机械设计学复习题

1、济南大学成教学院机械设计学复习题一、选择题1、下列属于动作功能的是（A）A、用杠杆撬石头B、混凝土搅拌C、和面D、车削螺纹2、下列属于工艺功能的是（A）A、钻木取火B、吊起重物C、拉动开关D、摇动手柄3、经济竞争主要体现在国际市场的（A）竞争A、商品B、价格C、技术D、人才4、（A）是检验设计好坏的唯一标准A、市场B、技术C、功能D、成本5、设计和制造是密不可分的，光有先进的（A）,生产出来的是“落后的高质量产品”A、制造技术B、设计技术C、管理技术D、销售策略6、设计和制造是密不可分的，光有先进的（A），生产出来的是“质量很差的先进产品”A、设计技术B、制造技术C、管理技术D、试验技术7、设

2、计和科学研究相互渗透，设计区别于科学研究的地方是更需要人们的（A）A、创造力B、试验水平C、制造水平D、市场意识8、顾客购买的不是产品本身，而是产品所具有的（A）A、功能B、技术C、外观D、品牌9、下列机器中属于工艺类机器的是（C）A、粒状巧克力糖包装机B、起重机械C、纺织机械D、时钟10、下列机构中能将连续回转运动转变成往复移动的有（A）A、凸轮机构B、槽轮机构C、普通螺旋机构D、齿轮齿条机构11、“机械设计学”的学科组成可以分为（A）三大部分A、功能原理设计、实用化设计、商品化设计日功能原理设计、人机学、商品化设计C功能原理设计、人机学、工业设计D功能原理设计、实用化设计、工业设计12、“

3、实用化设计”的核心是要使产品具有优良的（A）A、性能B、价格C、功能D、造型13、设计创造活动是从（A）开始的A、认识需求B、功能原理设计C、零件设计D、产品造型14、设计创意的重点在于（A），并且它必须具有潜在的需求A新颖性日造型美观C增加附加功能DX降低成本15、机器不仅具有为实现总功能的主要功能，而且还存在很多低一层次的，起支持和保证的功能，称为（A）A、辅助功能B、工艺功能C、动作功能D、基本功能16、下列属于机器的辅助功能的是（C）A车床主轴的旋转运动日车床刀架的移动C车削过程的冷却DK自行车车轮的转动17、从功能的观点看，所有的机器首先可以分为（A）两大类A工艺类和非工艺类日机构类

4、和非机构类C主要功能类和辅助功能类D专业类和非专业类18、下列机器中属于非工艺类机器的是（A）A、起重运输机械B、纺织机械C、金属切削机床D、食品机械19、功能原理设计的重点在于提出（A）,使思维尽量“发散”，力求提出较多的解法供比较A创新构思B、试验手段C、产品设计D、样机试验20、宝丽来一次成像相机的市场销售不如自动相机的原因是（B）A、功能原理先进B、单张相片成本太高且不易复制C、市场需求量大D、造型不够美观21、通过改革工作原理而革新换代的产品有（A）A、液晶电视B、多功能手电C、马鞍车床D、立式钻床22、下列属于简单动作功能的有（A）A、弹子锁的锁止功能B、硬币包卷机的包卷功能C、内

5、燃机将直线往复运动转化为旋转运动的功能D、牛头刨床刀具直线往复运动的功能23、关键技术功能的求解思路是（A）A、技术矛盾分析法B、物理效应引入法C、物场分析法D、功能分析法24、综合技术功能的求解思路是（A）A、物理效应引入法。B、物场分析法C、功能分析法D、技术矛盾分析法25、采用物理效应引入法进行产品创新的有（A）A、从机械式手表到石英电子手表B、从普通车床到立式车床C、从手工缝制衣物到机械式缝纫机D、从插齿机到滚齿机26、下列不属于工艺类机器工作头的是（D）A、挖掘机的铲斗B、铳床的铳刀C、缝纫机的机针D、起重机的吊钩27、在产品设计过程中，属于实用化设计阶段的为（A）A、绘制零件图B、

6、市场需求调查C、产品功能分解与构思D、产品包装28、不属于采用新工艺新技术而提高产品质量和产量的为（A）A、增加产品生产线数目B、采用火焰抛光工艺C、采用自动化生产线D、采用多层压电晶体打印头，微压电彩色打印技术29、下列属于直接安全技术的为（A）A、零件的可靠性设计B、采用防护系统和防护装置C、通过指示灯报警D、不应同时工作的两套机构间的互锁机构30、确定和选择结构方案时应该遵循的三项基本原则是（A）和安全可靠A、简单、明确B、创新、宜人C、创新、人机工程学D、人机学、工业设计31、在晾衣杆的设计中，可以优先选用的材料为（A）。A、管材B、棒材，然后采用钻孔技术加工为空心管材C、铸造空心杆件

