机械创新设计

评分：机械创新设计课题名称：机械创新设计学生姓名：学号：专业：现代制造技术老师：2014年11月19日《机械产品技术创新》考核试题本试卷共四道大题，总分100分。要求，各大题属于论述题，严禁抄袭。一、请列举出几种能够满足将回转运动转化为直线运动的机构，并说出在实际产品中的应用。（15分）（不少于300字）1.曲柄滑块：常用于将曲柄的回转运动变换为滑块的往复直线运动，或将滑块的往复直线运动变换为曲柄的回转运动。如抽水机是利用活塞的移动来排出空气，造成内外气压差而使水在气压作用下上升抽出，当活塞压下时，进水阀门关闭而排气阀门打开；当活塞提上时，排气阀门关闭，进水阀门打开，在外界大气压的作用下，水从进水管通过进水阀门从上方的出水口流出．这样活塞在圆筒中上下往复运动，不断地把水抽出来。2.螺旋传动：是由螺杆和旋合螺母组成的机械传动。如车床横刀架主轴由电动机经主轴箱带动旋转，工件装在主轴卡盘中或支承在顶尖间并随主轴旋转，旋转运动经进给箱、丝杠或光杠传至溜板箱，转变为刀架的进给运动。3.凸轮机构：是一种结构简单且容易实现各种复杂运动规律的高副机构，广泛运用于自动化及半自动化机械中。如线从缝纫机顶部的线轴经挑线杆和压线板组件引出。通过转动压线板组件，缝纫者可以拉紧穿入针的线。缝纫较薄的织物时，必须拉得紧一些；缝纫较厚的织物时应拉得松一些。二、调查研究目前汽车行业用于保证汽车行驶平稳性的措施方法，并提出自己的改进方案（15分）（不少于400字）答：现阶段汽车行驶平稳的主要措施是采用减震器，悬挂系统。其作用是为了使车架与车身的振动迅速衰减，改善汽车行驶的平顺性和舒适性。1.减震器主要用来抑制弹簧吸震后反弹时的震荡及来自路面的冲击。在经过不平路面时，虽然吸震弹簧可以过滤路面的震动，但弹簧自身还会有往复运动，而减震器就是用来抑制这种弹簧跳跃的。减震器太软，车身就会上下跳跃，减震器太硬就会带来太大的阻力，妨碍弹簧正常工作。在关于悬挂系统的改装过程中，硬的减震器要与硬的弹簧相搭配，而弹簧的硬度又与车重息息相关，因此较重的车一般采用较硬的减震器。与引震曲轴相接的装置，用来抗衡曲轴的扭转震动(即曲轴受汽缸点火的冲击力而扭动的现象)。2.悬挂系统是汽车上的一个非常重要的系统。它不但影响汽车的乘坐舒适性（平顺性）、还对其他性能诸如通过性、稳定性以及附着性能都有重大影响，每一个悬架都由弹性元件（起缓冲作用）、导向机构（起传力和稳定作用）以及减震器（起减震作用）组成。减震器易发生活塞杆磨损、密封橡胶件软化、液压油失效、减震器运行中发热等问题。可选用新型材料，对减震器已损坏的部件进行处理，提高其耐磨性能，要提高减震器的不粘性，耐热性，耐低温，滑动性和耐摩擦性。对于悬挂系统，要提高其刚性减少钢板弹簧的非正常磨损，减小总成振动频率，引起不必要的滑板断裂。以提高汽车的行驶平稳。三、请绘出内燃机的功能结构图和机构运动简图，并阐述其工作原理。（20分）（不少于400字）机构运动简图工作原理：内燃机工作特点是，燃料在气缸内燃烧，所产生的燃气直接推动活塞作功。让燃料在机器内燃烧产生热量向外界传输机械能。内燃机实际工作时，有热能到机械能的转变是无数次的连续转变，而每次能量转变，都必须经历进气、压缩、做功、排气的四个过程。每进行一次进气、压缩、做功、排气都叫做一个工作循环。1.进气冲程：活塞下行形成气缸内压力小于于大气压的差，这个压力差俗称真空度，由于真空度的存在使机器外的空气进如气缸。当活塞下行到最后位置进气阀门关闭吸气冲程完成。在机器运转中由于速度的关系在吸气冲程完成时气缸内的气压是大于大气压的，在设计上设置了一个进气门关闭的延迟时间就是为了提高进气量。2.压缩冲程：吸气冲程完成后活塞上行压缩空气达到一定温度使燃料燃烧，此时有两种情况，一种是外界给于点火，另一种是压缩到一定时候使其自燃。3.