机械工程师中级职称考试复习资料-产品设计

第三部分产品设计主讲:王立军新产品的设计与评价

1、简述一般新产品设计的程序过程

？

先进行产品可行性分析，写出可行性报告，接着是概念性设计，形成初步方案。然后进一步多方面详细分析，由于功能得出产品系统的总功能，接着提出总功能，多种设计方案写出设计任务书，明确产品名称、型号、用途、使用范畴，定出基本设计参数、主要设计指标，产品工作原理、制造精度及检测，包装及运输，在优化基础上进行总体布局设计，确定总装配结构图和零部件图。

2、市场调查中对同行调查之内容：a）、竞争对手初步分析b）、对手技术水平c）、对手生产能力d）、目前经营市场情况与方法e）、同行市场占有率3、设计任务书包括哪些内容？a）产品名称、型号b）设计基本依据c）产品用途及其使用范围d）设计参数和主要技术指标e）总部局和主要部件结构f）产品主要工作原理g）产品对机械、电器、液压、气动等设计要求及其它接口要求。h）产品精度及精度指标i）外购件和供货要求j）装箱、包装、运输要求k）标准化、通用化、系列化情况l）性能、寿命、成本分析比较m）产品设计到成品进入市场之周期估算等。4、设计结构三原则a）明确性：包括机构功能明确，工作原理明确，使用工况明确及应力状态明确。b）简单性：零件数目少，加工工序少，成本少。c）安全可靠性：结构安全性好，产品功能安全性好，运行安全、工作安全，环境安全要好。5、设计评价三目标：a）技术评价目标——方案可行性和先进性，工作性能指标的可靠性，使用维护的安全性等。b）经济评价目标——经济效益、成本、利润、投资成本和收益。c）社会评价目标——对社会带来效益与影响，是否符合政策和纪律道德，是否有利于环境资源合理开发和能源需求等。6、评价具体方法和适用场合及优缺点a）经济评价法：适用于方案数量较少，内容比较简单的场合b）数学分析法：方案较多，涉及面广，问题多的场合c）试验评价法：适用于重要方案或一般评价不够有把握的场合。优缺点：a）、（和a对应）：简单，省时，但比较粗略，准确性稍差，对评价人素质要求高。b）、（和b对应）：评价校准确，但费时、费成本c）、（和c对应）：评价准确可靠，但时间长，花费成本高。机械设计的基本要素1、机械设计基本要素有哪些？有：材料、强度、挠度、刚性、稳定性、摩擦磨损、润滑，形状与尺寸、表面加工、体积与重量，温度、腐蚀、振动、噪声，实用性与安全，维修与寿命，成本和价格等。2、机械零件设计中最基本的计算是什么？

计算的理论根据是什么？最基本的计算是静强度计算。理论根据是第一、第二、第三、第四强度理论和莫尔强度理论。分别有各自公式计算。对有刚度要求不高只用静强度加安全系数计算对有冲击的零件，只用静强度加动载系数计算只有特殊的对刚度有要求的才进行刚度计算。3、机械结构工艺性有哪些内容和要求？内容：所设计的机械产品工艺性有：材料选择、毛坯生产选择、机械加工程序，热处理工艺安排，机械产品的装配，操作维修等。结构工艺性要求：满足产品功能前提下，形状尽量简单，零件数量尽量少，加工面尽量少，要方便，装配能顺利且保证质量，材料选择合理，总成本越低越好，具体要求可分：a）可加工性：指零件选择最适宜的加工方式：如切削加工、铸造、锻造、冲压、焊接等，每种方式还要细分。总之使零件能顺利、廉价的制造出来。如书上切削加工中增加工艺装卡面等。一轴加工三个不同尺寸孔保证保证同轴度、箱体配合表面表面尽量选在外表面等，使不能加工的或不便加工的零件能顺利加工出来。b）可装配配性：零件件经装配后后，才成机机构或机器，所以以零件应具具备可装配配性。如书书上3.2-4，同轴度度要求，3.2-5、3.2-6，保保证顺利装配、、拆卸和维维修。见图图3.2-7，3.2-8，3.2-9，有有利提高装装配效率，，3.2-10，3.2-11，3.2-12，，有利进行行密封。c）可包装装、运输型型：设计尺尺寸时就注注意使包装后尺寸寸在运输可可通过尺寸寸内，以免免产品运不出去去。4、什么是产品品的可靠性性？

