山东省（春季高考）机械制造类 《机械基础》项目十二任务三 45分钟专题训练卷

山东省（春季高考）机械制造类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共220份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机械制造类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加机械制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《金属加工基础》《钳工加工技术》《极限配合与技术测量》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 山东省（春季高考）机械制造类 《机械基础》 项目十二：机械的节能环保 任务三：绿色设计 时间：45分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题2分，共40分） 1. 某企业设计一批可拆卸的机床防护罩。为减少产品报废后的资源浪费，设计时应优先采用的做法是（ ）。 A. 采用易于分离的同类材料构件 B. 采用永久粘接的复合材料构件 C. 采用多种涂层的异类材料构件 D. 采用整体浇注的封闭结构构件 【答案】A 【解析】易于分离的同类材料构件便于产品报废后分类回收和再利用，能够减少资源消耗。永久粘接、复杂复合和整体封闭结构都会增加拆解与回收难度。 2. 在绘制减速器箱体零件图时，若需体现绿色设计要求，材料栏中优先选择的材料应具备的特点是（ ）。 A. 具有较低密度和较高装饰性 B. 具有较高硬度和较低价格 C. 具有可回收性和较低环境负荷 D. 具有复杂成分和较强耐磨性 【答案】C 【解析】绿色设计关注材料在制造、使用和报废阶段的资源消耗与环境影响。具有可回收性且环境负荷较低的材料更符合绿色设计要求。 3. 某零件图规定支架由板材弯曲成形，替代原有的整体切削加工。该改进主要体现了绿色设计中的（ ）。 A. 降低材料利用率的原则 B. 减少材料浪费的原则 C. 提高加工余量的原则 D. 增加工序数量的原则 【答案】B 【解析】板材弯曲成形可减少切削加工产生的切屑，提高材料利用率，从而减少原材料浪费。增加加工余量或工序数量通常会增加资源与能源消耗。 4. 机电产品对环境的污染主要有两种形式：直接影响环境和间接影响环境。下列属于间接影响环境的是（ ） A. 耗煤 B. 耗电 C. 产生噪声 D. 电磁干扰 【答案】B 【解析】机电产品对环境的间接影响，通常是指产品使用电能后，由产品外部的发电、输电等环节产生资源消耗和污染物排放。耗电会增加发电过程中的能源消耗及污染物排放，属于间接影响环境。产生噪声和电磁干扰会在产品运行现场直接影响环境；耗煤通常对应使用现场燃煤及其直接排放，不作为本题所指的间接影响。因此选B。 5. 绿色设计的理念主要关注产品的哪些方面（ ） A. 成本和速度 B. 功能和颜色 C. 环保性和可持续性 D. 制造工艺和产量 【答案】C 【解析】绿色设计关注产品的环保性和可持续性，通过减少对环境的负面影响来实现。 6. 环境保护与安全防护措施中，何种方式可有效降低废气排放对环境的影响（ ） A. 加强废气处理设备的维护 B. 增加生产线产能 C. 提高生产速度 D. 减少员工数量 【答案】A 【解析】加强废气处理设备的维护可以保证废气排放达标，减少对环境的污染。 7. 绿色设计在机械产品设计中的目标是（ ） A. 最大限度减少对环境的负面影响 B. 减少产品的功能性 C. 提高产品的价格 D. 增加产品的生产成本 【答案】A 【解析】绿色设计的目标是通过减少产品对环境的负面影响来实现可持续发展。 8. 在机械设计中，绿色设计的理念不包括哪一项（ ） A. 材料回收利用 B. 能源的高效使用 C. 产品使用寿命的延长 D. 强调功能而忽视环保 【答案】D 【解析】绿色设计强调在产品全生命周期内兼顾功能、资源节约和环境保护，包括材料回收利用、能源高效使用及延长产品使用寿命。