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1、问答题  简述直流电动机和交流电动机的调速方法。

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本题答案：直流电动机主要调速方式为：
1）改变电枢电阻
本题解析：试题答案直流电动机主要调速方式为：1）改变电枢电阻：使用变阻器或接触器、电阻器通过调节电枢电阻调速；2）改变电枢电压：通过电动机-发电机组、晶闸管变流器或晶体管晶闸管开关电路改变电枢电压调速；3）改变磁通：通过直流电源变阻器、电动机扩大机或磁放大器、晶闸管变流器改变线圈磁量使电动机实现调速。异步电动机的调速：由于异步电动机转子转速n=（1-s）60f/p，因此可以通过改变极对数p电源频率f和转差率s三种方法调节转速。改变极对数p采用有级电动机进行有级调速；应用电子变频器改变电源频率f实现电动机连续调速。

2、问答题  简述生命周期设计的含义和应用。

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本题答案：产品生命周期设计其目标是所设计的产品对社会的贡献最大，
本题解析：试题答案产品生命周期设计其目标是所设计的产品对社会的贡献最大，而对制造商、用户和环境的成本最小。它是一种在设计阶段即考虑产品整个生命周期内价值的设计方法这些价值包括产品所需的功能、产品的可生产性、可装配性、可测试性、可拆卸性、可运输性及其循环利用性和环境友好性。生命周期设计要求设计师评估生命周期成本，并将评价结果用于指导设计和制造方案的决策。生命周期设计的应用见下图。

3、问答题  请说出齿轮传动、丝杠传动和普通皮带传动各自最大的区别特点（优点）。

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本题答案：1）齿轮传动的主要优点是：瞬时传动比恒定，工作平稳，传
本题解析：试题答案1）齿轮传动的主要优点是：瞬时传动比恒定，工作平稳，传动准确可靠，可传递空间任意两轴之间的运动和动力；适用的功率和速度范围广，功率从接近于零的微小值到数万千瓦，圆周速度从很低到300m/s；传动效率高，η=0.92-0.98，在常用的机械传动中，齿轮传动的效率较高；工作可靠使用寿命长；外廓尺寸小，结构紧凑。2）丝杆传动的优点是：降速传动比大：对单丝螺旋而言，螺杆（或螺母）转动一圈，螺母（或螺杆）移动一个螺距，螺距一般很小，所以每转一圈的移动量比齿轮齿条传动要小得多，对高速转动转换成低速直线运动可以简化传动系统，侃结构紧凑，并提高传动精度；可获得大的轴向力：对于螺旋传动施加一个不大的转矩，即可得到一个大的轴向力；能实现自锁：当螺旋的螺纹升角小于齿面间当量摩擦角时螺旋具有反行程自锁作用即只能将传动转换成轴向移动，不能将移动转换成转动。这对于某些调整到一定位置后，不允许因轴向载荷而造成逆转的机械是十分重要的，例如铣床的升降工作台、螺旋千斤顶、螺旋压力机等；工作平稳无噪声。3）带传动的主要优点是：缓冲吸振，传动平稳、噪声小；带传动靠摩擦力传动，过载时带与带轮接触面间发生打滑，可防止损坏其他零件；适用于两轴中心距较大的场合；结构简单制造、安装和维护等均较为方便，成本低廉。

