3、 敘述設(shè)計(jì)任務(wù)書編制的主要內(nèi)容。

　　答：設(shè)計(jì)任務(wù)書編制的主要內(nèi)容有：產(chǎn)品名稱，產(chǎn)品的功能和使用范圍，基本參數(shù)和主要技術(shù)指標(biāo)，產(chǎn)品的工作原理，總布局和關(guān)鍵部件，對?品性能、壽命與經(jīng)濟(jì)性的分析比較，產(chǎn)品設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、試制的周期。

　　4、 產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)方案的評價(jià)主要包括哪三方面，每個方面的具體

　　內(nèi)容有哪些?

　　答：評價(jià)方案在技術(shù)上的可行性和選進(jìn)性，包括工作性能指標(biāo)、可靠性、使用維護(hù)性。

　　5、 簡述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的三原則。

　　答：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的三原則：明確、簡單、安全可靠。

　　1) 明確：指對產(chǎn)品設(shè)計(jì)中所應(yīng)的問題都應(yīng)在結(jié)構(gòu)方案中獲得明確

　　的體現(xiàn)和分擔(dān);

　　2) 簡單：在確定結(jié)構(gòu)時，應(yīng)使其所含零件數(shù)目和加工工序類型盡

　　可能減少，零件的幾何形狀力求簡單，減少或簡化與相關(guān)零件的裝配關(guān)系及調(diào)整措施;

　　3) 安全可靠：包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全性、功能的安全、運(yùn)行的安全性、

　　工作的安全性和對環(huán)境的安全性等五個相關(guān)聯(lián)的方面，設(shè)計(jì)時應(yīng)綜合考慮。

　　6、 簡述設(shè)計(jì)評價(jià)目標(biāo)三個方面的內(nèi)容。

　　答：設(shè)計(jì)評價(jià)目標(biāo)三個方面的內(nèi)容：

　　1) 技術(shù)評價(jià)：評價(jià)方恈在技術(shù)上的可行性和先進(jìn)性

　　2) 經(jīng)濟(jì)性評價(jià)：評價(jià)方案的經(jīng)濟(jì)效益，包括成本、利潤、實(shí)施方

　　案的費(fèi)用及回收期

　　3) 社會評價(jià)：方案實(shí)施后對社會的效益和影響，是否符合國家科

　　技、產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策，是否符合環(huán)保要求等。

　　7、 敘述設(shè)計(jì)評價(jià)的方法有三，即經(jīng)驗(yàn)評價(jià)法、數(shù)學(xué)評價(jià)法和試驗(yàn)

　　評價(jià)法，請說明這三種方法分別采用的場合。

　　答：經(jīng)驗(yàn)評價(jià)法用于方案不多，問題不太復(fù)雜的場合;數(shù)學(xué)評價(jià)可得到定量的評價(jià)參數(shù)，適用于多數(shù)的評價(jià)場合;試驗(yàn)評價(jià)法用于一些比較重要，且僅靠分析計(jì)算不夠有把握的場合。

　　8、 敘述各種設(shè)計(jì)評價(jià)方法的優(yōu)缺點(diǎn)。

　　答：經(jīng)驗(yàn)評價(jià)法可對方案做定性的粗略評價(jià)，過程較為簡單，多用于方案不多，問題不太復(fù)雜的場合;數(shù)學(xué)評價(jià)可得到定量的評價(jià)參數(shù)，適用面較廣;試驗(yàn)評價(jià)法用于一些比較重要，且僅靠分析計(jì)算不夠有把握的場合，評價(jià)結(jié)果較為準(zhǔn)確，但成本較高。

　　3.2機(jī)械設(shè)計(jì)基本技術(shù)要求

　　1、機(jī)械零件設(shè)計(jì)中最基本的計(jì)算是什么?計(jì)算的理論依據(jù)是什么?

　　答：機(jī)械零件設(shè)計(jì)中基本的計(jì)算包括強(qiáng)度準(zhǔn)則計(jì)算，壽命準(zhǔn)則計(jì)算和振動穩(wěn)定性準(zhǔn)則計(jì)算，基本最基本的是強(qiáng)度準(zhǔn)則計(jì)算。

　　強(qiáng)度準(zhǔn)則是指零件危險(xiǎn)載面上的應(yīng)力不得超過其許用應(yīng)力。其表達(dá)式為：б≤[б]，式中[б]是零件的許用應(yīng)力，由零件材料的極限應(yīng)力бlim和設(shè)計(jì)安全系數(shù)S確定。 = бlim÷S [бlim 材料的極限應(yīng)力，數(shù)值根據(jù)零件的失效形式確定，靜強(qiáng)度斷裂時，бlim為材料的靜強(qiáng)度極限;疲勞斷裂時，бlim為材料的疲勞極限;塑性變形時，бlim為材料的屈服極限。]

　　2、說明高精度主軸設(shè)計(jì)時，剛度校核的內(nèi)容。

　　答：零件或部件在工作時所產(chǎn)生的彈性變形不超過允許值，稱為滿足剛度要求。高精度主軸剛度校核的內(nèi)容包括主軸(梁)、支點(diǎn)(軸承)在載荷作用下發(fā)生的綜合彈性變形(伸長、撓曲、扭轉(zhuǎn))校核。

　　3、機(jī)械結(jié)構(gòu)工藝性包含哪些內(nèi)容和要求?

　　答：結(jié)構(gòu)工藝性設(shè)計(jì)涉及零件生產(chǎn)過程的各個階段：材料選擇、毛坯生產(chǎn)方法、機(jī)械加工、熱處理、零件裝配、機(jī)器操作、機(jī)器維護(hù)等。

　　結(jié)構(gòu)工藝性的基本要求：在滿足工作前提下，合理選擇材料，機(jī)器的整體布局和結(jié)構(gòu)尺量簡單，合理劃分零、部件并使其幾何形狀簡單，合理確定毛坯，減少機(jī)械加工余量;考慮加工的可能性、方便性、精度和經(jīng)濟(jì)性，盡可能采用成熟的結(jié)構(gòu)。

　　4、舉例說明機(jī)械設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)中“如何有利于保證順利裝配、拆卸和維護(hù)”手段。

　　答：以軸系零件的設(shè)計(jì)為例：為便于軸上零件的裝入，軸端應(yīng)有倒角;為便于軸承的裝拆，用于軸承軸向定位和固定的軸肩高度應(yīng)小于軸承內(nèi)圈的高度。

　　5、什么是產(chǎn)品的可靠性，可靠性評價(jià)通常有哪些表達(dá)指標(biāo)?

