機械設計學課本

1、第一章緒論1.機械設計學學科的三個組成部分：功能原理設計、實用化設計、商品化設計。2.機械設計具有哪些主要特點？（多解性、系統(tǒng)性、創(chuàng)新性）3.近代“設計學”的重大發(fā)展（功能思想的提出和發(fā)展；人機學思想的形成和發(fā)展；工業(yè)設計學科體系的發(fā)展和成熟）4.從設計構思的角度將機械設計步驟歸納為哪三大步？（創(chuàng)意、構思、實現(xiàn)）出發(fā)點目標結果科研求知欲、好奇心發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律更好地認識客觀世界設計需求發(fā)明新產(chǎn)品創(chuàng)造一個更好的新世界技術制造開發(fā)新工藝和新材料制造出更好的零件5.“設計”是把各種先進技術成果轉化為生產(chǎn)力的一種手段和方法。機械產(chǎn)品設計的一般過程：認識需求目標界定問題求解分析選優(yōu)評價決策表達實現(xiàn)。6.機械

2、設計學的研究對象：機械設計學研究機械設計的規(guī)律、過程、原理、方法、設計原則以及其他機械設計的共性技術。7.功能是產(chǎn)品的核心和本質(zhì)。第二章機器的組成及典型機器的功能分析1.機器的定義：有兩個或兩個以上相互聯(lián)系配合的構件所組成的聯(lián)合體，通過其中某些構件的限定的相對運動，能將某種原動力和運動轉變，以執(zhí)行人們預期的工作，在人或其他智能體的操作或控制下，實現(xiàn)為之設計的某種或幾種功能。2.從不同角度看機器的組成：從機構學的角度看：各種基本機構，自由度=原動機數(shù)；從結構學的角度看：各種基本零件；從專業(yè)的角度看：各種主要部件3.從功能的觀點看機器的組成：機器由多個主要分功能系統(tǒng)構成，它們的協(xié)調(diào)工作實現(xiàn)了實現(xiàn)了

3、機器的總功能。又可進一步分為：工作機（工作頭、執(zhí)行機構）傳動機原動機控制器。4.從功能的觀點看機器的分類可分為：工藝類機器：對物料進行工藝性加工的機器，主要特征是具有專用的工作頭并進行獨特的工藝加工動作；非工藝類-不對任何物料進行工藝性加工，只實現(xiàn)某些特殊的動作性的機器。5.家用縫紉機是一種典型的工藝類機器。工藝方式：一是采用針尖引線的方法代替針尾引線；二是采用雙線互鎖交織的方法代替反復穿刺。功能分析：（1）總功能：將線按一定規(guī)律縫于縫料上，它可使一根線或多根線通過自連、互連、交織，在縫料上形成一定形式的線跡。（2）主要功能：引面線造環(huán)功能，勾面線擴環(huán)供給和收回面線的功能，輸送縫料的功能。（3

4、）調(diào)節(jié)面線和底線阻尼的功能，調(diào)節(jié)壓腳和壓緊力的功能，調(diào)節(jié)送布針距的功能，繞底線功能。（4）控制功能：機械控制功能，人機控制功能，電子控制功能。6.現(xiàn)代銀行點鈔機是一種典型的機電一體化系統(tǒng)，屬于工藝類機器。功能要求：要有堆放準備清點紙幣的空間，并能將紙幣連續(xù)輸入，直到最后一張；要有能把紙幣逐張分開，避免兩張當做一張計數(shù)的機構；要有準確計數(shù)的裝置，清理完畢的紙幣要整理成一疊。功能分析：（1）總功能：將一沓同樣的紙幣輸入機器之后，經(jīng)過機器處理，最后輸出一沓整齊的紙幣，同時計數(shù)器準確顯示紙幣的張數(shù)。（2）主要功能：進鈔輸入功能，分鈔功能，計數(shù)功能，整理功能（3）輔助功能：動力及傳動功能，接鈔輸入口斜板

