支承件壁上开孔会降低1/在铸铁中加入镍和铬等合金元素不但能减小内应力，而且可提高构件运动表面的耐磨性。
2/对梁形支承件来说，隔板有纵向、横向和斜向之分。纵向隔板的抗弯效果好，而横向隔板的抗扭作用大，斜向隔板则介于上述两者之间。
纵向隔板布置在弯曲平面内才能有效地提高抗弯刚度，因为此时隔板的抗弯惯性矩最大。此外、增加横向隔板还会减小壁的翘曲和截面畸变。
刚度，但因结构和工艺要求常常需要开孔。当开孔面积小于所在壁面积的0.2时，对刚度影响较小；当大于0.2时，扭转刚度降低很多。故孔宽或孔径以不大于壁宽的1／4为宜．且应开在支承件壁的几何中心附近或中心线附近。
开孔对抗弯刚度影响较小，若加盖且拧紧螺拴，抗弯刚度可接近未开盖的水平，且嵌入盖比覆盖盖效果更好。扭转刚度在加盖后可恢复到原来的35％一41％左右。
造型设计
3.稳定包括两个方面：实际稳定和视觉稳定。
实际稳定是指产品实际重心符合稳定条件所达到的稳定。它直接关系到造型的功能效用，失去实际稳定，造型则无意义。
视觉稳定则是产品外观的量感重心，常通过形体、颜色、质感方面来满足视觉上的稳定。
机械产品造型的稳定与轻巧，随产品功能的不同有所侧重。但稳定感是一般产品的基本要求。有轻巧感的产品造型一般是既稳定又轻巧。
在大型产品造型设计中，要考虑各造型要素产生量感重心处于较低部位。如起重机、各类大型机床等。
而各类中小设备，在结构上要求实际稳定，造型上则要求具有不同程度的轻轻感。
稳定与轻巧和物体重心，底面面积，形体表面线条方向，体量结构，色彩分布和材料质地等因素有关。
如普通机床，其线型组织的“主调”应是水平、垂直两方向的线型。而小轿车采用水平线和斜线的组合，以水平方向的线型为“主调”，使汽车外形给人以生动活泼安全之感，强调了汽车前驱的运动趋势。
某厂ZQ型减速器系列是解放初引进前苏联的老产品，寿命短、性能差，决定以此减速器系列作为价值分析的对象。现以图1所示的PM650（总中心距650mm，总传动比31.495）旧减速器为例进行分析
绿色设计GD：也称为生态设计EG、环境设计DFE、生命周期设计LCD或环境意识设计ECD等。绿色设计是在产品整个生命周期内，着重考虑产品环境属性(可拆卸性、可回收性、可维护性、可重复利用性等)，并将其作为设计目标，在满足环境目标要求的同时，保证产品应有的功能、使用寿命、质量等。
绿色设计与传统设计的根本区别在于：绿色设计要求设计人员在设计构思阶段，就要降低能耗、易于拆卸、再生利用和和生态环境与保证产品的性能、质量、寿命、成本的要求列为同等的设计目标，并保证在生产过程中能够顺利实施。
某产品有四个零部件，可以实现五项功能，这五项功能重要程度之比为F1：F2：F3：F4：F5=3:1:4:2:6。该产品目前成本24元，各零件成本在各功能之间的比例分摊如下表。为提高市场竞争能力，拟对产品进行技术改进，并将该产品的目标成本定为20元，请通过功能分析和价值优化，确定改进工作主要应围绕那些零部件和功能展开，成本降低幅度最大
的功能及成本降低幅度分别为多少？
?l绿色设计的与传统设计区别和联系？试述绿色设计的具体过程？
5. 试论述绿色设计与传统设计的区别
绿色设计与传统设计的根本区别在于：绿色设计要考虑产品的整个生命周期（2 分），从产品的构思开始，在产品的结构设计、零部件的选材、制造、使用、报废和回收利用过程中对环境、资源的影响（2 分），希望以最小的代价实现产品“从摇篮到再现”的循环。（1 分）绿色设计要求设计人员在设计构思阶段，就要降低能耗、易于拆卸、再生利用和和生态环境与保证产品的性能、质量、寿命、成本的要求列为同等的设计目标，并保证在生产过程中能够顺利实施。
简述起停和换向装置的作用及对起停和换向装置的基本要求。
答案要点：
起停和换向装置的作用是用来控制执行件的起动、停止以及改变运动方向。（每点
0.5 分）
对起停和换向装置的基本要求是：
1) 起停和换向方便省力（0.5 分）
2) 操作安全可靠（0.5 分）
3) 结构简单，并能传递足够的动力。（0.5 分）
6-7、比较弹性强化、塑性强化、预紧的概念和区别。
答：强化：以减小应力为目的的预加载荷方法称为强化，强化分弹性强化和塑性强化两类。预紧：以提高刚度、减小工作时再变形为目的的顶加载荷方法称为预紧。
