 优质碳素结构钢“ 4 5”，其中钢的平均含碳量为：（ C ）。 A.45% B0.O45 % C0.45 % D4.5 % 12. 优质碳钢的钢号是以（ A ）命名。 A.含碳量 B 硬度 C 抗拉强度 D 屈服极限 13. 优质碳素钢之所以优质，是因为有害成分（ B ）含量少。 A.碳 B.硫 C.硅 D.锰 14. 碳素工具钢的钢号中数字表示钢中平均含碳量的（ C ）。 A.十分数 B.百分数 C.千分数 D.万分数 1 5 .碳钢中含硫量过高时，将容易引起（ B ）。 A.冷脆 B 热脆 C 氢脆 D.兰脆 16.选用钢材应以（ C ）为基础。 A.硬度 B 含碳量 C 综合机械性能 D 价格 17.属于中碳钢的是（B ）° A.20 号钢 B.30号钢 C.60 号钢 D.70 号 钢 18.下列金属中， 焊接性最差的是（ D )。 A. 低碳钢 B 中碳钢 C.高碳钢 D.铸铁
中南大学机械设计学复习题
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(New Idea)、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。
机械设计考试试题及答案
考试科目：机械设计考试时间： 120 分钟试卷总分 100 分 1、齿轮强度计算中，有哪两种强度计算理论？分别针对哪些失效？若齿轮传动为闭式软齿面传动，其设计准则是什么？（6 分）齿面的接触疲劳强度和齿根的弯曲疲劳强度的计算，齿面的接触疲劳强度针对于齿面的疲劳点蚀失效和齿根的弯曲疲劳强度针对于齿根的疲劳折断。齿轮传动为闭式软齿面传动，其设计准则是按齿面的接触疲劳强度设计，校核齿根的弯曲疲劳强度。 2、连接螺纹能满足自锁条件，为什么还要考虑防松？根据防松原理，防松分哪几类？（ 8 分） 因为在冲击、振动、变载以及温度变化大时，螺纹副间和支承面间的摩擦力可能在瞬间减小或消失，不再满足自锁条件。这种情况多次重复，就会使联接松动，导致机器不能正常工作或发生严重事故。因此，在设计螺纹联接时，必须考虑防松。根据防松原理，防松类型分为摩擦防松，机械防松，破坏螺纹副关系防
松。
3、联轴器和离合器的功用是什么？二者的区别是什么？（ 6 分）联轴器和离合器的功用是联接两轴使之一同回转并传递转矩。二者区别是：用联轴器联接的两轴在工作中不能分离，只有在停机后拆卸零件才能分离两轴，而用离合器可以在机器运转过程中随时分离或接合两轴。 4、链传动产生动载荷的原因是什么？为减小动载荷应如何选取小链轮的齿数和链条节距？（ 6 分） 小链轮的齿数不宜过小和链条节距不宜过大。 线上 本大题共 12 小题，总计 24分） 1、当两个被联接件之一太厚，不易制成通孔且需要经常拆卸时，往往采用 B。 A．螺栓联接B．双头螺柱联接C．螺钉联接 2、滚动轴承中，为防止轴承发生疲劳点蚀，应进行A 。 A. 疲劳寿命计算 B. 静强度计算 C. 极限转速验算 3、阿基米德蜗杆的 A 参数为标准值。 A. 轴面 B. 端 面 C. 法 面 在每题若干个选项中选出正确的选项填在横
机械设计学
一、填空题（每空1分，共10分） 1.机械设计可分为创新设计与更新设计。 2.从产品设计的过程看，机械设计可分为创意、构思 和实现三大阶段。 3.简单动作功能求解思路是几何形体组合法,复杂动作功能求解思路是 基本机构组合法,关键技术功能求解思路是技术矛盾分析法。 4.人机界面的设计主要是指显示装置的设计和控制装置的设计。 二、简答题（每题4分，共20分） 1.简述科学与技术的区别. 科学是指那些基础性的研究；技术则主要指制造工艺以及各种制作的技巧、经验等。 2.美国工程师Miles关于功能思想的富有哲理性的描述是什么？ 