5、調(diào)節(jié)功能，阻尼輪壓緊功能（4）控制功能：機械控制功能，光電控制功能，人機控制功能。第三章機械產(chǎn)品的功能原理設計1.功能原理設計：機械產(chǎn)品設計的最初環(huán)節(jié)，是先要針對該產(chǎn)品的主要功能提出一些原理性構思，這種針對主要功能的原理性設計，稱。實質(zhì):是對方案的構思和擬定過程。2.構思鈔票逐張分離的工作原理：推括、摩擦、離心力、重力、粘力、氣吹、氣吸、靜電。3.功能原理設計重點：提出創(chuàng)新構思，盡量使思維盡量“發(fā)散”，力求多解，便于選優(yōu)。4.為什么要突出功能原理設計：功能原理設計對產(chǎn)品的成敗起決定性作用。5.任何一種機器的更新?lián)Q代都存在三個途徑：一是改革工作原理；二是通過改進工藝、結構和材料提高技術性能；三是

6、加強輔助功能使其更適應使用者的心理。6.功能原理設計的工作特點：用一種新的物理效應來代替舊的物理效應，使機器的工作原理發(fā)生根本的變化的設計。;功能原理設計往往要引入某種技術，但首先要求設計人員具有新想法，新構思;功能原理設計使機器品質(zhì)發(fā)生質(zhì)的變化。7.功能原理設計的工作內(nèi)容:針對某一確定的功能目標，尋求一些物理效應，并借助某些作用原理來求得一些實現(xiàn)該功能目標的解法原理。8.構思新原理的步驟：首先明確功能目標，然后進行創(chuàng)新構思，得出某些解法原理后還應通過模型試驗，進行技術分析，驗證其原理上的可行性；對于不完善的構思還應按實驗結果做修改、完善和提高工作；最后對幾個解法作技術經(jīng)濟的評價對比，選擇其中

7、一種較合理的解法作為最優(yōu)方案予以采用。9.CIMS中物料運輸系統(tǒng)的功能目標分析：1、明確功能目標：裝設導向系統(tǒng)的費用要??；允許擴充和調(diào)整設備，變動運輸路線；在擁擠的工作環(huán)境中小車能靈活運行。2、提出的原理性設想：應用慣性導航技術，利用所設參考點用于制程序給出理論軌跡并作軌跡誤差的修正；應用傳感器引導繞過障礙物；在共建轉接戰(zhàn)上用超聲波定向，使小車實現(xiàn)準確定位。10.系統(tǒng)工程學用“黑箱”描述功能：任何一種系統(tǒng)都有輸入和輸出，把技術系統(tǒng)看成一個黑箱，其輸入用物料流M、信息流S和能量流E描述，其輸出用相應的M、S、E來描述。11、硬幣計數(shù)包卷機，試分析要實現(xiàn)總功能，必須要有哪些分功能單元，試分別畫出功

8、能分解圖和功能結構圖，并簡要說明計數(shù)功能如何實現(xiàn)的？功能單元：硬幣堆放、輸送功能單元；硬幣排列、分選、挑殘功能單元；硬幣分選計數(shù)功能單元；硬幣堆碼、整理功能單元；送紙、撕紙功能單元；硬幣包卷功能單元；卷邊功能單元。12.功能的含義：某一機器(或裝置)所具有的轉化能量、運動或其它物理量的特性。/一個技術系統(tǒng)在以實現(xiàn)某種任務為目標時，其輸入量和輸出量之間的關系。13.功能元素-把機器中的復雜動作分解為一些基本動作，這些基本動作理解為14.任何技術系統(tǒng)都可以視為三種流的處理系統(tǒng)：能量流、物料流、信息流。15.功能單元：將總功能分解成較為簡單的、具有一定的獨立性、可以直接求解“功能單元”，也稱“功能元

9、”。16.功能分析：由總功能分解為分功能，最后作出功能結構圖。也可稱為“系統(tǒng)分析”。17、功能結構的三種基本結構形式：串聯(lián)、并聯(lián)、回路18.動作功能是指以實現(xiàn)動作為目的的功能。（1）簡單動作功能:由倆個或倆個以上的具有特殊幾何形狀的構件組成，利用它們形體上的特征，可以實現(xiàn)互相運動或鎖合的動作(帶軸輪子，拉鏈)：一次性動作復雜動作。（2）復雜動作功能，以采用基本機構為主。常用的基本機構主要有齒輪機構，凸輪機構，連桿機構，螺旋機構，間歇運動機構，摩擦機構簡單動作功能的求解思路：幾何形體組合法,即：針對功能目標，對幾個構件的幾何形體進行構思、組合；復雜動作功能的求解思路：基本機構組合法。19.工藝功