1．弹性强化
1）弹件强化是使构件在受工作载荷之前预受一个与工作载荷相反的载荷，产生一个相应的预变形，以及一个与工作应力相反的预应力，工作时该预加载荷部分地抵消工作载荷，预变形部分抵消工作变形，从而降低了构件的最大应力。
2）塑性强化是使构件在工作状态下应力最大那部分材料预先经塑性变形而产生一个与工作应力符号相反的残留应力，用以部分地抵消工件应力。塑性强化的特点是预加载荷与工作载荷方向一致，而且在构件工作时预加数荷已经撤出，靠残留应力而不是靠预加载荷本身来抵消工作应力。故要求材料必须具有足够的塑性，构件的塑性变形量不得超过一定限度。
3）预紧是通过一个与工作载荷方向相同的预加载荷。使零件产生一定的与工作时同方向的弹性变形、以减少工作时的进一步变形，从而提高刚度的有效措施。
力。
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。
4-4、执行机构的主要作用？
答：执行机构的主要作用有：
1）满足特定运动规律：主要指那些输出中有速度的规律变化要求。
2）满足特定的运动轨迹：在生产实际中，需要机构完成某种特定的运动轨迹，如直线、圆弧等等。当运动轨迹要求比较复杂时，一般通过连杆机构或通过组合机构来完成。
3）满足某种特殊的信息传递：利用机构不仅能完成机械运动和动力的传递，还能完成诸如检测、计数、定时、显示或控制等功能。
4-2、常见的用于运动速度或力的大小变换的传动机构主要有哪些？并简要说明。
答：常见的用于运动速度或力的大小变换的传动机构主要有以下几种：
1)通过啮合方式进行传动(例如；齿轮、蜗轮蜗杆、链传动、同步齿形带等)。其中：齿轮传动可以在平行轴或交错轴间实现准确的定传动比传动，适用功率和速度范围广，结构紧凑，传动效率高，工作可靠，寿命长，互换性好，因而得到广泛应用。
2)通过摩擦方式进行传动(例如：摩擦轮传动、摩擦式无级变速器、带传动、滑轮传动等)。这类机构结构简单，维修方便，成本低廉，由于带具有柔软性、吸收振动的特性，且有缓冲和安全保护的作用特性，使带传动适用于两轴中心距较大的传动。
3)利用楔块原理进行传动(例如：螺旋传动、偏心轮传动等)。螺旋传动主要由螺杆、螺母、机架组成。螺旋传动的优点是增力效果大，可用较小的转矩得到较大的轴向力。结构简单，传动精度高，平稳无噪声等。
4)利用流体作用原理进行传动(例如：液压、气动传动等)。液体可以看作是一种不可压缩物体。因而液压传动能传动较大的力，经常用于传动比不需十分精确但载荷很大的情况下．但液压传动速度较慢，例如液压千斤顶、液压挖掘机的推杆等。而气动传动机构一般用于传递较小的力，但作用速度快。
1、对于封闭或非封闭的薄壁支承件，采用合理布置隔板和肋条比采取简单地增加壁厚的办法来提高支承件刚度的效果要好得多。纵向隔板主要用来提高支承件的抗弯刚度，横向隔板主要用来提高支承件的抗扭刚度，斜向隔板既可提高支承件的抗弯刚度，又可提高抗扭刚度。
4. 论述传动系统的组成，试举出变速装置的任意三种变速方式
答：传动系统统常由变速装置、起停和换向装置、制动装置以及安全
保护装置等几个基本部分组成。
机械系统中有级变速常用的变速方式有交换齿轮变速、滑移齿轮变速、
离合器变速、上述变速方式的组合、啮合器变速。
1、为什么齿轮传动齿数比不宜取整数？
一、硬币分选计数机的总功能如下图所示，试分析要实现总功能，必须要有哪些分功能单元，画出功能结
构图，并简要说明计数功能如何实现。（18分）。
试用物—场分析法分析车辆在结冰路面上打滑原因，并说明改进措施。（10分）
二、填空题（45分，每空2分）
一、填空（20分，每空1分）
1．任何一台机器，除具有为实现总功能的外，同时还存在很多低一层次的，起支持和保证的功能，称为。
2．对设计要求而言，直接关系到产品功能、性能、技术经济指标所提出的要求为；间接关系到产品质量所提出的要求是。
3．疲劳破坏必须经历一定的载荷循环次数；零件在整个疲劳过程中不出现宏观，而发生瞬间的。
4．可靠性设计法认为作用在零部件上的应力和零部件的强度都不是定值，而是，在数学上必须用来描述。应力分布和强度分布的干涉部分在性质上表示零件的。
5．在人体运动过程中，肌肉施力产生两种效应：①；②。
