机械设计学复习题

1）内部空间：设计应遵循的主要阶段，其任务是使设计要求转化为“硬件”以满足需求，这也是设计的最终目的，故称内部空间为设计核心工作。

2）外部空间：所列举的问题为对设计的各种要求和应用的技术方法，是设计的外围问题。

由销售反馈信息，进行市场分析，改进技术要求，再进行设计的循环，是一个相互作用不断完善的迭代过程，使产品不断地发展。产品设计过程中的各种设计要求，是设计的依据和前提，它们就是设计的外围问题。

5-2、整机总体参数主要指哪些？ 答：整机总体参数主要指：

总体参数是表明机器技术性能的主要指标，包括机器性能参数和结构参数两方面：

（1）性能参数是指生产率、功率和重量等；

（2）结构参数是指主要结构尺寸，它由整机外形尺寸、主要部件的外形尺寸及工作机构作业位置尺寸等组成。

5-3、在机器设计中如何区别核心技术和关键技术两个不同概念？ 答：核心技术是指实现总功能和主要要求的技术，对不同的机械其核心技术是不相同的。

关键技术是实现某种功能过程中需要解决的技术难题。它与核心技术是两个不同的概念，在核心技术中也有关键技术问题。并请举例说明：83

6-1、机械结构件一般应具有哪些功能?

答：承受载荷、传递运动和动力、保证或保持有关零件或部件之间的相对位置或运动轨迹关系等。

6-2、何谓零件的相关?何谓直接相关和间接相关？

答：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。 零件的相关分为直接相关和间接相关两类： （1）直接相关：凡是两零件有直接装配关系的。 （2）间接相关：没有直接装配关系的相关。 间接相关又分为位置相关和运动相关两类： 位置相关是指两零件在相互位置上有要求。

运动相关是指一零件的运动轨迹与另一零件有关。要满足运动相关条件，一般需要一个或几个位置相关的中间件来达到。

6-3、结构件通常具有哪些结构要素?在结构设计中应如何区别对待？ 答：分为：工作部分、联结部分和安装部分；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）。

工作部分的设计主要考虑工作面的形状、尺寸、精度、表面质量等，而联结部分主要考虑强度、刚度等要求。

6-4、举例说明何谓直接安全技术?何谓间接安全技术? 答：P116

直接安全技术：是指在结构设计中充分满足安全可靠要求，保证在使

用中不出现危险。如采用安全销、安全阀和易损件等。对于可能松脱的零件加以限位，使其不致脱落造成机器事故。

间接安全技术：通过防护系统和保护装置来实现技术系统的安全可靠。其类型是多种多样的。如液压回路中的安全阀、电路系统中的保险丝等，都是当设备出现危险或超负荷时，自行脱离危险状态。 6-5、结构设计中常用的设计原理有哪些? 答：在结构设计中常应用下述各项原理： 1）等强度原理

对于同一个零件来说，各处应力相等，各处寿命相等，叫等强度。 2）合理力流原理

可以认为力在其传递路线上形成所谓力线，这些力线汇成力流。力在构件中的传递轨迹就像电场中的电力线、磁场中的磁力线、水流中的流线一样，按力流路线传递。 3）变形协调原理

所谓变形协调，就是使相联接的两零件在外载荷的作用下所产生的变形的方向相同，并且使其相对变形尽可能小。 4）力平衡原理

所谓力平衡就是指采取结构措施，部分或全部平衡掉无用的力，以减轻或消除其不良影响。这些结构措施主要有采用平衡元件、采取对称布置等。 5）任务分配原理 分配有三种可能：

（1）一载体承担多种功能：功能集中于一载体，可简化结构、降低成本；（2）一载体承担一种功能：功能与载体一一对应，便于做到“明确”、“可靠”，便于实现结构优化及准确计算；（3）多载体共同承担一种功能：多载体承担同一功能可以减轻零件负载，延长使用寿命。 6）自补偿原理

通过选择系统元件及其在系统中的配置来自行实现加强功能的相互支持作用，称为自补偿。 7）稳定性原理

所谓系统的结构稳定是指当出现干扰，使系统状态发生改变的同时，会产生一种与干扰作用相反的、使系统恢复稳定的效应。 6-6、结构设计中有哪些措施可以使构件降低工作时的应力 答：1）合理确定截面形状。传动轴一般采用圆形截面。小直径：实心轴便于制造；大直径：常做成空心轴。 2）合理确定轴向尺寸

改变截面形状降低截面上各点的应力，可以提高零件本身抗破坏和抗变形的能力，但不能改变其所受弯矩的大小，通过合理地确定零件轴向尺寸，可以减少弯矩。 3）合理选择支承形式 4）合理利用材料特性

材料的抗弯、抗拉和抗压特性差别较大，结构设计时应充分利用这一特点，尽量扬长避短。