　　答：可靠性是“產(chǎn)品”在規(guī)定條件下和規(guī)定“時間”內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。“產(chǎn)品”可以是元件、器件、設(shè)備或系統(tǒng)。“時間”可以是小時、周期、次數(shù)、里程或其他單位表示的周期。

　　可靠性的評價(jià)指標(biāo)

　　1)可靠度(無故障概率)：對不可修復(fù)的產(chǎn)品，是指直到規(guī)定時間區(qū)間終了為止，能完成規(guī)定功能的產(chǎn)品數(shù)與在該時間區(qū)間開始時刻投入工作的產(chǎn)品數(shù)比;對可修復(fù)的產(chǎn)品，是指一個或多個產(chǎn)品的無故障工作時間達(dá)到或超過規(guī)定時間的次數(shù)與觀察時間內(nèi)無故障的總次數(shù)之比;

　　2)累計(jì)失效概率(故障概率)：產(chǎn)品在規(guī)定條件規(guī)定時間內(nèi)失效的概率?？煽慷扰c累計(jì)失效概率構(gòu)成一個完整的事件組;

　　3)平均壽命(平均無故障工作時間)：產(chǎn)品在使用壽命期內(nèi)的某個觀察期間累計(jì)工作時間與故障次數(shù)之比;

　　4)失效率(故障率)：工作到某時刻尚未失效的產(chǎn)品，在該時刻后單位時間內(nèi)發(fā)生失效的概率。

　　6、說明確定可靠性關(guān)鍵件和重要件的原則。

　　答：確定可靠性關(guān)鍵件和重要件的原則是：

　　1)故障會導(dǎo)致人員傷亡、財(cái)產(chǎn)嚴(yán)重?fù)p失的產(chǎn)品;

　　2)人壽命周期費(fèi)用考慮是昂貴的產(chǎn)品;

　　3)只要它發(fā)生故障即會引起系統(tǒng)故障的產(chǎn)品;

　　4)影響系統(tǒng)可用性，增加了維修費(fèi)用和備件數(shù)量的產(chǎn)品;

　　5)難以采購的或用新工藝制造的產(chǎn)品;

　　6)需進(jìn)行特殊處理、儲存或防護(hù)的產(chǎn)品。

　　7、請簡述古典磨擦定律的主要內(nèi)容及其不完全正確(或不完善)之處。

　　答：滑動磨擦定律(流體磨擦除外)古典磨擦定律認(rèn)為：

　　1)磨擦力與表面接觸面積無關(guān)，但與接觸物體表面的材料及狀態(tài)(粗糙度、溫度、濕度等)有關(guān)，即與磨擦因數(shù)有關(guān);

　　2)靜磨擦力正比于法向載荷，即F=μFn(μ為摩擦因數(shù));

　　3)動摩擦力的方向與接觸物體的相對運(yùn)動方向相反;

　　4)動摩擦因數(shù)小于靜摩擦因數(shù);

　　5)動摩擦力與相對滑動速度無關(guān)。

　　古典摩擦定律雖不完全正確，但由于具有較大的近似性和普遍性，至今仍在一般工程計(jì)算中廣泛采用。而現(xiàn)代摩擦學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，以下情況表明，古典摩擦定律有待進(jìn)一步完善：

　　1)當(dāng)法向載荷較大時，即真實(shí)接觸面積接近于表觀接觸面積時，

　　摩擦力與法向載荷呈非線性關(guān)系，摩擦力增加很快;

　　2)粘彈材料的摩擦力與接觸面積有關(guān)，只有金屬等具有一定屈服

　　限材料的摩擦力才表觀接觸面積無關(guān)。

　　3)嚴(yán)格地說，摩擦力與滑動速度有關(guān)，金屬的摩擦力隨速度變化不大;

　　4)粘彈性材料的靜摩擦系數(shù)不大于動摩擦系數(shù)。

　　8、減少機(jī)械摩擦和磨損的主要措施有哪些?

　　答：減少機(jī)械摩擦的主要措施有：

　　1)合理選擇配對使用摩擦副的材料(如鋼對青銅);

　　2)確定零件表面合理的粗糙度值;

　　3)使用潤滑油和有極壓作用的添加亮晶劑，在摩擦表面生成邊界膜;

　　4)以滾動接觸代替滑動接觸;

　　減少磨損的主要措施有：

　　1) 合理選擇配對使用摩擦副的材料;

　　2) 確定零件表面合理的粗糙嚦和硬度值;

　　3) 使用潤滑劑，實(shí)現(xiàn)液體潤滑或混合潤滑;

　　4) 以滾動接觸代替滑動接觸;

　　5) 通過零件表面強(qiáng)化、表面涂層提高其耐磨性。

　　9、防止和減少機(jī)械結(jié)構(gòu)振動的原則措施有哪些?

　　答：1)選用剛度大、重量經(jīng)、阻尼性能好的材料作為結(jié)構(gòu)的主體材料?

　　2)采用合理的壁厚和筋壁布置，提高結(jié)構(gòu)剛度、減少結(jié)構(gòu)重量;

　　3)采用適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式和工藝，如機(jī)床大件的雙層壁不出砂結(jié)構(gòu)和焊接結(jié)構(gòu)等，增加結(jié)構(gòu)內(nèi)摩擦，提高結(jié)構(gòu)阻尼能力;

　　4)使系統(tǒng)工作時產(chǎn)生的沖擊力(如銑刀齒的切入，工作臺換向，旋轉(zhuǎn)件的離心力等)與瓻統(tǒng)結(jié)構(gòu)的固有頻率相互遠(yuǎn)離，避免產(chǎn)生共振;

　　5)根據(jù)系統(tǒng)的動態(tài)特性，采用外部輸入能量的方法，實(shí)現(xiàn)減振的主動控制;

　　6)在系統(tǒng)?采用各類減振器(固體摩擦、液體摩擦、電磁聲和渦流阻尼)，減少振動的振幅;

　　7)采用粘彈性聚合物或滯彈性松弛高阻尼合金附著在振暐處吸附振動能量，將其轉(zhuǎn)為熱量消散掉等;

　　8)采用隔振地基或隔振器(墊)隔除外部振動能量向系統(tǒng)內(nèi)部傳入;

　　9)對于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動件?特別是高速)，質(zhì)量頒布要均勻?qū)ΨQ，重心應(yīng)在其旋轉(zhuǎn)中心線上，避免信心產(chǎn)生的離心力作用;

　　10)對于機(jī)床，尺量采用連續(xù)、平衡的切削過程，避免產(chǎn)生各種周期的和非周期的力沖擊(如飛刀銑削、滑枕、工作臺往得運(yùn)動時換向等)，而導(dǎo)致強(qiáng)迫振動乃至共振。

