机械总体设计100个问与答a

机械总体设计机械总体设计 100100 个问与答个问与答 1 机器机器一般可视为主要由哪些部分构成 答 主要由原动机 传动装置 工作机构 控制系统 支承与联接 辅助装置等部分构成 2 机械设计的基本出发点基本出发点是什么 答 是功能分析 进行机械产品的设计 首先必须进行 功能分析 明确功能要求 设计出机器的功能结构图 然后再进行各个阶段的设计 只有这样 才能不受现有 结构的束缚 形成新的设计构思 提出创造性的设计方 案 3 什么称为设计设计 答 设计是根据市场需求 对技术系统 零部件 工艺 方法等进行计划和决策的过程 在多数情况下 这个过 程要反复进行 计划和决策要以基础科学 数学 工程 科学等为基础 其目标是要对各种资源实现最佳的利用 使之最好地转变为人类需求的系统或器件 4 什么称为机械设计机械设计 答 从市场的需求出发 通过构思 计划和决策 确定 机械产品的功能 原理方案 技术参数和结构等 并把 设想变为现实 5 机械设计机械设计目的是什么 答 是要设计出一种能达到预定功能要求 具有性能好 成本低 价值最优 能满足市场需求的机械产品 6 机械设计机械设计一般可分为哪些过程 答 一般可分为开发性设计 根据机械产品的总功能要 求和约束条件进行的全新的设计 适应型设计 根据 生产技术的发展和使用部门的要求 对产品的结构和性 能进行更新和改造 使之适应某种附加的要求 变参 数型设计 只对结构设置和尺寸加以改变 使之满足功 率和速比等的不同要求 测绘和仿制等 7 机械设计机械设计的特点是什么 答 产品设计是一个从抽象概念到具体产品的演化过程 从抽象的产品规划 功能需求 原理方案设计到较具体 的结构方案设计 总体设计等 设计者在设计过程中 不断丰富和完善产品的设计信息 直到完成整个产品的 设计 产品设计是一个逐步求精和细化的过程 在产品设 计的初期阶段 设计者以产品的结构关系与参数的表达 往往是模糊的和不完善的 随着设计过程的发展 产品 的结构和参数关系 才逐渐清晰和不断完善 产品设计是一个反复修改和迭代的过程 即设计一 再设计的反复过程 在此过程中 设计者需要不断的 修改某些设计参数和结构 以达到最终的设计要求 设计方案的多解性 能够满足一定功能要求和设计 约束的设计方案不是唯一的 存在着多种可行方案 设 计者应在多种可行方案中 选择最优者作为设计方案 这就出现了一个新的领域即优化设计 产品设计工作是一个创造性的工作 设计过程也就 是一个不断创新的过程 8 产品技术创新产品技术创新可分为几类 答 一种是无重要新技术 但在形式上有翻新 因而能 获得相应竞争能力 第二种是含有重要的高新技术 使产品的竞争力有 新的 更重要的提高 第三种是有完全创新的功能 9 何谓独创性思维独创性思维 答 是指具备与前人 众人不同的独特见解 突破一般 思维的常规惯例 提出新原理 创造新模式 贡献新方 法 独创性思维具有求异性 敢于向司空见惯的事物提 出怀疑 敢于向传统的陈规旧习挑战 敢于否定自己思 想上的框框 从新的角度分析问题 10 何谓连动性思维连动性思维 答 是指由此及彼连动思维 这种思维引导人们由已知 探索未知 连动思维可表现为纵向连动 横向连动和逆 向连动 纵向连动针对现象或问题进行纵深思考 探寻 其原因和本质 从而得到新的启示 横向连动是根据某 一现象联想到特点与其相似或相关的事物 进行 特征 转移 而进入新的领域 逆向连动思维针对现象 问题 和解法 