機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)—XXXX試題A答案

1、哈工大 2009 年 秋 季學(xué)期 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)試題（a）答案填空題1 .機(jī)械工程科學(xué)是研究機(jī)械產(chǎn)品的性能、設(shè)計(jì)和制造 的基礎(chǔ)理論與技術(shù)的科學(xué)。按照經(jīng)歷階段的不同，機(jī)械工程科學(xué)可分成 機(jī)械學(xué) 和 機(jī)械 制造兩大分學(xué)科。2 .系統(tǒng)的三個(gè)特性是：目的性、相關(guān)性和整體性、環(huán)境適應(yīng)性。3 .機(jī)電一體化系統(tǒng)一般由五個(gè)本質(zhì)不同的基本要素：動(dòng)、機(jī)拉、執(zhí)行器、計(jì)算機(jī)和傳感器組成。4 .功能元是能直接從技術(shù)效應(yīng)（如物理效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)等）及邏輯關(guān)系中找 到可以滿足功能要求的最小單位。機(jī)械設(shè)計(jì)中常用的基本功能元有物理功能元、數(shù)學(xué)功能元和邏輯功能元。5 .按執(zhí)行系統(tǒng)對運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的不同要求可分為：動(dòng)作型、動(dòng)力型、動(dòng)作動(dòng)力

2、型。6 .根據(jù)支承件的功用，對支承件的基本要求是：足夠的靜剛度、較好的動(dòng)特性、良好的熱特性、小的內(nèi)應(yīng)力。7 .機(jī)械系統(tǒng)中常用的無級(jí)變速裝置有 機(jī)械無級(jí)調(diào)速器、液壓無級(jí)變速裝 量、電氣無級(jí)變速裝置。8 .對于封閉或非封閉的薄壁支承件，采用合理布置隔板和肋條比采取簡單 地增加壁厚的辦法來提高支承件剛度的效果要好得多?？v向隔板主要用 來提高支承件的 抗彎剛度、橫向隔板主要用來提高支承件的抗扭剛度、斜向隔板既可提高支承件的 抗空剛度，又可提高 抗扭剛度。試題a答案簡答題1 .簡述功能原理設(shè)計(jì)的特點(diǎn)答：功能原理設(shè)計(jì)的特點(diǎn)如下：功能原理設(shè)計(jì)是用一種新的物理效應(yīng)來代替舊的物理效應(yīng)，使所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的工作原理發(fā)生

3、根本變化。功能原理設(shè)計(jì)中往往要引入某種新技術(shù)、新材料、新工藝，但首先要求設(shè)計(jì) 人員有一種新想法、新構(gòu)思。功能原理設(shè)計(jì)使所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)發(fā)生質(zhì)的變化。2 .簡述結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)原則中安全可靠原則應(yīng)從哪幾方面考慮。答：一個(gè)系統(tǒng)（產(chǎn)品）的安全可靠性主要指：1）構(gòu)件的可靠性 在規(guī)定外載荷下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，構(gòu)件不發(fā)生斷裂、過度變形、 過度磨損且不喪失穩(wěn)定性。2）功能的可靠性主要指總系統(tǒng)的可靠性，即保證在規(guī)定條件下能實(shí)現(xiàn)總系統(tǒng)的總 功能。3）工作安全性 主要指對操作者的防護(hù)，保證人的安全。4）環(huán)境安全性 不造成不允許的環(huán)境污染，同時(shí)也要保證整個(gè)系統(tǒng)（產(chǎn)品）對環(huán)境的 適應(yīng)性。為了保證上述各種安全可靠性，應(yīng)在設(shè)計(jì)過