　　10 、簡述怇準(zhǔn)件設(shè)計(jì)的意義。

　　答：1)減輕設(shè)計(jì)工作量，縮短設(shè)計(jì)周期，有利于設(shè)計(jì)人員將主要精力用于關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì);

　　2)便于建立專門工廠采用最先進(jìn)的技術(shù)大規(guī)模地生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)零部件，有利于合理使用原材料、節(jié)約能源、降低成本、提高質(zhì)量和可靠性、提高勞動生產(chǎn)率;

　　3)增大互換性，便于維修;

　　4)便于產(chǎn)品改進(jìn)，增加產(chǎn)品品種;

　　5)采用與國際標(biāo)準(zhǔn)一致的國家標(biāo)準(zhǔn)，有利于產(chǎn)品走向國際市場。

　　因此，在機(jī)械零件的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員必須了角和掌握有關(guān)的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)并認(rèn)真地貫徹執(zhí)行，不斷提高設(shè)計(jì)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化程度。

　　3.3 機(jī)械零、部件設(shè)計(jì)

　　1、指出齒輪傳動的特點(diǎn)及適用范圍。

　　答：齒輪傳動是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣的一種傳動形式。齒輪傳動的優(yōu)點(diǎn)是：瞬時傳動比恒定，工作平穩(wěn)，傳動準(zhǔn)確可靠，可傳遞空間任意兩軸之間的運(yùn)動和動力;適用的功率和速度范圍廣，功率從接近于零的微小值到數(shù)萬千瓦，圓周速度從很低到300m/s;傳動效率高，η=0.92-0.98，在常用的機(jī)械傳動中，齒輪傳動的效率較高;工作可靠使用壽命長;外廓尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊。

　　齒輪傳動的主要缺點(diǎn)是：制造和安裝精度要求較高，需專門設(shè)備制造，成本較高，不宜用于較遠(yuǎn)距離兩軸之間的傳動。

　　2、軸零件在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時要滿足哪些條件?

　　答：軸和裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置，軸必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度，軸上的零件應(yīng)便于裝拆和調(diào)整，軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等。

　　3、滾珠絲杠副主要應(yīng)用在哪些場合?

　　答：滾珠螺旋傳動具有傳動效率高、起動力矩小、傳動靈敏平穩(wěn)、工作壽命長等優(yōu)點(diǎn)，故在機(jī)床、汽車和航空等制造業(yè)中應(yīng)用廣泛。主要缺點(diǎn)是制造工藝比較復(fù)雜。

　　4、帶傳動主要有哪些類型?

　　答：常用帶傳動有平帶傳動、V帶傳動、多楔帶傳動和同步帶傳動等。

　　平帶傳動結(jié)構(gòu)最簡單，帶輪也容易制造在傳動中心距較大情況下應(yīng)用較多。

　　V帶有普通V帶、窄V帶等多種類型，在同樣張緊力下，V帶傳動較平帶傳動能產(chǎn)生更大摩擦力，V帶允許的傳動力比較大，結(jié)構(gòu)較緊湊，并多已標(biāo)準(zhǔn)化大量生產(chǎn)，因而比平帶傳動應(yīng)用廣泛。

　　多楔帶兼有平帶和V帶的優(yōu)點(diǎn)，柔性好，摩擦力大，傳遞功率高，解決了多根V帶長短不一而使各帶受力不均的問題。多楔帶主要用于傳遞功率較大而結(jié)構(gòu)要求緊湊的場合。

　　同步齒形帶綜合了帶傳動和齒輪傳動的優(yōu)點(diǎn)。同步帶通常由鋼絲繩或玻璃纖維繩等為抗拉層、氯丁橡膠或聚氨酯橡膠為基體、工作面上帶齒的環(huán)狀帶等組成。工作時，帶的凸齒與帶輪外緣上的齒槽嚙合傳動。由于抗拉層承載后變形小，能保持同步帶周節(jié)不變，故帶與帶輪沒有相對滑動，從而保證同步傳動。

　　5、螺栓組防松的方法有哪些?

　　答：有機(jī)械防松(如采用開口銷與六角開槽螺母、止動墊圈、串聯(lián)鋼絲等)、摩擦防松(如采用雙螺母、彈簧墊圈、鎖緊螺母等)和永久防松(即破壞螺紋副防松，如采用沖點(diǎn)、涂粘合劑)。

　　6、銷的主要功能包括哪些方面?

　　答：定位銷(用于固定零件之間的相對位置)、聯(lián)接銷(用于聯(lián)接并可傳遞不大的載荷)和安全銷(用作安全裝置中的過載剪斷元件)。

　　7、指出離合器的種類及適用范圍。

　　答：離合器的種類見下表。

　　離合器 操縱離合器 機(jī)械離合器 嚙合式：如牙嵌式、齒式、轉(zhuǎn)鍵式等;摩擦式：如圓盤摩擦片(塊)式、圓錐摩擦式、漲圓摩擦式、扭簧摩擦式等;電磁感應(yīng)式：如轉(zhuǎn)差式、磁粉式等

　　氣壓離合器

　　液壓離合器

　　電磁離合器

　　自控離合器 超越離合器 嚙合式：如牙嵌式、棘輪式等;摩擦式：如滾柱式、楔塊式等

　　離心離合器 摩擦式：如閘塊式、鋼球式、鋼砂式、鋼棒式等

　　安全離合器 嚙合式：如牙嵌式、鋼珠式等;摩擦式：如圓盤式、圓錐式等

　　1)牙嵌離合器 由兩個端面上有牙的半邊離合器組成。其中一個半邊離合器固定在主動軸上，另一個半邊離合器用導(dǎo)鍵(或花鍵)與從動軸聯(lián)接，并可由操縱機(jī)構(gòu)使其做軸向移動，以實(shí)現(xiàn)離合器將運(yùn)動分離與接合的功能。牙嵌離合器一般用于轉(zhuǎn)矩不大，低速接合處。

　　2)圓盤摩擦離合器 圓盤摩擦離合器是在主動摩擦盤轉(zhuǎn)動時，由主、從動盤的接觸面間產(chǎn)生的摩擦力矩傳遞轉(zhuǎn)矩，有單盤式和多盤式兩種。與牙嵌離合器相比，圓盤摩擦離合器的優(yōu)點(diǎn)是：不論任何速度兩軸均可接合或分離;接合過程平穩(wěn)，沖擊、振動較小;從動軸的加速時間和所傳遞的最大轉(zhuǎn)矩可調(diào)節(jié);過載時可發(fā)生打滑，以保護(hù)重要零件不致?lián)p壞。其缺點(diǎn)為外廓尺寸較大;在接合、分離過程中產(chǎn)生滑動摩擦故發(fā)熱較大，磨損也較大。為了散熱和減輕磨損，可以把摩擦離合器浸入油中工作。

　　3)電磁離合器 電磁離合器是利用電流通過激磁線圈時所產(chǎn)生的磁力操縱各種拼命元件，以實(shí)現(xiàn)接合和分離的離合器。電磁主合器可單獨(dú)操縱，亦可集中控制和遠(yuǎn)距離控制，與其他機(jī)電元件亦可在主、從動部分有轉(zhuǎn)速差的情況下保持恒定轉(zhuǎn)矩(例如磁粉離合器)。電磁離合器具有結(jié)構(gòu)簡單操縱方便的優(yōu)點(diǎn)。電磁離合器的缺點(diǎn)是有少量剩磁，尤其是磁力線通過摩擦片的離合器。剩磁會妨礙離合器主、從動摩擦片的徹底分離，而在切斷電流后離合器還有殘留轉(zhuǎn)矩。

　　8、箱體、機(jī)架件設(shè)計(jì)的一般要求有哪些?