分析其相反的方面从顺推到逆推 从另一角度 去探寻新的途径 11 何谓多向性思维多向性思维 答 是指要善于从多种不同角度去思考问题 对同一问 题要从不同的角度探索尽可能多的解法和思路 多向性 体现了思维方法的多样化和丰富的想像力 12 何谓综合性思维综合性思维 答 是指对已掌握的材料进行综合概括 找出其规律 或利用已有的信息 现象 概念等组合起来 形成新的 技术思想或设计出新产品 13 机械设计机械设计中如何降低产品成本 答 正确区分所设计产品的必要功能和不必要功能 以 便去掉不必要功能所占用的费用 提高设计效率 缩短 设计周期 尽可能减少产品的设计费用 尽可能减少材 料的费用 尽量减少加工费用 14 机械系统机械系统由哪三个部分构成 答 由原动机 传动装置及工作机三部分组成 15 机械系统机械系统又由哪些系统构成 答 由动力系统 传动系统 执行系统 操纵系统和控 制系统构成 16 何谓动力系统动力系统 答 动力系统指动力机 或原动机 及其配套装置 是 给机械系统提供动力 实现能量转换的部分 其中 一 次动力机是将自然界能源 一次能源 直接转化为机械 能 有水轮机 汽轮机和内燃机等 二次动力机则将二 次能源 电能 液能 气能 转化为机械能 有电动机 液压马达 气动马达等 动力机输出的运动以转动为主 也有直线运动 如直线运动电机 油缸 气缸等 17 何谓传动系统传动系统 答 传动系统是将动力机的动力和运动传递给执行系统 的中间装置 它的主要功能是 减速或增速 即把动 力机的输出速度降低或增高后传递给执行系统 变速 即实现有级或无级的变速 将多种速度提供给执行系统 传递动力 即传递速度的同时将动力机的动力传递给 执行系统 按工作要求 改变运动规律 将连续的匀 速旋转运动改变为按某种规律变化的旋转 非旋转的其 他运动 实现由一个或多个动力机驱动若干个相同或 不相同速度的驱动机构 18 何谓执行系统执行系统 答 执行系统包括执行机构或工作机 它们是利用机械 能来改变作业对象的性质 状态 形状或位置 或对作 业对象进行检测 度量等以进行生产或达到其他预定要 求的装置 执行系统一般处于机械系统的末端 直接与 作业对象接触 因此其输出也是整个机械系统的主要输 出 19 何谓控制系统控制系统 答 控制系统是指通过人工操作或测量元件获取的 控制信号 经由控制器 使控制对象改变其工作参数或 运行状态的装置 如各类伺服机构 自动控制装置等 20 动力机动力机包括哪几类 答 包括电动机 液压马达 气动马达和内燃机 21 何谓电动机电动机 答 电动机是一种将电能转变成旋转机械能的能量转换 装置 是最常用的动力机 22 电动机电动机按不同的使用电源分为哪两大类 答 可分为交流电动机和直流电动机两大类 23 何谓交流电动机交流电动机 答 交流电动机根据电动机的转速与旋转磁场的转速是 否相同 又可分为同步电动机和异步电动机两种 24 何谓直流电动机电动机 答 直流电动机则根据励磁方式分为他励 并励 串励 复励等形式 25 三相异步电动机三相异步电动机如何分类 答 分为按转子结构形式分类 按外壳结构形式分类和 按安装形式分类 26 何谓按转子结构形式分类按转子结构形式分类 答 根据转子的结构形式 三相异步电动机分为笼形电 动机和绕线形电动机 笼形电动机结构简单 耐用 易 维护 价格低 特性硬 但启动和调速性能差 轻载时 功率因数较低 广泛用于无调速要求的机械 绕线形电 动机结构较复杂 维护较麻烦 价格稍贵 