6．在造型设计的三要素中，体现了产品的实用性，体现了产品的技术性，而则体现了产品的艺术性。
7．产品性能的适用性变化可从三个方面考虑：①；②；③，。
8．对单件或小批生产的机械产品，常常进行，而对于转入成批生产的机械产品，则需进行。
1．任何一台机器，除具有为实现总功能的主要功能外，同时还存在很多低一层次的，起支持和保证的功能，称为辅助功能。
2．对设计要求而言，直接关系到产品功能、性能、技术经济指标所提出的要求为主要设计要求；间接关系到产品质量所提出的要求是其它设计要求。
7．疲劳破坏必须经历一定的载荷循环次数；零件在整个疲劳过程中不出现宏观塑性变形，而发生瞬间的脆性断裂。
8．可靠性设计法认为作用在零部件上的应力和零部件的强度都不是定值，而是随机变量，在数学上必须用分布函数来描述。应力分布和强度分布的干涉部分在性质上表示零件的失效概率。
9．在人体运动过程中，肌肉施力产生两种效应：①动态肌肉效应；②静态肌肉效应。
10．在造型设计的三要素中，功能基础体现了产品的实用性，物质技术基础体现了产品的技术性，而艺术形象则体现了产品的艺术性。
7．产品性能的适用性变化可从三个方面考虑：①适用性改变；②开发新用途；③增添附加功能，拓宽使用面。
8．对单件或小批生产的机械产品，常常进行样机试验，而对于转入成批生产的机械产品，则需进行综合性能检测试验。
三、（10分） 试用“黑箱”描述家用鼓风式蒸汽电熨斗的功能，并画出功能结构图。
参考答案：
五、对减速传动来说，一般将最末级的传动比设计的较大，为什么？（5分） 答:l 、在传动机构中，误差可以传递，且随传动比而缩放。（2.5分）
1121//n n n n i i i i δδδδ-=???+???++ 可有效减少高速级误差对整个传动的影响。
2.在最末级传动前，只承载较小的转矩，有利于减小传动机构尺寸。（2.5分）
●
请移动下面等式中的一个数字（只能是数字，不能将数字对调，也不能移动符号），使等式成立。 ● 101－102=1
● 井盖为什么是圆的？找到了最有说服力的答案。 ●
● 一个老汉有17头牛，打算分给3个儿子，大儿子得1/2，二儿子得1/3，小儿子得1/9，但不得把牛杀
死分肉，他问儿子们，你们说。怎样分法?
华侨大学2013年攻读博士学位研究生入学考试专业课试卷
操作指令
~220V
未加热 空气、水
风 汽 声、 热
示
操作指令 ~220V 未加热
空
气、水 S 显示M ，
热风 蒸汽
噪声、发热
（答案必须写在答题纸上）
招生专业机械设计及理论科目名称机械设计学科目代码 3604
(标题用黑体、小四号，正文用宋体小四号)
1、设计是一种优化方法的过程，是在给定条下，对原理方案、结构方案，总体设计、造型设计等方面谋求最优解的过程。（√）
2、机构较宜用以实现功率性的机械运动形式或规律的变换功能；但在特定条件下不能优质地实现开关、联锁和检测等功能。（Χ）
3、工艺类机器是对被加工对象(某种物料)实施某种加工工艺的装置，其中必定有一个工作头。所以说机床和挖掘机都是工艺类机器。（√）
4、组合创新法是将现有技术或产品通过功能、原理、结构等方面的组合变化形成新的技术思想或新产品的一种创造技法。（√）
5由于受机体外形、尺寸的限制，或为了安全和操作方便，执行机构不宜与原动机直联时，需要用传动装置来联接。（√）
6、大功率电动机起停和换向时，常采用反接法制动。它具有操作方便、制动时间短等优点。（Χ）
7、传动机构的作用是实现速度或力的变换，或实现特定运动规律的要求。（√）
8、内燃机既可以在负载下启动，但不能反转运行，执行机构需要反向时，应在传动链中设置反向机构。（Χ）
9、要求精密运动的系统中，不能插入摩擦传动；在高速旋转传动中不能插入双曲柄机构。（√）
10、轴套类零件结构的主体部分大多是同轴回转体，它们一般起支承转动零件及定位的作用，因此，常带有键槽、轴肩、螺蚊及退刀糟或砂轮越程糟等结构。（Χ）
14、根据结构设计需要，为减轻重量，承受转矩的轴截面可适当开口。（Χ）
低，甚至仅比材15、疲劳断裂应力(即循环应力中最大应力)远比静应力下材料的抗拉极限b
略高，疲劳破坏就可能发生。（√）
料的屈服极限s
16、完成工艺功能的三个主要因素是:工作头的形状、运动方式和作用场。（√）