　　答：

　　1) 可靠性：在使用期內(nèi)必須安全可靠，其結(jié)構(gòu)應(yīng)與所承受的外力相

　　協(xié)調(diào)，能滿足強(qiáng)度、剛度、振動穩(wěn)定性、疲勞強(qiáng)度、熱變形等方面的要求。

　　2) 實(shí)用性：箱體、機(jī)架是機(jī)器重要的組成部分其精度、表面粗糙度、

　　尺寸和形位公差等技術(shù)指標(biāo)必須確保機(jī)器的使用性能和使用壽命。

　　3) 工藝性;結(jié)構(gòu)應(yīng)容易鑄造或焊接，減少和防止鑄造或焊接缺陷，

　　便于加工裝配和調(diào)試。焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化處自動化焊接。

　　4) 經(jīng)濟(jì)性：要尺量減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量降低材料成本，減少能源消耗、加

　　工工時和制造成本。根據(jù)箱體、機(jī)架的不同用途，設(shè)計(jì)中對以上各項(xiàng)既要有所偏重，又要統(tǒng)籌兼顧，要重視其外觀造型設(shè)計(jì)。

　　9、請說出齒輪傳動、絲杠傳動和普通皮帶傳動各自最大的區(qū)別特點(diǎn)(優(yōu)點(diǎn))。

　　答：

　　1) 齒輪傳動的主要優(yōu)點(diǎn)是：瞬時傳動比恒定，工作平穩(wěn)，傳動準(zhǔn)確

　　可靠，可傳遞空間任意兩軸之間的運(yùn)動和動力;適用的功率和速度范圍廣，功率從接近于零的微小值到數(shù)萬千瓦，圓周速度從很低到300m/s;傳動效率高，η=0.92-0.98，在常用的機(jī)械傳動中，齒輪傳動的效率較高;工作可靠使用壽命長;外廓尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊。

　　2) 絲桿傳動的優(yōu)點(diǎn)是：降速傳動比大：對單絲螺旋而言，螺桿(或

　　螺母)轉(zhuǎn)動一圈，螺母(或螺桿)移動一個螺距，螺距一般很小，所以每轉(zhuǎn)一圈的移動量比齒輪齒條傳動要小得多，對高速轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成低速直線運(yùn)動可以簡化傳動系統(tǒng)，侃結(jié)構(gòu)緊湊，并提高傳動精度;可獲得大的軸向力：對于螺旋傳動施加一個不大的轉(zhuǎn)矩，即可得到一個大的軸向力;能實(shí)現(xiàn)自鎖：當(dāng)螺旋的螺紋升角小于齒面間當(dāng)量摩擦角時螺旋具有反行程自鎖作用即只能將傳動轉(zhuǎn)換成軸向移動，不能將移動轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動。這對于某些調(diào)整到一定位置后，不允許因軸向載荷而造成逆轉(zhuǎn)的機(jī)械是十分重要的，例如銑床的升降工作臺、螺旋千斤頂、螺旋壓力機(jī)等;工作平穩(wěn)無噪聲。

　　3) 帶傳動的主要優(yōu)點(diǎn)是：緩沖吸振，傳動平穩(wěn)、噪聲小;帶傳動靠

　　摩擦力傳動，過載時帶與帶輪接觸面間發(fā)生打滑，可防止損壞其他零件;適用于兩軸中心距較大的場合;結(jié)構(gòu)簡單制造、安裝和維護(hù)等均較為方便，成本低廉。

　　10、簡述一般傳動齒輪的設(shè)計(jì)方法和步驟。

　　答：齒輪傳動有多種失效形式但對于某一具體工作條件下工作的齒輪傳動，通常只有一種失效形式是主要的失效形式，理論上應(yīng)針對其主要失效形式選擇相應(yīng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和計(jì)算方法確定其傳動尺寸，以保證該傳動在整個工作壽命期間不發(fā)生失效。但是，對齒面磨損、塑性變形等失效形式目前尚未建立行之有效的成熟的計(jì)算方法和完整的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。

　　目前設(shè)計(jì)一般工況下工作的齒輪傳動時，通常都只依據(jù)保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度兩準(zhǔn)則進(jìn)行計(jì)算。而對高速重載易發(fā)生膠合失效的齒輪傳動，則還應(yīng)進(jìn)行齒面抗膠合能力的核算。至于抵抗其他失效的能力，僅根據(jù)失效的原因，在設(shè)計(jì)中采取相應(yīng)的對策而不作精確的計(jì)算。

　　一般情況下齒輪傳動的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為：

　　1) 對閉式軟齒面齒輪傳動，主要失效形式是齒面點(diǎn)蝕，故按齒面

　　接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。

　　2) 對閉式硬齒面齒輪傳動，其齒面搞點(diǎn)蝕能力較強(qiáng)，主要失效形

　　式表現(xiàn)為齒根彎曲疲勞折斷，故按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，再按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。

　　3) 對開式齒輪傳動，主要失效形式是齒面磨損和齒根彎曲疲勞折

　　斷，故先按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，然后考慮磨損的影響，將強(qiáng)度計(jì)算所求得的齒輪模數(shù)適當(dāng)增大。

　　11、傳動齒輪設(shè)計(jì)時，如何確定齒輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)。

　　答：通過齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算，確定出齒輪的主要尺寸(如齒數(shù)、模數(shù)、齒寬、螺旋角、分度圓直徑等)，齒圈、輪輻、輪子轂等的結(jié)構(gòu)形式及尺寸大小，通常由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定，而不進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。

　　齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與齒輪的幾何尺寸、毛坯、材料、加工方法、使用要求及經(jīng)濟(jì)性等因素有關(guān)。進(jìn)行齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，必須綜合地考慮上述各方面的因素。通常是先按齒輪的直徑大小，選定合適的結(jié)構(gòu)形式，然后再根據(jù)薦用的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

