同济大学机械设计创新考题答案

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机械创新竞赛试题与答案

机械创新竞赛试题与答案

机械创新竞赛试题与答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 机械设计中,下列哪个因素不是影响机械效率的主要因素?A. 摩擦B. 材料强度C. 载荷大小D. 机械结构答案:B2. 在机械传动中,齿轮传动的主要优点是什么?A. 结构简单B. 传动比准确C. 噪音大D. 维护方便答案:B3. 以下哪个不是机械创新设计的基本方法?A. 逆向思维B. 类比法C. 经验法D. 组合法答案:C4. 机械设计中,为了提高零件的疲劳强度,通常采用以下哪种方法?A. 增大零件尺寸B. 增加表面粗糙度C. 采用表面硬化处理D. 减少材料强度答案:C5. 机器人技术中,关节机器人的自由度是指什么?A. 机器人可以移动的方向数B. 机器人可以转动的轴数C. 机器人的传感器数量D. 机器人的控制复杂度答案:B二、简答题(每题10分,共20分)1. 请简述机械创新设计的重要性。

答案:机械创新设计是推动机械工程领域发展的关键。

它不仅能够提高机械设备的性能,降低成本,还能满足市场对新产品的需求,提升企业的竞争力。

创新设计包括对现有机械结构的改进、新材料的应用、新工艺的开发等,是实现技术进步和产业升级的重要途径。

2. 列举三种常见的机械传动方式,并简述其特点。

答案:常见的三种机械传动方式包括:- 齿轮传动:具有传动比准确、结构紧凑、效率高等优点,适用于传递较大功率和精确控制的场合。

- 皮带传动:结构简单,成本低廉,适用于远距离传动和需要柔性连接的场合。

- 链传动:承载能力强,传动稳定,适用于高速、大功率的传动场合。

三、设计题(每题30分,共30分)1. 设计一个简单的机械装置,用于将水平方向的力转换为垂直方向的力。

答案:可以设计一个杠杆装置,其基本原理是利用杠杆的力臂原理来转换力的方向。

具体设计可以包括一个支点、一个水平方向的力输入杆和一个垂直方向的力输出杆。

当水平方向的力作用于输入杆时,通过杠杆原理,输出杆将产生垂直方向的力。

四、分析题(每题40分,共40分)1. 分析机械创新设计过程中可能遇到的挑战,并提出解决方案。

机械创新设计考试

机械创新设计考试

四、机构创新设计(38分) 机构创新设计( 分
1、对图示两种机构按给定方式进行组合创新设计(10分) 、对图示两种机构按给定方式进行组合创新设计( 分
2、利用再生运动链法进行机构创新设计(28分) 、利用再生运动链法进行机构创新设计( 分 1)画出原始机构的拓扑图(4分) )画出原始机构的拓扑图( 分 2)画出原始机构的一般运动链(4分) )画出原始机构的一般运动链( 分 3)演绎出 种新机构(20分) 种新机构( 分 )演绎出5种新机构
《机械创新设计》期末考试 机械创新设计》分 分
1、采用设问探求法对电风扇进行创新方案设计。 、采用设问探求法对电风扇进行创新方案设计。
2、采用特性列举法对电冰箱进行创新方案设计。 、采用特性列举法对电冰箱进行创新方案设计。
《机械创新设计》期末考试 机械创新设计》
《机械创新设计》期末考试 机械创新设计》
一、名词解释(4分X3=12分) 名词解释( 分 分
1、发明与发现 、
2、创新与创造 、
3、机械创新设计 、
《机械创新设计》期末考试 机械创新设计》
二、简答题(6分X5=30分) 简答题( 分 分
1、思维的类型有哪些?特性是什么? 、思维的类型有哪些?特性是什么? 2、简述Triz解决发明创造问题的一般方法和步骤 、简述 解决发明创造问题的一般方法和步骤 3、Triz理论将冲突分为哪几类?解决物理冲突的基本方法有哪几种? 、 理论将冲突分为哪几类? 理论将冲突分为哪几类 解决物理冲突的基本方法有哪几种? 4、冲突矩阵的作用?行和列分别代表什么含义? 、冲突矩阵的作用?行和列分别代表什么含义? 5、列举两种Triz的发明创造原理,并举例说明。 、列举两种 的发明创造原理, 的发明创造原理 并举例说明。