17、在构件设计时质量愈向弯曲中性面两侧分散愈可获得较大的强度和刚度。（√）
18、机械传动系统按其能量传递路线的不同可分为:单流传动、分流传动、汇流传动、混流传动；轻工机械一般有多个执行机构所以常采用混流传动。（X）
19、结构设计中的自助原则是通过本身结构或系统的配置关系，在工作过程中产生加强功能或避免失效的作用，通常的方法有自平衡、自加强、自保护。（√）
20、改善零件的受力状况对提高零件的强度和刚度作用比较明显，常用的方法有载荷分流、载荷均化、载荷抵消。（√）
21、人机学就是从系统论的观点来研究人-机器-环境所组成的系统及其之间的关系。重点是研究人的生理和心理特征，使系统中的三要素相互协调，以促进人的身心健康，提高人的工作效能。（√）
22、顾客买一件产品从本质上并不是购买这个产品的实体，而是买这个产品所得到的效用上和心理上的满足。（√）
23、视觉稳定是产品外观的量感重心，常通过形体、颜色、质感方面来满足视觉上的稳定，与产品实际重心无关。（√）
24、对于封闭或非封闭的薄壁支承件，采用合理布置隔板和肋条比采取简单地增加壁厚的办法来提高支承件刚度的效果要好得多。斜向隔板既可提高支承件的抗弯刚度，又可提高抗扭刚度。纵向隔板主要用来提高支承件的抗扭刚度，横向隔板主要用来提高支承件抗弯的刚度，（Χ）
25、铸铁材料的抗拉强度远高于抗压强度，所以选用铸铁材料制作抗弯结构时通常将截面设计为非对称结构，使零件结构的最大拉应力大于最大压应力。（Χ）
26、在铸铁中加入镍和铬等合金元素不但能减小内应力，而且可提高构件运动表面的耐磨性。（√）
27、高副接触零件的接触点处表层会出现较大的接触应力和接触变形，接触点的综合曲率半径和接触元素的数量是影响接触应力和接触变形的重要因素。（√）
28、用低副(面接触)零件代替高副(点、线接触)零件，可以有效地提高结构的强度和刚度。为保证在用低副代替高副的转变中保持自由度不变，需要在原有结构中增加其他零件。（√）29、在渐开线齿轮传动设计中，通过采用正变位，使工作齿廓远离基圆，使综合曲率半径增
大，可以有效地提高齿轮传动的承载能力。（√）
30、开孔对抗弯刚度影响较小，若加盖且拧紧螺拴，抗弯刚度可接近未开盖的水平，且嵌入盖比覆盖盖效果更好。（√）
31、当主体结构不同位置处的变形量不同时，应将隔板布置在变形量较大的位置。并且隔板应与受力方向垂直。（Χ）
简答题：
1、普通机床线型组织的“主调”应是水平、垂直两方向的线型。为什么小轿车通常采用水平线和斜线的组合？
答：小轿车通常采用水平线和斜线的组合，以水平方向的线型为“主调”，使汽车外形给人以生动活泼安全之感，同时强调了汽车前驱的运动趋势。
2、在人机界面、仪表盘、显示屏的设计中，为什么要考虑显示内容和背景之间的颜色搭配，请例四对以上的颜色搭配。
答：主要是为了获得较强的识别性。使信息的接受者能快速、准确、舒适得读取信息。
具有较强识别性的颜色搭配组合：
黑—黄、黑—白、紫—黄、紫—白、蓝—白、绿—白、绿—黄、黄—蓝。
3、色彩适合语义表达，在机械产品以及日常生活中得到大量应用，请说明在机床或仪表上的指示灯或信号中，红色、黄色、橙色、绿色分别表达什么语义。
答：红色—表示禁止；黄色—提醒注意、小心；橙色—表示危险；绿色—表示运行正常。4、简述起停和换向装置的作用及对起停和换向装置的基本要求。
答：
起停和换向装置的作用是用来控制执行件的起动、停止以及改变运动方向。（每点
0.5 分）
对起停和换向装置的基本要求是：
1) 起停和换向方便省力（0.5 分）
2) 操作安全可靠（0.5 分）
3) 结构简单，并能传递足够的动力。（0.5 分）
5、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. 试论述绿色设计与传统设计的区别
答：绿色设计与传统设计的根本区别在于：绿色设计要考虑产品的整个生命周期（2 分），从产品的构思开始，在产品的结构设计、零部件的选材、制造、使用、报废和回收利用过程中充分考虑对环境、资源的影响（2 分），希望以最小的代价实现产品“从摇篮到再现”的循环。（1 分）
7、比较弹性强化、塑性强化、预紧的概念和区别。