但启动转矩 大 启动时功率因数较高 可进行小范围调速 且调 速控制简单 广泛用于启动次数较多 启动负载较大或 小范围调速的机械 如提升机 起重机及轧钢机械等 27 何谓按外壳结构形式分类按外壳结构形式分类 答 根据外壳结构形式的不同三相异步电动机可分为开 启式 防护式 封闭式和防爆式 可根据电动机的防护 要求选择其外壳结构形式 28 何谓按安装形式分类按安装形式分类 答 按不同的安装形式 三相异步电动机可分为立式 卧式及机座有底脚或端盖有凸缘或既有底脚又有凸缘等 形式 以适应各种不同的安装需要 29 直流电动机直流电动机有何特点 答 直流电动机需使用直流电源 与交流电动机相比 它具有调速性能好 调速范围宽 启动转矩大等特点 直流电动机的铭牌数据有额定功率PN 额定电压UN 额定电流IN 额定转速Nn 励磁电压Uf 励磁电流If 和励磁方式等 30 何谓同步电动机同步电动机 答 是一种用交流电流励磁建立放置的电枢磁场 用直 流电流励磁构成旋转的转子磁极 依靠电磁力的作用 旋转磁场牵着旋转磁极同步旋转的电动机 同步电动机 的最大优点是 能在功率因数cos 1 的状态下运行 不需从电网吸收无功功率 改变转子励磁电流大小 可 调节无功功率大小 从而改善电网的功率因数 因此 不小长期连续工作而需保持转速不变的大型机械 如大 功率离心式水泵和通风机等常采用同步电动机作为电动 机 但同步电动机的结构较异步电动机复杂 造价较高 而且其转速是不能调节的 31 何谓单相异步电动机单相异步电动机 答 使用单相交流电源供电 这种电动机的效率和功率 因数较低 过载能力较差 容量很少超过0 6kW 故 只适用于小型机械设备和家用电器 32 何谓液压马达液压马达 答 液压马达又称油马达 它是把液压能转变成旋转机 械能的一种能量转换装置 液压马达按输出转矩的大小 和转速高低可以分为两类 一类是高速 小转矩液压马 达 转速范围一般在3000r min 或更高 转矩在几百牛 顿米以下 另一类是低速 大转矩液压马达 转速一般 低于300r min 转矩为几百至几万牛顿米 33 动力机动力机如何选用 答 1 分析工作机械的负载特性和要求 包括工作机械 的载荷特性 工作制度 结构布置和工作环境等 2 分析动力机本身的机械特性 包括动力机的功率 转矩 转速等特性 以及动力机所能适应的工作环境 应使动力机的机械特性与工作机械的负载特性相匹配 3 进行经济性的分析 当同时可用多种类型的动力 机进行驱动时 经济性的分析 是必不可少的 包括能源的供应和消耗 动力机的制造 运行和维修成本的对比等 34 何谓气动马达气动马达 答 气动马达的作用类同于液压传动中的液压马达 它 以压缩空气为动力输出转矩 驱动执行机构作旋转运动 35 气动马达气动马达可分哪几类 答 见图1 图1 36 何谓内燃机内燃机 答 内燃机是指燃料在气缸内部进行燃烧 直接将产生 的气体 即工质 的含的热能转变为机械能的机械 37 液压马达液压马达根据其结构形式不同可分哪几类 答 见图2 图2 38 使用液压马达液压马达有何特点 答 使用液压马达作为动力机时 可以获得很大的机械 力或转矩 与电动机相比在相同功率时的外形尺寸小 重量轻 因而运动件的惯性小 快速响应的灵敏度高 液压马达可以通过改变油量来调节执行机构的速度 传 动比较大 低速性能好 容易实现无级调速 操作和控 制都比较简便 易于实现复杂工艺过程的动作并满足其 性能要求 但使用液压马达必须具有高压油的供给系统 