机械创新设计考查题

机械创新设计考查题

机械创新设计考查题机械创新设计学期考查题⼀、概念题1.特种设备的概念?答:概念:针对特种制造⽣产过程,专门设计的制造、装配、运转及相关辅助机械设备。

2.机构组合的概念?答:机构的组合是指把相同或不同类型的机构通过⼀定的连接⽅法,按照⼀定规则组合⽽成的⼀个机构系统,从⽽实现既定的功能⽬标。

⼆、简答题1.机械创新设计的主要内容及其与现代设计、常规设计的主要区别?答:机械创新设计的内容:①机构的创新设计⑴设计出新机构;⑵原有机构演化、变异,导致结构变化②机构应⽤创新设计③机构组合设计,导致新机构系统的出现④机械机构的创新设计⑤利⽤反求原理进⾏创新设计⑥利⽤仿⽣原理进⾏创新设计区别:常规设计是以运⽤公式、图表为先导,以成熟技术为基础,借助设计经验等常规⽅法进⾏的产品设计,其特点是设计⽅法的有序性和成熟性。

现代设计强调以计算机为⼯具,以⼯程软件为基础,运⽤现代设计理念的设计过程,其特点是产品开发的⾼效性和⾼可靠性。

机械创新设计是指充分发挥设计者的创造⼒,利⽤⼈类已有的相关科学技术知识进⾏创新构思,设计出具有新颖性、创造性及实⽤性的机构或机械产品(装置)的⼀种实践活动。

它包含两个部分:从⽆到有和从有到新的设计。

机械创新设计是相对常规设计⽽⾔的,它特别强调⼈在设计过程中,特别是在总体⽅案、结构设计中的主导性及创造性作⽤。

2.机械运动的主要形态及⼯程领域主要创新⽅法?答:机构及其运动形态分析:①连续转动到连续转动的运动变换与实现机构②连续转动到步进转动的运动变换与实现机构③连续转动到往复摆动的运动变换与实现机构④连续转动到往复直线运动的运动变换与实现机构⑤连续转动到平⾯运动的运动变换与实现机构⑥直线移动到直线移动的运动变换与实现机构⑦直线移动到定轴转动或摆动的运动变换与实现机构⼯程领域主要创新⽅法:机架变换、机构形状变异、运动副形状变异、运动副等效替换设计、机构的串联组合、并联组合、叠加组合、封闭组合以及其他类型的机构混合组合等创新设计⽅法。

【VIP专享】2014同济大学机械设计考研真题与解析

【VIP专享】2014同济大学机械设计考研真题与解析

《2014同济大学机械设计考研复习精编》历年考研真题试卷同济大学2007年硕士研究生入学考试试卷 科目代码:812 科目名称:机械设计 满分分值:150答题要求:1、答题一律做在答题纸上,做在试卷上无效。

2、考试时间180分钟。

3、本试卷不可带出考场,违反者作零分处理。

一、单项选择题(每格2分,共30分)1、设计一台机器,包含以下几个阶段:①总体设计阶段;②计划阶段;③技术设计阶段。

它们正确进行的顺序是( )。

A. ①②③ B. ③②① C. ②①③③ D. ②③①2、某零件采用45号钢制造,经调质后的对称循环疲劳极限σ=307MPa ,应力循环1-基数N =5×10次,材料常数m=9,当实际应力循环次数N=10次时,则有限寿命疲劳极066限σ为( )。

N 1-A.257 B.367 C.474 D.4253、为降低螺栓总拉伸载荷F 的变化范围,可以( )。

2A.增大螺栓刚度或增大被联接件刚度 B.减少螺栓刚度或增大被联接件刚度C.减少螺栓刚度或减少被联接件刚度 D.增大螺栓刚度或减少被联接件刚度4.在下列参数中,( )对齿轮的齿形系数值没有影响。