　　對于直徑很小的鋼制齒輪，若齒根圓到鍵槽底部的距離較小時，應(yīng)將齒輪和軸做成一體(稱為齒輪軸)。

　　當(dāng)齒頂圓直徑小于160mm時，一般做成實(shí)心結(jié)構(gòu)的靿輪。但航空產(chǎn)品中的齒輪，也有做成腹板式的。

　　當(dāng)齒頂圓直徑小于500mm時，宜做成腹板式結(jié)構(gòu)，腹板上開孔的數(shù)目按結(jié)構(gòu)尺寸大小及需要而定。

　　當(dāng)齒頂圓直徑大于400mm而小于1000mm時，一般應(yīng)做成輪輻截面為“十”字形的輪輻式結(jié)構(gòu)的齒輪。

　　為了節(jié)約貴重金屬對于尺寸較大的圓柱齒輪，可做成組裝齒圈式的結(jié)構(gòu)。齒圈用鋼制，而輪芯則用鑄鐵或鑄鋼。

　　12、 傳動軸設(shè)計(jì)時首先應(yīng)考慮和解決哪?主要問題?

　　答：軸的設(shè)計(jì)包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作能力計(jì)算兩方面的內(nèi)容。合理的結(jié)構(gòu)和足夠的強(qiáng)度是軸設(shè)計(jì)必須滿足的基本要求。

　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。

　　軸的工作能力計(jì)算包括軸的強(qiáng)度、剛嚦和振動穩(wěn)定性等方面的計(jì)算。足夠的強(qiáng)度是軸的承載能力的基本保證，軸的強(qiáng)度不足，則會發(fā)生塑性變形或斷裂失效使其不能正常工作。對某些旋轉(zhuǎn)精度要求較高的軸或受力較大的細(xì)長軸，如機(jī)床主軸、電機(jī)軸等，還需保證足夠的剛度，以防止工作時產(chǎn)生過大的彈性變形;對一些高速旋轉(zhuǎn)的軸，如高速磨床主軸、汽輪機(jī)主軸等，則要考慮振動穩(wěn)定性問題，以防止共振的發(fā)生。

　　13、簡述采用普通絲杠和滾珠絲杠傳動的各自優(yōu)點(diǎn)和場合。

　　答：普通絲杠：結(jié)構(gòu)簡單制造方便，成本低，易于實(shí)現(xiàn)自鎖，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，但當(dāng)?shù)退倩蜃鬟\(yùn)動的微調(diào)時可能出現(xiàn)爬行。用于機(jī)床的進(jìn)給、分離、定位等機(jī)構(gòu)，壓力機(jī)、千斤頂?shù)膫髁β菪取?/p>

　　滾珠絲杠：摩擦阻力小，傳動效率高，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，低速時不爬行，啟動時無抖動，經(jīng)調(diào)整和預(yù)緊可實(shí)現(xiàn)高精度定位，壽命長。用于精密機(jī)床和數(shù)控機(jī)床，測量機(jī)械，傳動和調(diào)整螺旋，車輛，飛機(jī)上的傳動和傳力螺旋。

　　14、 簡述非同步傳動帶選用的一般程序。

　　答：傳動帶選用的一般程序見下圖：

　　15、標(biāo)準(zhǔn)化的減速器按傳動和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)劃分主要有哪五種?選用時主要考慮哪些要求?

　　答：減速器是指原動機(jī)與工作機(jī)之間獨(dú)立的閉式傳動裝置，用以降低轉(zhuǎn)速并相應(yīng)增大轉(zhuǎn)矩。某些場合也可用于增速裝置，并稱為增速器。按傳動和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)劃分，減速器可分為齒輪減速器：(圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和圓錐-圓柱齒輪減速器);蝸桿減速器：(圓柱蝸桿減速器、環(huán)面蝸桿減速器、錐蝸桿減速器和蝸桿-齒輪減速器);行星齒輪減速器;擺絲針輪減速器;諧波齒輪減速器。上述五種減速器已有標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品，使用時只需結(jié)合所需傳動功率、轉(zhuǎn)速、傳動比、工作條件和機(jī)器的總體布置等具體要求，從產(chǎn)品目錄或有關(guān)手冊中選取。

　　16、兩件聯(lián)接常有哪些形式和方法?

　　答：機(jī)械靜聯(lián)接又分為可拆聯(lián)接和不可拆聯(lián)接。可拆聯(lián)接是不須毀壞聯(lián)接中的任一零件就可拆開的聯(lián)接，故多次裝拆無損于其使用性能。常用的有螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接(包括共花鍵聯(lián)接、無鍵聯(lián)接)及銷聯(lián)接等，其中尤以螺紋聯(lián)接和鍵聯(lián)接應(yīng)用較廣。不可拆聯(lián)接是至少必須毀壞聯(lián)接中的某一部分才能拆開的聯(lián)接，常見的有鉚釘聯(lián)接、焊接、膠接等。

　　17、什么是離合器?離合器的主要功能和設(shè)計(jì)要求是什么?

　　答：離合器是主、從動部分在同軸線上傳遞轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時，在不停機(jī)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)分離和接合的裝置。安置在機(jī)械設(shè)備傳動系統(tǒng)中的離合器通過操縱或自控進(jìn)行離合，可以完成工作機(jī)啟動、停止、換向、變速等工作。離合器還具有軟啟動、節(jié)能、吸收沖擊能量、減緩振動、實(shí)現(xiàn)速度超越、防止逆轉(zhuǎn)以及對傳動系統(tǒng)的過載保護(hù)等功能。

　　對離合器的基本要求是：接合平穩(wěn)，分離徹底，動作準(zhǔn)確;結(jié)構(gòu)簡單，外廓尺寸、重量和轉(zhuǎn)動慣量小;工作安全可靠，操縱方便、省力，對接合元件的壓緊力能在內(nèi)部平衡;接合元件耐磨，散熱性能好，工作壽命長。

　　18、 什么是制動器?對制動器的基本要求是什么?

　　答：制動器是使運(yùn)轉(zhuǎn)中的機(jī)構(gòu)或機(jī)器迅速減速、停止并保持停止?fàn)顟B(tài)的裝置;有時也用作調(diào)節(jié)或限制機(jī)構(gòu)或機(jī)器的運(yùn)動速度(例如使重物以恒定速度下降)。制動器是保證機(jī)構(gòu)或機(jī)器安全工作的重要部件。對制動器基本要求是：制動可靠，操縱靈活，散熱良好，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝和維護(hù)。為了減小制動轉(zhuǎn)矩，縮小制動器的尺寸，通常將制動器安裝在制動對象傳動軸系的高速軸上。但對于安全度要求高的設(shè)備，如礦井提升機(jī)等，因高速軸距制動對象較遠(yuǎn)，安全可靠度較差，傳動軸系發(fā)生斷軸事故，制動對象的安全仍然沒有保證。所以還需在低速軸上安裝安全制動器。

　　3.4 氣動、液壓傳動控制系統(tǒng)

　　1、常用的氣動、液壓元件最基本的有哪些?按功能控制閥又分為哪幾類?

