東北大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育現(xiàn)代設(shè)計方法何雪浤復(fù)習(xí)題2010秋

1、一選擇題 （可多選，各2分，共20分）1. 機械設(shè)計主要應(yīng)體現(xiàn)哪些特點（ ）。 A) 整體性 B) 系統(tǒng)性C) 相關(guān)性 D) 多解性E）創(chuàng)新性2. 機械系統(tǒng)的總體設(shè)計中不包括以下哪些內(nèi)容（ ）。 A) 功能原理方案設(shè)計 B) 技術(shù)可行性報告 C) 總體布局設(shè)計 D) 系統(tǒng)主要參數(shù)計算E）結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計 3. 室內(nèi)工作的機械選擇（ ）作為動力機不太合適。A）電動機B）內(nèi)燃機C）液壓馬達D）氣動馬達4. 利用對未知系統(tǒng)的外部觀測，分析該系統(tǒng)與環(huán)境之間的輸入和輸出，通過輸入和輸出的轉(zhuǎn)換關(guān)系確定系統(tǒng)的功能、特性所需具備的工作原理與內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這種方法稱為（ ）。 A) 黑箱法 B) 列舉法C) 移植法 D

2、) 篩選法5. （ ）執(zhí)行系統(tǒng)，要求執(zhí)行系統(tǒng)實現(xiàn)預(yù)期精度的動作（位移、速度、加速度等），而對執(zhí)行系統(tǒng)中各構(gòu)件的強度、剛度無特殊要求。A. 動作型B. 動力型C. 動作動力型6. 考慮到強度問題時，（ ）圖的設(shè)計比較合理。A) (a)B) (b)C) (c)7. 對（a）圖所示的軸對稱模型進行有限元分析時，必須施加約束支座以消除剛體位移。下面的（b）圖和（c）中哪種約束是錯誤的？（ ）A) （b）圖B) （c）圖8. 圖中由各種約束條件所包圍的區(qū)域D稱為（ ）。 A) 設(shè)計空間B) 設(shè)計維數(shù)C) 設(shè)計可行域 9. 已知某零件的失效時間隨機變量服從指數(shù)分布，其故障率是5×10-4/小時，

3、那么在工作時間100小時的可靠度水平是：（ ）A) 0.05 B) 0.85C) 0.9510. 對野外工作的機械及移動式機械，其動力機一般不選擇（ ）。A）電動機B）內(nèi)燃機C）液壓馬達D）氣動馬達答案：1. B、D、E2. B、E3. B4. A5. A6. C7. B8. C9. C10. A二判斷題：（正確：T；錯誤：F，各2分，共20分） 1. 一個機械系統(tǒng)必須由動力系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、操縱控制系統(tǒng)、架體支撐系統(tǒng)幾部分組成。2. 機械產(chǎn)品的施工設(shè)計階段要完成全部圖紙資料和相關(guān)的技術(shù)文件。3. 利用對未知系統(tǒng)的外部觀測，分析該系統(tǒng)與環(huán)境之間的輸入和輸出，通過輸入和輸出的轉(zhuǎn)換關(guān)系確定

4、系統(tǒng)的功能、特性所需具備的工作原理與內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這種方法稱為黑箱法。4. 執(zhí)行系統(tǒng)由執(zhí)行構(gòu)件和執(zhí)行機構(gòu)組成，其中執(zhí)行構(gòu)件往往是執(zhí)行機構(gòu)中的一個構(gòu)件。5. 雙線性位移模式靈活性較好，而線性位移模式則靈活性較差。6. 單元剛度矩陣具有對稱性、奇異性和稀疏性。7. 設(shè)計可行域指設(shè)計空間中滿足所有等式約束條件的空間。8. 機械設(shè)計學(xué)強調(diào)從結(jié)構(gòu)學(xué)的觀點來看機器的組成，因為這更有利于和設(shè)計過程中的工作特點相協(xié)調(diào)。9. 結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)優(yōu)先考慮結(jié)構(gòu)件的主要功能展開設(shè)計，再盡量滿足其它功能。10. 結(jié)構(gòu)離散化就是將復(fù)雜結(jié)構(gòu)劃分成通過節(jié)點相連的若干個單元。答案：1. F2. T3. T4. T5. F6. F7. F