A.齿数z B.螺旋角β C.模数m D.分度圆锥角δ5、已知一齿轮的制造工艺工程是:加工齿坯,滚齿,表面淬火和磨齿,则该齿轮的材料是( )。

A.20Cr B.Q235 C.40Cr D.HT2006、用联轴器联接的两轴,若主动轴直径为d ,从动轴直径d ,则( )。

12A 、d >d B 、d <dC 、d 、d 一定相等D 、d 、d 可以不相等或相等121212127、一般,在齿轮减速器轴的设计中包括:①强度校核,②轴系结构设计,③初估轴径?,④受力分析并确定危险剖面,⑤刚度计算。

正确的设计程序是( )。

A. ①②③④⑤ B. ⑤④③②① C. ③②④①⑤ D. ③④①⑤②8、用弯扭合成计算轴的强度时,公式中系数α是考虑( )。

同济大学机械设计带轮

同济大学机械设计带轮

机械设计带轮 徐云帆1351789此次设计要求:1.设计鼓风机的V 带传动2.电动机型号:Y160M-4 查阅相关资料得到以下结果:型号:Y160M-4; 极数:4极; 额定功率:11KW ; 额定电压:380V ; 额定转速:1460rpm ;电机轴径42mm ;键槽宽12mm ;产品认证:CCC ; Y 系列(IP54)电机,是全封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机.3.鼓风机转速为600rpm ,由此可知传动比为:2.43。

4.两带轮中心距是大带轮直径两倍左右。

5.此次设计为鼓风机带轮设计,功率为11KW 左右,每天工作16h ,空载启动故工作情况系数 K A 为1.26.所传递功率为电机功率11KW 。

设计及计算过程:V 带设计1.确定计算功率:Pca = K A P = 1 .2* 11KW = 13.2KW2.选择V 带带型:Pca = 13.2KW ,小带轮转速n 1 = 1460rpm根据图8-11,选择B 型带3.确定带轮基准直径d d 并验算带速:预定d d1为140mm ,v = (pi*1460*140)/(60*1000)=10.7m/s 合适 d d2 = i* d d1 = 2.43 *140 mm = 340mm圆整取d d2 = 340mm4.确定中心距a , 并选择V 带基准长度L d根据设计要求 a 0 = d d2 * 2 = 340*2 = 680mm满足0.7(d d1 + d d2)= 574 <= a 0 <= 2(d d1 + d d2)= 1640022121004)()(22a d d d d a L d d d d d -+++≈π=6804)340140()340140(268022⨯-+++⨯π =2128.69mm根据表8-2 选择基准长度L d = 2180,带长修正系数K L = 0.99200d d L L a a -+≈=221292180680-+= 705.50mm 中心距变动范围为d L a a 015.0min -= =2180015.050.705⨯- = 672.8mm d L a a 03.0max += = 218003.050.705⨯+ = 770.9mm5.验算小带轮包角1α a d d o d d o3.57)(180121--≈α=5.7053.57)140340(180oo --=o 8.163 >=o 90 查表8-6 包角修正系数αK = 0.966.确定带的根数z查表 8-4,8-5 0P =2.83 kw 0P ∆=0.46 kw 99.096.0)46.083.2(42.1)(P 00r ⨯⨯+⨯=∆+==L A ca K K P P P K P z α= 1.54=2根7.确定带的初拉力F 02207.1017.07.10296.08.4)96.05.2(500)5.2(500⨯+⨯⨯⨯-⨯=+-=qv zv K P K F ca αα=199.4N8.传动的压轴力Fp28.163sin 4.199222sin 210op zF F ⨯⨯⨯==α=789.6N 带轮设计1.据上计算,带速7m/s 小于25m/s ,故选用HT150作为带轮材料。

