機械設計學復習題

1、濟南大學成教學院機械設計學復習題一、選擇題1、下列屬于動作功能的是（A）A、用杠桿撬石頭B、混凝土攪拌C、和面D、車削螺紋2、下列屬于工藝功能的是（A）A、鉆木取火B(yǎng)、吊起重物C、拉動開關D、搖動手柄3、經(jīng)濟競爭主要體現(xiàn)在國際市場的（A）競爭A、商品B、價格C、技術D、人才4、（A）是檢驗設計好壞的唯一標準A、市場B、技術C、功能D、成本5、設計和制造是密不可分的，光有先進的（A）,生產(chǎn)出來的是“落后的高質量產(chǎn)品”A、制造技術B、設計技術C、管理技術D、銷售策略6、設計和制造是密不可分的，光有先進的（A），生產(chǎn)出來的是“質量很差的先進產(chǎn)品”A、設計技術B、制造技術C、管理技術D、試驗技術7、設

2、計和科學研究相互滲透，設計區(qū)別于科學研究的地方是更需要人們的（A）A、創(chuàng)造力B、試驗水平C、制造水平D、市場意識8、顧客購買的不是產(chǎn)品本身，而是產(chǎn)品所具有的（A）A、功能B、技術C、外觀D、品牌9、下列機器中屬于工藝類機器的是（C）A、粒狀巧克力糖包裝機B、起重機械C、紡織機械D、時鐘10、下列機構中能將連續(xù)回轉運動轉變成往復移動的有（A）A、凸輪機構B、槽輪機構C、普通螺旋機構D、齒輪齒條機構11、“機械設計學”的學科組成可以分為（A）三大部分A、功能原理設計、實用化設計、商品化設計日功能原理設計、人機學、商品化設計C功能原理設計、人機學、工業(yè)設計D功能原理設計、實用化設計、工業(yè)設計12、“

3、實用化設計”的核心是要使產(chǎn)品具有優(yōu)良的（A）A、性能B、價格C、功能D、造型13、設計創(chuàng)造活動是從（A）開始的A、認識需求B、功能原理設計C、零件設計D、產(chǎn)品造型14、設計創(chuàng)意的重點在于（A），并且它必須具有潛在的需求A新穎性日造型美觀C增加附加功能DX降低成本15、機器不僅具有為實現(xiàn)總功能的主要功能，而且還存在很多低一層次的，起支持和保證的功能，稱為（A）A、輔助功能B、工藝功能C、動作功能D、基本功能16、下列屬于機器的輔助功能的是（C）A車床主軸的旋轉運動日車床刀架的移動C車削過程的冷卻DK自行車車輪的轉動17、從功能的觀點看，所有的機器首先可以分為（A）兩大類A工藝類和非工藝類日機構類

4、和非機構類C主要功能類和輔助功能類D專業(yè)類和非專業(yè)類18、下列機器中屬于非工藝類機器的是（A）A、起重運輸機械B、紡織機械C、金屬切削機床D、食品機械19、功能原理設計的重點在于提出（A）,使思維盡量“發(fā)散”，力求提出較多的解法供比較A創(chuàng)新構思B、試驗手段C、產(chǎn)品設計D、樣機試驗20、寶麗來一次成像相機的市場銷售不如自動相機的原因是（B）A、功能原理先進B、單張相片成本太高且不易復制C、市場需求量大D、造型不夠美觀21、通過改革工作原理而革新?lián)Q代的產(chǎn)品有（A）A、液晶電視B、多功能手電C、馬鞍車床D、立式鉆床22、下列屬于簡單動作功能的有（A）A、彈子鎖的鎖止功能B、硬幣包卷機的包卷功能C、內