强调功能而忽视环保不符合绿色设计理念。 9. 环境保护与安全防护措施在机械设计中的重要性体现在哪些方面（ ） A. 保护环境，保障操作人员安全 B. 减少生产成本 C. 提高产品的颜值 D. 提高生产效率 【答案】A 【解析】环境保护与安全防护措施旨在保护环境免受污染同时确保操作人员的安全。 10. 什么是环境保护与安全防护措施中“三废”处理的核心内容（ ） A. 废水、废气、废土 B. 废纸、废塑料、废金属 C. 废气、废渣、废水 D. 废品、废油、废电池 【答案】C 【解析】“三废”处理指处理生产过程中产生的废气、废渣和废水等废物，以保护环境。 11. 在节能减排的措施中不可行的是（ ） A. 禁止使用空调以节约能源 B. 公共汽车改用清洁燃料 C. 提倡家庭使用节能日光灯 D. 严禁使用高硫烟煤 【答案】A 【解析】节能减排应在满足正常生产生活需求的前提下，通过提高能源利用效率和采用清洁能源等方式实施。公共汽车改用清洁燃料、使用节能灯和限制高硫烟煤均可行；完全禁止使用空调不符合实际，因此不可行。 12. 对于生产过程和设备产生的噪声，应首先从（ ）上进行控制 A. 作业人员 B. 机械设备 C. 传播途径 D. 声源 【答案】D 【解析】在控制生产过程和设备产生的噪声时，从声源上控制是最根本和有效的方式。通过改进机械设备的设计和制造工艺，优化生产流程等措施，可以直接降低噪声的产生强度，这相比在传播媒介上控制（如设置隔音屏障）、对作业人员防护（如佩戴耳塞）等方法更为优先，能从源头减少噪声危害。 13. 金属热加工过程产生的废物不包括 （ ） A. 烟尘 B. 粉尘 C. 二氧化碳 D. 有机物 【答案】D 【解析】金属热加工过程中常会产生烟尘、粉尘以及二氧化碳等废气。有机物通常不是金属热加工过程产生的主要废物，因此选D。 14. 环境不包括（ ） A. 气候 B. 水 C. 大气 D. 土地 【答案】A 【解析】环境通常包括大气、水和土地等与人类生存发展密切相关的自然要素。气候是多种气象要素长期综合形成的状态，不作为环境的基本组成要素，因此选A。 15. 某设备外壳在使用寿命结束后需要回收处理。为便于在装配图中表达拆卸关系，连接方式宜优先选用（ ）。 A. 采用焊接形成永久连接 B. 采用铆接形成固定连接 C. 采用胶粘形成密封连接 D. 采用螺纹形成可拆连接 【答案】D 【解析】螺纹连接可在维修或报废回收时进行拆卸，有利于零部件更换、材料分类和再利用。焊接、铆接和胶粘连接的拆解难度相对较大。 16. “低能耗”“低废水”“低废弃物”是低碳理念的重要内涵。下列做法不符合低碳理念的是（ ） A. 推广利用太阳能 B. 回收有机垃圾用于生产沼气 C. 循环使用生活用水 D. 家庭电器长期处于待机状态 【答案】D 【解析】低碳理念强调节约能源、减少资源消耗和污染物排放。推广利用太阳能、循环使用生活用水、回收有机垃圾用于生产沼气，均有利于节能减排和资源循环利用；家庭电器长期处于待机状态会持续耗电，造成能源浪费，不符合低碳理念，因此选D。 17. 设计人员比较两种传动轴结构方案时，除满足强度和装配要求外，符合绿色设计评价思想的是（ ）。 A. 比较两方案的全寿命环境影响 B. 比较两方案的外观造型效果 C. 比较两方案的标注尺寸数量 D. 比较两方案的图纸绘制速度 【答案】A 【解析】绿色设计应从原材料获取、制造、使用到报废处理的全寿命周期评价环境影响。外观、尺寸数量和绘图速度不能全面反映产品的环境负荷。 18. 在满足零件强度和使用性能的前提下，符合绿色设计减量化原则的措施是（ ） A. 采用加厚毛坯预留加工余量 B. 采用薄壁结构减少材料用量 C. 采用多层包装防止运输划伤 D. 采用整机更换替代局部维修 【答案】B 【解析】减量化原则要求在保证功能的前提下减少材料消耗，薄壁结构可有效降低零件用材量。 19. 某设备外壳设计时，需要提高报废后的拆解回收效率，较合理的方案是（ ） A. 使用标准螺钉标注材料类别 B. 使用铆钉形成不可拆连接 C. 使用异种材料永久胶接 D. 