应使液压系统元件有必要的制造和装配精度 否则容易 漏油 这不仅影响工作效率 而且还影响工作机械的运 动精度 39 使用气动马达气动马达有何特点 答 使用气动马达作为动力机时 与液压马达相比较 因用空气作为工作介质 容易获得 用后的空气可直接 排入大气而无污染 压缩空气还可以进行集中供给和远 程输送 气动马达动作迅速 反应快 维护简单 成本 比较低 对易燃 易爆 多尘和振动等恶劣工作环境的 适应性较好 但因空气具有可压缩性 因此气动马达的 工作稳定性差 气动系统的噪声较大 又因工作压力较 低 输出的转矩不可能很大 一般中适用于小型和轻型 的工作机械 40 使用内燃机内燃机有何特点 答 使用内燃机作为动力机时 具有功率范围宽 操作 简便 启动迅速和便于移动等优点 大多用于野外作业 的工程机械 农用机械以及船舶 车辆等 其主要缺点 是 需要柴油或汽油作为燃料 通常对燃料的要求也比 较高 特别是高速内燃机需要使用洁净度高的汽油和轻 质柴油 内燃机的排气污染和噪声都较大 在结构上也 比较复杂 而且对零部件的加工精度要求较高 41 动力机动力机的容量通常是指什么 答 是指其功率的大小 动力机的功率P 单位是kW 与它的转矩T 单位是N m 和转速n 单位是 r min 之间的关系为 P T n 9550 或T 9550 P n 42 动力机的容量动力机的容量如何确定 答 一般是由负载所需的功率或转矩确定的 43 动力机的转速动力机的转速如何确定 答 动力机的转速是与动力机至工作机械之间的传动方 案选择有关 当具有变速装置时 动力机转速可高于或 低于工作机械的转速 44 传动系统传动系统由哪几个部分组成 答 传动系统通常由传动部分 操纵部分及相应的辅助 部分组成 45 何谓传动部分传动部分 答 由各种传动元件或部件 轴及轴系 制动 离合 换向和蓄能元件组成 以实现动力和运动的传递 46 何谓操纵部分操纵部分 答 由具有启动 离合 制动 调速 换向等机能的操 纵装置 通过手动或电动方式进行操作 以改变动力机 或传动系统的工作状态和参数 使执行机构保持或改变 其运动和力 47 何谓辅助部分辅助部分 答 为保证传动系统的正常工作 改善工作条件 延长 使用寿命而设的装置 如 冷却 润滑 计数 照明 消声 防振和除尘等装置 48 现代机械系统的传动装置传动装置可按哪几种方式分类 答 按传动的工作原理分类 按传动比变化情况分类和 按传动输出速度变化情况分类 49 按传动的工作原理按传动的工作原理分类有哪些 答 有摩擦传动 啮合传动 流体传动 电力传动和磁 力传动 50 摩擦传动摩擦传动包括哪些 答 包括摩擦轮传动 挠性摩擦传动和摩擦式无级变速 传动 51 摩擦轮传动摩擦轮传动形式有哪些 答 有圆柱形 槽形 圆锥形和圆柱圆盘式 52 挠性摩擦传动挠性摩擦传动形式有哪些 答 有带传动 V 带 普通V 带 窄V 带 大楔角V 带 特殊用途V带 平带 多楔带 圆带及绳传动 53 摩擦式无级变速传动摩擦式无级变速传动形式有哪些 答 有定轴的 无中间体的 有中间体的 动轴的和 有挠性元件的 54 啮合传动啮合传动包括哪些 答 包括齿轮传动 蜗杆传动 挠性啮合传动 螺旋传 动 连杆机构 凸轮机构和组合机构 55 齿轮传动齿轮传动形式有哪些 答 有圆柱齿轮传动 圆锥齿轮传动 动轴轮系 非圆 齿轮传动和章动传动 56 蜗杆传动蜗杆传动形式有哪些 答 有圆柱蜗杆传动 环面蜗杆传动和锥蜗杆 57 