10、能：工作頭和工作對象相互配合，實現(xiàn)一種功能。20.兩個重要因素：（1）采用哪種工藝方法（2）工作頭采用什么形狀和動作21.工藝功能的特點：工作頭的形狀、運動方式和作用場是完成工藝功能的三個主要因素。22.物一場分析法：S1通過F作用于S2。其中，主體(S1)是對客體發(fā)出作用的物體，即工作頭；客體(S2)是被加工的物體；F：場，這不單指某種物理場，而是廣義地指S1向S2作用時發(fā)出的力、運動、電磁、熱、光一切作用場。23.“最小技術系統(tǒng)”：在任何一個最小技術系統(tǒng)中，至少有一個主體(S1)，一個客體(S2)和一個場(F)。缺一即不可能發(fā)生技術作用。24.用SField模式探求工藝功能原理的解法：尋求

11、合理的F和S例1：為了完成修剪草地的任務，如何構思剪草機的工作原理?在這個問題里，S2是草地上的草。剩下的問題是尋找合適的F和S1了。首先要尋找各種可能被利用的F并加以分析和比較：拉力可以拉斷草，但無法控制被拉斷的草的高度，無法使草地整齊。割斷力像農(nóng)夫割麥一樣，需要握住草的上部才能割斷。剪斷力利用剪刀刃合攏，可以剪斷。顯然，人們常常選擇剪斷力作為理想的F，當然S1就只能是剪刀。將剪刀做成像理發(fā)推子那樣，就是傳統(tǒng)的剪草機的解法原理。還可以通過“完善”、“增加和“變換”的方法來尋求新的解法。（1）完善：原設計中有時出現(xiàn)缺少F或S1的情況并因此而造成功能不良的后果。應該通過補全F或S1的措施來使SF

12、ield模式完善化。（2）增加：一個最小技術系統(tǒng)至少應具有S1、S2和F，但有時還應輔以S1和F，才能更好地完成希望實現(xiàn)的功能。（3）變換：對已有工藝功能解法中的S1和F進行分析后，常?？梢园l(fā)現(xiàn)它們并非是不可替換的。有時通過變換可能會產(chǎn)生意想不到的好效果。例2.以前制造平板玻璃，采用“垂直引上法”，是將半流體的玻璃從熔池中不斷上引，開始時通過軋輥控制厚度，以后邊向上引邊凝固。這種方法制造出來的玻璃表面總是有波紋并且厚度不均。試用物場分析法分析產(chǎn)生波紋和厚度不均問題的原因，并說明改造措施。答：由物場分析法可以看出，整個工藝過程中，玻璃S2在凝固前大部分時間中缺少F和S1，這是造成玻璃表面有波紋并

13、且厚度不均的原因。改進工藝：讓液態(tài)玻璃漂浮在低熔點金屬的液面上，邊向前流動邊凝固，這就是“浮法”制造平板玻璃的功能原理解法。浮法工藝補充了低熔點合金的液面作為S1，又利用該合金液面的表面張力作為一種特殊的力場F，既浮起了玻璃又使玻璃表面保持水平、光滑和均勻。第四章機械功能原理的實現(xiàn)1.機構能實現(xiàn)哪些動作功能（運動形式或運動規(guī)律變換、實現(xiàn)開關、聯(lián)鎖和檢測、實現(xiàn)程序控制或手動控制）2.選擇機構實現(xiàn)功能原理的原則和范圍：（1）實現(xiàn)功率性的機械運動形式或規(guī)律的變換功能(2)實現(xiàn)固定軌跡或簡單可調(diào)的軌跡功能(3)在特定條件下能優(yōu)質(zhì)地實現(xiàn)開關、聯(lián)鎖和檢測等功能(4)實現(xiàn)簡單的固定程序或可變程序的控制。3.

