第一章绪论1、机械设计学学科的三个组成部分:功能原理设计、实用化设计、商品化设计。

2、机械设计具有哪些主要特点？(多解性、系统性、创新性)3、近代“设计学”的重大发展(功能思想的提出与发展;人机学思想的形成与发展;工业设计学科体系的发展与成熟)4、从设计构思的角度将机械设计步骤归纳为哪三大步？(创意、构思、实现)求→目标界定→问题求解→分析选优→评价决策→表达→实现。

6、机械设计学的研究对象 :机械设计学研究机械设计的规律、过程、原理、方法、设计原则以及其她机械设计的共性技术。

7、功能就是产品的核心与本质。

第二章机器的组成及典型机器的功能分析1、机器的定义:有两个或两个以上相互联系配合的构件所组成的联合体,通过其中某些构件的限定的相对运动,能将某种原动力与运动转变,以执行人们预期的工作,在人或其她智能体的操作或控制下,实现为之设计的某种或几种功能。

2、从不同角度瞧机器的组成: 从机构学的角度瞧:各种基本机构,自由度=原动机数;从结构学的角度瞧:各种基本零件; 从专业的角度瞧:各种主要部件3、从功能的观点瞧机器的组成:机器由多个主要分功能系统构成,它们的协调工作实现了实现了机器的总功能。

又可进一步分为:工作机(工作头、执行机构)传动机原动机控制器。

4、从功能的观点瞧机器的分类可分为:工艺类机器:对物料进行工艺性加工的机器,主要特征就是具有专用的工作头并进行独特的工艺加工动作; 非工艺类-不对任何物料进行工艺性加工,只实现某些特殊的动作性的机器。

5、家用缝纫机就是一种典型的工艺类机器。

工艺方式:一就是采用针尖引线的方法代替针尾引线;二就是采用双线互锁交织的方法代替反复穿刺。

功能分析:(1)总功能:将线按一定规律缝于缝料上,它可使一根线或多根线通过自连、互连、交织,在缝料上形成一定形式的线迹。

(2)主要功能:引面线造环功能,勾面线扩环供给与收回面线的功能,输送缝料的功能。

(3)调节面线与底线阻尼的功能,调节压脚与压紧力的功能,调节送布针距的功能,绕底线功能。

(4)控制功能:机械控制功能,人机控制功能,电子控制功能。

6、现代银行点钞机就是一种典型的机电一体化系统,属于工艺类机器。

功能要求:要有堆放准备清点纸币的空间,并能将纸币连续输入,直到最后一张;要有能把纸币逐张分开,避免两张当做一张计数的机构;要有准确计数的装置,清理完毕的纸币要整理成一叠。

功能分析:(1)总功能:将一沓同样的纸币输入机器之后,经过机器处理,最后输出一沓整齐的纸币,同时计数器准确显示纸币的张数。

(2)主要功能:进钞输入功能,分钞功能,计数功能,整理功能(3)辅助功能:动力及传动功能,接钞输入口斜板调节功能,阻尼轮压紧功能(4)控制功能:机械控制功能,光电控制功能,人机控制功能。

第三章机械产品的功能原理设计1、功能原理设计:机械产品设计的最初环节,就是先要针对该产品的主要功能提出一些原理性构思,这种针对主要功能的原理性设计,称…。

实质: 就是对方案的构思与拟定过程。

2、构思钞票逐张分离的工作原理:推括、摩擦、离心力、重力、粘力、气吹、气吸、静电。

3、、功能原理设计重点:提出创新构思,尽量使思维尽量“发散”,力求多解,便于选优。

4、为什么要突出功能原理设计:功能原理设计对产品的成败起决定性作用。

5、任何一种机器的更新换代都存在三个途径:一就是改革工作原理;二就是通过改进工艺、结构与材料提高技术性能;三就是加强辅助功能使其更适应使用者的心理。

6、功能原理设计的工作特点:用一种新的物理效应来代替旧的物理效应,使机器的工作原理发生根本的变化的设计。

;功能原理设计往往要引入某种技术,但首先要求设计人员具有新想法,新构思;功能原理设计使机器品质发生质的变化。

7、功能原理设计的工作内容:针对某一确定的功能目标,寻求一些物理效应,并借助某些作用原理来求得一些实现该功能目标的解法原理。

8、构思新原理的步骤:首先明确功能目标,然后进行创新构思,得出某些解法原理后还应通过模型试验,进行技术分析,验证其原理上的可行性;对于不完善的构思还应按实验结果做修改、完善与提高工作;最后对几个解法作技术经济的评价对比,选择其中一种较合理的解法作为最优方案予以采用。

9、CIMS中物料运输系统的功能目标分析:1、明确功能目标:装设导向系统的费用要小;允许扩充与调整设备,变动运输路线;在拥挤的工作环境中小车能灵活运行。

2、提出的原理性设想:应用惯性导航技术,利用所设参考点用于制程序给出理论轨迹并作轨迹误差的修正;应用传感器引导绕过障碍物;在共建转接战上用超声波定向,使小车实现准确定位。

10、系统工程学用“黑箱”描述功能:任何一种系统都有输入与输出,把技术系统瞧成一个黑箱,其输入用物料流M、信息流S与能量流E描述,其输出用相应的M’、S’、E’来描述。

11、硬币计数包卷机,试分析要实现总功能,必须要有哪些分功能单元,试分别画出功能分解图与功能结构图,并简要说明计数功能如何实现的？功能单元:硬币堆放、输送功能单元;硬币排列、分选、挑残功能单元;硬币分选计数功能单元;硬币堆码、整理功能单元;送纸、撕纸功能单元;硬币包卷功能单元;卷边功能单元。