4、程中充分給予重視并落實(shí) 到具體設(shè)計(jì)中，除對重要的結(jié)構(gòu)、零部件進(jìn)行必要的各種計(jì)算外，還應(yīng)設(shè)置防 護(hù)系統(tǒng)和保護(hù)裝置及在危險(xiǎn)發(fā)生之前的報(bào)警系統(tǒng)。3 .簡述執(zhí)行系統(tǒng)的功能答：執(zhí)行系統(tǒng)一般大致可實(shí)現(xiàn)下列各種功能。實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)形式或運(yùn)動(dòng)規(guī)律變換的功能實(shí)現(xiàn)開關(guān)、聯(lián)鎖和檢測等的功能實(shí)現(xiàn)程序控制的功能實(shí)現(xiàn)施力功能4 .論述傳動(dòng)系統(tǒng)的組成，試舉出變速裝置的任意三種變速方式答：傳動(dòng)系統(tǒng)統(tǒng)常由變速裝置、起停和換向裝置、制動(dòng)裝置以及安全保護(hù)裝置等幾個(gè)基本部分組成。機(jī)械系統(tǒng)中有級(jí)變速常用的變速方式有交換齒輪變速、滑移齒輪變速、離合器變速、上述變速方式的組合、嚙合器變速。5 .簡述提高產(chǎn)品價(jià)值的分析方法？答：提高產(chǎn)品價(jià)值的分析

5、方法如下： 功能分析：從用戶需要出發(fā)，保證產(chǎn)品的必要功能， 去除多余功能,調(diào)整過剩功能，必要時(shí)增加功能； 性能分析：研究一定功能下提高性能的措施； 成本分析：分析成本的構(gòu)成，從各方面探求降低成本途徑。6 .簡述微機(jī)電系統(tǒng)的基本特征。答：微機(jī)電系統(tǒng)的基本特征是 微機(jī)械中起主導(dǎo)作用的力是表面力。微機(jī)械并不是傳統(tǒng)機(jī)械的模擬縮小。 微機(jī)械一般采用靜電力供能，或者使用靜電力激勵(lì)供能。7三.計(jì)算題（8分）1解:1 ） 幾何條件l2)在選定滑塊高度h時(shí)，l越大，a也越大，設(shè)計(jì)時(shí)擺角應(yīng)在6090度之間。2解：撥動(dòng)力f g f 2n fgf一滑移齒輪重量產(chǎn)生的摩 擦力；2nf偏轉(zhuǎn)力產(chǎn)生的附加摩擦 力n一附加正壓

6、力；b一滑移齒輪寬度，一般 b d； f一摩擦系數(shù)f a 2n b3求解得:若 f =0.3 貝u 3af / ba/b當(dāng)a/b大于等于1時(shí)就會(huì)發(fā)生自鎖,因此，必須保證 a<b四論述題（33分）1.簡述操縱系統(tǒng)的組成及對操縱系統(tǒng)的基本要求答：操縱系統(tǒng)主要由操縱件、變送環(huán)節(jié)和執(zhí)行件三部分組成。操縱系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)滿足：1）靈活省力盡量減少操縱力，以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，有益于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和安 全性，對提高操縱系統(tǒng)的靈敏度也有好處。操縱力的大小應(yīng)符合人機(jī)工程 學(xué)的有關(guān)規(guī)定。2）方便和舒適操縱行程應(yīng)在人體能達(dá)到的舒適操縱范圍之內(nèi)。止匕外，操縱件的形狀、尺 寸、布置位置、運(yùn)動(dòng)方向和各操縱件的標(biāo)記、操作

7、順序等都要符合人體狀 況和動(dòng)作習(xí)慣。3）安全可靠的要求。操縱件應(yīng)有可靠的定位，相互關(guān)聯(lián)的操縱應(yīng)互鎖，以保證操縱有效，防止 錯(cuò)誤操縱。為防止因意外事故而對人身造成傷害，除應(yīng)采取必要的安全保 護(hù)措施外，還應(yīng)有應(yīng)急措施。2.簡述機(jī)械系統(tǒng)中那些情況下應(yīng)該選用干油潤滑？粘性很好，并能附著在摩擦表面上，不易流失與飛濺。多用于往復(fù) 式轉(zhuǎn)動(dòng)及短期工作的重載荷低轉(zhuǎn)速的滑動(dòng)軸承上； 密封性好，給油方便； 很適用于低速的滾動(dòng)軸承潤滑，可長時(shí)間不用加油，維護(hù)方便； 防護(hù)性能較好，能保護(hù)裸露的摩擦表面免受機(jī)械雜質(zhì)及水等的污損。3 .機(jī)械系統(tǒng)中需要設(shè)置安全保護(hù)裝置的子系統(tǒng)有哪些，并舉例說明相應(yīng)的保護(hù)措施。1)動(dòng)力系統(tǒng)保護(hù)