7、D、实心的不锈钢材料32、一些工作应力较低、对强度和韧性要求的传动轴，一般选择（A）材料A、45钢B、40CrC、40MnBD、40CrNiMo33、在微观和宏观方面对疲劳的研究集中在（A）A、疲劳裂纹的萌生和扩展两个方面B、疲劳裂纹萌生阶段C、疲劳裂纹的扩展阶段D、失稳断裂阶段34、影响疲劳强度的因素有（A）A、应力集中、尺寸效应、表面状态B、应力集中、表面状态C、应力集中、尺寸效应D、应力集中、表面状态、载荷状态35、下列说法错误的是（C）A、可以利用摩擦进行焊接B、可以利用摩擦进行切割C、可以利用摩擦进行机器的跑合D、可以利用摩擦进行机器的制动36、下列说法正确的是（A）A、对大型元件组

8、合系统，必须首先尽力提高元件的可靠性B、在进行可靠性设计时，往往不需要事先规定目标可靠度C、在产品设计中，任何零件的可靠度要求总是一样的D、产品的可靠度最好是137、人机学就是从系统论的观点来研究（A）A、人、机器和环境的协调B、人和机器的协调C、人和环境的协调D、机器和环境的协调38、下列说法正确的是（A）A、静态肌肉施力使能耗增加，心率加快，加速了肌肉疲劳进程B、操纵手轮运动是典型的静态施力过程C、手提重物上楼是典型的动态施力过程D、机床操作者最好长时间以一种姿势操作39、飞机高度表的设计最好采用（C）,以提高认读的速度和精度A、多根长短不同的指针式B、多根色彩不同的指针式C、数字直读式D

9、、柱形图式40、为适应更广的顾客需求，在产品基本功能不作重大改变情况下，可对产品作（A）变化A、适用性改变、开发新用途、增加附加功能B、增加新功能、适当提高价格C、改变产品包装、加强广告宣传D、改变产品的商标41、下列说法正确的是（C）A、在功能原理设计阶段一般要进行产品样机试验B、在实用化设计阶段一般要进行模型试验C、在功能原理设计阶段一般要进行模型试验D用在实用化设计阶段一般不需要进行任何试验42、一个机器设计师应该学会从各种角度来观察机器。机械设计学则更强调从（A）的观点来看机器的组成A、功能B、结构C、机构D、专业二、简答1、关键技术功能的求解思路是什么？能否直接给出解法？试举例说明。

10、参考答案：从分析技术矛盾到构思出解法原理的过程，是求解关键技术功能的原理解法的一般规律，即技术矛盾分析法并不能直接给出解法，而是帮助人们找出解决问题的途径。如，在数控机床发展的初期，为了实现工作台的精密定位和精密进给，必须使传动丝杠和工作台导轨的摩擦阻力尽量小，于是滚珠丝杠和静压导轨成了关键技术。2、试述结构方案设计中的直接安全技术、间接安全技术和提示性安全技术（定义和应用举例）。参考答案：在结构中直接满足安全要求，使用中不存在危险性的称为直接安全技术。如基于有限损坏的易于剪断的安全销和采用冗余配置的备用发电机等；通过采用防护系统或保护装置来保证安全的称为间接安全技术。如机床中的安全离合器、液

11、压系统的安全阀等；既不能直接保证安全可靠，又没有保护或防护措施，仅能在发生危险之前进行预报和报警的，称为提示性安全技术。如声、光报警等。3、举例说明结构件的三种主要功用。参考答案：承受载荷。机床的主轴箱除了承受装在其中的零件的重力外，还要称呼艘被加工件的重力、夹紧力和切削力等；传递运动和动力。牛头刨床的摆杆就是把运动和动力传给滑枕，以便使刨刀实现直线往复运动并切下金属；保持有关零部件之间的相对位置或运动轨迹关系。车床主轴箱和床身之间有严格的相对位置关系，即主轴中心线与床身上的导轨平行，保证沿导轨移动的刀架上所装刀具的尖端走出与主轴轴线相平行的轨迹，以车削出准确的圆柱体。4、说明预应力工字梁同时

