机械系统设计
（习 题 集）
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第一章 绪论
1． 机械工程学科研究的内容包括几大分学科？各分学科之间的相互关系又怎样？
2． 系统的概念及系统的特点。
3． 什么是机械系统？机械系统由几大部分组成？机械系统在产品中的地位作用？
4． 简述产品产生过程及设计的一般过程。
5． 什么是机械系统的现代设计方法？此方法与传动设计阶段的设计方法有何联系与区别？
第二章 机械系统总体设计
1． 产品的功能是如何划分呢？在设计产品时，如何合理确定产品的各种功
能？
2． 为什么在产品功能原理方案是1阶段常采用的“黑箱法”？“黑箱法”的
设计思路及特点是怎样的？ 3． 简述功能原理方案设计的步骤。 4． 什么是功能源、功能结构？
5． 简述结构总体设计原则、基本原理及设计步骤？ 6． 当采用有级变速传动时，为什么通常采用等比数列？ 7． 制定公比φ的标准值的原则有几条？列出常用标准公比值。
8． 试建立挖掘机的形态学矩阵，并根据总体方案确定的基本原则，确定几种
合理的方案，并作简要说明。
9． 机械系统方案评价的基本原则。常用的评价方法。
10． 在某机器设计中，有两种备选方案，为了确定选择哪个方案，组织了一个
由20位专家组成的评价小组用模糊综合评价法对两个方案进行评价。试对两种设计方案作出评价。 已知：
1) 评价指标：产品性能（B1）、可靠性（B2）、使用方便性（B3）、制造成本（B4）、使用成本（B5）；每个评价指标划分为优、良、中等、较差、很差5个等级：0.9，0.7，0.5，0.3，0.1；
2) 评价指标B1、B2、B3、B4、B5的权分别为：0.25、0.2、0.2、0.2、0.15； 3) 投票结果如下表所示： 评价指标 B1 评价等级（A方案） 优 10 良 4 中等 4 较差 2 很差 0 优 8 评价等级（B方案） 良 6 中等 4 较差 2 很差 0 第 2 页
B2 B3 B4 B5 10 8 8 8 4 4 4 6 2 4 4 4 4 2 4 2 0 2 0 0 8 8 6 6 4 4 4 4 4 4 4 4 2 2 4 6 2 2 2 0 11． 试用计算法求下列参数：
1) 已知：Rn=10，Z=11，求φ； 2) 已知：Rn=355，φ=1.41，求Z； 3) 已知：φ=1.06，Z=24，求Rn；
第三章 执行系统设计
1． 执行系统由几大部分组成？简述其分类及可实现的功能？
2． 一般执行轴由几大部分组成？执行轴的基本要求有哪几项？如果达不到设计要求，将有什么影响？
3． 影响执行轴组件的静刚度有哪些因素?从哪些方面来提高执行轴组件的静刚度？
4． 在什么情况下执行轴组件采用三支承较为合理？前、后支承中的滚动轴承的制造误差对主轴组件的旋转精度有何影响？为什么执行轴前轴承的精度比后轴承的高？
5． 简述如何在不提高轴承的精度等级情况下，用“选配法”和对执行轴前、后轴承的合理安装来提高执行轴的旋转精度。
6． 简述多油楔动压轴承和静压轴承的工作原理、主要特点和应用场合。 7． 结合曲柄压力机传动系统图指出各部件对应子系统，并说明该系统的工作过程。
8． 结合牛头刨传动系统图指出刀具的慢进和快退、工作台进给运动工作原理。
第四章 传动系统设计
1． 简述传动系统的类型和设计时确定类型的原则。 2． 简述传动系统的一般组成和设计时应注意的问题。 3． 试述转速图的组成、内容和画法。
4． 试分析转速图和结构网的相同点和不同点。
5． 画出结构式12=23.31.20的结构网，并分别求出当φ=1.41时，第二变速组和
第二扩大组的级比、级比指数和变速范围。
6． 判断下列结构式，哪些满足传动比分配方程？并说明其扩大顺序与传动顺序
的关系；不满足时，输出轴转速排列有何特点?
(1) 8=21.22.24；(2) 8=24.22.21；(3) 8=22.21. 23；(4) 8=21.22.25。
7． 如图所示为普通车床传动系统图，齿轮的齿数、带轮的直径及布置情况如图
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所示，主轴转速为标准等比数列。试完成以下内容：
（1） 计算出各齿轮的传动比；
（2） 计算出主轴的最高转速和最低转速；
（3） 计算各变速组的级比，说明哪是基本组、第一扩大组、第二扩大组； （4） 求出主轴转速的公比φ；
（5） 求出主轴的变速范围及各变速组的变速范围，验证主轴变速范围与
各变速组的变速范围之间的关系； （6） 写出该主轴传动系统的传动结构式； （7） 写出主轴的各级转速；
（8） 画出对应于该传动系统图的转速图；标出相应的轴号、电动机转速、
主轴各级转速和齿轮齿数。
附表
1.0 1.8 3.15 5.6 1.06 1.9 3.35 6.0 1.12 2.0 3.55 6.3 1.18 2.2 3.75 6.7 1.26 2.24 4.0 7.1 1.32 2.36 4.2 7.5 1.4 2.5 4.5 8.0 1.5 2.65 4.75 8.5 1.6 2.8 5.0 9.0 1.7 3.0 5.3 9.5 第五章 支承系统设计
1． 根据支承件的功用讨论支承件的基本要求。
2． 何谓支承件的接触刚度？接触刚度与构件自身的刚度有何不同，如何提高支承件的接触刚度？
3． 加强支承件的自身刚度应采取哪些措施？
4． 什么是支承件的模态？在分析支承件模态时，为什么主要考虑其低阶模态？为什么说，在一般情况下，支承件的固有频率以高一些为好？
第六章 操纵系统和安全系统设计
1． 简述操纵系统的组成及对操纵系统的基本要求。
2． 机械系统中需要设置安全保护装置的子系统有哪些，并举例说明相应的保护措施。
3． 试推导摆动式操纵机构的几何条件？ 4． 试推导单边拨动时滑移齿轮的不自锁条件？
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L a a A α R=A+a 摆杆轴的布置
第七章 润滑系统及工艺过程的冷却
1．简述选用各种润滑剂的原则？ 2．润滑油（剂）大致有几种供应方法？
3. 稀油集中润滑系统中有哪些主要元件及设备？
第八章 价值工程
1．简述提高产品价值的分析方法？ 2．简要回答选择价值分析对象的原则？ 3. 简要回答选择价值分析对象的方法？
第九章 绿色设计及微机械设计
1. 简述机械产品绿色设计与传统设计的区别 2. 简述机械产品绿色设计通常采用的方法 3. 简述绿色设计的原则 4. 简述微机电系统的特点 5. 简述微机电系统的基本特征 6.
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