描述是“顾客购买的不是产品本身，而是产品所具有的功能”。 3.疲劳破坏的特点是什么？ σ， 1.疲劳破坏是在循环应力或循环应变作用下的破坏，疲劳条件下的破断应力低于材料的抗拉强度b σ； 而且可能低于屈服强度 s 2.疲劳破坏必须经历一定的载荷循环次数； 3.零件在整个疲劳过程中不发生宏观塑性变形，起断裂方式类似于脆性断裂； 4.疲劳端口上明显地分为两个区域。 4.举4个简单动作功能的实例。 1.拉链 2.带轴的轮子 3.魔方 4.弹子锁 5.简述机械产品造型设计的基本原则。 实用、经济、美观 三、论述题（每题10分，共30分） 1.用功能观点划分车床的组成。P20 2.以六杆增力机构为例，通过机构创新设计开发六杆机构的新功能。P75 3.绿色设计有哪些关键技术?试述绿色设计的基本准则。P281 四、自选设计题（开卷，堂外完成，共40分） 一、填空题（每空1分，共10分） 1.从功能的观点看机器的组成，机器是由多个主要分功能系统构成，它们 的协调工作实现了机器的总功能。 2.近代“设计”学的三个重大发展：“功能”思想的提出和发展、 “人机学”思想的形成和发展和“工业设计”学科体系的发展和成熟。 3.功能原理的基本类型分为动作功能和工艺功能两大类。 4.综合技术功能的求解思路是物理效应引入法。 5.绿色设计是在产品整个生命周期内,着重考虑考虑产品环境属性,并将其作为 设计目标,在满足环境目标要求的同时,保证产品的功能、使用寿命及质量等。 二、简答题（每题4分，共20分） 1.试分别表述电动机的功能、功用和用途。 功能:将电能转变为旋转运动的动能。 功用：作原动机 用途：驱动电风扇、机床……..
机械设计习题卡05答案
第五章 一、选择与填空题 1． 1 _2_ 3__ 2．_ 3 _1___ 1 _ 3 说明：自锁：ψ?≤。两者数值越接近，自锁性能越差；数值相差越大，自锁性能越好。 螺纹传动效率：)(/?ψψη+=tg tg 。ψ增大，η增大；?增大，η减小。 牙型角α与当量摩擦系数f ?间的关系是：cos(/2)f f ?α=。当α增大，f ?增大， ?增大。 3．__2__。 4．_ 90_％ _螺纹根部_ 5．_3_ 6． 4 7. C 8. B 9. A 10. A 11. B 12. A 二、分析与思考题 1．[见P60页表5-1。联接螺纹要求自锁性较好，强度高；传动螺纹要求传动效率高。] 2．[螺纹联接在冲击、振动或变载作用下，或当温度变化较大时，螺旋副间的摩擦力可能减小或瞬时消失，或由于螺纹联接件和被联接件的材料发生蠕变和应力松驰等，会使联接中的预紧力和摩擦力逐渐减小，导致联接松动，甚至松开。防松例子见P68表5-3] 3．[P70。普通螺栓联接：对受拉螺栓，其主要破坏形式是螺栓杆螺纹部分发生断裂，因而其设计准则是保证螺栓的静力或疲劳拉伸强度；对于受剪螺栓，其主要破坏形式是螺栓杆和孔壁的贴合面上出现压溃或螺栓杆被剪断，其设计准则是保证联接的挤压强度和螺栓的剪切强度，其中联接的挤压强度对联接的可靠性起决定性作用。铰制孔用螺栓用抗剪切来承受外载荷，螺栓杆与孔壁之间无间隙，接触表面受挤压；在联接接合面处，螺栓杆则受剪切。因此，应分别按挤压及剪切强度条件来计算。] 4．紧螺栓靠预紧力产生的摩擦力来抵抗横向载荷，在抵抗横向载荷过程中，外载荷可能发生变化，但预紧力不会发生变化，因此螺栓上的应力为静应力。[P85降低螺栓疲劳强度的应力幅。非对称循环变应力] 5．[P83。根据螺母的性能等级不应低于与之相配螺栓的性能等级这一要求，螺母可选用9级。小数点前的数字代表材料的抗拉强度极限的1/100(/100B σ)，小数点后的数字代表材料的屈服极限（S σ或0.2σ）与抗拉强度极限（B σ）之比值的10倍（10/S B σσ）。] 