12、包含的弹性强化（预应力和工作应力？）和自平衡原理（初始效应和辅助效应？）。参考答案：预应力工字梁装有螺纹拉杆，通过拉杆两端的螺纹将其拉紧，使工字梁产生一个与工作时相反的预应力，即上半部受拉，下半部受压。当梁工作时，工作载荷所产生的应力恰与预应力相反，故可部分地被抵消掉，从而显著地降低梁的最大应力，也减少受力变形。此为弹性强化原理的应用。从自平衡原理来说，拉杆拉紧产生的预应力是初始效应，工作载荷所产生的应力为辅助效应，从而正常载荷下的辅助效应同初始效应相反并达到部分平衡状态。5、是否可以说，只要产品的功能强，就一定价值高？为什么？参考答案：不可以说，只要产品的功能强，就一定价值高。因为价值是产品

13、功能与成本、社会效益与经济效益的综合反映，通常定义为产品的功能与实现该功能所耗成本的比值，即V=F/C。显然，若得到的产品功能大，投入的寿命周期费用少，则产品的价值就高；若产品的功能相同而成本不同，则成本低的产品价值高；若成本相同，则功能大的产品价值高。6、请你写出四种点钞机纸币分离功能采用的物理效应。参考答案：摩擦、离心力、气吹、静电、重力、粘力、气吸等。7、请写出产品商品化设计的主要措施，并举一例进行说明。参考答案：产品的适用性变化；标准化、系列化、模块化；工业产品的艺术造型和价值工程。例如：彩电的不同造型设计以适应不同客户的需求。8、新型的大型细纹磨床的丝杠往往做成空心的，用来通过冷却液

14、，试分析其原因。参考答案：保证热变形均匀9、有时在铸造的支承件中保留砂芯，或在焊接件中填充砂子或混凝土，为什么？参考答案：由于砂芯的吸振作用使阻尼增大很多，从而提高了支承件的抗振性。10、请你比较车削螺纹加工与滚压加工螺纹（搓丝机）的特点。参考答案：车削螺纹加工设备结构复杂、效率不高。搓丝机设备结构简单、生产率、工件质量和材料利用率大大提高。11、请写出两种能实现间歇进给运动的机构，并画简图表示。参考答案：槽轮结构、不完全齿轮结构、凸轮机构、棘轮机构等。简图略。12、什么情况下选择提示性安全技术？试举一例。参考答案：由于经济或技术原因不能采用其他安全技术而有可能出现不安全情况时。例如汽车倒车警

15、报器。13、为什么有时候轴的轴向定位采用一端固定，一端游动的形式？参考答案：防止轴受热伸长时发生弯曲变形，破坏轴承的工作状态。三、分析题1、请对硬币计数包卷机（输出币卷）进行功能分析，画出“黑箱”和功能结构图。参考答案：如下的功能结构图中，只要有1、2、3、4个功能单元或类似功能单元即可。而增卞分通.计顿J残币放纸电动机一传动机包卷指令上 ,旃 翻量 计救 ” 卷4 I | HL4-J -L -I型而举_吕3 机控器 良士广彘翦- L| 一理声发热功能结构图散硬币一子信息陕市讦数国甚机F市卷-残币Q散币操作 指令230V会噪声发热黑箱图2、试用“黑箱”描述家用鼓风式蒸汽电熨斗的功能，并画出功能

16、结构图。参考答案：乍指令220V未加热 空气、水S显示M热风蒸汽口孵、场黑箱操旨令未加热空气、水220V功能结构图3、试用“黑箱”描述家用电吹风的功能，并画出功能结构图。操作指令220V未力熟 空气E "M -家用电吹风显噪声、发热(a)家用电吹风总功能的黑箱描述未加热220V操作指令(b)家用电吹风的功能结构图4”对“垂直引上法”和“浮法”两种平板玻璃制造方法，试据物一一场分析原理分别说明其优缺点，并列举它们的主体、客体和场(画图表示相互关系)。参考答案：“垂直引上法”是把半流体的玻璃从熔池中不断向上引，开始时通过轧辐控制厚度，以后边向上引边凝固。这种方法中，主体6为重力，玻璃多是

17、客体，场F是重力场。由于重力提供的力场效果不好，所以制造出的玻璃表面总是有波纹且厚度不均。“浮法”是让液态玻璃漂浮在低熔点金属的液面上，边向前流动边凝固。浮法工艺补充了低熔点合金的液面作为主体S,又利用该合金液体的表面张力作为一种特殊的力场F,既浮起了玻璃&又使玻璃表面保持水平、光滑和均匀。S2Si5、汽车车厢与轮轴之间的弹性支承可以用压缩弹簧或板簧实现。试分别解释压缩弹簧（用力流原理）和板簧（用等强度原理）形成弹性支承的原理。参考答案：沿力流最短路线设计零件的结构形状，可使材料得到最有效的利用，对提高强度和刚度也最有利。然而，力流路线的延长可增大构件的变形和弹性，即随着力流路线的不断