5、燃機將直線往復運動轉化為旋轉運動的功能D、牛頭刨床刀具直線往復運動的功能23、關鍵技術功能的求解思路是（A）A、技術矛盾分析法B、物理效應引入法C、物場分析法D、功能分析法24、綜合技術功能的求解思路是（A）A、物理效應引入法。B、物場分析法C、功能分析法D、技術矛盾分析法25、采用物理效應引入法進行產(chǎn)品創(chuàng)新的有（A）A、從機械式手表到石英電子手表B、從普通車床到立式車床C、從手工縫制衣物到機械式縫紉機D、從插齒機到滾齒機26、下列不屬于工藝類機器工作頭的是（D）A、挖掘機的鏟斗B、銃床的銃刀C、縫紉機的機針D、起重機的吊鉤27、在產(chǎn)品設計過程中，屬于實用化設計階段的為（A）A、繪制零件圖B、

6、市場需求調查C、產(chǎn)品功能分解與構思D、產(chǎn)品包裝28、不屬于采用新工藝新技術而提高產(chǎn)品質量和產(chǎn)量的為（A）A、增加產(chǎn)品生產(chǎn)線數(shù)目B、采用火焰拋光工藝C、采用自動化生產(chǎn)線D、采用多層壓電晶體打印頭，微壓電彩色打印技術29、下列屬于直接安全技術的為（A）A、零件的可靠性設計B、采用防護系統(tǒng)和防護裝置C、通過指示燈報警D、不應同時工作的兩套機構間的互鎖機構30、確定和選擇結構方案時應該遵循的三項基本原則是（A）和安全可靠A、簡單、明確B、創(chuàng)新、宜人C、創(chuàng)新、人機工程學D、人機學、工業(yè)設計31、在晾衣桿的設計中，可以優(yōu)先選用的材料為（A）。A、管材B、棒材，然后采用鉆孔技術加工為空心管材C、鑄造空心桿件

7、D、實心的不銹鋼材料32、一些工作應力較低、對強度和韌性要求的傳動軸，一般選擇（A）材料A、45鋼B、40CrC、40MnBD、40CrNiMo33、在微觀和宏觀方面對疲勞的研究集中在（A）A、疲勞裂紋的萌生和擴展兩個方面B、疲勞裂紋萌生階段C、疲勞裂紋的擴展階段D、失穩(wěn)斷裂階段34、影響疲勞強度的因素有（A）A、應力集中、尺寸效應、表面狀態(tài)B、應力集中、表面狀態(tài)C、應力集中、尺寸效應D、應力集中、表面狀態(tài)、載荷狀態(tài)35、下列說法錯誤的是（C）A、可以利用摩擦進行焊接B、可以利用摩擦進行切割C、可以利用摩擦進行機器的跑合D、可以利用摩擦進行機器的制動36、下列說法正確的是（A）A、對大型元件組

8、合系統(tǒng)，必須首先盡力提高元件的可靠性B、在進行可靠性設計時，往往不需要事先規(guī)定目標可靠度C、在產(chǎn)品設計中，任何零件的可靠度要求總是一樣的D、產(chǎn)品的可靠度最好是137、人機學就是從系統(tǒng)論的觀點來研究（A）A、人、機器和環(huán)境的協(xié)調B、人和機器的協(xié)調C、人和環(huán)境的協(xié)調D、機器和環(huán)境的協(xié)調38、下列說法正確的是（A）A、靜態(tài)肌肉施力使能耗增加，心率加快，加速了肌肉疲勞進程B、操縱手輪運動是典型的靜態(tài)施力過程C、手提重物上樓是典型的動態(tài)施力過程D、機床操作者最好長時間以一種姿勢操作39、飛機高度表的設計最好采用（C）,以提高認讀的速度和精度A、多根長短不同的指針式B、多根色彩不同的指針式C、數(shù)字直讀式D

9、、柱形圖式40、為適應更廣的顧客需求，在產(chǎn)品基本功能不作重大改變情況下，可對產(chǎn)品作（A）變化A、適用性改變、開發(fā)新用途、增加附加功能B、增加新功能、適當提高價格C、改變產(chǎn)品包裝、加強廣告宣傳D、改變產(chǎn)品的商標41、下列說法正確的是（C）A、在功能原理設計階段一般要進行產(chǎn)品樣機試驗B、在實用化設計階段一般要進行模型試驗C、在功能原理設計階段一般要進行模型試驗D用在實用化設計階段一般不需要進行任何試驗42、一個機器設計師應該學會從各種角度來觀察機器。機械設計學則更強調從（A）的觀點來看機器的組成A、功能B、結構C、機構D、專業(yè)二、簡答1、關鍵技術功能的求解思路是什么？能否直接給出解法？試舉例說明。