答：强化：以减小应力为目的的预加载荷方法称为强化，强化分弹性强化和塑性强化两类。预紧：以提高刚度、减小工作时再变形为目的的顶加载荷方法称为预紧。
1．弹性强化
1）弹件强化是使构件在受工作载荷之前预受一个与工作载荷相反的载荷，产生一个相应的预变形，以及一个与工作应力相反的预应力，工作时该预加载荷部分地抵消工作载荷，预变形部分抵消工作变形，从而降低了构件的最大应力。
2）塑性强化是使构件在工作状态下应力最大那部分材料预先经塑性变形而产生一个与工作应力符号相反的残留应力，用以部分地抵消工件应力。塑性强化的特点是预加载荷与工作载荷方向一致，而且在构件工作时预加数荷已经撤出，靠残留应力而不是靠预加载荷本身来抵消工作应力。故要求材料必须具有足够的塑性，构件的塑性变形量不得超过一定限度。
3）预紧是通过一个与工作载荷方向相同的预加载荷。使零件产生一定的与工作时同方向的弹性变形、以减少工作时的进一步变形，从而提高刚度的有效措施。
力。
8、执行机构的主要作用？
答：执行机构的主要作用有：
1）满足特定运动规律：主要指那些输出中有速度的规律变化要求。
2）满足特定的运动轨迹：在生产实际中，需要机构完成某种特定的运动轨迹，如直线、圆弧等等。当运动轨迹要求比较复杂时，一般通过连杆机构或通过组合机构来完成。
3）满足某种特殊的信息传递：利用机构不仅能完成机械运动和动力的传递，还能完成诸如检
测、计数、定时、显示或控制等功能。
9、常见的用于运动速度或力的大小变换的传动机构主要有哪些？并简要说明。
答：常见的用于运动速度或力的大小变换的传动机构主要有以下几种：
1)通过啮合方式进行传动(例如；齿轮、蜗轮蜗杆、链传动、同步齿形带等)。其中：齿轮传动可以在平行轴或交错轴间实现准确的定传动比传动，适用功率和速度范围广，结构紧凑，传动效率高，工作可靠，寿命长，互换性好，因而得到广泛应用。
2)通过摩擦方式进行传动(例如：摩擦轮传动、摩擦式无级变速器、带传动、滑轮传动等)。这类机构结构简单，维修方便，成本低廉，由于带具有柔软性、吸收振动的特性，且有缓冲和安全保护的作用特性，使带传动适用于两轴中心距较大的传动。
3)利用楔块原理进行传动(例如：螺旋传动、偏心轮传动等)。螺旋传动主要由螺杆、螺母、机架组成。螺旋传动的优点是增力效果大，可用较小的转矩得到较大的轴向力。结构简单，传动精度高，平稳无噪声等。
4)利用流体作用原理进行传动(例如：液压、气动传动等)。液体可以看作是一种不可压缩物体。因而液压传动能传动较大的力，经常用于传动比不需十分精确但载荷很大的情况下．但液压传动速度较慢，例如液压千斤顶、液压挖掘机的推杆等。而气动传动机构一般用于传递较小的力，但作用速度快。
10. 论述传动系统的组成，试举出变速装置的任意三种变速方式
答：传动系统统常由变速装置、起停和换向装置、制动装置以及安全
保护装置等几个基本部分组成。
机械系统中有级变速常用的变速方式有交换齿轮变速、滑移齿轮变速、
离合器变速、上述变速方式的组合、啮合器变速。
11、为什么齿轮传动齿数比不宜取整数？
答：当齿轮传动的齿数比取整数时，每次啮合都是固定的齿和齿的啮合，即相同齿轮周期啮合，这样有周节误差或齿形误差引起的传动缺陷越容易表现出来，并且越易引起工作齿面的失效。所以齿轮传动的齿数比除用于定时的齿轮传动外，一般选择带小数的齿数比，最好选素数，以使其普遍啮合。
12、对减速传动来说，一般将最末级的传动比设计的较大，为什么？（5分）
答:l、在传动机构中，误差可以传递，且随传动比而缩放。（2.5分）
1121//n n n n i i i i δδδδ-=???+???++ 可有效减少高速级误差对整个传动的影响。
2.在最末级传动前，只承载较小的转矩，有利于减小传动机构尺寸。（2.5分） 13、试用物—场分析法分析车辆在结冰路面上打滑原因，并说明改进措施。（10分） 答：物—场分析法认为，在任何一个最小技术系统中，至少有一个主体(S1)，一个客体(S2)和一个场(F)。缺一即不可能发生技术作用。车辆在路面上行走，那么路面和车轮就形成了主客体，而摩擦力就是使车辆行走的物理场（F ），但由于路面结冰不能提供足够的摩擦力，属于场效应不足，所以是打滑的主因；针对场效应不足的情况，物—场分析法一般解法为： ? 1）用另一个场F2代替原来的场F1； ? 2）增加另外一个场F2来强化有用的效应；