　　答：氣動、液壓最基本的元件是動力元件(液壓泵、液壓馬達(dá))、執(zhí)行元件(液壓缸)、控制元件(方向控制閥、壓力控制閥、流量控制閥等)和輔助元件(油箱、油管、濾油器、儲能器等)。

　　按功能控制閥可分為壓力控制閥(溢流閥、減壓閥)、流量控制閥(節(jié)流閥、調(diào)速閥)、方向控制閥(液控單向閥、電磁換向閥)。

　　2、說出液壓傳動的主要優(yōu)缺點(diǎn)。

　　答：與齒輪、螺旋等以固體作為傳動構(gòu)件相比，液壓傳動具有以下優(yōu)點(diǎn)：易于獲得很大的力或力矩，傳遞相同功率時體積小、重量輕、運(yùn)動慣性小、反映速度快;可以在較大的范圍內(nèi)方便地實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速;傳動平穩(wěn)，易于實(shí)現(xiàn)頻繁的換向和過載保護(hù);易于實(shí)現(xiàn)自動控制，且其執(zhí)行機(jī)構(gòu)能以一定的精度自動地按照輸入信號(常為機(jī)械量)的變化規(guī)律動作(液壓隨動)，并將力或功率放大;摩擦運(yùn)動表面得到自行潤滑，壽命較長;液壓元件易于實(shí)現(xiàn)通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，便于設(shè)計(jì)和推廣使用，系統(tǒng)而已靈活方便;很容易實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動。

　　液壓傳動的缺點(diǎn)是：由于油液存在漏損和阻力，效率較低;系統(tǒng)受溫度的影響較大，以及油液不可避免地泄漏及管道彈性變形，不能保證嚴(yán)格的傳動比;液壓元件加工和裝配精度要求較高，價(jià)格較貴，液壓系統(tǒng)可能因控制元件失靈喪失工作能力，元件的維護(hù)和檢修要求較高的技術(shù)水平;液壓元件中的密封件易于磨損，需經(jīng)常更換，費(fèi)用較高，密封件磨損還會告成因泄漏而污染環(huán)境的弊端。

　　3、液壓系統(tǒng)中密封的重要意義是什么?常用的動密封有哪些類型?

　　答：液壓系統(tǒng)中密封的重要意義是防止泄漏造成污染和浪費(fèi)，以及對系統(tǒng)工作穩(wěn)定性和可靠性的影響。

　　動密封按不同的相對運(yùn)動類型分旋轉(zhuǎn)式和移動式。旋轉(zhuǎn)式動密封又按被密封兩結(jié)合面間是否有間隙，分接觸型和非接觸型兩種。動密封的設(shè)計(jì)和選用除考慮其適應(yīng)性和密封能力，還應(yīng)考慮使用時的壽命和可靠性。常用動密封形式有：成型填料密封、油封、機(jī)械密封硬填料密封和螺旋密封。

　　4、舉例說明液壓系統(tǒng)壓力不足產(chǎn)生的原因和解決方法。

　　答：

　　液壓系統(tǒng)壓力不足 原因 解決方法

　　溢流閥卡死、 拆下溢流閥修理、

　　油泵磨損嚴(yán)重、 更換新油泵、

　　閥體上壓力油堵崩掉、 重新堵死、

　　管路過長或管徑過細(xì) 改用大管徑油管或重新設(shè)計(jì)管路長度

　　3.5 電氣傳動基礎(chǔ)

　　1、 簡述電動機(jī)的種類和用途。

　　答：在工程機(jī)械中應(yīng)用的電動機(jī)主要分為兩大類：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能是發(fā)電機(jī)，其中包括直流發(fā)電機(jī)和交流發(fā)電機(jī);電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能是電能機(jī)，其中包括直流電動機(jī)、交流異步電動機(jī)和同步電動機(jī)等。根據(jù)電動機(jī)不同的控制方式又可分為伺服電動機(jī)和步進(jìn)電動機(jī)。

　　2、簡述直流電動機(jī)和交流電動機(jī)的調(diào)速方法。

　　答：直流電動機(jī)主要調(diào)速方式為?

　　1) 改變電樞電阻：使用變阻器或接觸器、電阻器通過調(diào)節(jié)電樞電阻

　　調(diào)速;

　　2) 改變電樞電壓：通過電動機(jī)-發(fā)電機(jī)組、晶閘玡變流器或晶體管晶

　　閘管開關(guān)電路改變電樞電壓調(diào)速;

　　3) 改變磁通：通過直流電源變阻器、電動機(jī)擴(kuò)大機(jī)或磁放大器、晶

　　閘管變敁器改變線圈磁量使電動機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)速。

　　異步電動機(jī)的調(diào)速：由于異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n=(1-s)60f/p，

　　因此可以通過改變極對數(shù)p電源頻率f和轉(zhuǎn)差率s三種方法調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。改變極對數(shù)p采用有級電動機(jī)進(jìn)行有級調(diào)速;應(yīng)用電子變頻器改變電源頻率f實(shí)現(xiàn)電動機(jī)連續(xù)調(diào)速。

　　3、簡述直流電動機(jī)和交流電動機(jī)的制動方法。

　　答：直流電動機(jī)制動：在電動機(jī)轉(zhuǎn)子上施加與轉(zhuǎn)動方向相反的轉(zhuǎn)矩，使電動機(jī)限速(如電動機(jī)帶重物恒速下降)，或減速(如停車過程)運(yùn)行。制動轉(zhuǎn)矩可以是電磁轉(zhuǎn)矩，也可能是外加制動閘的機(jī)械摩擦轉(zhuǎn)矩。電磁制動的制動力矩大、控制方便、沒有機(jī)械磨損。常用電磁制動有以下幾中方式：

　　1) 動能(能耗)制動：一般電動機(jī)電樞斷電后，其轉(zhuǎn)子動能仍維持

　　轉(zhuǎn)子盧續(xù)轉(zhuǎn)動，靠風(fēng)阻待摩擦損耗耗盡原有動能后停車，持續(xù)時間較長;為縮短停車過程占用時間，保持勵磁不變，電樞從電源斷開后接入電阻RL，則電樞中電動勢Ea。產(chǎn)生電流Ia(與電動勢狀態(tài)方向相反)，在電阻RL上耗能，并按發(fā)電機(jī)原理在電樞上產(chǎn)生與轉(zhuǎn)動方向相反的電磁制動轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子快些減速。但轉(zhuǎn)速降至較低值時電動勢Ea和電樞電流Ia都較小，制動轉(zhuǎn)矩也較小，常輔以制動閘加強(qiáng)低速制動效果。

