发布时间 : 星期日 文章机械设计学考点更新完毕开始阅读7ee1224533687e21af45a9b4
●设计与科学研究的关系：1.没有高水平的科学研究就没有高水平的设计。2.两者不仅出发点、目标和结果不同，而且所需要的知识基础也不尽相同。3.在实际工作中，设计和科学研究是相互渗透的，但设计区别于科学研究的地方是更需要人们的创造力并通过各种工艺手段去创造世界上还没有的东西，实现人们的构思，最后做出能实现人们希望实现的产品 ●近代设计学的重大发展:
1. 功能思想的提出和发展2.人机学思想的形成和发展3.工业设计学科体系的发展和成熟 ▲机械设计学的学科组成：功能原理设计、实用化设计、商品化设计
▲机械设计流程：认识需求、目标界定、问题求解、分析和优选、评价决策、表达、实现
●现代机器:机器是由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,能将某种原动力和运动转变,以执行人们预期的工作,在人或其他智能体的操作和控制下,实现为之设计的某种或某几种功能.
●从功能观点看机器的组成: 原动机,传动机,工作机,控制器 机器分类：工艺、非工艺类
●机器更新换代途径：1.改革工作原理 2.通过改进工艺、结构和材料提高技术性能 3.加强辅助功能使其更适应使用者的心理。
●功能原理设计的工作特点:1.功能原理设计往往是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 2.功能原理设计中往往要引入某种新技术,但首先要求设计人员有一种新想法.新构思,3.功能原理设计使机器品质发生质的变化.
●功能原理设计的任务: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揭发原理
●功能原理设计的主要工作内容:构思能实现功能目标的新的解法原理
●功能:是指某一机器或装置所具有的转化能量、运动或其他物理量的特性
一个系统在以实现某种任务为目标时，其输入量和输出量之间相互转化的关系。 ●功能原理的分类：动作功能（简单和复杂动作功能）、工艺功能
简单：是由两个或两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，可以实现相互运动或锁合的动作。 几何形体组合法 复杂：基本机构组合法
工艺功能：工作头和工作对象相互配合，实现一种功能
工艺功能特点：工作头的形状、运动方式和作用场是完成工艺功能的三要素 关键技术功能：技术矛盾分析法 综合技术功能：物理效应引入法 ▲创造性形成的机理：心理素质是核心；知识、经验、能力是基础 ●创造力的5个要素：知识、经验、能力、心理素质、机遇
●创造力的3个推动力：创造性欲望、创造性思维、创造性实践
▲机构能实现的动作功能：1.利用机构实现运动形式或运动规律变换的动作功能 2.利用机构实现开关、连锁和检测的动作功能 3.利用机构实现程序控制或手动控制的功能
▲传动机构的作用是将原动机的运动和动力传递给工作机，以完成预期的功能。传动机构有齿轮、连杆、凸轮、螺旋、楔块、棘轮、槽轮、摩擦轮、挠性论、弹性件、液气动、电气。 在传动中的主要目的是为了实现速度或力的变换，或实现特定运动规律的要求。
●传动机构的分类：1.通过啮合方式进行传动 2.通过摩擦方式进行传动 3.利用楔块原理进行传动 4.利用流体作用原理进行传动 .
●工作头的作用：1.夹持 2.搬运、输送及转换工位 3.施力
●创新设计的途径：1.改变机构的某些尺寸参数，使机构出现一种新的功能 2.运用机构的串联组合，改变机构的运动特性。3.运用机构的并联组合，得到某种特殊的运动规律或轨迹。4.利用机构构成原理发现新的机构。5.引进当前的最新技术，使旧的机器功能得到新的生命 ●控制方法：1.集中驱动、分散控制 2.集中控制、分散驱动 ●运动循环图两种形式表示：极坐标式 直角坐标式
●实用化设计是在功能原理设计成熟的基础上，把原理方案结构化、实体化，使原理构思转化为具有实用水平的实体机械，达到实用的要求。
步骤：绘制总体布置和总装草图，由总装草图画出部件、零件草图。经审核再由零件工作图、部件装配图画出总装图和总图。最后编制技术文件如设计说明书、使用说明书、标准件、外购件明细表等。
●总体设计的基本任务：1.完善和扩大方案设计和结构设计内容 2.使各部件、零件得到合理的组合 3.综合人-机器-环境三者关系，使之协调和适应，以保证全面满足机械产品的技术性能、经济性能和美学性能的要求。
●选择工艺方案时应考虑问题：1.工艺方案的先进性 2.合理的运动规律 3.工艺方案实现的可能性和稳定性 4.与生产率要求相适应，经济上合理。
●总体参数的初步确定可采用 ： 理论计算法、经验公式法、相似类比法、优化设计法 ●机械传动系统的构成：定传动比机构、变速机构、运动转换机、操纵控制机 按传递能量流动路线不同分类：单流传动、分流传动、汇流传动、混流传动 ●设计外联传动链时要保证要求的速度和传递的功率 设计内联传动链时要保证传动比精度。
●机构件的功能：承受载荷、传递运动和动力、保证或保持相关零件或部件之间的相对位置或运动轨迹关系、其它功用
●相关：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，这种关系叫做相关 分为直接相关、间接相关 （有无直接装配关系）