10、參考答案：從分析技術矛盾到構思出解法原理的過程，是求解關鍵技術功能的原理解法的一般規(guī)律，即技術矛盾分析法并不能直接給出解法，而是幫助人們找出解決問題的途徑。如，在數(shù)控機床發(fā)展的初期，為了實現(xiàn)工作臺的精密定位和精密進給，必須使傳動絲杠和工作臺導軌的摩擦阻力盡量小，于是滾珠絲杠和靜壓導軌成了關鍵技術。2、試述結構方案設計中的直接安全技術、間接安全技術和提示性安全技術（定義和應用舉例）。參考答案：在結構中直接滿足安全要求，使用中不存在危險性的稱為直接安全技術。如基于有限損壞的易于剪斷的安全銷和采用冗余配置的備用發(fā)電機等；通過采用防護系統(tǒng)或保護裝置來保證安全的稱為間接安全技術。如機床中的安全離合器、液

11、壓系統(tǒng)的安全閥等；既不能直接保證安全可靠，又沒有保護或防護措施，僅能在發(fā)生危險之前進行預報和報警的，稱為提示性安全技術。如聲、光報警等。3、舉例說明結構件的三種主要功用。參考答案：承受載荷。機床的主軸箱除了承受裝在其中的零件的重力外，還要稱呼艘被加工件的重力、夾緊力和切削力等；傳遞運動和動力。牛頭刨床的擺桿就是把運動和動力傳給滑枕，以便使刨刀實現(xiàn)直線往復運動并切下金屬；保持有關零部件之間的相對位置或運動軌跡關系。車床主軸箱和床身之間有嚴格的相對位置關系，即主軸中心線與床身上的導軌平行，保證沿導軌移動的刀架上所裝刀具的尖端走出與主軸軸線相平行的軌跡，以車削出準確的圓柱體。4、說明預應力工字梁同時

12、包含的彈性強化（預應力和工作應力？）和自平衡原理（初始效應和輔助效應？）。參考答案：預應力工字梁裝有螺紋拉桿，通過拉桿兩端的螺紋將其拉緊，使工字梁產(chǎn)生一個與工作時相反的預應力，即上半部受拉，下半部受壓。當梁工作時，工作載荷所產(chǎn)生的應力恰與預應力相反，故可部分地被抵消掉，從而顯著地降低梁的最大應力，也減少受力變形。此為彈性強化原理的應用。從自平衡原理來說，拉桿拉緊產(chǎn)生的預應力是初始效應，工作載荷所產(chǎn)生的應力為輔助效應，從而正常載荷下的輔助效應同初始效應相反并達到部分平衡狀態(tài)。5、是否可以說，只要產(chǎn)品的功能強，就一定價值高？為什么？參考答案：不可以說，只要產(chǎn)品的功能強，就一定價值高。因為價值是產(chǎn)品

13、功能與成本、社會效益與經(jīng)濟效益的綜合反映，通常定義為產(chǎn)品的功能與實現(xiàn)該功能所耗成本的比值，即V=F/C。顯然，若得到的產(chǎn)品功能大，投入的壽命周期費用少，則產(chǎn)品的價值就高；若產(chǎn)品的功能相同而成本不同，則成本低的產(chǎn)品價值高；若成本相同，則功能大的產(chǎn)品價值高。6、請你寫出四種點鈔機紙幣分離功能采用的物理效應。參考答案：摩擦、離心力、氣吹、靜電、重力、粘力、氣吸等。7、請寫出產(chǎn)品商品化設計的主要措施，并舉一例進行說明。參考答案：產(chǎn)品的適用性變化；標準化、系列化、模塊化；工業(yè)產(chǎn)品的藝術造型和價值工程。例如：彩電的不同造型設計以適應不同客戶的需求。8、新型的大型細紋磨床的絲杠往往做成空心的，用來通過冷卻液