　　2) 反接制動：制動時保持勵磁不變，電源反接使電樞電流反向，產(chǎn)

　　生制動的電磁轉(zhuǎn)矩。同時應(yīng)串入附加電阻RL以限制過大的電流。當(dāng)轉(zhuǎn)速下降至零時，應(yīng)及時切斷電源，以防電動機(jī)向反方向重新啟動。以上制動方式切使附加電阻上產(chǎn)生相當(dāng)大的能量損耗，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性較差。

　　3) 反饋制動：在直流電動機(jī)帶恒定轉(zhuǎn)矩負(fù)載并采用調(diào)壓調(diào)速運(yùn)行

　　時，如需降低轉(zhuǎn)速，應(yīng)先降低電樞電壓，些時電動機(jī)轉(zhuǎn)速n與電勢Ea不會突變，因而暫時U〈Ea，電樞電流Ia反向，成發(fā)電狀態(tài)運(yùn)行，向電源反饋電能，并產(chǎn)生制動的電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)速下降。在此過程中電樞轉(zhuǎn)子多余的動能反饋給電源，而不是空耗在附加電阻上，因此運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性較好。

　　異步電動機(jī)制動方法有：

　?、?能耗制動：當(dāng)電動機(jī)定子繞組與交流電源斷開后，立即接

　　到一個直流電源上，流入的直流電流在氣隙中建立一個靜止不動的磁場，它在旋轉(zhuǎn)著的轉(zhuǎn)子繞組中感生電流、電阻損耗：轉(zhuǎn)子電流與靜止磁場相作用產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩。

　　② 發(fā)電(再生)制動：當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速大于定子旋轉(zhuǎn)磁場

　　的同步轉(zhuǎn)速(用外力使電動機(jī)轉(zhuǎn)子加速或定子電源頻率減低)時，電動機(jī)處于發(fā)電機(jī)制定運(yùn)行狀態(tài)。

　?、?反接制動：電動機(jī)電源相序改變，使旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)方向改

　　變;或因負(fù)載作用使轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)，均可使電動機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反，產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩。與直流電動機(jī)反接制動相似，此時如仍維持電源電壓不變，定子電流將很大，要采取限流措施。

　　4、簡述電動機(jī)選用的一般原則。

　　答：電動機(jī)的選用時應(yīng)綜合考慮下列問題：

　　(1)根據(jù)機(jī)械負(fù)載性質(zhì)和生產(chǎn)工藝對電動機(jī)啟動、制動、反轉(zhuǎn)、調(diào)速等要求，選擇電動機(jī)類型。

　　(2)根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速變化范圍和啟動頻繁程度等要求，考慮電動機(jī)的溫升限制、過載能力與啟動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)選擇電動機(jī)容量，并確定通風(fēng)冷卻方式。容量選擇應(yīng)適當(dāng)留有余量。

　　(3)根據(jù)使用場所的環(huán)境條件如溫度、濕度、灰塵、腐蝕和易燃易爆氣體等考慮必要的防護(hù)等級和結(jié)構(gòu)與安裝方式。

　　(4)根據(jù)企業(yè)的電網(wǎng)電壓標(biāo)準(zhǔn)和對功率因數(shù)的要求，確定電動機(jī)的電壓等級與類型。

　　(5)根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速要求與http://www.jxcad.com.cn械的復(fù)雜程度，選擇電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。

　　(6)由于目前已有相當(dāng)多的派生與專用產(chǎn)品系列，能較好地適應(yīng)與滿足各行業(yè)的特殊要求，可優(yōu)選考慮選用專用系列產(chǎn)品。

　　另外，運(yùn)行可靠性、條件通用性、安裝與維修是否方便、產(chǎn)品價(jià)格、建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行維修費(fèi)用等方面，也應(yīng)在綜合考慮之列。

　　3.6 設(shè)計(jì)方法與應(yīng)用

　　1、簡述計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法在工程方面的應(yīng)用。

　　答：(1)用于繪圖及幾何造型 繪圖應(yīng)用軟件即圖形處理軟件，是計(jì)算機(jī)用于繪圖的軟件，由圖形處理系統(tǒng)軟件和圖形處理應(yīng)用軟件組成。CAD繪圖系統(tǒng)能完成主觀圖、側(cè)視圖、剖面、局部視圖、正等軸側(cè)圖以及三維圖形的繪制。

　　(2)用于計(jì)算和分析 CAD系統(tǒng)可進(jìn)行產(chǎn)品的靜/動態(tài)特性、

　　磁場、溫度場、流體場、振動、強(qiáng)度、應(yīng)變分布、熱變形等內(nèi)容的分析研。CAD系統(tǒng)還可用于研究機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)特性，干涉情況分析，自動給出結(jié)構(gòu)的物理特性，如體積、重量、重心、慣性矩、截面二次矩等。

　　(3)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì) CAD系統(tǒng)可分為兩大類，即人機(jī)交互會話型和非會話型。前者用于設(shè)計(jì)目標(biāo)難以用數(shù)學(xué)模型定量描述的場合，人在設(shè)計(jì)過程中起到推理、分析、判斷、決策的作用，該系統(tǒng)適于新產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)。非會話型設(shè)計(jì)過程即計(jì)算機(jī)按設(shè)計(jì)師編制的程序自動完成設(shè)計(jì)的各個工作步驟，適用于設(shè)計(jì)目標(biāo)能夠定量加以描述的場合，即變異性設(shè)計(jì)和適應(yīng)性設(shè)計(jì)。

　　(4)計(jì)算機(jī)仿真及試驗(yàn) CAD系統(tǒng)在設(shè)計(jì)階段，為了對設(shè)計(jì)對象進(jìn)行性能評價(jià)、決策，特別是對難以實(shí)時對實(shí)物進(jìn)行性能試驗(yàn)的工程對象，如：價(jià)值昂貴的武器系統(tǒng)，難以進(jìn)行實(shí)物試驗(yàn)的航空航天產(chǎn)品，難以復(fù)現(xiàn)的瞬態(tài)過程，大型結(jié)構(gòu)及大型設(shè)備的性能預(yù)測研究等。采用模擬或仿真技術(shù)進(jìn)行性能評價(jià)有重要的實(shí)用價(jià)值。另外，使用計(jì)算機(jī)控制產(chǎn)品的驗(yàn)收及性能試驗(yàn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、分析、處理已是現(xiàn)代產(chǎn)品試驗(yàn)技術(shù)的主要特征之一。