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可复制、编制,期待你的好评与关注! 同济大学机械创新设计 一、 摆脱习惯性思维训练题 1、 某人的衬衣纽扣掉进了已经倒入咖啡的杯子里,他赶紧从杯子里拾起纽扣,不但手不湿,连纽扣也是干的,这是怎么回事?(只倒了咖啡没倒水) 2、 汽车司机的哥哥叫李强,可是李强并没有弟弟,这是怎么回事?(汽车司机是女的) 3、如果你口袋里的火柴盒中只剩下一根火柴,黑夜里你走进房间,房间里有蜡烛、油灯及煤气灶,那么,你先点燃什么?(先点燃火柴) 4、 广场上有一匹马,马头朝东站立着,后来又向左转270°,请问,这时它的尾巴指向哪个方向?(指向下边) 5、 一天晚上,老王正在读一本很有趣的书,他的孩子把灯关了,尽管屋里一团漆黑,可老王仍在继续读书,这是怎么回事?(盲文书) 6、 天花板下悬挂两根相距5米的长绳,在旁边的桌子上有些小纸条和一把剪刀,你能站在两绳之间不动,伸开双臂,两手各拉住一根绳子吗? (先用一根绳子把剪刀缚住,推动剪刀使它移动,然后走过去用一只手抓住另一根绳,另一只手接过移动来的剪刀)

发散性思维——GPS的功能 1. 确定移动物的确切位置; 2. 追踪小偷; 3. 测速; 4. 为盲人指路; 5. 研究地质(地质灾害预测); 6. 找离家出走的人(小孩、痴呆老人,嫌疑人) 7. 测量湿度; 8. 监测路面施工状况,起重大件位移、速度控制; 9. 绘制地图; 10.导航; 11.考古。 针对以下信息,运用逆向思维提出新设想(填表)。

基本信息 逆向思维结果(新设想)

水龙头 抽水泵 跑步锻炼 跑步机 为防尘室内脱鞋 鞋套机

二、用缺点列举法、希望点列举法提出设想 1. 列举体温计诸缺点 1) 现有的体温计必须接触人体才能测量,在医院同一支体温计先后 可复制、编制,期待你的好评与关注!

来测量不同人的体温,有时可能会引起疾病传染; 可复制、编制,期待你的好评与关注!

2) 体温计不能测量人体内脏的温度; 3) 体温计不便于儿童测量体温; 4) 体温计不便于测量人的额头温度; 5) 体温计不便随身携带,随时测量; 6) 体温计不能弯曲。

2. 分析、鉴别缺点,确定创新主题,进行创新设计。 1) 防传染,研制非接触体温计(红外辐射式); 2) 为测内脏温度,设计微型肠道温度计; 3) 为便于儿童测量温度,设计汤匙型体温计; 4) 针对不能弯曲和测额头温度,开发出额头薄片温度计; 5) 为便于随身携带,研制戒指式温度计。 2 希望点列举法 缺点列举与希望点列举区别 原理: 提出希望,经过归纳,实现创造。 步骤: 1) 了解人们的需求心理(生理、安全、社交、自尊、自我实现、生产和科研需求)【求新、求美、求异、求实、求全、求奇、求快、求廉、求健、求胜、求稳】“方便”(面、粥、净菜);“肥胖”(减肥茶、健身,医疗);“省电” 2) 列举、收集希望点 a多观察、多联想,紧扣人们的需求b广泛征求意见或进行抽样调查c采用智力激励法实施列举 3)希望点的分析与鉴别