4、问答题  简述直流电动机和交流电动机的制动方法。

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本题答案：直流电动机制动：在电动机转子上施加与转动方向相反的转矩
本题解析：试题答案直流电动机制动：在电动机转子上施加与转动方向相反的转矩，使电动机限速（如电动机带重物恒速下降），或减速（如停车过程）运行。制动转矩可以是电磁转矩，也可能是外加制动闸的机械摩擦转矩。电磁制动的制动力矩大、控制方便、没有机械磨损。常用电磁制动有以下几中方式：1）动能（能耗）制动：一般电动机电枢断电后，其转子动能仍维持转子继续转动，靠风阻待摩擦损耗耗尽原有动能后停车，持续时间较长；为缩短停车过程占用时间，保持励磁不变，电枢从电源断开后接入电阻RL，则电枢中电动势Ea。产生电流Ia（与电动势状态方向相反），在电阻RL上耗能，并按发电机原理在电枢上产生与转动方向相反的电磁制动转矩，使转子快些减速。但转速降至较低值时电动势Ea和 电枢电流Ia都较小，制动转矩也较小，常辅以制动闸加强低速制动效果。2）反接制动：制动时保持励磁不变，电源反接使电枢电流反向，产生制动的电磁转矩。同时应串入附加电阻RL以限制过大的电流。当转速下降至零时，应及时切断电源，以防电动机向反方向重新启动。以上制动方式切使附加电阻上产生相当大的能量损耗，运行经济性较差。3）反馈制动：在直流电动机带恒定转矩负载并采用调压调速运行时，如需降低转速，应先降低电枢电压，些时电动机转速n与电势Ea不会突变，因而暂时U〈Ea，电枢电流Ia反向，成发电状态运行，向电源反馈电能，并产生制动的电磁转矩，使转速下降。在此过程中电枢转子多余的动能反馈给电源，而不是空耗在附加电阻上，因此运行经济性较好。异步电动机制动方法有：①能耗制动：当电动机定子绕组与交流电源断开后，立即接到一个直流电源上，流入的直流电流在气隙中建立一个静止不动的磁场，它在旋转着的转子绕组中感生电流、电阻损耗：转子电流与静止磁场相作用产生制动转矩。②发电（再生）制动：当电动机转子转速大于定子旋转磁场的同步转速（用外力使电动机转子加速或定子电源频率减低）时，电动机处于发电机制定运行状态。③反接制动：电动机电源相序改变，使旋转磁场旋转方向改变；或因负载作用使转子反转，均可使电动机旋转磁场与转子旋转方向相反，产生制动转矩。与直流电动机反接制动相似，此时如仍维持电源电压不变，定子电流将很大，要采取限流措施。

5、问答题  叙述设计评价的方法有三，即经验评价法、数学评价法和试验评价法，请说明这三种方法分别采用的场合。

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本题答案：经验评价法用于方案不多，问题不太复杂的场合；数学评价可
本题解析：试题答案经验评价法用于方案不多，问题不太复杂的场合；数学评价可得到定量的评价参数，适用于多数的评价场合；试验评价法用于一些比较重要，且仅靠分析计算不够有把握的场合。

6、问答题  滚珠丝杠副主要应用在哪些场合？

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本题答案：滚珠螺旋传动具有传动效率高、起动力矩小、传动灵敏平稳、
本题解析：试题答案滚珠螺旋传动具有传动效率高、起动力矩小、传动灵敏平稳、工作寿命长等优点，故在机床、汽车和航空等制造业中应用广泛。主要缺点是制造工艺比较复杂。

7、问答题  什么是离合器？离合器的主要功能和设计要求是什么？

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本题答案：离合器是主、从动部分在同轴线上传递转矩和旋转运动时，在
本题解析：试题答案离合器是主、从动部分在同轴线上传递转矩和旋转运动时，在不停机状态下实现分离和接合的装置。安置在机械设备传动系统中的离合器通过操纵或自控进行离合，可以完成工作机启动、停止、换向、变速等工作。离合器还具有软启动、节能、吸收冲击能量、减缓振动、实现速度超越、防止逆转以及对传动系统的过载保护等功能。对离合器的基本要求是：接合平稳，分离彻底，动作准确；结构简单，外廓尺寸、重量和转动惯量小；工作安全可靠，操纵方便、省力，对接合元件的压紧力能在内部平衡；接合元件耐磨，散热性能好，工作寿命长。