使用整体外壳封装易损部件 【答案】A 【解析】标准螺钉便于拆卸，材料标注有利于分类回收，符合绿色设计的可拆解性要求。 20. 某企业生产1000件机械支架，每件净质量为0.8 kg。四种工艺方案的材料利用率和再生材料使用率如下，优先选择原生材料消耗量最少的方案是（ ） A. 方案A：利用率80%，再生率20% B. 方案B：利用率85%，再生率25% C. 方案C：利用率90%，再生率15% D. 方案D：利用率88%，再生率35% 【答案】D 【解析】原生材料消耗量=800÷材料利用率×（1-再生率）。方案D为800÷88%×65%≈590.91 kg，最少，故选D。 二、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 21. 机械三废是什么？如何减少机械三废的产生？ 【答案】机械三废是指废气、废水与固体废弃物。减少机械三废产生的方法有：生产过程中防止泄漏，切削液循环利用，铁屑有效回收，在机床上设置油盘；采用高效发动机，提高燃料利用率；不轻易使用挥发性清洗剂；不在生产区焚烧废弃物等。 【解析】机械三废通常指机械制造和使用过程中产生的废气、废水和固体废弃物。减少机械三废应从源头减量、过程控制和回收利用三个方面实施：防止油液、燃料等泄漏，可减少废液和污染物排放；切削液循环利用可减少废液产生；回收铁屑等金属废料可减少固体废弃物并实现资源再利用；设置油盘可收集泄漏油液；采用高效发动机、提高燃料利用率可减少废气排放；减少挥发性清洗剂使用可降低挥发性污染物；不在生产区焚烧废弃物可避免产生有害烟气。 22. 简述抑制机械振动与噪声的方法有哪些？ 【答案】抑制机械振动与噪声的方法有：采用减振措施，在振动源与机座间设置弹簧、弹簧片；设置减振沟；加装消声器；消除噪声源，如采用电动机代替发动机；减少噪声干扰，如将噪声源单独设置在机房中。 【解析】抑制机械振动与噪声可从振动传递、噪声源和传播途径三方面采取措施。在振动源与机座之间设置弹簧、弹簧片等减振元件，或设置减振沟，可降低振动向基础和周围结构的传递；加装消声器可减弱气流等产生的噪声；采用电动机代替发动机等方式可降低噪声源强度；将噪声源单独设置在机房中，可通过隔离减少噪声对周围环境和人员的干扰。 23. 简述机械产品绿色设计应遵循的主要原则。 【答案】（1）在满足产品功能、质量和安全要求的前提下，优先选用低污染、可再生或易回收的材料。（2）采用节能设计，降低产品制造、使用和维护过程中的能源消耗。（3）采用易拆卸、易维修和易回收的结构设计，减少产品报废后的环境负担。 【解析】绿色设计应从材料选择、能源利用和产品全生命周期末端处理等方面控制环境影响，实现功能需求与资源环境保护的协调。 24. 某企业设计一台金属零件加工用数控机床。原方案采用整体焊接床身、一次性包装材料，设备待机功率较大，报废后主要零部件难以拆解。根据绿色设计要求，说明应采取的改进措施。 【答案】（1）床身结构宜采用便于拆装和更换的模块化设计，对易损部件设置独立维修接口，延长机床使用寿命。（2）在满足刚度和精度要求的条件下，优先选用可回收材料，并减少材料种类和加工余量，降低制造过程中的资源消耗。（3）采用低待机功耗控制系统和高效传动部件，减少机床加工及待机阶段的电能消耗。（4）将一次性包装材料改为可循环使用或易回收的包装材料，并在设计中考虑报废机床的分类拆解与材料回收。 【解析】本题应从结构可维修性、材料环境属性、使用阶段能耗和报废回收四个环节分析。绿色设计强调减少全生命周期内的资源消耗、污染排放和废弃物产生。 三、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 25. 某机械制造企业原设计生产一件设备外壳需使用新材料3.60 kg，年产量为12000件。采用绿色设计后，外壳质量减少15%，且生产所需材料中80%可由回收材料替代。假设回收材料供应充足。（1）计算绿色设计后每件外壳的材料质量。（2）计算绿色设计后全年需消耗的新材料质量。（3）计算与原设计相比，全年新材料消耗量的降低率。 【答案】（1）绿色设计后每件外壳的材料质量为3.06 kg。