挠性啮合传动挠性啮合传动形式有哪些 答 有链传动 套筒滚子链 套筒链 弯板链和齿开链 有带传动 同步齿形带 58 螺旋传动螺旋传动形式有哪些 答 有摩擦形式 滑动 滚动和静压 有头数 单线和 多线 59 连杆机构连杆机构形式有哪些 答 有曲柄摇杆机构 包括脉动无级变速器 双曲柄 机构 曲柄滑块机构 曲柄导杆机构和液压缸驱动的连 杆机构 60 凸轮机构凸轮机构形式有哪些 答 有直动和摆动从动件的 反凸轮机构和凸轮式无级 变速器 61 组合机构组合机构形式有哪些 答 有齿轮 连杆 齿轮 凸轮 凸轮 连杆和液压连 杆系统 62 圆柱齿轮传动圆柱齿轮传动形式有哪些 答 有啮合形式 内 外啮合和齿条 有齿形曲线 渐 开线 单 双圆弧和摆线 有齿向曲线 直齿 螺旋 斜 齿和曲线齿 63 圆锥齿轮传动圆锥齿轮传动形式有哪些 答 有啮合形式 外 内啮合 平顶及平面齿轮 有齿 形曲线 渐开线 单 双圆弧 有齿向曲线 直齿 斜 齿 弧线齿 64 动轴轮系动轴轮系形式有哪些 答 有渐开线齿轮行星传动 单自由度 多自由度 摆线针轮行星传动和谐波传动 三角形齿 渐开线齿 65 非圆齿轮传动非圆齿轮传动形式有哪些 答 有可实现主 从动轴间传动比按周期性变化的函数 关系 66 章动传动章动传动形式有哪些 答 有一种大传动比 高效率 低噪声的互包络线结构 67 圆柱蜗杆传动圆柱蜗杆传动形式有哪些 答 有按形式原理 普通圆柱蜗杆传动 阿基米德 渐 开线 法向直廓 锥面包络蜗杆 和圆弧圆柱蜗杆传动 轴面 法面圆弧齿 锥面 环面包络的圆柱蜗杆 68 环面蜗杆传动环面蜗杆传动形式有哪些 答 有直廓环面蜗传动和平面包络环面蜗杆传动 平面 一次包络 平面二次包络蜗杆 69 流体传动流体传动包括哪些 答 包括气压传动 液力传动和液体粘性传动 70 电力传动电力传动包括哪些 答 包括交流电力传动和直流电力传动 71 磁力传动磁力传动包括哪些 答 包括可透过隔离物传动 磁吸引式 蜗流式和不可 透过隔离物传动 磁滞式 磁粉离合器 72 气压传动气压传动形式有哪些 答 有运动形式 往复移动 往复摆动和旋转 有速度 变化 恒速 有级变速和无级变速 73 液力传动液力传动形式有哪些 答 有运动形式 往复移动 往复摆动和旋转 有速度 变化 恒速 有级变速和无级变速 另有液力变矩器和 液力耦合器 74 液体粘性传动液体粘性传动形式有哪些 答 有与多片摩擦离合器相似 借改变摩擦片间的油膜 厚度与压力 以改变油膜的剪切力进行无级变速传动 75 按传动比变化情况分类按传动比变化情况分类有哪些 答 有定传动比传动和变传动比 76 何谓定传动比传动定传动比传动 答 输入与输出转速对应 适用于工作机工况固定 或 其工况与动力机工况对应变化的场合 例如 带 链 摩擦轮传动 齿轮 蜗杆和章动传动 77 变传动比变传动比有哪些 答 有有级调速 无级调速和按周期性 78 何谓有级调速有级调速 答 一个输入转速对应若干个输出转速 且按某种数列 排列 适用于动力机工况固定而工作机有若干种工况的 场合 或用来扩大动力机的调速范围 例如 齿轮变速 箱和塔轮传动 79 何谓无级调速无级调速 答 一个输入转速对应于某一范围内无限多个输出转速 适用于工作机工况极多或最佳工况不明确的情况 例如 各种机械无级变速器 液力耦合器及变矩器 电磁滑差 离合器和流体粘性传动 80 何谓按周期性按周期性 答 输出角速度是输入角速度的周期性函数 用来实现 函数传动及改善某些机构的动力特性 