可靠靠性评价有有哪些指标标？产品在整个个使用期间间能保持质质量指标的的能力，这这个特性即即是产品的的可靠性。。可靠性评评价指标是是可靠度。。（100个产品在在使用、在在规定时间间内，已有有12个产产品损坏或或丧失即可可靠度=0.88=88%））失效概率率即刚才事事例中12%，平均均寿命及失失效率（产产品累计工工作时间和和故障次数数之比）………5、确定可可靠性关键键件和重要要件的原则则a）会引起起人员伤亡亡，财产严严重损失财财产的机件件。b）价格昂昂贵的机件件c）它会引引起系统故故障的机件件d）增加维维修费和备备件数的机机件e）难采购购和新工艺艺制品机件件f）特殊处处理、防护护的机件6、古典摩摩擦定律主主要内容及及其不完全全正确之处？？P82（1）（2））（3）（（4）（5）不完全正确确参考P83（1））（2）（（3）（4）7、减少机械摩摩擦和磨损损的主要措措施？P83、P84上部部8、减少机机械振动的的原则措施施有哪些？？减少机械振振动的原则则一是“防防”二是““降”防止振动措措施：P84下部（（1）（2）（3））降低振动措措施：P85上部（（1）（2）（3））（4）（5）（6））（7）9、简述标标准化的意意义标准化后，，设计者不不用设计，，只从有关关手册中直直接选用，，省去设计计时间，标标准化以后后，使机件件品种数量量减少，便便于集中生生产、质量量稳定，降降低成本，，便于维修修。10、齿轮轮传动特点点及适用范范围齿轮传动是是机械传动动中最主要要的一种传传动，其传动特点点有:a）效率高高b）结构紧紧凑c）工作可可靠、寿命命长d）传动比比稳定e）制造和和安装精度度高，成本本较大。f）不宜远远距离传动动11、轴类类零件在结结构设计上上满足哪些些条件？a）轴和装装在轴上零零件应有准准确的位置置b）应有足足够的强度度和刚度c）轴上零零件便于装装拆或调整整d）轴应有有良好的制制造工艺性性12.滚珠珠丝杠副主主要应用哪哪些场合？？用于精密和和数控机床床，测试机机械、仪器器传动，调调整螺旋、、车辆、飞飞机上传动动和传力螺螺旋。13.带传传动有哪些些类型？平带传动、、V带传动动、多楔带带传动、同同步带传动动14.螺栓栓组防松方方法有哪些些？摩擦防松（（3.3-17a））加弹簧垫垫圈机械防松（（3.3-17b））将螺栓和和螺母用开开口销销住住成一体。。破坏螺纹防防松（3.3-17c）可点点焊、可冲冲点破坏螺螺帽和螺栓栓头部螺纹纹。15.销的的主要功能能包括哪些些方面？销的主要功功能：a.用于固固定零件间间相对位置置，称定位位销，在组组合合加加工和装配配时应用。。b.用于联联接，称联联接销。c.用于安安全装置中中过载剪断断元件，称称安全销。16.指出出离合器的的种类及适适用范围a.牙嵌嵌离合器器适适合合于一般般机械的的分离和和接合的的装置。。b.圆圆盘摩擦擦离合器器，分单单盘和多多盘单单盘盘摩擦离离合器传传力较小小，有过过载保护护功能能；多多盘摩擦擦离合器器有一定定减振和和吸收冲冲击能量量功能。。c.电电磁离合合器电电磁磁离合器器适合于于自动控控制中应应用。17.箱箱体机架架设计一一般要求求有哪些些？a.可靠靠性：满满足强度度、刚度度、振动动稳定性性、疲劳劳强度、、热变形形要求。。b.实实用性：：在精度度、表面面粗糙度度、尺寸寸和形位位公差等等保证使使用性能能和寿命命。c.工艺性性：用于于铸造或或焊接，，减少防防止铸造造、焊接接缺陷，，便于加加工装配配调试。。d.经经济性：：减轻重重量，降降低成本本，注意意外观造造型。18.说说出齿轮轮、丝杆杆、皮带带传动各各自优点点（特点点）齿轮传动动：效率率高，结结构紧凑凑，工作作可靠寿寿命长，，传动比比稳定，，使用广广泛。丝丝杠杠传动：：结构简简单，运运转平稳稳，反向向自锁，，适合进进给机构构。皮皮带传传动：结结构简单单，传动动平稳，，能减振振，适合合大距离离传动，，造价低低，便于于维护，，有过载载保护作作用，适适宜电机机和工作作机器之之间的传传动以及及输送物物料的传传送带应应用。19.简简述一般般传动齿齿轮的设设计方法法和步骤骤：a.按齿齿轮的工工作条件件，选定定齿轮传传动形式式：开式式、半开开式、封封闭式b.按不不同形式式选用不不同设计计计算，，开式（（半开式式）按齿齿面抗磨磨损和齿齿根抗折折断两准准则进行行计算，，闭式按按齿面接接触疲劳劳强度进进行计算算。c.选择合合适的齿齿轮材料料，由工工作情况况决定安安全系数数，由强强度计算算决定齿齿轮的模模数或中中心距，，再由传传动比由由齿轮几几何计算算公式算算出齿轮轮各部尺尺寸。20.传传动齿轮轮设计时时，如何何决定齿齿轮结构构参数？？见机械设设计齿轮轮强度设设计计算算部分。。21.传传动轴设设计时，，首先应应考虑和和解决哪哪些主要要问题？？只受扭矩矩而不受受弯矩的的作用的的轴是传传动轴，，设计时时应考虑虑：a.轴和和轴上零零件有准准确的轴轴向上和和周向上上位置；；