● 确定和选择机构方案遵循三项基本原则： 明确 、简单 、安全可靠
● 结构方案设计原理：等强度原理、合理力流原理、变形协调原理、力平衡原理、任务分配原理、自补偿原理、稳定性原理。 ●获得较高的强度和刚度：
一.通过结构设计降低应力减少变形 1.合理确定截面形状 2.合理确定轴向尺寸3.合理选择支撑形式4.合理利用材料特性
二.改善零件的受力状况 1.载荷分流 2.载荷均化 3.载荷抵消 三.预加载荷 加载方式：弹性强化 塑性强化 预紧 ●支撑件的类型：梁形、板形、箱形
支撑件应满足的的要求：刚度、抗震性、热稳定性、内应力
▲机械加工工艺性原则：1.零件结构力求简单原则 2.便于加工原则 3.便于装卡的原则 4.提高切削效率的原则
●金属零件的工艺路线：1.力学性能要求不高的零件：毛坯-正火或退火-机械加工-零件 2力学性能要求较高的一般零件：毛坯-正火或退火-粗加工-最后热处理-精加工 3.要求较高的精密零件
●疲劳：零件在循环应力或循环应变作用下，由于某点或某些点产生了局部的永久结构变化，从而在一定的循环次数以后形成裂纹或发生断裂的过程。
●疲劳破坏三阶段： 疲劳裂纹萌生 、疲劳裂纹的扩展、失稳断裂。
●疲劳破坏的特点：1.疲劳破坏是在循环应力或循环应变作用下的破坏，疲劳条件下的破断应力低于材料的抗拉强度，而且可能低于屈服强度。2.疲劳破坏必须经历一定的载荷循环次数3.零件在整个疲劳过程中不发生宏观塑性变形，其断裂方式类似于脆性断裂4.疲劳断口上明显地分为两个区域 ●载荷类型 ：对称循环、不对称循环、脉动循环、
●影响疲劳强度的因素：1.应力集中的影响 2.尺寸效应 3.表面状态的影响 ●摩擦：抵抗两物体接触表面切向相对运动的现象
滑动摩擦机理：机械理论、分子理论、机械-分子理论、粘着理论 ●滚动摩擦来自四方面：微观滑移、弹性滞后、塑性变形、粘着效应
●影响材料耐磨性的因素：1.磨损工况的影响 2.材料的组织结构和性能的影响
▲磨损：工作表面发生摩擦时零件表层材料不断损失的过程，由于相接触的两表面材料间的机械及分子的相互作用，当接触表面有相对位移时，使表层微观体积受到破坏，产生磨损。
●减少磨损的途径：改善设计，提高加工和装配质量，采用性能良好的润滑系统，选用适应不同要求的材料和对材料进行表面处理。
●机械可靠性设计是引入概率论与数理统计的理论而对常规设计方法进行发展和深化而形成的一种新的现代设计方法。
研究内容：可靠性数学、可靠性物理、可靠性工程
●可靠度：产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的概率
●失效率：工作到某时刻尚未失效的产品，在该时刻后单位时间内发生失效的概率
●减少噪声的措施：1.降低振激力的措施，减少或避免运动部件的冲击和碰撞；提高运动部件的平衡精度；用连续运动代替间歇运动；减小运动件的重量和速度。2.提高机器的抗振性能在于提高机器结构的动刚度。
●商品化设计的过程：1.机械产品的艺术造型2.价值优化设计3.产品的标准化、系列化、模块化设计 4.产品性能适用性变化
●造型设计基本原则：实用、经济、美观
●造型设计的要素：功能基础、物质技术基础、艺术形象
●产品的价值定义为产品的功能F与实现该功能所消耗成本C V=F/C
1.改进产品设计，提高产品功能同时降低成本， 2.在保持产品成本不变的情况下，由改进设计来提高产品功能 3.保证产品功能不变的情况下，通过改进设计或采用新工艺、新材料或改进实现功能的手段，降低成本 4.在成本略有提高的情况下，改进设计使产品功能大幅度提高 5.不影响产品主要功能的前提下，改进设计略降低某些次要功能或减少某些无关功能，以求得产品成本大大降低达到提高产品的价值
●产品的标准化、系列化、模块化设计在商品化设计中的独特意义：
1.缩短产品设计和制造周期，从而缩短了供货期限，有利于市场争取客户。 2.有利于新产品开发和产品更新换代，使企业对市场的快速应变能力增强。3.有利于提高产品质量，降低成本，增加产品的市场竞争力，便于安排专门工厂采用先进技术大规模集中生产边准零部件和模块，从而有利于合理使用材料，应用成组技术及CAD系统，保证产品质量和降低成本。 ●三种适用性变化：适用性改变、开发新用途、增添附加功能，拓宽使用面
●设计试验：是指用来验证产品在设计过程中，其功能原理的可行性、设计参量的合理性以及力学性能的确定性而采用的一种设计方法
第一类是基础试验，第二类是功能和行为特性试验 ●正确设计、常规设计、创新设计、优势设计
●优势设计是以常规设计和创新设计为基础的更高一层的设计理念，它是更强调面向市场的设计技术
●优势设计的基本思想：1.是一种面向市场的设计 2.是一种战略性的分析、预测、判断和决策 3.是一种对自然法则深刻认识基础上的优势发现和发展战略 4.是一种高层次的设计思维
●优势的类型：1.表面优势和本质优势 2.局部优势和全面优势 3.绝对优势和相对优势 4.营销优势和实质优势
●优势设计的哲学基础：1.设计问题永远没有一个唯一正确的解答 2.设计需要创造性但不是一般的创造性 3.设计需要反复试验，不断摸索 4.市场是检验设计的唯一标准 5.成功是必然性和偶然性的结合。
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