（2）绿色设计后全年需消耗的新材料质量为7.344 t。（3）全年新材料消耗量的降低率为83%。 【解析】（1） kg。（2） kg，即7.344 t。（3）原设计年耗新材料为 t，降低率为。 26. 某数控机床原方案运行功率为6.0 kW，采用高效电机和低摩擦传动结构后，运行功率降为5.1 kW。该机床每年运行1600 h，设计使用寿命为8年。当地生产用电的碳排放系数为0.58 kg/kW·h。（1）计算该机床在设计使用寿命内节约的电能。（2）计算采用绿色设计后可减少的二氧化碳排放量。（3）说明上述计算结果体现的绿色设计原则。 【答案】（1）设计使用寿命内节约的电能为11520 kW·h。（2）可减少的二氧化碳排放量为6681.6 kg。（3）体现了在满足机床使用功能的前提下，通过降低运行能耗减少资源消耗和环境负荷的绿色设计原则。 【解析】（1）功率差为 kW，节电量为 kW·h。（2）减排量为 kg。（3）绿色设计应综合考虑产品全寿命周期内的能源消耗与环境影响。 四、综合应用题（本大题共4小题，共30分） 27.（5分）某企业生产钢制安装支架，单件成品展开面积为18000 mm2，板材厚度为2.0 mm，钢材密度为 kg/mm3。原设计采用单件落料，每件板材消耗面积为28800 mm2；经优化排样后，每件板材消耗面积降为21000 mm2。该产品月产量为4000件。（1）计算优化前、后板材利用率，以及每月减少的钢材废料质量。（2）企业规定该零件的板材利用率不得低于80%，判断优化后的方案是否符合要求。（3）从绿色设计角度，说明该支架还可采取的两项改进措施。 【答案】（1）优化前板材利用率为。优化后板材利用率为。单件减少废料面积为 mm2，月减少废料质量为 kg。（2）优化后板材利用率约为85.7%，高于80%，符合要求。（3）采用可拆卸连接结构，便于维修和回收；减少零件种类并优先选用可回收钢材，提高产品循环利用价值。 【解析】利用率分别为18000÷28800=62.5%、18000÷21000≈85.7%。月减废料质量=(28800-21000)×2.0×7.85×10^-6×4000=489.84 kg。优化后高于80%，符合要求；可采用可拆卸连接、减少零件种类并选用可回收钢材。 28.（5分）某机械制造企业设计一批钢制设备安装底座，成品尺寸为 180 mm×120 mm×8 mm，材料密度为 7.85 g/cm3，年产量为 10000 件。原设计采用 200 mm×140 mm×10 mm 的矩形毛坯，经优化后采用 185 mm×125 mm×9 mm 的毛坯。企业规定，该零件的材料利用率应不低于 80%，且产品报废后应便于拆解和分类回收。（1）分别计算原设计和优化设计的单件毛坯质量，并计算优化设计每年可节约的钢材质量。（2）分别计算原设计和优化设计的材料利用率，判断优化设计是否达到企业规定。（3）从便于拆解和分类回收的角度，提出两项绿色设计改进措施。 【答案】（1）原设计毛坯体积为V1=200×140×10=280000 mm3=280 cm3，质量为×7.85=2198 g=2.198 kg。优化设计毛坯体积为V2=185×125×9=208125 mm3=208.125 cm3，质量为×7.85=1633.78125 g=1.63378125 kg。每年节约钢材质量为(2.198-1.63378125)×10000=5642.1875 kg。（2）成品体积为V=180×120×8=172800 mm3。原设计材料利用率为172800÷280000×100%=61.71%；优化设计材料利用率为172800÷208125×100%=83.02%。优化设计达到企业规定。（3）采用螺栓等可拆卸连接结构，减少不可逆焊接连接。零件宜选用种类较少且易回收的材料，并设置清晰的材料标识，便于报废后的分类回收。 【解析】原、优化毛坯质量分别为280×7.85=2.198 kg、208.125×7.85=1.63378125 kg，年节材5642.1875 kg。利用率为172800÷280000≈61.71%、172800÷208125≈83.02%，优化方案达标。