機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)試題及答案

1、內(nèi)蒙古民族大學(xué)2013-2014學(xué)年二學(xué)期試卷答案（考查）課程名稱：機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 考試時(shí)間：110分鐘 年級(jí)：11級(jí)專業(yè)：機(jī)制、農(nóng)機(jī)一、簡(jiǎn)答題（6小題，共60分）1、什么是專家系統(tǒng)？專家系統(tǒng)的作用是什么？簡(jiǎn)述現(xiàn)代虛擬樣機(jī)仿真分析的目的與意義。答：一個(gè)或一組能在某特定領(lǐng)域內(nèi)，以人類專家水平去解決該領(lǐng)域中困難問(wèn)題的計(jì)算機(jī)程序。 專家系統(tǒng)的作用：減少設(shè)計(jì)人員的負(fù)擔(dān)；適用于常規(guī)方法和分析程序無(wú)能為力的地方；快速；防止設(shè)計(jì)人員出錯(cuò)及保留系統(tǒng)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的領(lǐng)域。 虛擬樣機(jī)仿真分析的目的與意義：化設(shè)計(jì)；縮短周期、降低成本；提高性安全性；提高產(chǎn)品開發(fā)效率及產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量。2、試從人機(jī)工程學(xué)觀點(diǎn)分析汽車駕駛室的布

2、置設(shè)計(jì)。答：人機(jī)工程學(xué)是運(yùn)用生理學(xué)、心理學(xué)和其他有關(guān)學(xué)科知識(shí)，使人和機(jī)器相互適應(yīng)，創(chuàng)造舒適和安全的環(huán)境條件從而提高工效的學(xué)科。 駕駛座椅的設(shè)計(jì)，根據(jù)不同的體格可以調(diào)整高度和前后位置。而且坐姿操作可減少疲勞。顯示裝置的設(shè)計(jì)，如速度里程表、油表等的設(shè)計(jì)充分利用人體工程及人的視覺習(xí)慣，便于觀察，警醒作用。操縱裝置設(shè)計(jì)，方向的大小以人施力最適宜的尺寸，而且活動(dòng)靈活，長(zhǎng)期駕駛不易疲勞。檔位桿的設(shè)計(jì)充分考慮人手生理學(xué)特點(diǎn)，手握舒適，不產(chǎn)生滑動(dòng)，施力方便。腳操縱的剎車，離合，油門等，與坐姿操作相適應(yīng)。踏板采用矩形或橢圓性。轉(zhuǎn)向按鈕與方向盤一體便于操作。照明燈及前后鏡子的設(shè)計(jì)也充分考慮人的視覺規(guī)律。 汽車駕駛

3、室的設(shè)計(jì)，充分運(yùn)用人體工程學(xué)的原理，使人在最舒適最不易疲勞的最易觀察的角度安全駕駛。3、機(jī)械工作狀態(tài)能量信息論；機(jī)械工作過(guò)程能量損失論；機(jī)械工作過(guò)程節(jié)能效益論。 曲柄壓力機(jī)動(dòng)力機(jī)容量的選擇，根據(jù)壓力機(jī)負(fù)載而確定的有效能+系統(tǒng)廣義儲(chǔ)能+系統(tǒng)損耗能的綜合，在乘以安全系數(shù)，便是動(dòng)力機(jī)容量。4、典型閉環(huán)控制系統(tǒng)有哪些基本環(huán)節(jié)組成？各有什么作用？答：給定環(huán)節(jié)、測(cè)量環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)、校正及放大環(huán)節(jié)和執(zhí)行環(huán)節(jié)。給定環(huán)節(jié)是給出與反饋信號(hào)同樣形式和因次的控制信號(hào)。測(cè)量環(huán)節(jié)用于測(cè)量被控變量，并將被控變量轉(zhuǎn)換為便于傳送和便于處理的另一物理量的環(huán)節(jié)。比較環(huán)節(jié)是將來(lái)自給定環(huán)節(jié)的輸入信號(hào)與測(cè)量環(huán)節(jié)發(fā)出的有關(guān)被控變量的反饋信

4、號(hào)進(jìn)行比較的環(huán)節(jié)。校正及放大環(huán)節(jié)將偏差信號(hào)做必要的校正，并進(jìn)行放大以便推動(dòng)執(zhí)行環(huán)節(jié)。執(zhí)行環(huán)節(jié)接受放大的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)被控對(duì)象按照預(yù)期的規(guī)律運(yùn)行的環(huán)節(jié)。5、結(jié)合機(jī)床的微量進(jìn)給裝置說(shuō)明電熱式微驅(qū)動(dòng)裝置工作原理答：機(jī)床傳動(dòng)件與托架連接，運(yùn)動(dòng)件固定在托架上。傳動(dòng)件內(nèi)裝有加熱件和高頻感應(yīng)電圈。當(dāng)感應(yīng)圈通以高頻電流后使加熱件加熱，傳動(dòng)件由于熱變形而伸長(zhǎng)，經(jīng)托架使運(yùn)動(dòng)件產(chǎn)生微量位移。該裝置可根據(jù)機(jī)床工作時(shí)的動(dòng)態(tài)測(cè)試指令給出需要的熱量。當(dāng)運(yùn)動(dòng)達(dá)到指定位置，輸入冷卻液，使傳動(dòng)件冷卻而恢復(fù)原來(lái)的位置。6、簡(jiǎn)述機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般過(guò)程。答：產(chǎn)品規(guī)劃： 1、根據(jù)產(chǎn)品發(fā)展規(guī)劃和市場(chǎng)需要提出設(shè)計(jì)任務(wù)書，或由上級(jí)主管部門下達(dá)