8、问答题  简述人机工程设计的一般原则。

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本题答案：人机工程设计的一般指导原则如下：
1）工作空
本题解析：试题答案人机工程设计的一般指导原则如下：1）工作空间应符合人体尺寸和工作类型，身体姿势、体力和运动三者应适宜操作并互相制约。不同姿势下的工作空 间和有利工作区域与方向在考虑工作空间时，应使四肢具有足够的活动空间。工作器具应与人的四肢相适应。各种操纵器具的布置应在人体功能可能实现的范围内。2）信息的显示与信号的选择设计和布置，应与人的感觉能力（视觉、听觉、触觉）相适应。信来源:91考试网 91ExAm.org息的显示有视觉、听觉和触觉三类。通常，信息通过视觉获得但在紧急情况下使用听觉显示的效果更大。因为对于突然发生的声音，人具有特殊的反应能力。但过度地应用听觉显示，易使人疲劳。3）操纵、调节部件的选择造型和布置，应适合有关身体部位及其运动，并考虑有关灵敏度、精确度、速度、作用力等方面的要求。控制件设计的一般要求如下：①.控制件的运动方向应与被控制动作或显示器的运动方向一致；②.控制件的造型应使操作者只用一般的体力；③.要求精确度较高的操作活动只能使用较小的体力，但应保持适当的阻力，使操作者对操作的精确度有所感觉；④.不同设备完成相同功能控制件的大小和形状应一致；⑤.控制件应易于识别，可以用颜色、尺寸、开关或在控制面板上加说明予以区别;⑥.除非故意联动，控制件的使用不应互相干扰；⑦.要求迅速或精确高速的地方用手进行操作；⑧.为执行若干个分段控制，应采用止动型控制件；⑨.当控制件要求用力大或要求连续向前用力时，可选用脚操作。4）环境、安全和技术文件等方面的考虑。工作环境对人的工作能力和安全有巨大影响。但广义工作环境设计的探讨已超出设备设计的范畴。环境条件包括温度、湿度、辐射热、灰尘、射线、气体、气压、重力、加速度、照明、色彩、噪声、振动等。在人-机设计中着重考虑的应是设备本身对人（操作人员或服务对象）所处环境的劣化和设备设计对人所处环境的改善两个方面。在交通运输市亩中，设备为有关人员提供了“小”环境备件，空调、通风、减振、降噪等是此类设备的设计所必须考虑的人机界面问题。

9、问答题  产品设计技术方案的评价主要包括哪三方面，每个方面的具体内容有哪些？

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本题答案：评价方案在技术上的可行性和选进性，包括工作性能指标、可
本题解析：试题答案评价方案在技术上的可行性和选进性，包括工作性能指标、可靠性、使用维护性。

10、问答题  带传动主要有哪些类型？

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本题答案：常用带传动有平带传动、V带传动、多楔带传动和同步带传动
本题解析：试题答案常用带传动有平带传动、V带传动、多楔带传动和同步带传动等。平带传动结构最简单，带轮也容易制造在传动中心距较大情况下应用较多。V带有普通V带、窄V带等多种类型，在同样张紧力下，V带传动较平带传动能产生更大摩擦力，V带允许的传动力比较大，结构较紧凑，并多已标准化大量生产，因而比平带传动应用广泛。多楔带兼有平带和V带的优点，柔性好，摩擦力大，传递功率高，解决了多根V带长短不一而使各带受力不均的问题。多楔带主要用于传递功率较大而结构要求紧凑的场合。同步齿形带综合了带传动和齿轮传动的优点。同步带通常由钢丝绳或玻璃纤维绳等为抗拉层、氯丁橡胶或聚氨酯橡胶为基体、工作面上带齿的环状带等组成。工作时，带的凸齿与带轮外缘上的齿槽啮合传动。由于抗拉层承载后变形小，能保持同步带周节不变，故带与带轮没有相对滑动，从而保证同步传动。

11、问答题  简述电动机选用的一般原则。

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本题答案：电动机的选用时应综合考虑下列问题：
（1）根
本题解析：试题答案电动机的选用时应综合考虑下列问题：（1）根据机械负载性质和生产工艺对电动机启动、制动、反转、调速等要求，选择电动机类型。（2）根据负载转矩、转速变化范围和启动频繁程度等要求，考虑电动机的温升限制、过载能力与启动转矩倍数选择电动机容量，并确定通风冷却方式。容量选择应适当留有余量。（3）根据使用场所的环境条件如温度、湿度、灰尘、腐蚀和易燃易爆气体等考虑必要的防护等级和结构与安装方式。（4）根据企业的电网电压标准和对功率因数的要求，确定电动机的电压等级与类型。（5）根据生产机械的转速要求与机械的复杂程度，选择电动机的额定转速。（6）由于目前已有相当多的派生与专用产品系列，能较好地适应与满足各行业的特殊要求，可优选考虑选用专用系列产品。另外，运行可靠性、条件通用性、安装与维修是否方便、产品价格、建设费用和运行维修费用等方面，也应在综合考虑之列。

