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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
课程:机械设计学 命题教师:张艳冬 一、 学期:20102011(1) 第(1)套题 命题院(系、部) (盖章) :机械工程与自动化学院

简答( 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。

1

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二、

功能原理设计( 功能原理设计(40 分)

1、 如图所示纸盒的内壳是由半硬纸板切缝然后粘接到一个方形的围条上, 围条预先围在塑料块上。欲设计纸盒围条粘接装置,试进行原理方案设计(确定 总功能,进行功能分析,求解单元解、系统解)(30 分) 。 总功能: 分) (4 功能分析:功能分解(5 分) ,功能结构(5 分) 单元解: 分) (8 系统解: 分) (8 2、 方案分析(5 分) 可行性(2 分) ,先进性(2 分) ,经济性(1 分) 3、 图示为带轮张紧装置,试分析工作原理(5 分) 结构说明(2 分) ,工作过程(3 分) 三、 实用化设计( 实用化设计(30 分)

1、 图示可调同步齿轮,试说明 1 号件上的圆弧槽的功能,1 号件到 3 号件的 扭矩传递功能是怎么实现的?2 号件到 3 号件的扭矩传递功能是怎么实现的?绘 制零件相关图,指明 2 号件的工作部分和连接部分,绘制 2 号件的零件图。 (18 分) 功能、实现原理: (各 2 分) 1 号件上的圆弧槽的功能:调节齿轮侧隙; 1 号件到 3 号件的扭矩传递功能是怎么实现的:5 号件螺栓 2 号件到 3 号件的扭矩传递功能是怎么实现的:锥销 零件相关图: 分) (6 结构要素说明: 分) (2 工作部分:销孔,与 1 号件、3 号件接触的端面,内孔,齿面; (指出两处即可) 连接部分:工作部分外均为连接部分 零件图:图形(1 分) ,尺寸标注(设计基准 2 分,尺寸公差 2 分,形位公差 1 分) 2、指出图示两种结构方案哪个更合理,为什么?(3 分) 结论(1 分) ,理由说明(2 分)
2

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结论:b

理由:受力点应尽量靠近支撑点。

3、分析下图中哪种方案力流最为合理,为什么?(3 分) 结论(1 分) ,理由说明(2 分) 结论:a 理由:力流最短。

4、用所学知识说明下述两种结构方案哪种合理。为什么?(3 分) 结论(1 分) ,理由说明(2 分) 结论:b 理由:易于加工。

5、图示预应力工字梁,若预应力过大,会产生什么后果?为什么?(3 分) 结论(1 分) ,理由说明(2 分) 结论:钢梁过载破坏 理由:此种结构意在对钢梁进行弹件强化。当预应力过大

时钢梁将产生塑性变形,此时残余应力的方向与工作载荷方向一致。 四、 商品化设计( 商品化设计(10 分)

1、 已知:系统由 A、B、C、D 四部件组成,他们的重要程度为 A 和 B 重要,C 不重要,D 比较重要。四部分的成本系数分别为 KA=0.3,KB=0.4,KC=0.2, , KD=0.1 (6 分) 解: a. 功能系数求解(2 分) b.功值系数求解(2 分) c.结论(2 分) 功能系数和功值系数求解:
零件名称 A B C D 一一比较 A X 1 0 0 B 1 X 0 0 C 1 1 X 1 D 1 1 0 X 3 3 0 1
i

评分

功能 系数 0.428 0.428 0 0.144

功值系数
1.42 1.07 0 1.44

∑P = 5

∑ F =1
i

结论:C 为优化目标。 2、 利用产品适应性变化的方法进行新产品的开发,产品原型为自行车,适用场 合为常年寒冷地区(4 分) 适应性变化概念(1 分) 新方案(3 分) 适应性变化概念:产品适应性变化方法:适用性改变、开发新用途、增添附加功 能,拓宽使用面。 新方案:功能描述(2 分) 、解法(1 分) 。
3


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