? 3）增加物质S3并加上另一个场F2来强化有用效应。
因此，我们可通过垫砂土或加装防滑链增加物质S3并加上另一个场F2来强化有用效应。
14、某产品有四个零部件，可以实现五项功能，这五项功能重要程度之比为F1：F2：F3：F4：F5=3:1:4:2:6。该产品目前成本24元，各零件成本在各功能之间的比例分摊如下表。为提高市场竞争能力，拟对产品进行技术改进，并将该产品的目标成本定为20元，请通过功能分析和价值优化，确定改进工作主要应围绕那些零部件和功能展开，成本降低幅度最大的功能及成本降低幅度分别为多少？
15、硬币计数包卷机可实现硬币包卷和装袋，请用黑箱法表示硬币计数包卷机的总功能，同时分析要实现总功能，必须要有哪些分功能单元，并画出功能结构图。(30分) 答:1、硬币计数包卷机的总功能（黑箱法表示）（10分）
2硬币计数包卷机功能分析（10分）
1）分选、挑残功能；2)计数； 3)堆币、整理功能 4)送纸功能 ；5)包卷功能；6)卷边功能； 7)装袋功能；8)调整币种功能（辅助功能） 3、硬币计数包卷机功能结构图（10分）
16、井盖为什么是圆的？请给出最有说服力的答案。
操作指令S 220V E 硬币 S ’
M ’
输出 OUT
井盖是圆的这样才美观”—美学大师，或非常注重美观的。
“圆的井盖利于搬运（搬的时候可以滚动搬运）。”—爱劳动，可能是个实践好手。 “圆的受力最均匀，所以最坚固，省成本。”—力学学的好，是学物理的。 “圆的井盖在装卸的时候不至于失手掉下去。”——找到了最有说服力的答案。
17、汽车举升机可以不同速度举升汽车，并可停留在任意高度；请用黑箱法表示汽车举升机的总功能，同时分析要实现总功能，必须要有哪些分功能单元。
举升后的汽车M
举升速度和高度
信号S
待举升的汽车M
能量E 信号
S
1、设计是一种优化方法的过程，是在给定条下，对原理方案、结构方案，总体设计、造型设计等方面谋求最优解的过程。（√）
2、机构较宜用以实现功率性的机械运动形式或规律的变换功能；但在特定条件下不能优质地实现开关、联锁和检测等功能。（Χ）
3、工艺类机器是对被加工对象(某种物料)实施某种加工工艺的装置，其中必定有一个工作头。所以说机床和挖掘机都是工艺类机器。（√）
4、组合创新法是将现有技术或产品通过功能、原理、结构等方面的组合变化形成新的技术思想或新产品的一种创造技法。（√）
5由于受机体外形、尺寸的限制，或为了安全和操作方便，执行机构不宜与原动机直联时，需要用传动装置来联接。（√）
6、大功率电动机起停和换向时，常采用反接法制动。它具有操作方便、制动时间短等优点。（Χ）
7、传动机构的作用是实现速度或力的变换，或实现特定运动规律的要求。（√）
8、内燃机既可以在负载下启动，但不能反转运行，执行机构需要反向时，应在传动链中设置反向机构。（Χ）
举升汽车
驱动功能
执行功能
控制功能
辅助功能 支承和连接 H
能量转换A 能量传递与分配B 举升与回位C
到位锁定D
照明J 其它K
启动、停止E 、F 变速G 仪表显示I
9、要求精密运动的系统中，不能插入摩擦传动；在高速旋转传动中不能插入双曲柄机构。（√）
10、轴套类零件结构的主体部分大多是同轴回转体，它们一般起支承转动零件及定位的作用，因此，常带有键槽、轴肩、螺蚊及退刀糟或砂轮越程糟等结构。（Χ）
14、根据结构设计需要，为减轻重量，承受转矩的轴截面可适当开口。（Χ）
σ低，甚至仅比材15、疲劳断裂应力(即循环应力中最大应力)远比静应力下材料的抗拉极限b
σ略高，疲劳破坏就可能发生。（√）
料的屈服极限s
16、完成工艺功能的三个主要因素是:工作头的形状、运动方式和作用场。（√）
17、在构件设计时质量愈向弯曲中性面两侧分散愈可获得较大的强度和刚度。（√）
18、机械传动系统按其能量传递路线的不同可分为:单流传动、分流传动、汇流传动、混流传动；轻工机械一般有多个执行机构所以常采用混流传动。（X）
19、结构设计中的自助原则是通过本身结构或系统的配置关系，在工作过程中产生加强功能或避免失效的作用，通常的方法有自平衡、自加强、自保护。（√）
