2013機械系統(tǒng)設(shè)計期末考試題要點

1、2013天津商業(yè)大學(xué)機械系統(tǒng)設(shè)計期末考試復(fù)習(xí)題一：填空題1. 機械系統(tǒng)由若干裝置、部件和零件組成的系統(tǒng)。（1 ）、從實現(xiàn)系統(tǒng)功能角度看只要包括下列一些子系統(tǒng)：動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、執(zhí)行 統(tǒng)、操縱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。（2 ）、從“流”的觀點出發(fā)，將機械系統(tǒng)分為物料流系統(tǒng)、能量流系統(tǒng)、信息流系統(tǒng)2. 設(shè)計任務(wù)的類型：開發(fā)性設(shè)計、適應(yīng)性設(shè)計、變型設(shè)計3. 設(shè)計任務(wù)的來源：指令性設(shè)計任務(wù)、來自市場的設(shè)計任務(wù)、考慮前瞻的預(yù)研設(shè)計任務(wù)。4. 自動機械的工作循環(huán)時間由哪幾部分組成？工作循環(huán)時間Tp二基本工藝時間Tk+空行程時間Td+等待停留時間To5. 常用的幾種步進運動機構(gòu)：棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)、蝸形凸輪機構(gòu)、不

2、完全齒輪機構(gòu)6. 棘爪安裝角：棘齒面正壓力方向線與齒端和軸心的連線之間的夾角B為棘爪安裝角。7. 棘爪進入嚙合應(yīng)滿足：棘輪齒對棘爪的反作用產(chǎn)生的力矩能使棘爪進入嚙合。棘爪在 兩個力F和N的作用下，產(chǎn)生兩個力矩 Mn和Mf,當(dāng)MnMf時，棘爪進入嚙合。由N*Lsin B F*Lcos B ,又存在： F*Lcos B 二 N*f*Lcos B ,可得至U tg f=tg 丫因 此得：By ,即安裝腳大于摩擦角。考慮齒面的傾斜角3=010 ，安裝角Bx =1022 。8. 槽輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式：平面外槽輪、平面內(nèi)槽輪、空間球面槽輪。以外槽輪為例，主要由曹輪（主動輪）、撥銷盤（轉(zhuǎn)臂、撥銷、鎖緊弧一一從

3、動輪）組成9. 槽輪嚙合時速度和加速度的變化特征：W=入（cos -入/1-2入cos +入2）W0。（W 為槽 輪的角速度，W0為槽輪的角加速度。）10. 幾種托盤升降機構(gòu)的形式和特點：1）、滑道式托盤升降機構(gòu)；（1）、機構(gòu)形式；圓柱凸輪機構(gòu)；升程時凸輪升角；下降時凸輪升角（2）、特點；結(jié)構(gòu)簡單；易擠壞瓶子2）、壓縮空氣式；（1）、機構(gòu)形式；上升時；下降時；（2）、特點；a.不會擠壞瓶子，壓縮空氣伸縮性；b.下降速度慢3）、綜合式：上升用壓縮空氣，下降用凸輪機構(gòu)，綜合兩者有點。11. 外聯(lián)傳動鏈和內(nèi)聯(lián)傳動鏈的構(gòu)成；（1） 、外鏈傳動鏈機械的主軸或分配軸與動力源（電機、液壓、氣壓等）的鏈接。主

4、要有分級變速和無級變速兩種結(jié)構(gòu)形式：（2）、內(nèi)鏈傳動鏈一一運動和功率的傳遞，確保執(zhí)行機構(gòu)的協(xié)調(diào)動作；要求嚴(yán)格的速比，如車床（主軸與絲杠），滾齒機（滾刀與工件）。12. 機械系統(tǒng)的工作載荷按作用形式分為幾種：（1、拉伸壓縮載荷，彈簧類；（2、彎曲載荷，懸臂梁結(jié)構(gòu)；（3）扭轉(zhuǎn)載荷，傳遞扭矩的軸類件；13. 工業(yè)機械手的組成部分：執(zhí)行機構(gòu)（執(zhí)行），驅(qū)動機構(gòu)（傳動+驅(qū)動電機），控制系 統(tǒng)（傳動），機座（控制）14. 工業(yè)機械手的坐標(biāo)形式和運動方式；（1 ）、直角坐標(biāo)形式，X、Y、Z方向的移動（2）、圓柱坐標(biāo)形式；X方向的移動、Z方向的移動和繞Z軸的轉(zhuǎn)動（3）、球坐標(biāo)式；X方向的平移，Y、Z軸方向的轉(zhuǎn)動