运用希望点列举法改进手机 1) 希望手机与GPS联接,迷路时充当向导。2)希望手机高度智能化、情感化,它是人的工具又是朋友,烦闷时谈心,孤寂时聊天。3)希望手机配医学专家系统,病时获诊断、处方。4)希望可以利用手机记帐和个人理财。5)希望手机在夜行时充当手电筒。6)希望手机上网像计算机上网一样方便。7)希望手机能接受电台、电视台的节目。8)希望生产出适合各种性格和年龄的人们使用的具有不同色彩的手机。9)希望手机的形状和体积像手表,可以轻松地戴在手上。10)希望手机的体积大幅度减少,从而将之设计为各种的服饰(如项链、领带夹、耳坠),悬挂、镶嵌或佩带在身上或服装上。11)希望手机同时也是一支精致的钢笔。12)希望手机没有电辐射的危害。13)希望手机具防窃、遗失提醒功能。14)希望手机可视通讯,采集、交换数据。15)希望手机具遥控器功能,甚至通讯控制家用电器。16)希望手机家庭、社会治安网连通。 IBM公司2000年8月在一次高科技展览会展示:耳环(耳机),项链(话筒),戒指(呼叫时灯闪烁),手表(拨入拨出号码显示,接入呼出按钮) 用属性列举法提出改进电风扇的新设想 1. 对现有的电风扇进行分析,并列举属性 组成:电动机、扇叶、立柱、开关等;驱动:电力;功能:送风。 可复制、编制,期待你的好评与关注!

1) 名词属性 整体:台式、落地式、吊式、壁式;部件:电动机、扇叶、网罩、立柱、底柱、控制器;材料:钢、铝合金、铸铁、塑料;制造方法:铸造、机加工、手工装配; 性能:风量、转速、转角范围。 2) 形容词属性 外形:圆形网罩、圆形截面立柱、圆形或方形底座; 颜色:浅蓝、米黄、象牙白。 3) 动词属性 功能:扇风、摇头、升降。

2. 提出改进 针对名词属性思考 1) 双轴电动机,双组扇叶,电动机座转180°,风扇送风360°。2)扇叶材料改成经中药浸泡的檀香木,制成保健扇。3)调节风速大小和转速高低的控制按钮能否改进?能否改遥控?能不能加微电脑,使电风扇智能化(与室温相关,人在即开)?4)栅页扇,将网罩设计成栅页状且可回转,使风受到栅页干扰后排出,从而保证送风角度大、风力柔和,同时可以实现环绕式立体送风。5)能否作成“衣帽架”式落地扇?冬天闲置不用时将网罩、电动机取下,换上配套的衣帽架,可挂冬天的衣帽。 针对形容词属性思考 1) 装饰扇,外型设计新颖,网罩克服清一色圆形(如椭圆形、方形、菱形、动物造型),或者与华丽的灯饰融为一体作为室内装饰品。2)电风扇的外表涂色能否多样化?将单色变为彩色,让其有个性化特点,或用变色材料使之成为迷幻式,吸引消费者眼球。 针对动词属性思考 1)除尘扇,能有效清除空气中的尘埃。2)空调扇,具有空调的制冷与制热功能,但价格比空调便宜几倍3)消毒扇,能定时喷洒空气净化剂,消除空气中有害病毒,尤其适用大众流通场合及医院病房。4)理疗风扇,不仅带来凉意,而且能保健按摩,具有理疗功能。5)加湿/除湿风扇,能监测室内空气中水分的含量,自动实现加湿/除湿功能。6)安全扇,增加“倾倒即停”,“触手就停”装置,保证使用安全。7)无级调速扇,将现有的“强、弱、微”三裆有级调速改为无级调速。 运用特征列举法提出改进普通自行车的若干新设想。 名词:整体(自行车); 部分(车把、车身、车闸、链传动、脚蹬、鞍座、车轮、动力等); 材料(碳钢、锰钢、全塑料、碳纤维、铝合金等) 制造方法(螺纹连接、焊接、粘接;模压成型等) 形容词:尺寸大小;速度快慢;单人骑多人骑;宜人(舒适、省力);造型、色彩等 动词:功能(单功能:交通工具、健身、比赛用;多功能:巡警用,旅游用等) 设想: 1)巡警用自行车(车载通讯设备,GPS定位,警用械器,碳纤维粘接成,多速) 2)小型家庭型旅游自行车(两人驱动,设前后蹬踏,中间设置孩子座位,分别设有单向离合器使驱动力同时推动车轮而不互相干涉;袖珍:可放在车后备箱,带入位高层居家。 可复制、编制,期待你的好评与关注!