可采用螺栓连接，并减少材料种类、设置材料标识。 29.（10分）某企业拟将铝合金泵体由“整块毛坯切削加工”改为“近净成形加少量精加工”。原工艺每件使用铝合金毛坯体积160 cm3，成品体积100 cm3，单件耗电量为2.4 kW·h；新工艺每件毛坯体积115 cm3，单件耗电量为1.6 kW·h。铝合金密度取 g/cm3，年产量为10000件，生产用电碳排放因子为0.57 kg/(kW·h)。（1）计算采用新工艺后，每年减少的铝合金原材料质量、节约的电能及减少的碳排放量。（2）企业要求新工艺单位产品能耗比原工艺降低25%以上，判断该方案是否达到目标。（3）说明近净成形工艺相对于整块毛坯切削加工的两项绿色设计优势。 【答案】（1）单件减少毛坯体积为 cm3，单件减少原材料质量为 g。年减少原材料质量为 kg。年节约电能为 kW·h。年减少碳排放量为 kg。（2）单位产品能耗降低率为，高于25%，达到目标。（3）减少切削余量和金属切屑，降低材料消耗；减少加工时间和设备能耗，降低生产阶段碳排放。 【解析】单件减材45 cm3，减质量45×2.70=121.5 g，年减原料1215 kg；年节电(2.4-1.6)×10000=8000 kW·h，减排8000×0.57=4560 kg。能耗降幅约33.3%，达到目标。近净成形可减少切屑和加工能耗。 30.（10分）某减速器制造企业对报废产品进行绿色再设计。每台减速器质量为36 kg，其中钢材28 kg、铝合金6 kg、铜材1.5 kg、工程塑料0.5 kg。改进前，整机平均材料回收率为75%；改进后采用模块化结构、螺栓连接和材料标识，各类材料的回收率分别提高到钢材95%、铝合金90%、铜材95%、工程塑料60%。企业每年回收报废减速器500台。（1）计算改进后单台减速器的可回收材料质量、整机材料回收率，以及全年增加回收的材料质量。（2）企业要求产品报废后的材料回收率不低于90%，判断改进后的减速器是否满足要求。（3）针对工程塑料回收率较低的问题，提出两项绿色设计改进措施。 【答案】（1）单台可回收材料质量为 kg。整机材料回收率为。改进前年回收质量为 kg，改进后年回收质量为 kg，全年增加回收质量为 kg。（2）改进后材料回收率约为93.7%，高于90%，满足要求。（3）减少塑料种类，优先采用单一可回收塑料；采用可拆卸连接方式，避免塑料件与金属件永久粘接。 【解析】单台可回收质量=28×95%+6×90%+1.5×95%+0.5×60%=33.725 kg，回收率约93.7%。全年增加回收量=33.725×500-36×75%×500=3362.5 kg，满足90%要求。可减少塑料种类并采用单一可回收塑料，使用可拆卸连接避免永久粘接。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 山东省（春季高考）机械制造类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共220份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机械制造类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加机械制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《金属加工基础》《钳工加工技术》《极限配合与技术测量》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 山东省（春季高考）机械制造类 《机械基础》 项目十二：机械的节能环保 任务三：绿色设计 时间：45分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题2分，共40分） 1. 某企业设计一批可拆卸的机床防护罩。为减少产品报废后的资源浪费，设计时应优先采用的做法是（ ）。 A. 采用易于分离的同类材料构件 B. 采用永久粘接的复合材料构件 C. 