5、（4）、關(guān)節(jié)式；肩關(guān)節(jié)，大臂俯仰；肘關(guān)節(jié)，小臂俯仰；大臂回轉(zhuǎn)。二、簡答題1. 了解反應(yīng)式步進電機的工作原理及三相三拍通電方式。反應(yīng)式步進電機工作凍理如圖所示為嵐應(yīng)式步進屯幼機的工作原尊。 步進屯劫機由遲子禾林于組成。定于包括唇6 C車對越極的鐵心，其上分別霾有心B,閑 嶷紐，轉(zhuǎn)子由硅鋼片疊合而戚，其上做出4個齒 令備経組順決通電，鋼如 開始甘A相通電. 則確極A產(chǎn)生屯趙場吸刖轉(zhuǎn)子，使X 3古對準(zhǔn) 磁極A。然后變換為時目通電，剜E的電磁場吸引 轉(zhuǎn)子，使2. 4歯對淮磁極&轉(zhuǎn)予理時針轉(zhuǎn)過引 ” c再變換為C相適電，則久I吿對涼磁極C, 轉(zhuǎn)子運時針再轉(zhuǎn)過3o知此換Af Bf A- 相循環(huán)通電，使饕子

6、継?；剞D(zhuǎn)*專次變換通 電的相，特子作出減小璉阻的反應(yīng)，轉(zhuǎn)貓磁陽 最小的半衡社置上停號，故比反應(yīng)式步進電動 機若女變通屯碩浄*按相腋 次通電，則轉(zhuǎn)子順時好毆轉(zhuǎn)。屯豹機運行一步 為一拍。上述屯動機變換相序一個貓環(huán)時共運 行三拍，稱為三相三拍通屯方式2、了解三相異步電動機的特殊轉(zhuǎn)矩，了解電機的過載能力3、了解液壓泵、液壓馬達、氣泵和氣壓馬達的功能特點和用途。(1 )液壓泵是將原動機輸出的機械能轉(zhuǎn)換為工作液體的壓力能。按結(jié)構(gòu)形式分為：齒輪泵、葉片泵、柱塞泵；按輸出油量是否可調(diào)節(jié)分為：定量泵、變量泵(2)液壓馬達是將液壓能轉(zhuǎn)換為機械能， 并帶動負載旋轉(zhuǎn)的液壓部件。按結(jié)構(gòu)形式分為:齒輪馬達、葉片馬達、柱塞

7、馬達；按額定轉(zhuǎn)速分為：高速液壓馬達、低速液壓馬達(3) 氣壓泵是將原動機輸出的機械能轉(zhuǎn)換為工作氣體的壓力能 .結(jié)構(gòu)形式分為：齒輪泵、 葉片泵、柱塞泵；按輸出油量是否可調(diào)節(jié)分為：定量泵、變量泵(4) 氣壓馬達是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能，作用與液壓馬達類似。分為：葉片式、齒輪式、柱塞式；額定轉(zhuǎn)速分為：高速液壓馬達、低速液壓馬達4、了解機器的磨損和壽命曲線。(1) 、磨損壽命：磨損發(fā)生在具有相對運動的零部件，如軸 承、齒輪、機床導(dǎo)軌等，磨損破壞零部件的配合尺寸和強度， 磨損量超過允許極限時，導(dǎo)致設(shè)備的失效。使機器零件喪失 精度，而影響機器的使用壽命和可靠性。(2) 、典型的磨損過程：正常磨損過

8、程分三個階段，配合間隙S時間t變化的磨損曲線見右圖。用87曲鐵1. 第I階段磨損方程： t1時間很短，在壽命計算中省略 2 .第H階段磨損方程：基本是一段直線，這一段直線的斜 率tg a為磨損速度，也就是磨損強度。磨損曲線達到點，標(biāo)志設(shè)備磨損壽命終結(jié)。3 .簡化的磨損方程： t10，磨損曲線簡化為下面形式，SOSmin，磨損壽命T t2。三、分析題1、棘輪機構(gòu)調(diào)節(jié)方式；對于可調(diào)節(jié)的間歇運動機構(gòu)，能說明圖中各零件的名稱和作用。(1)、調(diào)節(jié)方法；a.改變擺桿的擺角，調(diào)節(jié)曲柄O1A,(擰絲杠螺母)或O2B的長度， 可改變棘輪的動程回轉(zhuǎn)角的大小。b.改變棘爪每次推過齒數(shù)，利用遮板 1遮住棘輪動 程內(nèi)的