20、改善零件的受力状况对提高零件的强度和刚度作用比较明显，常用的方法有载荷分流、载荷均化、载荷抵消。（√）
21、人机学就是从系统论的观点来研究人-机器-环境所组成的系统及其之间的关系。重点是研究人的生理和心理特征，使系统中的三要素相互协调，以促进人的身心健康，提高人的工作效能。（√）
22、顾客买一件产品从本质上并不是购买这个产品的实体，而是买这个产品所得到的效用上和心理上的满足。（√）
23、视觉稳定是产品外观的量感重心，常通过形体、颜色、质感方面来满足视觉上的稳定，与产品实际重心无关。（√）
24、对于封闭或非封闭的薄壁支承件，采用合理布置隔板和肋条比采取简单地增加壁厚的办法来提高支承件刚度的效果要好得多。斜向隔板既可提高支承件的抗弯刚度，又可提高抗扭刚度。纵向隔板主要用来提高支承件的抗扭刚度，横向隔板主要用来提高支承件抗弯的刚度，（Χ）
25、铸铁材料的抗拉强度远高于抗压强度，所以选用铸铁材料制作抗弯结构时通常将截面设计为非对称结构，使零件结构的最大拉应力大于最大压应力。（Χ）
26、在铸铁中加入镍和铬等合金元素不但能减小内应力，而且可提高构件运动表面的耐磨性。（√）
27、高副接触零件的接触点处表层会出现较大的接触应力和接触变形，接触点的综合曲率半径和接触元素的数量是影响接触应力和接触变形的重要因素。（√）
28、用低副(面接触)零件代替高副(点、线接触)零件，可以有效地提高结构的强度和刚度。为保证在用低副代替高副的转变中保持自由度不变，需要在原有结构中增加其他零件。（√）29、在渐开线齿轮传动设计中，通过采用正变位，使工作齿廓远离基圆，使综合曲率半径增大，可以有效地提高齿轮传动的承载能力。（√）
30、开孔对抗弯刚度影响较小，若加盖且拧紧螺拴，抗弯刚度可接近未开盖的水平，且嵌入盖比覆盖盖效果更好。（√）
31、当主体结构不同位置处的变形量不同时，应将隔板布置在变形量较大的位置。并且隔板应与受力方向垂直。（Χ）
简答题：
1、普通机床线型组织的“主调”应是水平、垂直两方向的线型。为什么小轿车通常采用水平线和斜线的组合？
答：小轿车通常采用水平线和斜线的组合，以水平方向的线型为“主调”，使汽车外形给人以生动活泼安全之感，同时强调了汽车前驱的运动趋势。
2、在人机界面、仪表盘、显示屏的设计中，为什么要考虑显示内容和背景之间的颜色搭配，请例四对以上的颜色搭配。
答：主要是为了获得较强的识别性。使信息的接受者能快速、准确、舒适得读取信息。
具有较强识别性的颜色搭配组合：
黑—黄、黑—白、紫—黄、紫—白、蓝—白、绿—白、绿—黄、黄—蓝。
3、色彩适合语义表达，在机械产品以及日常生活中得到大量应用，请说明在机床或仪表上的指示灯或信号中，红色、黄色、橙色、绿色分别表达什么语义。
答：红色—表示禁止；黄色—提醒注意、小心；橙色—表示危险；绿色—表示运行正常。4、简述起停和换向装置的作用及对起停和换向装置的基本要求。
答：起停和换向装置的作用是用来控制执行件的起动、停止以及改变运动方向。（每点0.5 分）对起停和换向装置的基本要求是：
1) 起停和换向方便省力（0.5 分）
2) 操作安全可靠（0.5 分）
3) 结构简单，并能传递足够的动力。（0.5 分）
5、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. 试论述绿色设计与传统设计的区别(5分)
答：绿色设计与传统设计的根本区别在于：绿色设计要考虑产品的整个生命周期（2 分），从产品的构思开始，在产品的结构设计、零部件的选材、制造、使用、报废和回收利用过程中充分考虑对环境、资源的影响（2 分），希望以最小的代价实现产品“从摇篮到再现”的循环。（1 分）
7、比较弹性强化、塑性强化、预紧的概念和区别。（8分）
答：强化：以减小应力为目的的预加载荷方法称为强化，强化分弹性强化和塑性强化两类。预紧：以提高刚度、减小工作时再变形为目的的顶加载荷方法称为预紧。（2分）
1．弹性强化
1）弹件强化是使构件在受工作载荷之前预受一个与工作载荷相反的载荷，产生一个相应的预变形，以及一个与工作应力相反的预应力，工作时该预加载荷部分地抵消工作载荷，预变形部分抵消工作变形，从而降低了构件的最大应力。（2分）