5、計(jì)劃任務(wù)書；2、調(diào)查研究，進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查，收集技術(shù)情報(bào)和資料，掌握外部環(huán)境條件，預(yù)測(cè)市場(chǎng)趨勢(shì)；3、進(jìn)行可行性研究，包括技術(shù)研究和費(fèi)用預(yù)測(cè)，對(duì)市場(chǎng)前景、投資環(huán)境、生產(chǎn)條件、生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)組織、成本與效益等進(jìn)行全面的分析研究，提出可行性研究報(bào)告。4、系統(tǒng)計(jì)劃，明確設(shè)計(jì)任務(wù)、目的和要求，搞清外部環(huán)境的作用和影響，制定系統(tǒng)開發(fā)計(jì)劃。系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì)：1、總體設(shè)計(jì)2、技術(shù)設(shè)計(jì)3、工作圖設(shè)計(jì)4、鑒定和評(píng)審制造營(yíng)銷： 1、樣機(jī)試制及樣機(jī)試驗(yàn)2、樣機(jī)鑒定和評(píng)審3、改進(jìn)設(shè)計(jì)4、小批試制5、定型設(shè)計(jì)6、銷售7、產(chǎn)品使用8、產(chǎn)品報(bào)廢與回收二、方案評(píng)價(jià)題（15分）在某機(jī)器設(shè)計(jì)中，有兩種備選方案，為了確定選擇哪個(gè)方案，組織了

6、一個(gè)由20位專家組成的評(píng)價(jià)小組用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)兩個(gè)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。已知：1)評(píng)價(jià)指標(biāo)：產(chǎn)品性能（B1）、可靠性（B2）、使用方便性（B3）、制造成本（B4）、使用成本（B5）；每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)劃分為優(yōu)、良、中等、較差、很差5個(gè)等級(jí)：0.9，0.7，0.5，0.3，0.1；2)評(píng)價(jià)指標(biāo)B1、B2、B3、B4、B5的權(quán)分別為：0.25、0.2、0.2、0.2、0.15；3)投票結(jié)果如下表所示：評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)價(jià)等級(jí)（A方案）評(píng)價(jià)等級(jí)（B方案）優(yōu)良中等較差很差優(yōu)良中等較差很差B110442086420B210424084422B38442284422B48444064442B58642064460答：評(píng)價(jià)尺度

7、向量E=0.9 0.7 0.5 0.3 0.1加權(quán)系數(shù)矩陣A=0.25 0.2 0.2 0.2 0.15根據(jù)投票計(jì)算得隸屬度矩陣分別為R1=0.5 0.2 0.2 0.1 0 0.5 0.2 0.1 0.2 0 0.4 0.2 0.2 0.1 0.1 0.4 0.2 0.2 0.2 0 0.4 0.3 0.2 0.1 0 R2=0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.4 0.2 0.2 0.1 0.10.4 0.2 0.2 0.1 0.10.3 0.2 0.2 0.2 0.10.3 0.2 0.2 0.3 0 計(jì)算評(píng)價(jià)方案的綜合模糊評(píng)價(jià)隸屬度矩陣B1=AR1=0.445 0.215 0.18 0.12 0.02 B2=AR2=0.365 0.225 0.2 0.15 0.06 計(jì)算綜合得分z1=EB1T=0.667z2=EB2T=0.64從計(jì)算結(jié)果看方案A略高一些。三、綜合題（25）圖示為工廠中使用的虎鉗，采用絲桿螺母機(jī)構(gòu)，當(dāng)需要較大距離移動(dòng)鉗口時(shí)非常不便。請(qǐng)針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行一種可實(shí)現(xiàn)快速進(jìn)給的虎鉗機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（原理方案設(shè)計(jì)），請(qǐng)用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖畫出你的設(shè)計(jì)，并附有文字說(shuō)明。 答：采用開合螺母機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)了虎鉗的快速進(jìn)給加緊。手柄不管從哪個(gè)位置開始逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，只要轉(zhuǎn)到垂直方向會(huì)被自動(dòng)阻止，這時(shí)螺桿與組合螺母軸向脫開