9、若干個齒，使棘爪只能在 1角度內(nèi)推動棘輪，遮板位置由定位銷3插在扇形板2 的相應(yīng)孔中固定。故棘輪回轉(zhuǎn)角 1可在0 之間調(diào)節(jié)。圖G 7鐸輪回樣化的闊暫方肚二間調(diào)気.勺了油際聲屜機構(gòu)枉空行呈時產(chǎn)生的沖擊0音的齒衛(wèi)室摑.可足胃涯口 S 屮t ! t?f 逛與It齒說蟲接卷的辦法如圖$7審示.這科It釜*1構(gòu)寡為無事ttSgnKr. 無H1/文 yif中.爪4連桿井與匚，與仗爪袋口之屈仃適芻的免潘 當(dāng)慟餐?1裁的.建樸畫先自右iwmH hE知罐玲試主用牛徑力距.融氣鼻斤蜒 貝朮匸住倉妁衽 蘭叭：亡勺鮭* ?.門工也甘糕動任回理申冷“八丘一沖總氏刊無事鈾沱恥：專x、噫按&罰血整中 七壹垮右?guī)跁r，金孑龍1

10、與花RLd7 Q :W理違力邑 朗5婆砂港童盤遣等廉嬲 貝桶蘋與農(nóng)餌樂*W.叮 Jri咅co ta&輪播起裁爪曲料蛇地樣石中音 斤更匕其從動滾子與住爪錢揍孕轉(zhuǎn)K希動矗子轉(zhuǎn)2負齒總開.2、掌握槽輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式，多撥銷的存在條件及導(dǎo)出方法。從動輪）組成。（1 ）、槽輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式：平面外槽輪、平面內(nèi)槽輪、空間球面槽輪。以外槽輪為例, 主要由曹輪（主動輪）、撥銷盤（轉(zhuǎn)臂、撥銷、鎖緊?。?）多撥銷存在的條件及導(dǎo)出干相新H仁全祁尸之M- OTJT(Z - 2)M/ 0 2jt mx（Z 2）一 *亠BIJ：七一4 町得寸型拔諂的取血條件營Z*2由tm決定撥k可詭取的值3、掌握兩個機構(gòu)的時間同步化設(shè)計

11、，對于給定機構(gòu)的運動循環(huán)圖，能確定機械（如打印 機）可能的循環(huán)時間，當(dāng)給定厶t時，能完成機構(gòu)同步化設(shè)計，畫出同步循環(huán)圖。（一）執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的時間同步設(shè)計分兩種情況山簡到繁：兩執(zhí)行機構(gòu)；多個執(zhí)行機構(gòu).I 兩個執(zhí)行機構(gòu)的時間同步化設(shè)計（以前述打E卩機為例，增加個產(chǎn)品的推送運動，由推送機構(gòu)完成） 工藝過程；狀t1）推送機構(gòu)，將產(chǎn)品推送到打印機位 置打印頭向下動作，完成打印一打印頭 退冋時，推送機構(gòu)再推送一個產(chǎn)品（前面產(chǎn) 品自動頂出）打印頭再落卜。機構(gòu)1i AK H J FC 1 1* 世_ J1tL 5機快2i Az1構(gòu)成機械系統(tǒng)的運動循環(huán)圖有兩種方式：（）機構(gòu)丨和2輪流動作，即機構(gòu)I運動結(jié)束才