　　2、 簡述人機(jī)工程設(shè)計(jì)的一般原則。

　　答：人機(jī)工程設(shè)計(jì)的一般指導(dǎo)原則如下：

　　1) 工作空間應(yīng)符合人體尺寸和工作類型，身體姿勢、體力和運(yùn)動

　　三者應(yīng)適宜操作并互相制約。不同姿勢下的工作空間和有利工作區(qū)域與方向在考慮工作空間時，應(yīng)使四肢具有足夠的活動空間。工作器具應(yīng)與人的四肢相適應(yīng)。各種操縱器具的布置應(yīng)在人體功能可能實(shí)現(xiàn)的范圍內(nèi)。

　　2) 信息的顯示與信號的選擇設(shè)計(jì)和布置，應(yīng)與人的感覺能力(視

　　覺、聽覺、觸覺)相適應(yīng)。信息的顯示有視覺、聽覺和觸覺三類。通常，信息通過視覺獲得但在緊急情況下使用聽覺顯示的效果更大。因?yàn)閷τ谕蝗话l(fā)生的聲音，人具有特殊的反應(yīng)能力。但過度地應(yīng)用聽覺顯示，易使人疲勞。

　　3) 操縱、調(diào)節(jié)部件的選擇造型和布置，應(yīng)適合有關(guān)身體部位及其

　　運(yùn)動，并考慮有關(guān)靈敏度、精確度、速度、作用力等方面的要求?？刂萍O(shè)計(jì)的一般要求如下：

　?、? 控制件的運(yùn)動方向應(yīng)與被控制動作或顯示器的運(yùn)動方向一致;

　?、? 控制件的造型應(yīng)使操作者只用一般的體力;

　　③. 要求精確度較高的操作活動只能使用較小的體力，但應(yīng)保持適當(dāng)

　　的阻力，使操作者對操作的精確度有所感覺;

　?、? 不同設(shè)備完成相同功能控制件的大小和形狀應(yīng)一致;

　?、? 控制件應(yīng)易于識別，可以用顏色、尺寸、開關(guān)或在控制面板上加

　　說明予以區(qū)別;

　　⑥. 除非故意聯(lián)動，控制件的使用不應(yīng)互相干擾;

　?、? 要求迅速或精確高速的地方用手進(jìn)行操作;

　?、? 為執(zhí)行若干個分段控制，應(yīng)采用止動型控制?;

　?、? 當(dāng)控制件要求用力大或要求連續(xù)向前用力時，可選用腳操作。

　　4) 環(huán)境、安全和技術(shù)文件等方面的考慮。工作環(huán)境對人的工?能

　　力和安全有巨大影響。但廣義工作環(huán)境設(shè)計(jì)的探討已超出設(shè)備設(shè)計(jì)的范疇。環(huán)境條件包括溫度、濕度、輻射熱、灰塵、射線、氣體、氣壓、重力、加速度、照明、色彩、噪聲、振動等。在人-機(jī)設(shè)計(jì)中著重考慮的應(yīng)是設(shè)備本身對人(操作人員或服務(wù)對象)所處環(huán)境的劣化和設(shè)備設(shè)計(jì)嘆人所處環(huán)境的改善兩個方面。在交通運(yùn)輸市畝中，設(shè)備為有關(guān)人員提供了“小”環(huán)境備件，空調(diào)、通風(fēng)、減振、降噪等是此類設(shè)備的設(shè)計(jì)所必須考慮的人機(jī)界面問題。

　　3、 簡述模塊化設(shè)計(jì)的含義和劃分原則。

　　答：模塊化設(shè)計(jì)是在對產(chǎn)品進(jìn)行市場分析、預(yù)測、功能分析的基礎(chǔ)上，劃分并設(shè)計(jì)出一系列通用的功能模塊，根據(jù)用戶要求，對模塊進(jìn)行選擇和組合，構(gòu)成不同功能或功能相同性能不同、規(guī)格不同的產(chǎn)品。

　　模塊化莾計(jì)的劃分原則是力求以少數(shù)模塊組成盡可能多的產(chǎn)品，并在滿足要求的基礎(chǔ)上使產(chǎn)品精度高、性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，且模塊結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單規(guī)范，模塊間的聯(lián)系盡可能簡單。劃分模塊既要兼顧制造管理方便，具有較大靈活性，避免組合時產(chǎn)生混亂，又要考慮到該模塊系列將來的擴(kuò)展和向?qū)Ｓ谩⒆冃彤a(chǎn)品的輻射。劃分的優(yōu)劣直接影響模塊系列設(shè)計(jì)的成功與否。劃分前必須對系統(tǒng)進(jìn)行仔細(xì)、系統(tǒng)的功能分析和結(jié)構(gòu)分析，并要注意?下各點(diǎn)：

　　1) 模塊在整個系統(tǒng)中的作用及其更換的可能性和必要性;

　　2) 保持模塊在功能及結(jié)構(gòu)方面有一定的獨(dú)立性和完整性;

　　3) 模塊間的接合要素應(yīng)便于聯(lián)接與分離;

　　4) 模塊的劃分不能影響系統(tǒng)的主要功能。

　　4、 簡述生命周期設(shè)計(jì)的含義和應(yīng)用。

　　答：產(chǎn)品生命周期設(shè)計(jì)其目標(biāo)是所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品對社會的貢獻(xiàn)最大，而對制造商、用戶和環(huán)境的成本最小。它是一種在設(shè)計(jì)階段即考慮產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)價(jià)值的設(shè)計(jì)方法這些價(jià)值包括產(chǎn)品所需的功能、產(chǎn)品的可生產(chǎn)性、可裝配性、可測試性、可拆卸性、可運(yùn)輸性及其循環(huán)利用性和環(huán)境友好性。生命周期設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)師評估生命周期成本，并將評價(jià)結(jié)果用于指導(dǎo)設(shè)計(jì)和制造方案的決策。

　　生命周期設(shè)計(jì)的應(yīng)用見下圖。

　　5、 簡述創(chuàng)新設(shè)計(jì)的含義和方法。

　　答：創(chuàng)新設(shè)計(jì)是技術(shù)創(chuàng)新的重要內(nèi)容，是希望在設(shè)計(jì)中更充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造力，利用最新的科技成果，在現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論方法的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)出更具有競爭力的新穎產(chǎn)品。創(chuàng)新設(shè)計(jì)可分為開發(fā)型設(shè)計(jì)、變異設(shè)計(jì)和反求設(shè)計(jì)三種類型。