b.轴有足足够的强强度和刚刚度；c.轴轴上零件件应便于于装拆和和调整；；

d.轴有良良好的工工艺加工工性能。。22.普普通丝杆杆和滚珠珠丝杠传传动各自自优点和和应用场场合见本书P93表表3.3-4中中特点和和应用。。23.简简述非同同步传动动带选用用一般程程序见机械设设计带传传动这一一章24.采采用滚珠珠丝杠于于垂直传传动时，，应注意意什么问问题？应应采用什什么措施施去解决决？摩擦阻力力小，不不易自锁锁，当用用于垂直直传动时时，由于于连接件件的自重重逼使丝丝母在丝丝杠上向向下运动动，为了了防止自自动下滑滑应设置置防下滑滑装置。。25.标标准化减减速器按按传动和和结构特特点分类类有哪五五种？选选用时主主要考虑虑哪些要要求？a.齿轮轮减速器器特特点：效效率高，，工作耐耐久，维维护方便便，有单单级、二二级、多多级，应应用较广广

b.蜗杆减减速器特特点：：效率不不高，但但结构紧紧凑尺寸寸相对小小，工作作平稳，，噪音小小，单级级应用较较多，获获大传动动比。c.行行星齿轮轮减速器器d.摆线线针轮减减速器e.谐波齿齿轮减速速器c、d、、e特点点：可获获得大传传动比，，结构紧紧凑，但但制造较较难，精精度高，，装配和和维修也也较难，，成本高高，重量量减轻。。26.机机械械无无级级调调速速器器结结构构主主要要有有哪哪四四种种？？它它们们调调速速原原理理是是什什么么？？27.两两件件联联接接常常用用哪哪些些型型式式和和方方法法？？常用用螺螺纹纹联联接接，，销销联联接接，，键键联联接接，，过过盈盈联联接接28.什什么么是是离离合合器器？？其其主主要要功功能能和和设设计计要要求求是是什什么么？？在同同一一轴轴上上，，有有主主动动件件和和从从动动件件，，他他们们需需要要有有控控的的分分离离和和结结合合时时，，可可以以在在中中间间设设立立一一个个装装置置来来完完成成这这个个功功能能，，该该装装置置称称为为离离合合器器。。它它的的功功能能除除了了离离和和合合以以外外，，还还可可以以进进行行换换向向和和变变速速等等工工作作，，，，有有的的还还有有节节能能、、吸吸收收冲冲击击能能，，减减振振、、速速度度超超越越等等功功能能。。设设计计的的基基本本要要求求是是：：接接合合平平稳稳，，分分离离彻彻底底，，结