做功冲程：压缩后燃烧的空气使活塞下行从而将热能转换成机械能，这种是通过连杆活塞组和曲轴实现的，在高温高压的燃气的作用下推动活塞下行通过连杆使曲周做圆周运动，这个圆周运动就是人们所需要的机械能，其能量同过于曲轴连接的设备输出，其中一部份转换成势能储存在与曲轴相连的飞轮中，这个势能以飞轮惯性旋转的形式释放为内燃机的吸气，压缩，排气这三个冲程提供能量。4.排气冲程：在飞轮惯性的驱动下活塞上行将燃烧后的废气从打开的排气阀门中排出，当活塞行至上终点位置时整个内燃机的工做循环完成，在飞轮惯性的作用下将开始新的一轮工作循环。四、你认为现代机械产品创新技术发展的关键点在哪里？举出生活中的例子，并阐述理由。（50分，不少于800字）以人为本的机械创新摘要：机械制造业是国民经济的基础产业，它的发展直接影响到国民经济各部门的发展，也影响到国计民生和国防力量的加强，因此，各国都把机械制造业的发展放在首要位置。随着机械产品国际市场竞争的日益加剧，各大公司都把高新技术注入机械产品的开发中，作为竞争取胜的重要手段。关键词：机械创新，以人为本，发展前言：现代机械行业面临的问题：一、为支持快速敏捷制造，几何知识的共享已成为制约现代机械技术开发和制造的关键问题。二、在现代机械制造过程中，信息不仅已成为主宰机械制造行业的决定性因素，还是最活跃的驱动因素。三、各种人工智能工具和计算智能方法在机械制造中的广泛应用促了机械制造职能的发展。这些问题是当前产品创新的关键理论问题，也是机械制造由一门技艺上升成为一门科学的重要基础性问题。这些问题的重点突破，可以形成产品创新的基础研究体系。正文：1.设计是为人的设计：设计的本质是革新与创造，是人类为了实现某种特定的目的而进行的创造性活动，它包含一切人造物品的形成过程当中。2.产品设计的核心：现代工业设计可分为两个层次：广义的工业设计和狭义的工设计。广义工业设计是指为了达到某一特定目的，从构思到建立一个切实可行的实施方案，并且用明确的手段表示出来的系列行为。它包含了一切使用现代化手段进行生产和服的设计过程。狭义工业设计单指产品设计，即针对人与自然的关联中产生的工具装备的需求所作的响应。包括为了使生存与生活得以维持与发展所需的诸如工具、器械与产品等物质性装备所进行的设计。产品设计的核心是产品对使用者的身、心具有良好的亲和性与匹配。3.以飞船为例诠释设计是为人的设计：飞船在太空飞行时，由于失重，航天员的脊椎和四肢自然弯曲，体姿介于坐姿和站立之间，有点像“罗锅”。为方便航天员的生活和工作，飞船上所有的抽屉、柜子、扶手、操作台的设计，以及座椅与仪表台、控制台的距离，都不能按地面上人的坐姿和站姿的高度来计算，而要以“罗锅”的姿势高度作依据。从飞船轨道舱到返回舱，相应的位置都安有扶手、脚蹬子，便于航天员经过时使用。航天员的座椅看起来像是专为罗锅做的躺椅，后背靠着的地方向下凹，专业术语叫“椅盆”，总长度不到1.3米，航天员的腿脚蜷曲着放在踏板上。座椅下面安有缓冲器，座椅上有一块缓冲减振垫，以减少飞行中的振动和冲击过载。舱内的照明设计也很讲究。考虑到使用白炽灯会产生热量使舱内升温，所以返回舱和轨道舱里采用了冷光源的U形荧光灯。荧光灯发出的是泛白光，这种光经过多次试验，用蓝光、绿光和黄光三种荧光粉加以混合，涂在荧光灯玻璃管内壁上而生成，既明亮又不刺眼。另外，飞船座舱里的“墙壁”颜色、灯光效果、“家具”布置、物品摆放等都是经过精心考虑与设计的，宇航员将在太空享受家一般的平静和舒适。结语：随着社会的发展，设计中的“以人为本”在其价值理念上有了许多新的发展。设计是为人的设计，人是设计的出发点和根本目的。正确理解设计中的“以人为本”,优化自身思维结构把握合理的价值取向，这样才会有利于设计的合理化与科学化。机械产品技术创新只有以人为本才能有更广阔的前景！参考文献：[1]王受之.世界现代设计史[M].北京：中国青年出版社.2002.[2]李万军.当代设计批判[M].北京：人民出版社.2010.[3]赵俊芬.论人性化设计中的感情因素[M].北京：机械工业出版社.2002