12、功能的含义:某一机器(或装置)所具有的转化能量、运动或其它物理量的特性。

/一个技术系统在以实现某种任务为目标时,其输入量与输出量之间的关系。

13、功能元素-把机器中的复杂动作分解为一些基本动作,这些基本动作理解为~14、任何技术系统都可以视为三种流的处理系统:能量流、物料流、信息流。

15、功能单元:将总功能分解成较为简单的、具有一定的独立性、可以直接求解“功能单元”,也称“功能元”。

16、功能分析:由总功能分解为分功能,最后作出功能结构图。

也可称为“系统分析”。

17、功能结构的三种基本结构形式: 串联、并联、回路18、动作功能就是指以实现动作为目的的功能。

(1)简单动作功能:由俩个或俩个以上的具有特殊几何形状的构件组成,利用它们形体上的特征,可以实现互相运动或锁合的动作(带轴轮子,拉链):一次性动作复杂动作。

(2)复杂动作功能,以采用基本机构为主。

常用的基本机构主要有齿轮机构,凸轮机构,连杆机构,螺旋机构,间歇运动机构,摩擦机构…简单动作功能的求解思路:几何形体组合法,即:针对功能目标,对几个构件的几何形体进行构思、组合;复杂动作功能的求解思路:基本机构组合法。

19、工艺功能:工作头与工作对象相互配合,实现一种功能。

20、两个重要因素:(1)采用哪种工艺方法(2)工作头采用什么形状与动作21、工艺功能的特点:工作头的形状、运动方式与作用场就是完成工艺功能的三个主要因素。

22、物一场分析法:S1通过F作用于S2。

其中,主体(S1)就是对客体发出作用的物体,即工作头;客体(S2)就是被加工的物体;F:场,这不单指某种物理场,而就是广义地指S1向S2作用时发出的力、运动、电磁、热、光……一切作用场。

23、“最小技术系统”: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)与一个场(F)。

缺一即不可能发生技术作用。

24、用S—Field模式探求工艺功能原理的解法:寻求合理的F与S例1:为了完成修剪草地的任务,如何构思剪草机的工作原理?在这个问题里,S2就是草地上的草。

剩下的问题就是寻找合适的F与S1了。

首先要寻找各种可能被利用的F并加以分析与比较:拉力——可以拉断草,但无法控制被拉断的草的高度,无法使草地整齐。

割断力——像农夫割麦一样,需要握住草的上部才能割断。

剪断力——利用剪刀刃合拢,可以剪断。

显然,人们常常选择剪断力作为理想的F,当然S1就只能就是剪刀。

将剪刀做成像理发推子那样,就就是传统的剪草机的解法原理。

还可以通过“完善”、“增加’’与“‘变换”的方法来寻求新的解法。

(1)完善:原设计中有时出现缺少F或S1的情况并因此而造成功能不良的后果。

应该通过补全F或S1的措施来使S—Field模式完善化。

(2)增加:一个最小技术系统至少应具有S1、S2与F,但有时还应辅以S’1与F’,才能更好地完成希望实现的功能。

(3)变换:对已有工艺功能解法中的S1与F进行分析后,常常可以发现它们并非就是不可替换的。

有时通过变换可能会产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”,就是将半流体的玻璃从熔池中不断上引,开始时通过轧辊控制厚度,以后边向上引边凝固。

这种方法制造出来的玻璃表面总就是有波纹并且厚度不均。

试用物—场分析法分析产生波纹与厚度不均问题的原因,并说明改造措施。

答:由物—场分析法可以瞧出,整个工艺过程中,玻璃S2在凝固前大部分时间中缺少F与S1,这就是造成玻璃表面有波纹并且厚度不均的原因。

改进工艺:让液态玻璃漂浮在低熔点金属的液面上,边向前流动边凝固,这就就是“浮法”制造平板玻璃的功能原理解法。

浮法工艺补充了低熔点合金的液面作为S1,又利用该合金液面的表面张力作为一种特殊的力场F,既浮起了玻璃又使玻璃表面保持水平、光滑与均匀。

第四章机械功能原理的实现1、机构能实现哪些动作功能(运动形式或运动规律变换、实现开关、联锁与检测、实现程序控制或手动控制)2、选择机构实现功能原理的原则与范围:(1)实现功率性的机械运动形式或规律的变换功能(2)实现固定轨迹或简单可调的轨迹功能(3)在特定条件下能优质地实现开关、联锁与检测等功能(4)实现简单的固定程序或可变程序的控制。

3、一切机器都包含哪四个部分？(动力机、传动机构、执行机构、控制部分)4、常用的传动机构有哪些？(齿轮、连杆、螺旋、楔块、棘轮、槽轮、摩擦轮、挠性件、弹性件、液气动、电气及利用以上机构组合而成的复合机构)5、传动机构在使用中主要作用就是什么？(1)实现运动速度或力的大小变换:啮合方式、摩擦方式、楔块原理、流体作用原理。

(2)运动形式或传力方式的变换:转动、平动、摆动。

6、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: 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,适用功率与速度范围广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,成本低廉,由于带具有柔软性、吸收振动的特性。

3)利用楔块原理进行传动(例如:螺旋传动、偏心轮传动等)。

螺旋传动的优点就是增力效果大,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。

7、执行机构定义:带动工作头进行工作并使之获得工作力或力矩的机构。

主要作用(1)实现特定运动规律(2)实现特定的运动轨迹 (3)实现某种特殊的信息传递。