6．[P84。不控制预紧力的普通螺栓联接，其安全系数大小与螺栓直径有关，其安全系数S 随螺纹直径增大而减小，因为尺寸小的螺栓在拧紧时容易产生过载，故采用加大安全系数的方法来弥补可能产生的过载。] 7．[P85-86。紧螺栓所受工作拉力在0～F 间变化，则螺栓所受总拉力将在02F F 之间变动。在保持预紧力0F 不变的情况下，减小螺栓刚度b C 或增大被联接件刚度m C 都可以减小总拉力2F 的变动范围，从而提高了螺栓联接的疲劳强度。但在此种情况下引起残余预紧力1F 减小，从而降低了联接的紧密性。] 8．[P86。为了减小螺栓的刚度，可适当增加螺栓的长度，或采用腰状杆螺栓和空心螺栓。为了增大被联接件的刚度，可以不用垫片或采用刚度较大的垫片。 对于需要保持紧密性的联接，从增大被联接件的刚度来看，可以采用刚度较大的金属垫片或密封环较好。] 9．[P86。实验证明，约有1/3的载荷集中在第一圈上，第八圈以后的螺纹牙几乎不承受载荷。因此，采用螺纹牙圈数过多的加厚螺母，并不能提高联接的强度。 为了改善螺纹牙上的载荷分布，常采用悬置螺母，减小螺栓旋合段本来受力较大的几圈螺纹牙的受力面或采用钢丝螺套。] 10．[伸出一只手，竖起大拇指，另外四指握拳，指尖指向旋转的方向，而拇指要指向螺旋的前进方向。如果与伸出的左手可以相符，称为左旋，与右手相符则称为右旋。另一个方法是，在旋转体生长或运动的一端，从垂直轴向看，顺时针旋转的为左旋；反之，逆时针旋转的为右旋。 砂轮主轴螺纹的旋向：紧固砂轮或砂轮卡盘的砂轮主轴端部螺纹的旋向必须与砂轮工作时旋转方向相反[这样可以保证在螺母在旋转的过程中所产生的轴向力是将螺母旋紧]。砂轮机轴
金属工艺学复习题及答案
一.名词解释 1.强度：金属材料在力的作用下，抵抗塑性形变和断裂的能力。 2.塑性：金属材料在力的作用下产生不可逆永久形变的能力。 3.硬度： 金属材料表面抵抗局部形变，特别是塑性形变，压痕，划痕的能力。4.冲击韧性：金属材料断裂前吸收的形变能量的能力。5.疲劳强度：承受循环应力的零件在工作一段时间后，有时突然发生断裂，而其所承受的应力往往低于该金属材料的屈服点的断裂。6. 同素异构转变：随着温度的改变，固态金属的晶格也随之改变的现象。7.铁素体：碳溶解于X-Fe中形成的固溶体8.奥氏体：碳溶入r-Fe中形成的固溶体。9.珠光体：铁素体和渗碳体组成的机械混合物。10.莱氏体：奥氏体和渗碳体组成的机械混合物为高温莱氏体；高温莱氏体冷却到727C以下时，将转变为珠光体和渗碳体的机械混合物为低温莱氏体。11.退火：将钢加热，保温，然后随炉或埋入灰中使其缓慢冷却的热处理工艺。12.正火：将钢加热到30-50C或Ac cm以上30-50C，保温后在空气中冷却的热处理工艺。13.淬火：将钢加热到Ac3或Ac1以上30-50C，保温在淬火介质中快速冷却，以获得马氏体组织的热处理工艺。14.回火：将淬火的钢重新加热到Ac1以下某温度，保温后冷却到室温的热处理工艺。15.铸造：将液态金属浇注到铸型中，待其冷却凝固，以获得一定形状，尺寸和性能的毛坯或零件的成型方法。16.铸造性能：指金属在铸造成型时获得外形准确，内部健全铸件的能力。 17.铸造工艺图：在零件图上用各种工艺符号及参数表示出铸造工艺方案的图形。18.铸件的浇注位置：指浇注时铸件在型内所处的 空间位置。19.铸件的分型面：指铸型组元间的结合面。20.压力加工：也叫金属塑性加工，金属在外压力的作用下使其变形而获得的所需零件的方法，其包括锻造，冲压，挤压，轧制，拉拔等21.自由锻：只用简单的通用性工具，或在锻造设备的上，下砧间直接使坯料变形而获得所需的集合形状及内部质量锻件的方法。22.模锻：利用锻模使坯料形变而获得锻件的锻造方法。23.板料冲压：使板料经分离或成形而获得制件的工艺。24.26.焊接：通过加热或加压(或两者并用),使工件产生原子间结合的一种连接方法。27. 以连续送进的焊丝作为电极进行焊接的焊接方法。29.钎焊：利用熔点比焊件低的钎料作填充金属，加热时钎料熔化而将工件连接起来的焊接方法。 二. 牌号含义说明 1.Q235:钢种厚度小于16mm时的最低屈服点为235Mpa的碳素结构钢。 2.Q215：钢材厚度小于16mm时最低屈服点为215Mpa的碳素钢。 3.20钢：表示平均含碳量为0.20%的优质碳素结构钢。 4.45钢：表示平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢。 5.T10A：表示平均含碳量为1.0%的高级优质碳素工具钢。 6.T8：表示平均含碳量为0.8%的碳素工具钢。 7.40Cr:含碳量0.004%的Cr合金结构钢。 8.9SiCr：含碳量为0.009%的硫镉合金工具钢。 9.HT250:表示直径30MM单铸试棒最低抗拉强度值为250Mpa的普通灰铸铁。10.KTH300-06:抗拉强度为300Mpa伸长率为6的黑心可锻铸铁。11.KTZ450-06: 抗拉强度为450Mpa伸长率为6的灰铸铁。12.QT800-2:抗拉强度为800Mpa 伸长率为2的球墨铸铁。13.J422焊条:抗拉强度为22钛钙型结构钢焊条。14.J507焊条：抗拉强度为50的低氢钠型结构钢焊条。 三.简答题 1.简述液态金属的结晶过程：开始时，也液态中先出现的一些极小晶体，称为晶核。在这些晶核中，有些是依靠原子自发的聚集在一起，按金属晶体有规律排列而成，这些晶核称为自发晶核。金属的冷却速度越快自发晶核越多。另外，液态中有时有些高熔点杂质形成微小的固体质点，其中某些质点也可以起晶核作用，这些晶核称为外来晶核或非自发晶核。在晶核出现后，液态金属的原子就以他为中心，按一定几何形状不断的排列起来形成晶体。晶体沿着个方向发展的速度是不均匀的，通常按照一次晶轴、二次晶轴……呈树枝状长大。在原有晶体长大的同时，在剩余液态中有陆续出现新晶核，这些晶核也同样长大成晶体，就这样液体越来越少。当晶体长大到与相邻的晶体相互抵触时，这个方向的长大便停止了。当晶体都彼此相遇、液态耗尽时结晶过程结束。 2.简述晶粒大小对力学性能的影响：一般来说，同一成分的金属，晶粒越细起强度、硬度越高，而其塑性和韧性也越好。 3.试分析含碳量为0.45%的钢从高温到低温过程中的组织转变，并用铁碳状态图加以说明：液态----液态奥氏体----奥氏体----奥氏体+铁素体------珠光体+铁素体。 4.试分析含碳量为1.0%的钢从高温到低温过程的组织转变，并用铁碳合金状态图加以说明。液态----液态奥氏体----奥氏体----奥氏体+铁素体------珠光体+铁素体。 5.简述退火和正火的目的：完全退火能降低硬度，改善切削加工性；正火将钢进行重结晶，从而解决铸钢件、锻件的粗大晶粒和组织不均问题。 6.简述淬火和回火的目的：淬火时为了获得马氏体组织；回火的目的是消除淬火内应力以降低钢的脆性，防止产生裂纹同时也使钢获得所需的力学性能。 7.简要分析铸造生产的特点：1.可制成形状复杂、特别是具有复杂内腔的毛坯。2.适应范围广。3.铸造可以直接利用成本低廉的费机件和切削，设备费用较低。 8.试举出5种特种铸造方法：熔模铸造，消失模铸造，金属型铸造，压力铸造和离心铸造。 9.合金的流动性不良容易在铸件中形成什么缺陷：合金的流动性越不好，充型能力越弱，越不便于浇注出轮廓清晰、薄而复杂的铸件。同时不利于非金属夹杂物和气体的上浮和排出，还不利于对合金冷凝过程所产生的收缩进行补缩。