3)赛车(流线型,躺式手摇驱动无链传动,用全塑料制成的高速自行车。) 三、用组合法设计 1. 信息组合法 火腿肠新产品开发 主料:6种(猪、牛、羊、鱼、鸡、水果)味道:8种(火腿、烤鸡、烤鸭、叉烧、香菇、清香、甜咸、水果味)形状:4种(圆、长方、方、环形) 192种 用信息组合法分析公园游船的设计问题 船体外形:龙、鱼、鹅、鸳鸯、画舫、飞碟;船的推进动力:手划浆、脚踏浆、喷水、电动螺旋桨、明轮;船体的材料:木、钢、水泥、塑料、玻璃钢、铝合金。

2. 形态分析 步骤: 1) 明确研究对象;(功能、性能、使用、可靠性、成本、尺寸、外形、产量要求)2)组成因素分析;(各个部分、装置、成分、过程、状态;列出全部、彼此独立。) 3)形态分析;(每个因素有若干个形态,Pni中n为第n个因素,I为第I个形态;用图、表反映) 4)形态组合;(对各因素各形态进行排列组合;总方案数) 5)方案初评;6)选择最佳方案。 A英国厄威克技术管理公司运用形态分析法探讨生产金属零件的新工艺。

形态组合:5184种可能方案 发现已有技术: P13 P22 P34 P43 P53 P62 P71=冷轧 P12 P22 P33 P43 P54 P62 P71=粉末轧制 P13 P21 P34 P43 P53 P62 P72=真空压铸 新颖工艺方案:P11 P21 P31 P42 P53 P62 P71=对悬浮在流体介质中的液体材料进行(电)化学加工,利用稳定的外部能源。 可复制、编制,期待你的好评与关注!

C. 运用形态分析法剖析中国古典爱情小说,为文学创作构思提供帮助。现归纳故事模式“书生落难,小姐搭救;后花园中,私订终身;金榜题名,衣锦团圆。”试分析要素有哪些?并写出对应形态。 (1)书生 ①旧式太学生;②新式大学生;③久试不第的书生;④怀才不遇的书生;⑤未出名的音乐家;⑥未发达的企业家;⑦未成功的科学家;⑧未发迹的文学家;⑨远赴异国他乡的移民;⑩初踏社会征途的青年等。 (2)落难 ①囊空如洗;②饥寒交迫;⑧重病缠身;④路途遇险;⑤演奏会无人光顾;⑥新理论无人承认;⑦作品无人问津;⑧产品无人购买;⑨满腹经纶,却横遭排斥和打击;⑩一腔豪情,却从无伸展的机会等。 (3)小姐 ①大家闺秀;②名门千金;⑧影视明星;④歌坛新秀;⑥航空小姐;⑥著名模特;⑦声名远播的校花;⑧容貌艳丽的女郎;⑨闯荡商场的女强人;⑩腰缠万贯的新富姐等。 (4)搭救 ①慷慨赠金给予财物上帮助;②大胆示爱给予精神上鼓励;③细心看护给予病体上照顾;④主持公道给予道义上支持;⑤耐心启发给予方法上指点;⑥创造条件给予事业上帮助;⑦恳请亲友大力扶持;⑧呼吁同事多方理解;⑨请求上级加以善待;⑩发动社会进行捐助等。 (5)后花园 ①世界名城巴黎;②豪华之都纽约;③东方明珠上海;④富丽堂皇的演奏厅;⑤流光溢彩的歌舞场;⑥肃穆神秘的实验室;⑦花朵盛开的山野;⑧月色笼罩的湖畔;⑨豪华别墅;⑩幽静花园等。 (6)私订终身 ①拥抱接吻;②以身相许;③赠送信物;④结伴郊游;⑤鸿雁传情;⑥网络联系;⑦切磋技艺;⑧交流心得;⑨互相勉励、取长补短;⑩相互促进、共同提高等。 (7)金榜题名

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