12、问答题  简述采用普通丝杠和滚珠丝杠传动的各自优点和场合。

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本题答案：普通丝杠：结构简单制造方便，成本低，易于实现自锁，运转
本题解析：试题答案普通丝杠：结构简单制造方便，成本低，易于实现自锁，运转平稳，但当低速或作运动的微调时可能出现爬行。用于机床的进给、分离、定位等机构，压力机、千斤顶的传力螺旋等。滚珠丝杠：摩擦阻力小，传动效率高，运转平稳，低速时不爬行，启动时无抖动，经调整和预紧可实现高精度定位，寿命长。用于精密机床和数控机床，测量机械，传动和调整螺旋，车辆，飞机上的传动和传力螺旋。

13、问答题  两件联接常有哪些形式和方法？

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本题答案：机械静联接又分为可拆联接和不可拆联接。可拆联接是不须毁
本题解析：试题答案机械静联接又分为可拆联接和不可拆联接。可拆联接是不须毁坏联接中的任一零件就可拆开的联接，故多次装拆无损于其使用性能。常用的有螺纹联接、键联接（包括共花键联接、无键联接）及销联接等，其中尤以螺纹联接和键联接应用较广。不可拆联接是至少必须毁坏联接中的某一部分才能拆开的联接，常见的有铆钉联接、焊接、胶接等。

14、问答题  请简述古典磨擦定律的主要内容及其不完全正确（或不完善）之处。

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本题答案：滑动磨擦定律（流体磨擦除外）古典磨擦定律认为：
本题解析：试题答案滑动磨擦定律（流体磨擦除外）古典磨擦定律认为：1）磨擦力与表面接触面积无关，但与接触物体表面的材料及状态（粗糙度、温度、湿度等）有关，即与磨擦因数有关；2）静磨擦力正比于法向载荷，即F=μFn（μ为摩擦因数）；3）动摩擦力的方向与接触物体的相对运动方向相反；4）动摩擦因数小于静摩擦因数；5）动摩擦力与相对滑动速度无关。古典摩擦定律虽不完全正确，但由于具有较大的近似性和普遍性，至今仍在一般工程计算中广泛采用。而现代摩擦学研究发现，以下情况表明，古典摩擦定律有待进一步完善：1）当法向载荷较大时，即真实接触面积接近于表观接触面积时，摩擦力与法向载荷呈非线性关系，摩擦力增加很快；2）粘弹材料的摩擦力与接触面积有关，只有金属等具有一定屈服限材料的摩擦力才表观接触面积无关。3）严格地说，摩擦力与滑动速度有关，金属的摩擦力随速度变化不大；4）粘弹性材料的静摩擦系数不大于动摩擦系数。

15、填空题  传动轴是（）。

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本题答案：空心的
本题解析：试题答案空心的

16、问答题  常用的气动、液压元件最基本的有哪些？按功能控制阀又分为哪几类？

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本题答案：气动、液压最基本的元件是动力元件（液压泵、液压马达）、
本题解析：试题答案气动、液压最基本的元件是动力元件（液压泵、液压马达）、执行元件（液压缸）、控制元件（方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀等）和辅助元件（油箱、油管、滤油器、储能器等）。按功能控制阀可分为压力控制阀（溢流阀、减压阀）、流量控制阀（节流阀、调速阀）、方向控制阀（液控单向阀、电磁换向阀）。

17、问答题  机械零件设计中最基本的计算是什么？计算的理论依据是什么？

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本题答案：机械零件设计中基本的计算包括强度准则计算，寿命准则计算
本题解析：试题答案机械零件设计中基本的计算包括强度准则计算，寿命准则计算和振动稳定性准则计算，基本最基本的是强度准则计算。强度准则是指零件危险载面上的应力不得超过其许用应力。其表达式为：б≤[б]，式中[б]是零件的许用应力，由零件材料的极限应力бlim和设计安全系数S确定。=бlim÷S[бlim材料的极限应力，数值根据零件的失效形式确定，静强度断裂时，бlim为材料的静强度极限；疲劳断裂时，бlim为材料的疲劳极限；塑性变形时，бlim为材料的屈服极限。