18、延长构件的刚性大大降低，变形和弹性显著增加。弹簧可看作是力流路线大为延长而形成弹性支承的结果。按照结构设计的等强度原理，当梁上的弯矩沿梁的轴线是变化的，梁的截面沿梁轴线也应该是变化的，最好使梁上所有各截面的最大正应力都等于许用应力，这就是等强度梁。板簧是有多片钢板叠成的变截面梁，如果从刚度考虑，由于截面变小，受力后变形增加，当负荷变化时，必然出现弹性振动，从而形成弹性支承。6、用下图所示的两种联接方式传递横向载荷，试用任务分配原理来分析哪种结构合理。(a)(b)参考答案：在受横向载荷的螺栓联接中，靠螺栓预紧产生的摩擦力来传递横向载荷（图a）会使螺栓尺寸过大，极不合理。图b增设抗剪元件销承受横向

19、载荷等，不仅安全可靠，还可使总体结构重量减轻。7、分析下图所示机床主轴传动力布置形式的特点和应用场合。参考答案:图a中F1与F2同向，部分抵消了F1引起的主轴弯曲变形，但前轴承受力增大。故这种布置方式适用于载荷较小的精密机床；图b中F1与F2方向相反，F2可部分抵消前轴承的受力，但增加了主轴的弯曲变形。故这种布置方式适用于普通精度的机床；图c方案综合了前两个方案的优点，F1与F2的位置和方向使主轴变形和前轴承受力均获部分抵消，但结构上不易实现。故这种布置方式只适用于特殊条件下，如重型车床的主轴上。8、利用合理力流原理和自补偿原理分析具有莫氏锥度的钻头工作时的传力特点。参考答案：力流在构件中不会

20、中断，也不会增多，任一条力线都不会突然消失，必然是从一处传入，从另一处传出。机械加工时，机床在钻头上部施力，力线在沿钻头向下延伸，到尖端处汇聚在一起并在尖端流出。形成较大的力流密度，因此容易钻出孔来。钻头的锥柄在插入钻床主轴的锥孔时，由于采用莫氏锥度，具有自锁性能，可以传递一定转矩。当进行钻削时，钻头承受较大轴向力，使锥柄与主轴锥孔之间的摩擦力随之增大以承受响应的转矩，属于自增强。9、参考答案：载荷均化是指将集中或分布不均的载荷变成近似均匀分布的载荷以降低构件的最大应力。图a所示的非对称布置的减速器中，在力的作用下，由于轴的弯曲使齿轮倾斜，从而导致轮齿沿齿宽方向载荷不均匀。但是，把齿轮布置在远

21、离动力输入端，利用轴的扭转变形，可以部分改善因弯曲变形而产生的轮齿载荷不均。图b采用对称布置形式，则可以基本上克服上述缺点。10、利用自助原理分析图示膨胀螺栓的工作原理。参考答案：当拧紧螺母时，膨胀螺栓尾部的锥形部分把金属套涨开，挤压孔璧，利用摩擦力使之不易脱落，螺母拧的越紧，连接越可靠。这是利用了自助原理中的自加强原理。四、计算题1、某系统可靠度模型如图所示，其中各单元可靠度为R1=R3=R5=0.990,R2=R4=R6=0.998,求该系统的可靠度Rs。设任一单元的失效是独立事件。参考答案：Rt=R1xR2=R3XR4=R5XR6=0.990X0.998=0.98802(5分)Rs=1-

22、(1-Rt)(1-Rt)XRt=1-(1-0.98802)2X0.98802=1-0.011982X0.98802=1-0.0001435204X0.98802=0.9998564796X0.98802=0.98787822、拟设计某一汽车的一种新零件，根据应力分析，得知该零件的工作应力为拉应力且为正态分布，其均值s1=352MPa,标准差s1=40.2MPa。为了提高其疲劳寿命，制造时进行塑性强化(实际的有效应力为拉应力与残余压应力的叠加)，即使之产生残余压应力，亦为正态分布，其均值"s2=l00MPa,标准差0s2=16MPa。零件的强度分析认为其强度亦为正态分布，均值)=502MPa，但各种强度因素影响产生的偏差尚不清楚，为了确保零件的可靠度不低于0.999,问强度标准差的最大值是多少(已知(0.999)=3.?参考答案：已知拉应力与残余应力分别服从正态分布：S1(352,40.2)MpaS2(100,16)Mpa则有效应力的均值上及标准差°s可分别求出:s=352-100=252MPa-s二三:二S2=三'40.22162=11616.04256=。1872.04=43.2671MPa1,1乙因给