采用多种涂层的异类材料构件 D. 采用整体浇注的封闭结构构件 2. 在绘制减速器箱体零件图时，若需体现绿色设计要求，材料栏中优先选择的材料应具备的特点是（ ）。 A. 具有较低密度和较高装饰性 B. 具有较高硬度和较低价格 C. 具有可回收性和较低环境负荷 D. 具有复杂成分和较强耐磨性 3. 某零件图规定支架由板材弯曲成形，替代原有的整体切削加工。该改进主要体现了绿色设计中的（ ）。 A. 降低材料利用率的原则 B. 减少材料浪费的原则 C. 提高加工余量的原则 D. 增加工序数量的原则 4. 机电产品对环境的污染主要有两种形式：直接影响环境和间接影响环境。下列属于间接影响环境的是（ ） A. 耗煤 B. 耗电 C. 产生噪声 D. 电磁干扰 5. 绿色设计的理念主要关注产品的哪些方面（ ） A. 成本和速度 B. 功能和颜色 C. 环保性和可持续性 D. 制造工艺和产量 6. 环境保护与安全防护措施中，何种方式可有效降低废气排放对环境的影响（ ） A. 加强废气处理设备的维护 B. 增加生产线产能 C. 提高生产速度 D. 减少员工数量 7. 绿色设计在机械产品设计中的目标是（ ） A. 最大限度减少对环境的负面影响 B. 减少产品的功能性 C. 提高产品的价格 D. 增加产品的生产成本 8. 在机械设计中，绿色设计的理念不包括哪一项（ ） A. 材料回收利用 B. 能源的高效使用 C. 产品使用寿命的延长 D. 强调功能而忽视环保 9. 环境保护与安全防护措施在机械设计中的重要性体现在哪些方面（ ） A. 保护环境，保障操作人员安全 B. 减少生产成本 C. 提高产品的颜值 D. 提高生产效率 10. 什么是环境保护与安全防护措施中“三废”处理的核心内容（ ） A. 废水、废气、废土 B. 废纸、废塑料、废金属 C. 废气、废渣、废水 D. 废品、废油、废电池 11. 在节能减排的措施中不可行的是（ ） A. 禁止使用空调以节约能源 B. 公共汽车改用清洁燃料 C. 提倡家庭使用节能日光灯 D. 严禁使用高硫烟煤 12. 对于生产过程和设备产生的噪声，应首先从（ ）上进行控制 A. 作业人员 B. 机械设备 C. 传播途径 D. 声源 13. 金属热加工过程产生的废物不包括 （ ） A. 烟尘 B. 粉尘 C. 二氧化碳 D. 有机物 14. 环境不包括（ ） A. 气候 B. 水 C. 大气 D. 土地 15. 某设备外壳在使用寿命结束后需要回收处理。为便于在装配图中表达拆卸关系，连接方式宜优先选用（ ）。 A. 采用焊接形成永久连接 B. 采用铆接形成固定连接 C. 采用胶粘形成密封连接 D. 采用螺纹形成可拆连接 16. “低能耗”“低废水”“低废弃物”是低碳理念的重要内涵。下列做法不符合低碳理念的是（ ） A. 推广利用太阳能 B. 回收有机垃圾用于生产沼气 C. 循环使用生活用水 D. 家庭电器长期处于待机状态 17. 设计人员比较两种传动轴结构方案时，除满足强度和装配要求外，符合绿色设计评价思想的是（ ）。 A. 比较两方案的全寿命环境影响 B. 比较两方案的外观造型效果 C. 比较两方案的标注尺寸数量 D. 比较两方案的图纸绘制速度 18. 在满足零件强度和使用性能的前提下，符合绿色设计减量化原则的措施是（ ） A. 采用加厚毛坯预留加工余量 B. 采用薄壁结构减少材料用量 C. 采用多层包装防止运输划伤 D. 采用整机更换替代局部维修 19. 某设备外壳设计时，需要提高报废后的拆解回收效率，较合理的方案是（ ） A. 使用标准螺钉标注材料类别 B. 使用铆钉形成不可拆连接 C. 使用异种材料永久胶接 D. 使用整体外壳封装易损部件 20. 某企业生产1000件机械支架，每件净质量为0.8 kg。四种工艺方案的材料利用率和再生材料使用率如下，优先选择原生材料消耗量最少的方案是（ ） A. 方案A：利用率80%，再生率20% B. 方案B：利用率85%，再生率25% C. 方案C：利用率90%，再生率15% D. 方案D：利用率88%，再生率35% 二、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 21. 