5、8. F9. T 10. T三簡答題（各6分，共36分）1. 在進行機械設(shè)計時應(yīng)遵循哪些基本原則？【答案】（1） 實用性原則 又稱功能明確原則。主要表現(xiàn)為機器應(yīng)具有明確合理的功能。（2） 創(chuàng)造性原則 創(chuàng)造性設(shè)計是機械設(shè)計最基本的特點。任何一個機械產(chǎn)品的設(shè)計都包含繼承和創(chuàng)新的成分，僅是程度不同而已。（3） 優(yōu)化原則 設(shè)計者初步判定的設(shè)計方案或模型常是原始的，并且有經(jīng)驗性的，必須經(jīng)過推理、分析和計算，使設(shè)計成果達到當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的先進水平和該產(chǎn)品制造及使用條件的最佳水平，在技術(shù)、經(jīng)濟等方面，經(jīng)全面分析和計算而達到最優(yōu)化的結(jié)果。（4） 可靠性原則 可靠性是衡量機械產(chǎn)品質(zhì)量好壞的一個重要指標(biāo)。目前，可靠

6、性設(shè)計方法已為機械產(chǎn)品設(shè)計所運用，它能保證產(chǎn)品在規(guī)定的工作條件下、在規(guī)定的服役時間內(nèi)、完成規(guī)定功能的能力。（5） 安全性原則 機械產(chǎn)品的不安全因素常會導(dǎo)致機械和人身事故，甚至造成重大的經(jīng)濟損失和嚴重的社會影響。在機械產(chǎn)品設(shè)計中必須貫徹安全性設(shè)計原則，其主要包括產(chǎn)品應(yīng)具有足夠的強度、剛度和必要的安全防護措施等；應(yīng)根據(jù)人機工程學(xué)原理使機器和人互相適應(yīng)，創(chuàng)造舒適和安全的工作環(huán)境，從而提高工作效率；還應(yīng)考慮機械與環(huán)境的關(guān)系，防止對環(huán)境的污染，即目前所提倡的綠色設(shè)計等。（6） 經(jīng)濟性原則 產(chǎn)品的經(jīng)濟性好壞是產(chǎn)品具有市場競爭力的一個重要方面，主要表現(xiàn)為在確保產(chǎn)品功能的前提下，盡力降低產(chǎn)品成本，提高經(jīng)濟效益

7、。（7） 評價審核原則 機械設(shè)計是一個復(fù)雜的工作過程，涉及到很多因素和方面，因而設(shè)計過程也是一種信息加工、處理分析、判斷決策和修正的過程。為減少設(shè)計失誤，實現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟地設(shè)計，必須對每一設(shè)計程序獲得的結(jié)果隨時進行評價和審核，決不允許不良的甚至是錯誤的信息流入下一個設(shè)計程序。在設(shè)計進程中，應(yīng)使評價審核做到規(guī)范化和制度化。（8） 及時性原則 機械設(shè)計必須滿足市場需求，而市場是有時效性的。因此，必須確保設(shè)計是及時的，滿足當(dāng)前市場的需要。2. 試說明功能原理設(shè)計的內(nèi)容和一般步驟?！敬鸢浮炕诋a(chǎn)品的功能分析，構(gòu)思能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品功能目標(biāo)的新的解法原理，即為產(chǎn)品的功能原理設(shè)計。功能原理設(shè)計的任務(wù)是：針對

8、某一確定的“功能目標(biāo)”，尋求一些“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(biāo)的“解法原理”。功能原理設(shè)計步驟包括：（1） 明確的給出設(shè)計的功能目標(biāo)，該目標(biāo)既是設(shè)計的依據(jù)，也是產(chǎn)品驗收的依據(jù)；（2） 明確任務(wù)之后用黑箱法分析系統(tǒng)的總功能；（3） 總功能確定之后，通過功能分析的方法，畫出系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖或功能樹；（4） 從功能分析中得到的個功能單元，尋求各分功能的作用原理；（5） 對各功能單元求解后可列出形態(tài)學(xué)矩陣，從多個方案中求得可行的功能原理方案來；（6） 經(jīng)評價優(yōu)選出最佳功能原理方案來。3. 機械系統(tǒng)設(shè)計中，依據(jù)什么樣的原則選定動力機的形式？【答案】在設(shè)計機械系統(tǒng)時，選用何種形式的動力機，主要應(yīng)從以下三個方面進行分析比較：（1） 分析工作機械的負載特性和要求，包括工作機械的載荷特性、工作制度、結(jié)構(gòu)布局和工作環(huán)境等。（2） 分析動力機本身的機械特性，包括動力機的功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速等特性，以及動力機所能適應(yīng)的工作環(huán)境。使動力機的機械特性與工作機械的負載特性相匹配。（3） 進行經(jīng)濟性的比較，當(dāng)同時可用多種類型的動力機進行驅(qū)動時，經(jīng)濟性的分析是必不可少的，包括能量的供應(yīng)和消耗，動力機的制造、運行和維修成本的對比等。除上述三方面外，有些動力機的選擇還要考慮對環(huán)境的影響，如對空氣的污染和噪聲的污染等。4.結(jié)構(gòu)件有哪些主要功用？ 【答案】 承受載荷 傳遞運動和動力