运动表面得到自行润滑，寿命较长；液压元件易于实现通用化、标准化、系列化，便于设计和推广
使用，系统而已灵活方便；很容易实现直线运动。
液压传动的缺点是：由于油液存在漏损和阻力，效率较低；系统受温度的影响较大，以及油液不可
避免地泄漏及管道弹性变形，不能保证严格的传动比；液压元件加工和装配精度要求较高，价格较
贵，液压系统可能因控制元件失灵丧失工作能力，元件的维护和检修要求较高的技术水平；液压元
件中的密封件易于磨损，需经常更换，费用较高，密封件磨损还会告成因泄漏而污染环境的弊端。
3、液压系统中密封的重要意义是什么？常用的动密封有哪些类型？ 答：液压系统中密封的重要意义是防止泄漏造成污染和浪费，以及对系统工作稳定性和可靠性的影 响。
动密封按不同的相对运动类型分旋转式和移动式。旋转式动密封又按被密封两结合面间是否有间隙，
分接触型和非接触型两种。动密封的设计和选用除考虑其适应性和密封能力，还应考虑使用时的寿
命和可靠性。常用动密封形式有：成型填料密封、油封、机械密封硬填料密封和螺旋密封。 4、举例说明液压系统压力不足产生的原因和解决方法。 答：
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 3.5 电气传动基础
1、简述电动机的种类和用途。
答：在工程机械中应用的电动机主要分为两大类：机械能转化为电能是发电机，其中包括直流发电
机和交流发电机；电能转化为机械能是电能机，其中包括直流电动机、交流异步电动机和同步电动
机等。根据电动机不同的控制方式又可分为伺服电动机和步进电动机。 2、简述直流电动机和交流电动机的调速方法。 答：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、晶闸玡变流器或晶体管晶 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 闸管变敁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
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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。 3、简述直流电动机和交流电动机的制动方法。
答：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
转子盧续转动，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。 4、简述电动机选用的一般原则。
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答：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http://www.jxcad.com.cn 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。 3.6 设计方法与应用
1、简述计算机辅助设计方法在工程方面的应用。
答：（1）用于绘图及几何造型绘图应用软件即图形处理软件，是计算机用于绘图的软件，由图形
处理系统软件和图形处理应用软件组成。CAD 绘图系统能完成主观图、侧视图、剖面、局部视图、
正等轴侧图以及三维图形的绘制。
（2）用于计算和分析CAD 系统可进行产品的静/动态特性、
磁场、温度场、流体场、振动、强度、应变分布、热变形等内容的分析研。CAD 系统还可用于研究
机构的运动学特性，干涉情况分析，自动给出结构的物理特性，如体积、重量、重心、惯性矩、截
面二次矩等。
（3）用于产品设计CAD系统可分为两大类，即人机交互会话型和非会话型。前者用于设计目标难
以用数学模型定量描述的场合，人在设计过程中起到推理、分析、判断、决策的作用，该系统适于
新产品的开发设计。非会话型设计过程即计算机按设计师编制的程序自动完成设计的各个工作步骤，
适用于设计目标能够定量加以描述的场合，即变异性设计和适应性设计。
（4）计算机仿真及试验CAD 系统在设计阶段，为了对设计对象进行性能评价、决策，特别是对难
以实时对实物进行性能试验的工程对象，如：价值昂贵的武器系统，难以进行实物试验的航空航天
产品，难以复现的瞬态过程，大型结构及大型设备的性能预测研究等。采用模拟或仿真技术
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进行性
能评价有重要的实用价值。另外，使用计算机控制产品的验收及性能试验，进行数据的采集、分析、
处理已是现代产品试验技术的主要特征之一。 2、简述人机工程设计的一般原则。
答：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s21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；
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叹人所处环境
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。 3、简述模块化设计的含义和划分原则。
答：模块化设计是在对产品进行市场分析、预测、功能分析的基础上，划分并设计出一系列
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通用的
功能模块，根据用户要求，对模块进行选择和组合，构成不同功能或功能相同性能不同、规格不同 的产品。
模块化莾计的划分原则是力求以少数模块组成尽可能多的产品，并在满足要求的基础上使产品精度
高、性能稳定、结构简单、成本低廉，且模块结构应简单规范，模块间的联系尽可能简单。划分模
块既要兼顾制造管理方便，具有较大灵活性，避免组合时产生混乱，又要考虑到该模块系列将来的
扩展和向专用、变型产品的辐射。划分的优劣直接影响模块系列设计的成功与否。划分前必须对系
统进行仔细、系统的功能分析和结构分析，并要注意下各点： 1） 模块在整个系统中的作用及其更换的可能性和必要性； 2） 保持模块在功能及结构方面有一定的独立性和完整性； 3） 模块间的接合要素应便于联接与分离； 4） 模块的划分不能影响系统的主要功能。 4、简述生命周期设计的含义和应用。
答：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。 5、简述创新设计的含义和方法。
答：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。 第四章机械制造工艺学 4.1 工艺过程设计
1、什么是工艺规程？简述工艺规程的设计依据和基本程序。
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