例如 非圆齿轮 凸轮 连杆机构和组合机构 81 按传动输出速度变化情况分类按传动输出速度变化情况分类有哪些 答 传动传输速度恒定和动力机输出速度恒定时 有齿 轮 蜗杆 带 链 摩擦轮 螺旋 章动传动 不调速 的电力 液压及气压传动 传动传输速度可调有级调速可调有级调速和动力机输出速度恒定恒定 时 有塔轮传动 齿轮变速箱 三轴滑移公用齿轮变速 箱 传动传输速度可调有级调速可调有级调速和动力机输出速度可调可调 时 有电力 液压传动中的有级调速传动 传动传输速度可调无级调速可调无级调速和动力机输出速度恒定恒定 时 有机械无级变速器 液力耦合器及变矩器 电磁滑 差离合器 流体粘性传动 传动传输速度可调无级调速可调无级调速和动力机输出速度可调可调 时 有内燃机调速 电力 液压及气压无级调速传动 加或不加变传动比传动 传动传输速度可调按某种周期恒定可调按某种周期恒定和动力机输出速 度恒定恒定时 有非圆齿轮 凸轮 连杆机构 组合机构 传动传输速度可调按某种周期恒定可调按某种周期恒定和动力机输出速 度可调可调时 有数控的电力传动 82 选择传动类型传动类型时 应综合考虑哪些条件 答 应综合考虑工作机的工况 动力机的机械特性和调 速性能 对传动的尺寸 重量和布置方案方面的要求 工作环境 如对多尘 高温 低温 潮湿 腐蚀 易燃 易爆等恶劣环境的适应性 噪声的限度等 经济性 如 工作寿命和传动效率 初始费用 运转费用 维修费用 等 操作方法和控制方式和其他要求 如国家的技术政 策 材料的选用 标准化和系列化等 现场的技术条 件 能源 制造能力等 环境保护等 83 传动类型传动类型选择的基本原则是什么 答 是小功率传动 应在满足工作性能的要求下 选用 结构简单的传动装置 尽可能降低初始费用 大功率传动 应优先考虑传动装置的效率 以节约 能源 降低运转和维修费用 当工作机要求变速时 若 能与动力机调速比相适应 可直接联接或采用定传动比 传动装置 当工作机要求变速范围大 用动力机调速不能满足 机械特性和经济性要求时 则应采用变传动比传动 除 工作机需要连续变速者外 尽量采用有级变速传动 当载荷变化频繁 且可能出现过载时 应考虑过载 保护装置 当工作机要求与动力机同步时 应采用无滑动的传 动装置 传动装置的选用必须与制造技术水平相适应 应尽 可能选用专业厂生产的标准传动元件 84 定传动比传动定传动比传动如何选择 答 应考虑功率及转速 选择传动类型时 首先应考虑 能否实现所传递的功率及运转速度 当功率小于100kW时 各种传动类型都可以选用 应考虑传动效率 对于大功率传动 应优先选用效 率高的传动 齿轮传动的效率较高 但与其设计参数 制造及安装精度和润滑情况有关 应考虑传动比范围 各种传动类型在单级传动时的 最大传动比是选择传动类型的重要依据之一 单级传动 不能满足传动比要求时 可采用多级传动 效率相应降 低 但单级蜗杆传动的效率往往低于传动比相同的多级 齿轮传动 所以 当传动类型不同时 单级传动和多级 传动的效率需要进行方案比较 以便选择既满足传动比 要求效率又较高的传动方案 对于大传动比传动 可采用行星齿轮传动 其外廓 尺寸小 重量轻 效率高 能传递大功率 但制造精度 要求较高 装配也较复杂 蜗杆传动结构较简单 传动 比大 但效率较低 谐波传动 摆线针轮传动和渐开线 少齿差行星传动可在传递的功率较小时采用 应考虑结构尺寸和安装布置要求 当传动要求尺寸 紧凑时 应优先选用齿轮传动 当传动比较大且又要求 尺寸紧凑时 可考虑选用行星齿轮传动 蜗杆传动 摆 线针轮传动 谐波传动等 选择传动形式时还应考虑布置上的要求 当主 从 动轴平行时 可选用带 链或圆柱齿轮传动 当主 从 动轴间距离大 或主动轴需同时驱动多根距离较大的平 行轴时 则可选用带或链传动 当同时还要求同步时 则应选用链传动或齿轮传动 按两轴的位置 当要求两 轴在同一轴线上时 可选用双级 多级齿轮传动或行星 齿轮传动 当两轴相交时 可选用圆锥齿轮传动或圆锥 摩擦轮传动 当两轴交错时 可选用蜗杆传动或螺旋齿 轮传动 85 有级变速传动有级变速传动如何选择 答 有级变速传动常采用直齿圆柱齿轮变速装置 因为 圆柱齿轮换档方便 采用有级变速传动主要有两种情况 当执行机构要求有多档固定转速 而动力机是非调 速的时 采用有级变速传动系统可适应执行机构的多档 速度要求 当执行机构要求有较大的变速范围时 可采用有级 变速传动和调速动力机联合调速的方法 以实现执行机 构的大范围变速要求 86 无级变速传动无级变速传动如何选择 答 机械传动 流体传动和电力传动都能实现无级变速 机械无级变速传动结构简单 传动平稳 维修方便 但寿命较短 通常用于较小功率传动 液压无级调速装置的尺寸小 重量轻 气压无级调速装置多用于小功率传动和各种恶劣环 境 电力无级调速传动的功率范围大 容易实现自控和 遥控 而且能远距离传递动力 87 何谓执行机构执行机构 答 直接用来完成各种工艺动作或生产过程的机构 88 如何确定执行机构执行机构的运动方案 答 根据工艺过程的要求 分析机器所必须完成的各种 工艺动作 并把这些动作分解为若干基本运动 如周期 性的往复运动 间歇的或连续的 等速或变速的转动 一定范围内的往复摆动 或由多种简单运动组成的复合 运动以及实现某一轨迹的运动等等 这些基本运动的分 解可有多种不同方案 只有对生产过程或工艺动作进行 深刻的分析 才能比较正确地掌握工艺过程的规律性和 目的性 制定出切实可行的运动方案 89 如何选择执行机构执行机构的类型 答 为实现需要完成的基本运动 必须合理地选择执行 机构的类型 并进行机构类型的综合 这是机器执行机 构运动设计非常重要的一个环节 机构类型的选择没有 一定的模式 必须在认真调查研究和反复实践的基础上 并对各种典型机构的性能和应用场合有充分了解的基础 上 才可能在多种机构方案中选择较合适的方案 比较 机构方案时 不仅要满足运动学和动力学的要求 而且 还应考虑到制造的难易程度 成本的高低 操作方便与 否 是否安全可靠 传动平稳性如何等 90 机械控制系统机械控制系统一般要控制哪些方面 答 机械控制系统一般要控制使各执行机构按要求的运 动方向和速度以一定的顺序和规律实现运动 完成给定 的作业循环 有时还要求对产品进行检测 预测 预报 事故 报警及消除故障等 91 机械系统设计机械系统设计有哪些基本内容 答 产品规划 产品规划是要求进行需求分析 市场预 测 可行性分析 确定设计参数及制约条 件 最后给出详细的设计任务书 或要求表 作为设 计 评价和决策的依据 概念设计 需求是以产品的功能来体现的 功能与 产品设计的关系是因果关系 体现同一功能的产品可以 有多种多样的工作原理 因此 这一阶段的最终目标就 是在功能分析的基础上 通过构想设计理念 创新构思 搜索探求 优化筛选取得转理想的工作原理方案 对于 机械产品来说 在功能分析和工作原理确定的基础上进 行工艺动作构思和工艺动作分解 初步拟定各执行构件 动作相互协调配合运动循环图 进行机械运动方案的设 计 即机构系统的型综合和数综合 等 这就是产品概 念设计过程的主要内容 构形设计 构形设计是将方案 主要是机械运动方 案等 具体转化为机器及其零部件的合理构形 也就是 要完成机械产品的总体设计 部件和零件设计 完成全 部生产图纸并编制设 计说明书等有关技术文件 构形设计时要求零件 部件 设计满足机械的功能要求 零件结构形状要便于制造加 工 常用零件尽可能标准化 系列化 通用化 总体设 计还应满足总功能 人机工程 造型美学 包装和运输 等方面的要求 构形设计时一般先由总装配图分拆成部 件 零件草图 经审核无误后 再由零件工作图 部件 图绘制出总装配图 最后还要编制技术文件 如设计说 明书 标准件 外购件明细表 备件 专用工具明细表 等等 92 机械系统构形机械系统构形设计有哪些要求 答 机械系统构形设计要求各需 部件设计易于制造 具体来说应考虑 零件 部件的构形尽可能简单 零件 部件的各加工部分要易于加工制造 零件 部件的选材也要符合便于加工的原则 93 机械系统构形机械系统构形设计对于装配有哪些要求 答 机械系统构形设计中应充分考虑零部件的装配性 这就需要在设计时考虑下面一些基本原则 减少装配的工作量 通过功能集成把多个零件完成 的功能集中到一个零件上 这样可以减少零件数 减少 装配的总工作量 易于装配 减少装配件数目 适当增加装配空间 装配件结构尺寸易装配性 装配件间固定方式的简单化 等均有利于装配 减少装配零件的多样性 减少装配零件的种类 在 自动化装配过程中可以减少装配时间 94 机械系统构形机械系统构形设计对于拆卸有哪些要求 答 机械系统构形设计中应考虑零部件易于拆卸 便于 维修 在设计零部件时应考虑的 一些基本原则 减少拆卸的工作量 对于拆卸的零件尽量减少 并 使得易于接近 使拆卸工作量大为减少 易于拆卸 包括选择适当的固定方法 减少固定件 的数目 拆卸操作的运动方式应尽量简化 拆卸件应提 供易于抓取的表面等有利于拆卸 减少零件的多样化 零件的标准化可以减少零件的 多样化 便于拆卸过程自动化 固定方法的标准化可减 少拆卸工具数 尽量采用插接和螺纹联接 两个零件的联接以插接 和螺纹联接为好 具有较好的可拆卸性 95 机械系统构形机械系统构形设计对于环境有哪些要求 答 面向环境的机械系统构形设计的主要目标是采用尽 可能合理和优化的零部件构形 以减少资源的消耗和浪 费 从而减少对环境的影响 其主要途径和措施如下 简化零部件的结构 僮化零部件的结构 一方面可 减少零件数 另一方面减少加工量 从而使动力消耗和 材料消耗均下降 优化构件尺寸 优化零部件的尺寸 特别对箱体 壳体等大型零件减少其体积和重量将可大大减少材料消 耗 改善构件受力状况 受力状况好的构件可采用较小 的载面使材料消耗少 同是 受力状况好的构件使用寿 命长 减少因构件破坏失效而造成的资源损失 可拆卸性设计 可拆卸性设计的目的是使用的产品 上许多零部件可以回收和重复利用 特别是对贵重的金 属有很高的回收价值 这样可以节省大量的原材料和减 少环境造成的污染 96 何谓方案设计方案设计 答 方案设计主要是指系统功能结构和工作原理的设计 同时也要考虑主功能载体的初步结构构思及系统主参数 的选择计算 在机械系统的总体方案设计时 一般是从 设计任务的功能要求出发 设计者运用自己掌握的知识 和经验 以及在确定任务要求阶段收集到的全部资料 通过抽象化 建立功能结构