18、问答题  标准化的减速器按传动和结构特点划分主要有哪五种？选用时主要考虑哪些要求？

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本题答案：减速器是指原动机与工作机之间独立的闭式传动装置，用以降
本题解析：试题答案减速器是指原动机与工作机之间独立的闭式传动装置，用以降低转速并相应增大转矩。某些场合也可用于增速装置，并称为增速器。按传动和结构特点划分，减速器可分为齿轮减速器：（圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥-圆柱齿轮减速器）；蜗杆减速器：（圆柱蜗杆减速器、环面蜗杆减速器、锥蜗杆减速器和蜗杆-齿轮减速器）；行星齿轮减速器；摆丝针轮减速器；谐波齿轮减速器。上述五种减速器已有标准系列产品，使用时只需 结合所需传动功率、转速、传动比、工作条件和机器的总体布置等具体要求，从产品目录或有关手册中选取。

19、问答题  传动齿轮设计时，如何确定齿轮的结构参数。

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本题答案：通过齿轮传动的强度计算，确定出齿轮的主要尺寸（如齿数、
本题解析：试题答案通过齿轮传动的强度计算，确定出齿轮的主要尺寸（如齿数、模数、齿宽、螺旋角、分度圆直径等），齿圈、轮辐、轮子毂等的结构形式及尺寸大小，通常由结构设计而 定，而不进行强度计算。齿轮的结构设计与齿轮的几何尺寸、毛坯、材料、加工方法、使用要求及经济性等因素有关。进行齿轮的结构设计时，必须综合地考虑上述各方面的因素。通常是先按齿轮的直径大小，选定合适的结构形式，然后再根据荐用的经验数据，进行结构设计。对于直径很小的钢制齿轮，若齿根圆到键槽底部的距离较小时，应将齿轮和轴做成一体（称为齿轮轴）。当齿顶圆直径小于160mm时，一般做成实心结构的齿轮。但航空产品中的齿轮 ，也有做成腹板式的。当齿顶圆直径小于500mm时，宜做成腹板式结构，腹板上开孔的数目按结构尺寸大小及需要而定。当齿顶圆直径大于400mm而小于1000mm时，一般应做成轮辐截面为“十”字形的轮辐式结构的齿轮。为了节约贵重金属对于尺寸较大的圆柱齿轮，可做成组装齿圈式的结构。齿圈用钢制，而轮芯则用铸铁或铸钢。

20、问答题  叙述设计任务书编制的主要内容。

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本题答案：设计任务书编制的主要内容有：产品名称，产品的功能和使用
本题解析：试题答案设计任务书编制的主要内容有：产品名称，产品的功能和使用范围，基本参数和主要技术指标，产品的工作原理，总布局和关键部件，对产品性能、寿命与经济性的分析比较，产品设计、试验、试制的周期。

21、问答题  销的主要功能包括哪些方面？

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本题答案：定位销（用于固定零件之间的相对位置）、联接销（用于联接
本题解析：试题答案定位销（用于固定零件之间的相对位置）、联接销（用于联接并可传递不大的载荷）和安全销（用作安全装置中的过载剪断元件）。

22、问答题  举例说明机械设计工艺设计中“如何有利于保证顺利装配、拆卸和维护”手段。

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本题答案：以轴系零件的设计为例：为便于轴上零件的装入，轴端应有倒
本题解析：试题答案以轴系零件的设计为例：为便于轴上零件的装入，轴端应有倒角；为便于轴承的装拆，用于轴承轴向定位和固定的轴肩高度应小于轴承内圈的高度。

23、问答题  简述标准件设计的意义。

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本题答案：1）减轻设计工作量，缩短设计周期，有利于设计人员将主要
本题解析：试题答案1）减轻设计工作量，缩短设计周期，有利于设计人员将主要精力用于关键零部件的设计；2）便于建立专门工厂采用最先进的技术大规模地生产标准零部件，有利于合理使用原材料、节约能源、降低成本、提高质量和可靠性、提高劳动生产率；3）增大互换性，便于维修；4）便于产品改进，增加产品品种；5）采用与国际标准一致的国家标准，有利于产品走向国际市场。因此，在机械零件的设计中，设计人员必须了角和掌握有关的各项标准并认真地贯彻执行，不断提高设计产品的标准化程度。