2）塑性强化是使构件在工作状态下应力最大那部分材料预先经塑性变形而产生一个与工作应力符号相反的残留应力，用以部分地抵消工件应力。塑性强化的特点是预加载荷与工作载荷方向一致，而且在构件工作时预加载荷已经撤出，靠残留应力而不是靠预加载荷本身来抵消工作应力。故要求材料必须具有足够的塑性，构件的塑性变形量不得超过一定限度。（2分）3）预紧是通过一个与工作载荷方向相同的预加载荷。使零件产生一定的与工作时同方向的弹性变形、以减少工作时的进一步变形，从而提高刚度的有效措施。（2分）
8、执行机构的主要作用？（5分）
答：执行机构的主要作用有：
1）满足特定运动规律：主要指那些输出中有速度的规律变化要求。（1.5分）
2）满足特定的运动轨迹：在生产实际中，需要机构完成某种特定的运动轨迹，如直线、圆弧等等。当运动轨迹要求比较复杂时，一般通过连杆机构或通过组合机构来完成。（2分）
3）满足某种特殊的信息传递：利用机构不仅能完成机械运动和动力的传递，还能完成诸如检测、计数、定时、显示或控制等功能。（1.5分）
9、常见的用于运动速度或力的大小变换的传动机构主要有哪些？并简要说明。（8分）
答：常见的用于运动速度或力的大小变换的传动机构主要有以下几种：
1)通过啮合方式进行传动(例如；齿轮、蜗轮蜗杆、链传动、同步齿形带等)。其中：齿轮传动可以在平行轴或交错轴间实现准确的定传动比传动，适用功率和速度范围广，结构紧凑，传动效率高，工作可靠，寿命长，互换性好，因而得到广泛应用。（2分）
2)通过摩擦方式进行传动(例如：摩擦轮传动、摩擦式无级变速器、带传动、滑轮传动等)。这类机构结构简单，维修方便，成本低廉，由于带具有柔软性、吸收振动的特性，且有缓冲和安全保护的作用特性，使带传动适用于两轴中心距较大的传动。（2分）
3)利用楔块原理进行传动(例如：螺旋传动、偏心轮传动等)。螺旋传动主要由螺杆、螺母、机架组成。螺旋传动的优点是增力效果大，可用较小的转矩得到较大的轴向力。结构简单，传动精度高，平稳无噪声等。（2分）
4)利用流体作用原理进行传动(例如：液压、气动传动等)。液体可以看作是一种不可压缩物体。因而液压传动能传动较大的力，经常用于传动比不需十分精确但载荷很大的情况下．但液压传动速度较慢，例如液压千斤顶、液压挖掘机的推杆等。而气动传动机构一般用于传递较小的力，但作用速度快。（2分）
10、为什么齿轮传动齿数比不宜取整数？（5分）
答：当齿轮传动的齿数比取整数时，每次啮合都是固定的齿和齿的啮合，即相同轮齿周期啮合，这样有周节误差或齿形误差引起的传动缺陷越容易表现出来，并且越易引起工作齿面的失效。所以齿轮传动的齿数比除用于定时的齿轮传动外，一般选择带小数的齿数比，最好选素数，以使其普遍啮合。
11、对减速传动来说，一般将最末级的传动比设计的较大，为什么？（5分）
答:l 、在传动机构中，误差可以传递，且随传动比而缩放，即1121n n n n i i δδδδ-=???+???++ 将最末级的传动比设计的较大可有效减少高速级误差对整个传动系统的影响。（2.5分） 2.在最末级传动前，转速较高，只承载较小的转矩，有利于减小传动机构尺寸。（2.5分） 12、试用物—场分析法分析车辆在结冰路面上打滑原因，并说明改进措施。（8分） 答：物—场分析法认为，在任何一个最小技术系统中，至少有一个主体(S1)，一个客体(S2)和一个场(F)。缺一即不可能发生技术作用。（2分）车辆在路面上行走，那么路面和车轮就形成了主客体，而摩擦力就是使车辆行走的物理场（F ），但由于路面结冰不能提供足够的摩擦力，属于场效应不足，所以是打滑的主因；（2分）针对场效应不足的情况，物—场分析法一般解法为：
?1）用另一个场F2代替原来的场F1；
?2）增加另外一个场F2来强化有用的效应；
?3）增加物质S3并加上另一个场F2来强化有用效应。
因此，我们可通过垫砂土或加装防滑链增加物质S3并加上另一个场F2来强化有用效应。（2分）
（2分）
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。
6-6、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。
13、某产品有四个零部件，可以实现五项功能，这五项功能重要程度之比为F1：F2：F3：F4：