8、機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力源一般為三相 380v的交流電源。電源進(jìn)入配電柜后，首先要經(jīng)空 氣開關(guān)的保護(hù)，主回路和控制回路要有熔斷器。電機(jī)要有熔斷器和熱繼電器保護(hù)。熔斷 器主要用于斷路保護(hù)，熱繼電器主要用于過載和過流保護(hù)。止匕外，還有欠壓、過壓和缺 相等保護(hù)。在液壓和氣動(dòng)回路中，要有安全閥和壓力繼電器。2)傳動(dòng)系統(tǒng)保護(hù)傳動(dòng)系統(tǒng)主要是過載保護(hù)問題，如機(jī)械系統(tǒng)中采用的安全離合器、摩擦離合器。電 氣系統(tǒng)中的熱繼電器保護(hù)。3)執(zhí)行系統(tǒng)保護(hù)機(jī)械系統(tǒng)的最終目的是由執(zhí)行件完成的，具安全系統(tǒng)主要考慮行程保護(hù)問題。4)控制系統(tǒng)保護(hù)控制系統(tǒng)是安全系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)機(jī)械系統(tǒng)各部分運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作的邏輯關(guān)系，因此， 正確處理這些邏輯關(guān)系，

9、是整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)安全可靠的前提和保障。5)操縱系統(tǒng)保護(hù)操縱系統(tǒng)與人直接接觸，人為因素較多，為避免操作的失誤，保護(hù)機(jī)械系統(tǒng)正常運(yùn) 行和人身安全，在設(shè)計(jì)操縱系統(tǒng)時(shí)，必須設(shè)置必要的安全保護(hù)裝置。止匕外，操縱機(jī)構(gòu)本 身也必須安全可靠，方能保證操縱有效。6)環(huán)境保護(hù)環(huán)境安全保護(hù)主要是指對操縱環(huán)境的不安全因素采取必要的安全防護(hù)措施，有以下一些：(1) 在機(jī)械系統(tǒng)中加裝保護(hù)裝置(2) 提高操作者作業(yè)環(huán)境的舒適性(3) 設(shè)置指示和報(bào)警裝置4 .什么是“黑箱法”？試說明黑箱法的解題過程，并舉例說明使用黑箱法建立功能結(jié)構(gòu)的過程答：利用黑箱法進(jìn)行功能原理設(shè)計(jì)是暫時(shí)摒棄那些附加功能和非必要功能，突出必要功能和基本功能，并將這些功能用較為抽象的形式（如輸入量和輸出量）加以表達(dá)。這樣，通過抽象化可清晰地掌握所設(shè)計(jì)系統(tǒng)（產(chǎn)品） 的基本功能和主要約束條件，從而突出設(shè)計(jì)中的主要矛盾，抓住問題本質(zhì)。如果把具體設(shè)計(jì)對象抽象化，統(tǒng)稱為待設(shè)計(jì)系統(tǒng)，則有下圖形式輸入人力行走（必要功能）轉(zhuǎn)向制動(dòng)（基本功能） 變速（對外界的塞的）等付中一末=> 匚耗描響淺鄴刷=>已代的眄甫利大黑城*則削切率一后功開動(dòng)5 - 訃制制止:1llj 41ftt 動(dòng)添 t春曬玉frim友生小培事件曲及或動(dòng) （來自外界的話）謂比海亞等i5 .什么是abc分析法？ abcs是如何對零件進(jìn)行分類的?答：abc分析法也稱成