14、，試分析其原因。參考答案：保證熱變形均勻9、有時在鑄造的支承件中保留砂芯，或在焊接件中填充砂子或混凝土，為什么？參考答案：由于砂芯的吸振作用使阻尼增大很多，從而提高了支承件的抗振性。10、請你比較車削螺紋加工與滾壓加工螺紋（搓絲機）的特點。參考答案：車削螺紋加工設備結構復雜、效率不高。搓絲機設備結構簡單、生產(chǎn)率、工件質量和材料利用率大大提高。11、請寫出兩種能實現(xiàn)間歇進給運動的機構，并畫簡圖表示。參考答案：槽輪結構、不完全齒輪結構、凸輪機構、棘輪機構等。簡圖略。12、什么情況下選擇提示性安全技術？試舉一例。參考答案：由于經(jīng)濟或技術原因不能采用其他安全技術而有可能出現(xiàn)不安全情況時。例如汽車倒車警

15、報器。13、為什么有時候軸的軸向定位采用一端固定，一端游動的形式？參考答案：防止軸受熱伸長時發(fā)生彎曲變形，破壞軸承的工作狀態(tài)。三、分析題1、請對硬幣計數(shù)包卷機（輸出幣卷）進行功能分析，畫出“黑箱”和功能結構圖。參考答案：如下的功能結構圖中，只要有1、2、3、4個功能單元或類似功能單元即可。而增卞分通.計頓J殘幣放紙電動機一傳動機包卷指令上 ,旃 翻量 計救 ” 卷4 I | HL4-J -L -I型而舉_呂3 機控器 良士廣彘翦- L| 一理聲發(fā)熱功能結構圖散硬幣一子信息陜市訐數(shù)國甚機F市卷-殘幣Q散幣操作 指令230V會噪聲發(fā)熱黑箱圖2、試用“黑箱”描述家用鼓風式蒸汽電熨斗的功能，并畫出功能

16、結構圖。參考答案：乍指令220V未加熱 空氣、水S顯示M熱風蒸汽口孵、場黑箱操旨令未加熱空氣、水220V功能結構圖3、試用“黑箱”描述家用電吹風的功能，并畫出功能結構圖。操作指令220V未力熟 空氣E "M -家用電吹風顯噪聲、發(fā)熱(a)家用電吹風總功能的黑箱描述未加熱220V操作指令(b)家用電吹風的功能結構圖4”對“垂直引上法”和“浮法”兩種平板玻璃制造方法，試據(jù)物一一場分析原理分別說明其優(yōu)缺點，并列舉它們的主體、客體和場(畫圖表示相互關系)。參考答案：“垂直引上法”是把半流體的玻璃從熔池中不斷向上引，開始時通過軋輻控制厚度，以后邊向上引邊凝固。這種方法中，主體6為重力，玻璃多是

17、客體，場F是重力場。由于重力提供的力場效果不好，所以制造出的玻璃表面總是有波紋且厚度不均?！案》ā笔亲屢簯B(tài)玻璃漂浮在低熔點金屬的液面上，邊向前流動邊凝固。浮法工藝補充了低熔點合金的液面作為主體S,又利用該合金液體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。S2Si5、汽車車廂與輪軸之間的彈性支承可以用壓縮彈簧或板簧實現(xiàn)。試分別解釋壓縮彈簧（用力流原理）和板簧（用等強度原理）形成彈性支承的原理。參考答案：沿力流最短路線設計零件的結構形狀，可使材料得到最有效的利用，對提高強度和剛度也最有利。然而，力流路線的延長可增大構件的變形和彈性，即隨著力流路線的不斷

18、延長構件的剛性大大降低，變形和彈性顯著增加。彈簧可看作是力流路線大為延長而形成彈性支承的結果。按照結構設計的等強度原理，當梁上的彎矩沿梁的軸線是變化的，梁的截面沿梁軸線也應該是變化的，最好使梁上所有各截面的最大正應力都等于許用應力，這就是等強度梁。板簧是有多片鋼板疊成的變截面梁，如果從剛度考慮，由于截面變小，受力后變形增加，當負荷變化時，必然出現(xiàn)彈性振動，從而形成彈性支承。6、用下圖所示的兩種聯(lián)接方式傳遞橫向載荷，試用任務分配原理來分析哪種結構合理。(a)(b)參考答案：在受橫向載荷的螺栓聯(lián)接中，靠螺栓預緊產(chǎn)生的摩擦力來傳遞橫向載荷（圖a）會使螺栓尺寸過大，極不合理。圖b增設抗剪元件銷承受橫向