24、问答题  箱体、机架件设计的一般要求有哪些？

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本题答案：1）可靠性：在使用期内必须安全可靠，其结构应与所承受的
本题解析：试题答案1）可靠性：在使用期内必须安全可靠，其结构应与所承受的外力相协调，能满足强度、刚度、振动稳定性、疲劳强度、热变形等方面的要求。2）实用性：箱体、机架是机器重要的组成部分其精度、表面粗糙度、尺寸和形位公差等技术指标必须确保机器的使用性能和使用寿命。3）工艺性；结构应容易铸造或焊接，减少和防止铸造或焊接缺陷，便于加工装配和调试。焊接结构应便于实现机械化处自动化焊接。4）经济性：要尺量减轻结构质量降低材料成本，减少能源消耗、加工工时和制造成本。根据箱体、机架的不同用途，设计中对以上各项既要有所偏重，又要统筹兼顾，要重视其外观造型设计。

25、问答题  轴零件在结构设计时要满足哪些条件？

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本题答案：轴和装在轴上的零件要有准确的工作位置，轴必须具有足够的
本题解析：试题答案轴和装在轴上的零件要有准确的工作位置，轴必须具有足够的强度和刚度，轴上的零件应便于装拆和调整，轴应具有良好的制造工艺性等。

26、问答题  说明确定可靠性关键件和重要件的原则。

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本题答案：确定可靠性关键件和重要件的原则是：
1）故障
本题解析：试题答案确定可靠性关键件和重要件的原则是：1）故障会导致人员伤亡、财产严重损失的产品；2）人寿命周期费用考虑是昂贵的产品；3）只要它发生故障即会引起系统故障的产品；4）影响系统可用性，增加了维修费用和备件数量的产品；5）难以采购的或用新工艺制造的产品；6）需进行特殊处理、储存或防护的产品。

27、问答题  机械结构工艺性包含哪些内容和要求？

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本题答案：结构工艺性设计涉及零件生产过程的各个阶段：材料选择、毛
本题解析：试题答案结构工艺性设计涉及零件生产过程的各个阶段：材料选择、毛坯生产方法、机械加工、热处理、零件装配、机器操作、机器维护等。结构工艺性的基本要求：在满足工作前提下，合理选择材料，机器的整体布局和结构尺量简单，合理划分零、部件并使其几何形状简单，合理确定毛坯，减少机械加工余量；考虑加工的可能性、方便性、精度和经济性，尽可能采用成熟的结构。

28、问答题  举例说明液压系统压力不足产生的原因和解决方法。

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本题答案：液压系统压力不足原因解决方法
溢流阀卡死、拆
本题解析：试题答案液压系统压力不足原因解决方法溢流阀卡死、拆下溢流阀修理、油泵磨损严重、更换新油泵、阀体上压力油堵崩掉、重新堵死、管路过长或管径过细改用大管径油管或重新设计管路长度

29、问答题  简述设计评价目标三个方面的内容。

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本题答案：设计评价目标三个方面的内容：
1）技术评价：
本题解析：试题答案设计评价目标三个方面的内容：1）技术评价：评价方案在技术上的可行性和先进性2）经济性评价：评价方案的经济效益，包括成本、利润、实施方案的费用及回收期3）社会评价：方案实施后对社会的效益和影响，是否符合国家科技、产业发展政策，是否符合环保要求等。

30、问答题  简述创新设计的含义和方法。

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本题答案：创新设计是技术创新的重要内容，是希望在设计中 更充分发挥
本题解析：试题答案创新设计是技术创新的重要内容，是希望在设计中更充分发挥设计者的创造力，利用最新的科技成果，在现代设计理论方法的指导下，设计出更具有竞争力的新颖产品。创新设计可分为开发型设计、变异设计和反求设计三种类型。1）开心型设计是针对新任务进行从有所不同方案到结构方案的新设计，完成从产品规划到施工设计的全过程，是在探索中创新。2）变异地设计是在已有产品的基础上，进行原理方案机构结构、参数、尺寸的变异以适用市场新的要求或提高竞争力，变型系列产品在生产中广泛应用，这是通过变异的一种创新。反求设计是针对已有产品或设计、进行分析、消化、吸收，掌握其关键技术，进而开心出同类的先进产品，这是一种在吸取中的创新。

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