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《机械创新设计》试卷
考试时间:90分钟

一、 填空题（20分）(1′×20)
1、 创新就是创造和创新。它是集科学性、技术性、社会性、经济性于一身，并贯穿于科技技术实践、生产经营实践和社会活动实践的一种横向性实践活动。P11
2、 创造性思维的形成大致可分为酝酿准备阶段、潜心加工阶段、顿悟阶段三个阶段。P23
3、 平面连杆机构是由若干构件通过低副连接而成的平面机构，它们在各种机械和仪器中获得了广泛的应用。P23
4、 控制系统按照原理可分为开环控制系统和闭环控制系统。P60
5、 TRIZ的含义是发明问题解决理论。P88
6、 每个技术系统的进化都是按照生物进化的模式进行的，一般经历以下几个阶段诞生期、成长期、成熟期、衰退期。P90
7、 从系统论的观点来看，功能是系统的输入和输出间的关系。从性能的观点来看，功能是物理行为的抽象。P117
8、 机构原理的移植主要有啮合原理的移植、差动原理的移植和谐波转动原理的移植等。P154
9、 并列式机构组合的特点是运动并行传递。P164
10、 仿生机械是模仿生物的形态结构和控制原理，设计、制造出的功能更集中、效率更高并具有生物特征的机械。P264

二、 选择题（15分）(3′×5)
1、如图所示的瑞士军刀采用哪种创新组合方法（ B ）
A、 形式组合 B、功能组合 C、同类组合
2、 功能设计法的正确步骤为（ C ）
A、求总功能——总功能分解——系统原理解——求功能元——求功能元解
B、总功能分解——求总功能——系统原理解——求功能元——求功能元解
C、求总功能——总功能分解——求功能元——求功能元解——系统原理解
3、 思维有哪些特性（ A ）
A、 思维的自觉性和创造性 B、思维的强制性 C、思维的单一性
4、 组合创新方法有哪些（ A ）
A、 功能组合、材料组合 B、机电组合、机液组合 C、结构组合、原理组合
5、二次设计包括（ C ）
A、反求设计 B、机构设计 C、开发设计
三、 名词解释（20分）(4′×5)
1、 定向思维
基本上属于逻辑性思维一类。其思维过程总是通过寻找合乎逻辑的、成熟的或常规的方法或途径，循序渐进地推断和认识事物。
2、 机构组合
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。
3、 传动系统
将动力机的力和运动传递给执行机构或执行构件的中间装置成为传动系统。
4、 技术矛盾
指一个作用同时导致有用及有害两种结果，也可指有作用的引入或有害作用的消除导致一个或几个子系统变坏。
5、 逆向工程
是一种以先进产品设备的实物、样件、软件或影像作为研究对象，应用现代设计学的方法学、系统工程学、计算机辅助技术的理论和方法进行系统分析和研究、探索掌握其关键技术，进而开发同类的或更先进的产品技术。
四、 简答题（15分）(3′×5)
1、 机械创新设计的主要内容有哪些？
答：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
2、 简述产品进化S曲线并画出S曲线。
答：S曲线描述了一个技术系统的完整生命周期，其横坐标代表时间，纵轴代表技术系统的某个重要的性能参数（39个工程参数）。S曲线描述的是一个技术系统中诸项性能参数的发展变化规律。
3、 TRIZ一般解题模式及流程是怎样的？
答：首先要对一个实际问题进行仔细的分析并加以定义；然后根据TRIZ提供的方法，将所需解决的实际问题归纳为一个类似的TRIZ标准问题模型；接着，针对不同的标准解决方案模型；最后，将这些类似的解决方案模型，应用到具体的问题之中，演绎得到最终的解决方法。
五、 分析设计题（30分）（2′×15）
1、 列举一种能实现增大行程的凸轮机构，画出机构简图，并进行简要说明。
答：机构简图如右所示，为了使凸轮能够沿从动推杆的位移方向移动，将其设计成中间带有滑道，并将转动滑块设在其中，这样，当凸轮转动时就可以实现凸轮相对于固定滚子3的位移，而从动杆2相对于凸轮又有位移，两项位移之和就是从动杆的最终行程。达到了增大行程的效果。

2、 对图示缝纫机针杆传动机构进行分析；
答：工作构件是针杆3，是曲柄滑块机构1-2-3的输出构件，曲柄1的旋转可以实现针杆上下运动。由于工作过程中需要改变针杆3的摆角，两种方案分别在曲柄滑块机构上并联了偏心盘凸轮机构4-5和摆动导杆机构4-5-6。两种方案的组合机构都具有两个自由度，（a）图所示方案的原动件分别是曲柄1和凸轮4，通过调整偏心凸轮的偏心距，可以改变针杆3的摆角；（b）图所示方案的原动件分别为曲柄1和曲柄6，曲柄6通过摆动导杆机构可以调整针杆3的摆角。设计该类机构时，一般需要按照输出机构的复合运动要求绘制运动循环图，根据运动循环图确定两主动构件的初始位置，并且要求协调两个主动构件的运动，以实现针杆3上下往复移动和摆动的复杂平面运动规律。