14、一切機器都包含哪四個部分？（動力機、傳動機構、執(zhí)行機構、控制部分）4.常用的傳動機構有哪些？（齒輪、連桿、螺旋、楔塊、棘輪、槽輪、摩擦輪、撓性件、彈性件、液氣動、電氣及利用以上機構組合而成的復合機構）5.傳動機構在使用中主要作用是什么？（1）實現(xiàn)運動速度或力的大小變換：嚙合方式、摩擦方式、楔塊原理、流體作用原理。（2）運動形式或傳力方式的變換：轉動、平動、擺動。6.常見的用于運動速度或力的大小變換的傳動機構主要有哪些？并簡要說明。答：1)通過嚙合方式進行傳動(例如；齒輪、蝸輪蝸桿、鏈傳動、同步齒形帶等)。其中：齒輪傳動可以在平行軸或交錯軸間實現(xiàn)準確的定傳動比傳動，適用功率和速度范圍廣2)通過摩

15、擦方式進行傳動(例如：摩擦輪傳動、摩擦式無級變速器、帶傳動、滑輪傳動等)。這類機構結構簡單，成本低廉，由于帶具有柔軟性、吸收振動的特性。3)利用楔塊原理進行傳動(例如：螺旋傳動、偏心輪傳動等)。螺旋傳動的優(yōu)點是增力效果大，可用較小的轉矩得到較大的軸向力。結構簡單，傳動精度高，平穩(wěn)無噪聲等。4)利用流體作用原理進行傳動(例如：液壓、氣動傳動等)。液壓傳動能傳動較大的力，經(jīng)常用于傳動比不需十分精確但載荷很大的情況下但液壓傳動速度較慢。7.執(zhí)行機構定義：帶動工作頭進行工作并使之獲得工作力或力矩的機構。主要作用（1）實現(xiàn)特定運動規(guī)律（2）實現(xiàn)特定的運動軌跡（3）實現(xiàn)某種特殊的信息傳遞。8.工作頭定義：

16、直接接觸并攜帶工作對象完成一定的工作，或是在其上完成一定的工藝動作的構件主要作用：(1)夾持：(2)搬運、輸送及轉換工位3)施力。9.選擇機構類型和擬定機構簡圖中的幾個問題：滿足工藝功能動作和運動要求的情況下應使機構最簡單，傳動鏈最短。使機構有有利的傳力條件對行程不大但克服工藝阻力很大的連桿機構(如沖壓機構)，應采用增力機構，使其在近于死點位置工作。使機構有盡可能好的動力性能使機器操縱方便，調(diào)整容易，安全耐用。10.發(fā)揮機構固有潛力的方法機構的創(chuàng)新設計改變機構的某些尺寸參數(shù)，使機構出現(xiàn)一些新的功能運用機構的串聯(lián)組合，改變機構的運動特性運用機構的并聯(lián)組合，得到某些特殊的運動規(guī)律或軌跡利用機構組成

17、原理發(fā)現(xiàn)新的機構引進當前的最新技術，使舊的機械功能得到新的生命。第五章機械產(chǎn)品的實用化設計1.產(chǎn)品設計就是根據(jù)市場需求，把提供的資料轉化為滿足人類和社會需求的技術裝置的規(guī)劃工作2.內(nèi)部空間：它的任務是將設計要求轉化為滿足要求的實物產(chǎn)品，是設計核心工作；外部空間：所包括的問題是對設計的各項要求和設計工作所應用的技術方法，稱設計的外圍問題。3.在機器設計中如何區(qū)別核心技術和關鍵技術兩個不同概念？答：核心技術是指實現(xiàn)總功能和主要要求的技術，對不同的機械其核心技術是不相同的。關鍵技術是實現(xiàn)某種功能過程中需要解決的技術難題。它與核心技術是兩個不同的概念，在核心技術中也有關鍵技術問題。4.設計要求分為主要

18、要求和其他要求。主要要求是針對產(chǎn)品功能，性能，技術經(jīng)濟等指標所提出的直接要求。1)功能要求2)適應性要求3)性能要求4)生產(chǎn)能力要求5)可靠性要求6)使用壽命要求7)效率要求8)成本要求9)人機工程要求10)安全性要求11)包裝，運輸要求。5.總體參數(shù)的初步確定方法：可采用理論計算法、經(jīng)驗公式法、相似類比法、實驗法。6.確定總體參數(shù)的原則：1）先進性；2）實用性；3）經(jīng)濟性。7. 總體參數(shù)：（1）機械設備的理論生產(chǎn)率Q （2）功率參數(shù)：1）運動參數(shù)2）力能參數(shù)（3）重量參數(shù)，包括整機重量、各主要部件重量、重心位置等。它反映了整機的品質(zhì)（4）總體結構參數(shù)：總體結構參數(shù)包括主要結構尺寸和作業(yè)位置尺

19、寸。主要結構尺寸是由整機外形尺寸和主要組成部分的外形尺寸綜合而成。作寸是機器在作業(yè)過程中為了適應工作條件要求所需尺寸。性能參數(shù)，結構參數(shù)。8.機械傳動系統(tǒng)包括定傳動比機構、變速機構、運動轉換機構和操縱控制機構等幾部分組成。按其能量流動路線的不同，傳動系統(tǒng)可分為：（1）單流傳動（2）分流傳動（3）匯流傳動（4）混流傳動：所謂混流傳動，就是傳動系統(tǒng)中既有分流傳動又有匯流傳動。9.單流、分流、匯流傳動，各自的特點：單流：原動機所輸出的能量順序經(jīng)過每一級傳動件的傳動形式分流：原動機所輸出的能量有多個分支傳動到個執(zhí)行機構的傳動方式匯流傳動：原動機所輸出的能量經(jīng)多條傳動鏈傳動后匯聚于執(zhí)行機構10機械傳動鏈

20、的類型及適用范圍：外聯(lián)傳動鏈：聯(lián)系動力源和執(zhí)行件(如機械主軸或分配軸)的傳動鏈、是運動和外部(動力源)的聯(lián)系；內(nèi)聯(lián)傳動鏈：復合運動的內(nèi)部聯(lián)系，如分配軸至各執(zhí)行件。適用范圍：只有復合運動才有內(nèi)聯(lián)傳動鏈，無論是簡單運動還是復合運動，都必須有一條外聯(lián)傳動鏈。內(nèi)聯(lián)傳動鏈必須用傳動比準確的傳動副，而不能用摩擦傳動副(如帶、摩擦無級變速器)、液壓傳動等。外聯(lián)傳動鏈則沒有這種要求，傳動比的誤差對加工或處理產(chǎn)品的質(zhì)量不會有什么影響。設計外聯(lián)傳動鏈時，主要應保證要求的速度和傳遞的功率；設計內(nèi)聯(lián)傳動鏈時主要應保證傳動比精度。兩者考慮的重點是個同的。11.機器的驅動系統(tǒng)是指由原動機、傳動機構、執(zhí)行機構組成的整個機械

21、系統(tǒng)。第六章機械結構設計1.零件又可稱為結構件，是構成機械裝置的基本單元。在機械結構中的基本功能有：傳遞運動和動力、承受載荷、成形、其它功用。2.何謂零件的相關？（每個零件都與一個或幾個零件有裝配關系或相互位置關系，可以稱這種關系為相關，稱有這種關系的兩個零件互為相關零件）何謂直接相關和間接相關？（凡是兩零件有直接裝配關系的叫直接相關；沒有直接裝配關系的叫間接相關）3.結構件通常具有哪些結構要素?在結構設計中應如何區(qū)別對待？固定安裝和活動安裝有何區(qū)別？答：分為工作部分、聯(lián)接部分。工作部分的設計主要考慮工作面的形狀、尺寸、精度、表面質(zhì)量等，而聯(lián)結部分主要考慮強度、剛度等要求。活動安裝一般保留了一

22、個或一個以上的移動或轉動的自由度可按工作部分進行設計。4.結構設計的基本原則：明確 功能明確，避免冗余結構，減少靜不定結構；工作原理明確；使用工況及承載狀態(tài)明確。簡單在滿足總功能前提下，盡量力求結構形狀簡單、零部件數(shù)量少安全可靠1)直接安全技術法：是指在結構設計中充分滿足安全可靠要求，保證在使用中不出現(xiàn)危險，如采用安全銷、安全閥和易損件等。對于可能松脫的零件加以限位，使其不致脫落造成機器事故。2)間接安全技術法：通過防護系統(tǒng)和保護裝置來實現(xiàn)技術系統(tǒng)的安全可靠如液壓回路中的安全閥、電路系統(tǒng)中的保險絲等，都是當設備出現(xiàn)危險或超負荷時，自行脫離危險狀態(tài)。3）提示性安全技術法：既不能直接保證安全可靠，

23、又沒有保護或防護措施，僅能在事故出現(xiàn)以前發(fā)出報警和信號，提醒人們注意。5.結構設計的原理等強原理變形協(xié)調(diào)原理就是使相聯(lián)接的兩零件在外載荷的作用下所產(chǎn)生的變形的方向相同，并且使其相對變形盡可能小。任務分配原理分配有三種可能：1）一零件完成多種功能2）一零件完成一種功能：3）多零件共同完成一種功能：自助原理：自加強、自平衡和自保護：穩(wěn)定性原理。6.提高靜強度的設計方法：合理確定截面形狀(空心軸剛度較大)載荷分流載荷分流就是將一個較大的或復合的載荷分流到不同零件或同一零件的不同部位上，從而達到降低應力、減小變形的效果載荷均布載荷均布是指將集中成分布不均的載荷變成近似均布的載荷以降低構件的最大應力。改

24、善軸系支撐結構充分發(fā)揮材料特性合理強化預加載荷是構件在制造或裝配時就被施加一定的載荷使其產(chǎn)生相應的塑性變形或彈性變形，從而減小工作應力或工作載荷引起的再變形。7.比較彈性強化、塑性強化、予緊的概念和區(qū)別。答：強化：以減小應力為目的的預加載荷方法稱為強化。預緊：以提高剛度、減小工作時再變形為目的的頂加載荷方法稱為預緊。彈性強化是使構件在受工作載荷之前預受一個與工作載荷相反的載荷，產(chǎn)生一個相應的預變形，以及一個與工作應力相反的預應力，工作時該預加載荷部分地抵消工作載荷，預變形部分抵消工作變形，從而降低了構件的最大應力。塑性強化是使構件在工作狀態(tài)下應力最大部分預先經(jīng)塑性變形而產(chǎn)生一個與工作應力符號相

25、反的殘留應力，用以部分地抵消工件應力。預緊是通過一個與工作載荷方向相同的預加載荷。使零件產(chǎn)生一定的與工作時同方向的彈性變形、以減少工作時的進一步變形，從而提高剛度的有效措施。8.提高靜剛度的設計方法：采用椼架結構合理布置支承合理布置隔板與肋板9.提高疲勞強度的設計方法：緩解應力集中避免應力集中源的聚集降低應力幅10.提高接觸強度和接觸剛度的設計方法：增大綜合曲率半徑增加接觸元素數(shù)量用低副代替高副通過預緊提高接觸剛度。11.誤差分類：原始誤差、原理誤差、工作誤差、回程誤差。12.提高精度的設計方法：1.有利于減少原始誤差的結構設計措施2.補償系統(tǒng)誤差3.誤差均化4.利用誤差傳遞規(guī)律5.合理配置精

26、度6.選擇較好的近似機構7.采用有利于施工的機構8.阿貝原則9.減少回程誤差。13.什么是阿貝誤差？為什么的測量精度較低？欲使量儀給出正確的測量結果，必須將量儀的讀數(shù)線尺安放在被測尺寸的延長線上。精度低的原因：游標卡尺測頭及讀數(shù)線尺移動的導軌有直線度誤差，由于測頭與讀數(shù)線尺不沿同一條直線布置，當量儀沿導軌移動時，測頭與讀數(shù)線尺的移動距離不相同從而引起的誤差，它不符合阿貝原則。第七章機械產(chǎn)品設計中幾個主要技術問題1.疲勞：零件在循環(huán)應力和循環(huán)應變作用下，由于某點或某些點產(chǎn)生了局部的永久結構變化，從而在一定的循環(huán)次數(shù)以后形成裂紋和發(fā)生斷裂的過程。2.疲勞破壞破壞一般可分為三個階段：疲勞裂紋萌生、疲

27、勞裂紋的擴展、失穩(wěn)斷裂。3.疲勞破壞的特點：疲勞破壞是在循環(huán)應力或循環(huán)應變作用下的破壞,疲勞條件下的破斷應力低于材料的抗拉強度Bs,而且可能低于屈服極限Ss疲勞破壞必須經(jīng)歷一定的載荷循環(huán)次數(shù)零件在整個疲勞過程中不發(fā)生宏觀塑性變形,其斷裂方式類似于脆性斷裂疲勞斷口上明顯的分為兩個區(qū)域。4.影響疲勞強度的因素：應力集中的影響、尺寸效應、表面狀態(tài)的影響。6.現(xiàn)行的疲勞設計主要有以下幾種：名義應力疲勞設計法（無限、有限壽命設計法）、局部應力應變分析法、損傷容限設計法、疲勞可靠性設計。7.一個零件的磨損過程大致可分為哪三個階段？并結合磨損量特性曲線圖說明。1）磨合階段磨合（跑合）：是指新的零件在運轉初期

28、的磨損，磨損率較高。新的摩擦副表面比較粗糙，真實微觀接觸面積比較小，壓強大，因此運轉初期的磨損比較快。2）穩(wěn)定磨損階段屬于零件正常工作階段，磨損率穩(wěn)定且較低。這一階段的長短直接影響機器的壽命。3）劇烈磨損階段零件經(jīng)長時間工作磨損以后，表面精度下降，表面形狀和尺寸有較大的改變，破壞了原有的間隙和潤滑性質(zhì)，使效率降低，溫度升高，沖擊振動加大，導致磨損加劇，最終導致零件報廢。8.低周疲勞概念及特點是什么？（在循環(huán)加載過程中，當應力水平很高，應力鋒值接近或高于屈服強度而進入塑性區(qū)時，每一應力循環(huán)有少量塑性變形，呈現(xiàn)滯后回線，以至循環(huán)次數(shù)很低時就產(chǎn)生疲勞破壞；特點：應力水平高、循壞次數(shù)少、應變在疲勞破壞

29、中起主要作用、斷裂壽命的變化對循環(huán)應力的高低已不敏感）9.滑動摩擦的機理：機械理論、分子理論、機械分子理論、粘著理論。10.滾動摩擦的機理：微觀滑移、彈性滯后、彈性變形、粘著效應。11.磨損的機理：粘著磨損機制、磨粒磨損機制、表面疲勞磨損機制、腐蝕磨損、微動磨損。12：表征磨損的指標：磨損量、磨損率、耐磨性、相對耐磨性。13.減少磨損的途徑：改善設計、提高加工和裝配質(zhì)量，采用性能良好的潤滑系統(tǒng)，選用適應不同要求的材料和對材料進行表面處理。14.常用的可靠性指標有：可靠度、失效率、平均壽命、維修度、有效度、可靠壽命。15.人機工程學就是研究人機器環(huán)境所組成系統(tǒng)的三要素以及相互關系。16，在人體運

30、動中，肌肉產(chǎn)生兩種效應：動態(tài)肌肉效應、靜態(tài)肌肉效應。17.從人體力學考慮人機學設計：避免造成靜態(tài)施力的不自然姿勢盡量避免使身體各部位承受力矩性載荷應使操作者能經(jīng)常變換姿勢，減輕疲勞盡量減少肌肉擔負的實際載荷減少靜態(tài)施力的頻率和周期設計新結構，降低肌肉的靜態(tài)載荷。18.衡量人機系統(tǒng)的質(zhì)量及協(xié)調(diào)性的指標：反應時間周期T、精度Ps、可靠度Ks。19.摩擦學研究的范圍？（研究摩擦、磨損和潤滑這幾個相互關聯(lián)領域的科學與技術問題的結合學科）20.機械零件的磨損大體分哪五種類型？（粘著磨損、疲勞磨損、磨粒磨損、腐蝕磨損、微動磨損）第八章機械產(chǎn)品的商品化設計1.產(chǎn)品實體：提供給消費者的效用和利益；產(chǎn)品形式：質(zhì)