12、開始機構(gòu)2的動作 總 循環(huán)的時何為T T汁門不舍理.零待時間太多（不必婆（2）推送機構(gòu)和打印機構(gòu)同時到達末坯位即八點與“點収合.此時.循環(huán)時何般短：TP=OJ+L85=L95s菲金實際謀號的彩響運動規(guī)料：運動副的刨礙：機構(gòu)兀件變形：安汶開 檢給機構(gòu)I以/T的蹄仇既可M大限度昨生產(chǎn)瓠又不至于產(chǎn)品溟動95+4!四、綜合題1、常見的橫向糾偏裝置，簡述其實現(xiàn)糾偏的原理。（1 ）、張力糾偏 （2 ）、電動糾偏2、對于離心式水泵，當(dāng)采用泵軸連接方式驅(qū)動時，如何確定電機軸上的負載功率電動機選擇計算舉例：本積說就旺=h t面程H = 25m ,轉(zhuǎn)速總二2900 r nun士擇一種產(chǎn)接啟動的電動機.題意，負戦為

13、愷宜袪明運行，應(yīng)核連續(xù)工作制選擇電動機的容雖”其步驟如下;f算電動機軸丄t泵的有效功率：泵的揚程和質(zhì)鬣流盤及重力加速度的乘積J余量因數(shù)K = l.lt則電動機軸上的負載功率為二員我功率卩“取水的體積質(zhì)童儀 m3 r傳功效率Q- （泵sm率;0Q - 2qT - 10_f7 二 3.(55 0 飛 13600馬十輕蘭滬“m嗎32）遼擇電動機前定功率刁廠 選擇環(huán) P-目箱定轉(zhuǎn)速應(yīng)為2900r/ndn左右敵進H1Y1COM1-252 步電如機戶= I lMy= 2930 null ,外光防護罩輸級IP44（M閉式.防K）；3）當(dāng)靑用電動機在畫酸下倍殆時.應(yīng)粋驗啟動維加原動機傳給泵的功率應(yīng)該有一定的余

14、量，因此經(jīng)驗做法是電機配備功率大于泵軸功率。3、卷料供料機構(gòu)的構(gòu)成；掌握至少兩種送料機構(gòu)的工作原理，能導(dǎo)出基本參數(shù)應(yīng)滿足的 條件。（1）卷料供料機構(gòu)主要包括：送進裝置、定量裝置、剎車裝置、調(diào)位裝置(2)卷料送進裝置常用形式有：杠桿式、鉤式、鋼球式、滾珠式A.鉤式送料機構(gòu)：工作過程：事先在工件兩邊沖孔，做搭邊用。杠桿 2由連桿3拉動；送料機構(gòu)1向右拉 工件，向左滑過工件；為防止工件后退，用彈簧 5壓住，或彈簧7頂住定位銷8.亍人丄6H* ar A wa： A * wg-off .yes-4將=S空+級代入hi表達式中,得（S仝 + 億）=-2 - S? + h鉤子滑過S空，即滑塊移動噸 時，沖模

15、應(yīng)從沖孔中退出,5為材料厚度B.鋼球式進料系統(tǒng):二 上云18 7 U懶球式送邊發(fā)世 F*8： i- tt ft 2 密！IC.滾輪式送進裝置三）滾輪式送進裝置觸面積11 -怦茨芒足茄滾輪與坯料4、仝壓傷材料t適用范圍較廣&進裝置示意圖，滋輪軸作間歌回轉(zhuǎn)遊行送料b岌世裝禮示盍圖,它適用于薄帶料瓣料,井能兼起嬌直作用。 向卜沖出第一個孔后，由輪13通過連桿12帶動縫爪8使棘輪9輪過科之間的蠱按力進行送料，其優(yōu)點是滾輪與玨料Z問的按y. J冷為單俵輕式送；30蘢雙滾輪式送當(dāng)曲軸1轉(zhuǎn)動時，沖頭2-定角度，她棘輪軸上的齒輪10與傘輪6作同軸轉(zhuǎn)動。這時，購對漏輪門和3使坯料3沿縱向移動一段距離“，而另-方面由齒輪1叭7帶動偏心距為巴=的曲軸5,便安裝在 滑板（圖中未表示）匕的滾輪，連用林料橫向移動一個距離幾第后沖頭再向下沖出第二 個九以后就按、一順序在坯料上連續(xù)自動地沖孔。；-滾輪直徑大，送料速度窩.片使出料探輪的線速度比進料謙第的線速度高23% ,則可 便坯料具有一定張力不會彎命，從血提髙送進精度。一般其送進穡度為土山2川8陽1程! Zsin 蟲/.、/tpf7：Z.R一一吃於件用:T坯翹匕約力K