19、載荷等，不僅安全可靠，還可使總體結構重量減輕。7、分析下圖所示機床主軸傳動力布置形式的特點和應用場合。參考答案:圖a中F1與F2同向，部分抵消了F1引起的主軸彎曲變形，但前軸承受力增大。故這種布置方式適用于載荷較小的精密機床；圖b中F1與F2方向相反，F(xiàn)2可部分抵消前軸承的受力，但增加了主軸的彎曲變形。故這種布置方式適用于普通精度的機床；圖c方案綜合了前兩個方案的優(yōu)點，F(xiàn)1與F2的位置和方向使主軸變形和前軸承受力均獲部分抵消，但結構上不易實現(xiàn)。故這種布置方式只適用于特殊條件下，如重型車床的主軸上。8、利用合理力流原理和自補償原理分析具有莫氏錐度的鉆頭工作時的傳力特點。參考答案：力流在構件中不會

20、中斷，也不會增多，任一條力線都不會突然消失，必然是從一處傳入，從另一處傳出。機械加工時，機床在鉆頭上部施力，力線在沿鉆頭向下延伸，到尖端處匯聚在一起并在尖端流出。形成較大的力流密度，因此容易鉆出孔來。鉆頭的錐柄在插入鉆床主軸的錐孔時，由于采用莫氏錐度，具有自鎖性能，可以傳遞一定轉矩。當進行鉆削時，鉆頭承受較大軸向力，使錐柄與主軸錐孔之間的摩擦力隨之增大以承受響應的轉矩，屬于自增強。9、參考答案：載荷均化是指將集中或分布不均的載荷變成近似均勻分布的載荷以降低構件的最大應力。圖a所示的非對稱布置的減速器中，在力的作用下，由于軸的彎曲使齒輪傾斜，從而導致輪齒沿齒寬方向載荷不均勻。但是，把齒輪布置在遠

21、離動力輸入端，利用軸的扭轉變形，可以部分改善因彎曲變形而產(chǎn)生的輪齒載荷不均。圖b采用對稱布置形式，則可以基本上克服上述缺點。10、利用自助原理分析圖示膨脹螺栓的工作原理。參考答案：當擰緊螺母時，膨脹螺栓尾部的錐形部分把金屬套漲開，擠壓孔璧，利用摩擦力使之不易脫落，螺母擰的越緊，連接越可靠。這是利用了自助原理中的自加強原理。四、計算題1、某系統(tǒng)可靠度模型如圖所示，其中各單元可靠度為R1=R3=R5=0.990,R2=R4=R6=0.998,求該系統(tǒng)的可靠度Rs。設任一單元的失效是獨立事件。參考答案：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、擬設計某一汽車的一種新零件，根據(jù)應力分析，得知該零件的工作應力為拉應力且為正態(tài)分布，其均值s1=352MPa,標準差s1=40.2MPa。為了提高其疲勞壽命，制造時進行塑性強化(實際的有效應力為拉應力與殘余壓應力的疊加)，即使之產(chǎn)生殘余壓應力，亦為正態(tài)分布，其均值"s2=l00MPa,標準差0s2=16MPa。零件的強度分析認為其強度亦為正態(tài)分布，均值)=502MPa，但各種強度因素影響產(chǎn)生的偏差尚不清楚，為了確保零件的可靠度不低于0.999,問強度標準差的最大值是多少(已知(0.999)=3.?參考答案：已知拉應力與殘余應力分別服從正態(tài)分布：S1(352,40.2)MpaS2(100,16)Mpa則有效應力的均值上及標準差°s可分別求出:s=352-100=252MPa-s二三:二S2=三'40.22162=11616.04256=。1872.04=43.2671MPa1,1乙因給