机械三废是什么？如何减少机械三废的产生？ 22. 简述抑制机械振动与噪声的方法有哪些？ 23. 简述机械产品绿色设计应遵循的主要原则。 24. 某企业设计一台金属零件加工用数控机床。原方案采用整体焊接床身、一次性包装材料，设备待机功率较大，报废后主要零部件难以拆解。根据绿色设计要求，说明应采取的改进措施。 三、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 25. 某机械制造企业原设计生产一件设备外壳需使用新材料3.60 kg，年产量为12000件。采用绿色设计后，外壳质量减少15%，且生产所需材料中80%可由回收材料替代。假设回收材料供应充足。（1）计算绿色设计后每件外壳的材料质量。（2）计算绿色设计后全年需消耗的新材料质量。（3）计算与原设计相比，全年新材料消耗量的降低率。 26. 某数控机床原方案运行功率为6.0 kW，采用高效电机和低摩擦传动结构后，运行功率降为5.1 kW。该机床每年运行1600 h，设计使用寿命为8年。当地生产用电的碳排放系数为0.58 kg/kW·h。（1）计算该机床在设计使用寿命内节约的电能。（2）计算采用绿色设计后可减少的二氧化碳排放量。（3）说明上述计算结果体现的绿色设计原则。 四、综合应用题（本大题共4小题，共30分） 27.（5分）某企业生产钢制安装支架，单件成品展开面积为18000 mm2，板材厚度为2.0 mm，钢材密度为 kg/mm3。原设计采用单件落料，每件板材消耗面积为28800 mm2；经优化排样后，每件板材消耗面积降为21000 mm2。该产品月产量为4000件。（1）计算优化前、后板材利用率，以及每月减少的钢材废料质量。（2）企业规定该零件的板材利用率不得低于80%，判断优化后的方案是否符合要求。（3）从绿色设计角度，说明该支架还可采取的两项改进措施。 28.（5分）某机械制造企业设计一批钢制设备安装底座，成品尺寸为 180 mm×120 mm×8 mm，材料密度为 7.85 g/cm3，年产量为 10000 件。原设计采用 200 mm×140 mm×10 mm 的矩形毛坯，经优化后采用 185 mm×125 mm×9 mm 的毛坯。企业规定，该零件的材料利用率应不低于 80%，且产品报废后应便于拆解和分类回收。（1）分别计算原设计和优化设计的单件毛坯质量，并计算优化设计每年可节约的钢材质量。（2）分别计算原设计和优化设计的材料利用率，判断优化设计是否达到企业规定。（3）从便于拆解和分类回收的角度，提出两项绿色设计改进措施。 29.（10分）某企业拟将铝合金泵体由“整块毛坯切削加工”改为“近净成形加少量精加工”。原工艺每件使用铝合金毛坯体积160 cm3，成品体积100 cm3，单件耗电量为2.4 kW·h；新工艺每件毛坯体积115 cm3，单件耗电量为1.6 kW·h。铝合金密度取 g/cm3，年产量为10000件，生产用电碳排放因子为0.57 kg/(kW·h)。（1）计算采用新工艺后，每年减少的铝合金原材料质量、节约的电能及减少的碳排放量。（2）企业要求新工艺单位产品能耗比原工艺降低25%以上，判断该方案是否达到目标。（3）说明近净成形工艺相对于整块毛坯切削加工的两项绿色设计优势。 30.（10分）某减速器制造企业对报废产品进行绿色再设计。每台减速器质量为36 kg，其中钢材28 kg、铝合金6 kg、铜材1.5 kg、工程塑料0.5 kg。改进前，整机平均材料回收率为75%；改进后采用模块化结构、螺栓连接和材料标识，各类材料的回收率分别提高到钢材95%、铝合金90%、铜材95%、工程塑料60%。企业每年回收报废减速器500台。（1）计算改进后单台减速器的可回收材料质量、整机材料回收率，以及全年增加回收的材料质量。（2）企业要求产品报废后的材料回收率不低于90%，判断改进后的减速器是否满足要求。（3）针对工程塑料回收率较低的问题，提出两项绿色设计改进措施。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $