机械系统设计往年题1

科目班级机设05姓名学号时间燕山大学试卷密封线共6页第1页题号一20分二30分三15分四15分作业20分总分100分分数一、填空〔20分〕1、系统的特性有整体性、目的性、＿＿＿＿、＿＿＿＿和优化原那么。2、任何机械均是由假设干＿＿＿、部件和零件组成的系统。3、机械系统的构成有：＿＿＿＿系统、＿＿＿＿系统、＿＿＿＿系统、机械运动系统。4、机械系统设计的一般过程包括＿＿＿＿、＿＿＿＿和制造销售阶段。5、在进行系统评价时，应坚持＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿及合理性等原那么。6、结构布局设计可以参考的原那么有运动学原那么、＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿和简单化原那么。7、常用的技术参数和指标有尺寸与规格参数、运动参数、＿＿＿＿、＿＿＿＿、经济技术指标。8、物料流由＿＿＿＿、＿＿＿＿、储存、检验几局部组成。9、根据采用动力源的类型，伺服驱动装置可以分为＿＿＿＿伺服驱动装置、液压伺服驱动装置和气压伺服驱动装置。10、执行系统的功能归纳起来有夹持、搬运、＿＿＿＿、检测和加载。二、简答〔30分〕1滚珠丝杆传动的特点有哪些？燕山大学试卷密封线共9页第2页燕山大学试卷密封线共6页第2页2、不完全定位和欠定位有何区别，试举例说明。〔5分〕3、进行能量流设计应该解决哪些问题？〔5分〕燕山大学试卷密封线共6页第3页4、与一般带传动相比，同步带传动有何特点？〔5〕5、选择电机应考虑哪些因素？〔5〕燕山大学试卷密封线共6页第4页6、人-机工程学定义是什么？〔5分〕三、表达题〔15分〕参考下列图，请表达该齿轮换向装置原理。燕山大学试卷密封线共6页第5页2设计带式制动器时，以下两种方案哪个更为合理，为什么?燕山大学试卷密封线共6页第6页四、某种管制品变速传动系统中，电机转速为1400r/min,工作主轴转速n=45~250r/min,变速级数为6级。请设计传动系统。〔15分〕燕山大学试题标准答案院(系):机械工程学院教研室:机械设计考核课程：机械系统08学年〔春、秋〕季学期考核类型：闭卷开卷涂卡考核专业年级：05机设命题教师：曹秒艳答题教师：曹秒艳一、填空1、自组织性和动态性，相关性；2、机构；3、物料流，能量流，信息流；4、产品规划，系统技术设计；5、客观性，可比性，整体性；、6、基面合一原那么，最短运动链原那么，保证平安性原那么；7、重量参数，动力参数；8、加工，输送；9、电气10、分度和转位二、简答1、1)传动效率高、摩擦损失小。丝杯螺母传动的滚动摩擦阻力很小，因而传动效率很高，可达90％以上，相当于普通滑动丝杠螺母传动的3—4倍。2)传动的可逆性一般的螺旋传动是指其正传动，即把回转运动转变成直线运动。而滚珠丝打传动不仅能实现正传动，还能实现逆传动——将直线运动变为旋转运动。3)传动精度高传动精度主要是指进给精度和轴向定位精度4)磨损小、使用寿命长滚动磨损要比滑动磨损小得多，而且滚珠、丝征和螺丹都经过淬硬，所以该珠丝杠传动长期使用仍能保持其精度，工作寿命比滑动丝杠传动高5—6倍。燕山大学试题标准答案共页第页不完全定位:工件被限制的自由度少于六个，但能满足加工要求的定仿称为不完全定位。如图在长方体上加工一条通槽，要求保比上序尺寸A和B。定位方案中y可以不限制．因为一批工件逐个在夹具上定位时，各个工件沿y轴的位置即使不同也不会影响加工要求。此例中，工件需要限制五个自由度。在满足加工要求的前提下，采用不完全定位是允许的。欠定位:按照加工要求必须限制的自由度没有被限制的定位，称为欠定位。欠定位是不允许的，因为欠定位保证不了工件的加工要求。如下图，要求在一长方体工件上刨一条通槽，必须限制五个自由度，从而将工件定位在图中假想线的位置。但是假设夹具只限制了三个白由度，在定位过程中工件的位置就可能处于实线所示的情况，并且在一批工件中是不确定的，显然无法保证工序加工精度要求。3、进行能量流系统设计应解决如下四个方面的问题①机械系统中能量流动状况和特征分析；②工作机械的载荷计算；③驱动装置的选择；④系统能量匹配与设计。燕山大学试题标准答案共页第页4、与一般的带传动相比，齿形带传动的优点是：①传动过程中无相对滑动，可保持恒定的传动比，传动精度较高⑨工作乎稳，传动速度高，线速度可达40—80m／s。⑤带轮直径小，传动比变化范围较大，可达1020。④不靠摩擦传动，所以预紧力小，传动轴的径向压力小⑤噪音小，不需润滑。缺点是：①本钱高于带传动。⑨中心距离要求严格，安装要求高。②工作温度范围为-20—80度，散热性差。5、选样电动机时，应考虑的问题：1)负载转矩首先要考虑到电动机对外做功所要求的输出转矩，和电动机克服摩擦带动负载需要的转矩各有多大。2)飞轮力矩要考虑负载以及整个驱动系统的飞轮力矩。另外，还要考虑到装置性能所要求的加减速型式，即考虑电动机所要提供的加减速转矩。3)转速根据装置的要求决定必要的转速，根据转速要求选择适宜的电动机。4)耐久性所有的电动机内部均装有轴承，关于轴承的寿命一般都在电动机的产品样本说明书中有记载，另外，如果使用电刷式电动机，有时常因电刷的故障造成电动机损坏，对此要注意。5)控制性对转速、位置的控制精度，会因电动机的种类、调控器的型式不同而有所差异，要注意必须配套选择能满足装置性能要求的电动机和调控器。6、人—机工程学是运用生理学、心理学和其他有关学科知识，使机器与人相互适应，创造舒适和平安的环境条件，从而提高工效的学科。它的分析原那么是：针对人的心理特点，设计最理想的机器和没备；通过结构设计方案的选择，能对人的能力的开发起到促进及刺激作用，以期唤起人们的活动乐趣；在人和机器的相互影响过程中能为操作者创造出保持正常情绪及最适当的生活紧张度的条件。燕山大学试题标准答案共页第页三1、在图示实线位置时，运动传递路线为齿轮1-2-3-4-5-6，其传动比为：由于传动比为正，说明齿轮6与主动轮1同向转动。图示虚线位置为操纵手柄a反时针转一角度后的齿轮啮合情况，此时中间轮2脱离啮合．而轮3同时与轮1和轮4相啮合，运动传递路线为1-3-4-5-6，传动比：，式中表示3次外啮合，传动比为负，齿轮6与主轴1转向相反，实现换向。2、如图a所示，操纵力作用在制动带的松边．操纵力F所产生的制动带衬紧力为F’，制动轮作用于制动带上的摩擦力方向与F’一致，有助于制动，在同样大小的F’时可获得较大的制动力矩。而图b所示的操纵杠杆作用于制动带的紧边，教要求产个相同的制动力矩，那么制动带的拉紧力F’必须加大，所需要的操纵力F也增大，而且由于作用于制动带上的摩擦力方向与F’相反，减小了制动力矩，将使制动不平稳，所以设计时应使拉紧力F作用于制动带的松边。故a方案由于b方案。四、(1)确定结构式采用两个变速组，根据传功顺序应前多用少结构式为6＝3(1)2(3)。(2)确定传动镕小是行需要定比传功副伞例执行机构的转速都比电动机转速低，属于降速传动链，总降速比：由于齿轮的最大降速比为4，那么至少需要三对降速传动副、根据总体布置的需要，电动机和变速箱之间要用一级带传动。(3)拟定转速图本例传动系统由两个变速组和两对定比传动别组成，共有5根轴线。画5条等距线代表5根轴线，白左至右依次标上I、II、III、IV。I为电动机铀，v为输出轴。由条件知道所需变速范围R=n6／n1＝250／45=5.6，相应的公比为6-1＝5.6，即=1.41。设系统的最大变速级数为z，那么小nmin6-1＝nmax得：画12条等距水平线表示转速线。轴上用点A代表电动机转速，在轴v上标出12级转速的数值。最低转速n1＝45r／min与轴V交点标上E。由转速图可看出A点和E点相邻大约10格，表示总降速比大约为10。拟定转速图的一项主要工作是分配降速传动比。首先，确定中间轴的B、C、D三个点的位置，其中AB和DE代表两对定比传功副的降速比，BC和CD代表两个变速组的最大降速比。取轴I、II间的降速比大约为，轴II、III间的降速比为2，轴III、IV间降速比为3，轴IV、V间的降速比为4，符