31、量、品種、花色、款式、規(guī)格及商品包裝等；產(chǎn)品延伸：附加部分如維修、咨詢服務、交貨安排等。2.企業(yè)的商品化總體戰(zhàn)略：銷售、經(jīng)營、設計3.產(chǎn)品競爭力三要素：功能原理的新穎性，這是競爭力的核心要素；技術性能的先進性和實用化設計，優(yōu)良的技術性能是產(chǎn)品競爭力的結構要素；具備產(chǎn)品競爭力的心理要素，提高產(chǎn)品的吸引力，迎合顧客心理。4.產(chǎn)品商品化設計措施：機械產(chǎn)品的造型設計；價值優(yōu)化設計；產(chǎn)品的標準化、系列化、模塊化設計；產(chǎn)品性能適用性變化；綠色產(chǎn)品設計。5.造型設計的三項基本原則：實用、經(jīng)濟、美觀。6.造型設計的要素功能基礎：指產(chǎn)品特定的技術功能，功能將決定產(chǎn)品形體的整體布局和外型輪廓。造型要充分體現(xiàn)功能的

32、科學性，使用的合理性及具有易于制造，易于修理的特點。物質(zhì)技術基礎是實現(xiàn)產(chǎn)品功能的保證。機械產(chǎn)品的物質(zhì)技術基礎主要指的是結構、材料、工藝、配件的選擇。生產(chǎn)過程的管理以及采用合理的經(jīng)濟性制約條件等。藝術形象使產(chǎn)品的形象具有優(yōu)美的形態(tài)，給人以美的享受。7.美學法則1）統(tǒng)一與變化2）對比與調(diào)和3）穩(wěn)定與輕巧4）對稱與均衡5）比例與尺度8.機械產(chǎn)品的造型手段：1）形態(tài)構成：體量、形態(tài)、線型線；2）材質(zhì)工藝3）色彩4）裝飾設計5）造型設計的表現(xiàn)技法9.機械產(chǎn)品造型設計的程序分為三大階段：準備階段、設計階段和完善階段。10.衡量價值指標：產(chǎn)品的社會效益和經(jīng)濟效益。11.產(chǎn)品的價值通常定義為產(chǎn)品的功能與實現(xiàn)該

33、功能所耗成本之比。用公式表示為：V=F/CV：產(chǎn)品的價值F：產(chǎn)品的功能C：產(chǎn)品的功耗。當Vl時，兩者的比例合適；當V1時，應予改進。12.什么是產(chǎn)品價值，如何提高產(chǎn)品價值？產(chǎn)品的價值（以V表示）通常定義為產(chǎn)品的功能（以F表示）與實現(xiàn)該功能所耗成本（以C表示）。用公式表示V=F/CV=F/C表示通過改進產(chǎn)品設計，提高產(chǎn)品功能同時降低成本是產(chǎn)品價值得到較的大提升。V=F/C表示在保持產(chǎn)品成本不變的情況下，改進設計來提高產(chǎn)品功能，提高產(chǎn)品價值。V=F/C表示在保持產(chǎn)品功能不變的情況下，通過改進設計或采用新工藝、新材料或改進實現(xiàn)功能的的手段等，使成本有所降低，從而使產(chǎn)品價值得到提高。V=F/C表示在成

34、本略有增加的情況下改進設計使產(chǎn)品功能大幅度提高。V=F/C表示在不影響產(chǎn)品功能的前提下改進設計略降低某些次要功能或減少某些無關功能，以求得產(chǎn)品功能大大降低達到提高產(chǎn)品的價值。13.價值優(yōu)化中的功能分類：功能重要程度：基本功能、輔助功能：滿足用戶要求的性質(zhì)：使用功能、外觀功能；按功能相互關系分類：目的功能和手段功能。14.降低成本的途徑和措施：通過不同設計方案的價值分析，比較選擇，使設計方案能以最低的成本獲得最佳的產(chǎn)品選用合理廉價或代用材料并考慮材料的重復利用。設計中貫徹緊湊原則，使產(chǎn)品體積小，質(zhì)量輕結構設計上減少零、構件尺寸，盡量減少零件數(shù)目，設計便于加工的結構，并盡可能采用大批量生產(chǎn)的外購件、標準件或模塊式組合結構及時了解產(chǎn)品制造的最新知識，新技術和新工藝等，使設計加工成一體化系統(tǒng)，從而節(jié)約設計時間提高生產(chǎn)率而降低成本。15.藝術造型設計的基本原則是什么?其間有何關系