中國石油大學(xué)機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計期末復(fù)習(xí)題

機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計第6頁共7頁《機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計》課程綜合復(fù)習(xí)資料一、問答題1、簡述柴油機(jī)的工況一般分哪幾類，并舉例說明。答案：⑴固定式工況:內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速由變速器保證而基本不變，垂直線1表示。如驅(qū)動水泵、發(fā)電機(jī)。⑵螺旋槳工況:整個穩(wěn)定工況為曲線2，如驅(qū)動船用螺旋槳。⑶車用工況：曲線3為各種轉(zhuǎn)速下所輸出的最大功率線。它們的轉(zhuǎn)速在最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速nmin和最大許用工作轉(zhuǎn)速nmax之間變化。如驅(qū)動載重汽車、坦克等。2、簡述電動機(jī)是如何分類的。答案：電動機(jī)按電源不同，可分為：3、談一談你對內(nèi)燃機(jī)萬有特性的理解。答案：表示柴油機(jī)各主要參數(shù)之間關(guān)系的綜合特性稱為萬有特性。柴油機(jī)的萬有特性以轉(zhuǎn)速為橫坐標(biāo)，平均有效壓力為縱坐標(biāo)，作出的若干條等的曲線組。它表示各種轉(zhuǎn)速、各種負(fù)載下的燃油經(jīng)濟(jì)性以及最經(jīng)濟(jì)的負(fù)荷和轉(zhuǎn)速。4、簡述何謂工作機(jī)械的工作制。答案：一般用負(fù)載持續(xù)率FC表示，F(xiàn)C＝tw/(tw+t0)×100%。tw—機(jī)械工作時間；t0—機(jī)械停歇時間。5、簡述衡量產(chǎn)品可靠性的指標(biāo)。答案：可靠度、失效概率、失效率、壽命指標(biāo)、維修度、有效度等。6、簡述執(zhí)行構(gòu)件的運動形式。答案：⑴平面運動，包括轉(zhuǎn)動、移動；⑵空間運動。7、試分析機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計從有無樣機(jī)可供參考的角度劃分，哪種情況屬于變型設(shè)計？請舉例說明。答案：可以分成開發(fā)性設(shè)計、變型設(shè)計以及仿型設(shè)計。舉例：變速自行車。8、從系統(tǒng)的角度，簡述人（操作者）-機(jī)械系統(tǒng)--環(huán)境之間的具體聯(lián)系。答案：具體體現(xiàn)在以下幾個方面：⑴人（操作者）-機(jī)械系統(tǒng)；⑵振動；⑶噪聲：機(jī)械系統(tǒng)產(chǎn)生的環(huán)境噪聲影響人的身心健康，噪聲也會對儀器設(shè)備產(chǎn)生影響。9、簡要說明閉環(huán)控制系統(tǒng)由哪些環(huán)節(jié)組成？答案：閉環(huán)控制系統(tǒng)包括給定環(huán)節(jié)、測量環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)、校正放大環(huán)節(jié)、執(zhí)行環(huán)節(jié)。10、簡述機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計的一般過程。答案：⑴計劃，⑵外部設(shè)計，⑶內(nèi)部設(shè)計，⑷制造銷售。11、簡述如何合理確定操縱系統(tǒng)的傳動比。答案：當(dāng)Fz一定時，ic大則Fc小，操縱省力；當(dāng)Sz一定時，ic大則Sc大，易使操作者疲勞。因此，傳動比不能太大或太小。12、工作載荷的確定方法有哪些？答案：⑴類比法，⑵計算法，⑶實測法。13、按額定轉(zhuǎn)速或活塞平均速度分，簡要說明內(nèi)燃機(jī)可分為哪三類？是如何劃分的。答案：可分為高速內(nèi)燃機(jī)（），中速內(nèi)燃機(jī)（），低速內(nèi)燃機(jī)（）。14、簡述液壓馬達(dá)的主要性能參數(shù)。答案：⑴轉(zhuǎn)速，⑵壓力，⑶體積流量和排量，⑷轉(zhuǎn)矩，⑸總效率，⑹功率。15、請簡要說明輪胎轉(zhuǎn)動是汽車的執(zhí)行系統(tǒng)嗎？并說明原因。答案：是。因為輪胎轉(zhuǎn)動直接完成預(yù)期任務(wù)，促使車輛移動，因此可以看作執(zhí)行系統(tǒng)。16、結(jié)合實際例子，談一談機(jī)械噪聲的危害。答案：噪聲是指令人不愉快的或不希望有的聲音，系多種不同頻率、不同強度聲音的無規(guī)律的組合。噪聲對人體健康有害，人長期處于強噪聲的環(huán)境中，會引起多種疾病。隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，噪聲已成為人類主要的公害之一。機(jī)械系統(tǒng)的噪聲不僅是環(huán)境噪聲的一個重要組成部分，也是評價機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的指標(biāo)之一，例如壓力機(jī)、柴油機(jī)的噪聲。17、簡述執(zhí)行系統(tǒng)的功能，并具體列舉。答案：主要功能為夾持、搬運、分度與轉(zhuǎn)位、檢測、加載等。⑴夾持機(jī)構(gòu)主要包括機(jī)械式、液壓式、氣壓式和吸附式。⑵搬運：指能把工件從一個位置，移送到另一個位置，并不限定移動路線。⑶分度：指對工件或是工作臺的角度進(jìn)行精確的等分。轉(zhuǎn)位：指將工件或工作臺旋轉(zhuǎn)一個給定的角度。⑷檢測：對工件的尺寸、形狀及性能進(jìn)行檢驗和測量。⑸加載：指機(jī)械要執(zhí)行系統(tǒng)對工作對象施加力或力矩以完成工作。18、請簡要說明內(nèi)燃機(jī)的三種機(jī)械特性的含義。答案：⑴負(fù)荷特性：內(nèi)燃機(jī)的最基本的特性。在轉(zhuǎn)速不變的情況下，其性能參數(shù)(每小時的耗油量、有效燃油消耗率和排氣溫度)，隨負(fù)荷(有效功率、平均有效壓力、輸出轉(zhuǎn)矩)變化的規(guī)律。⑵速度特性：當(dāng)噴油泵的調(diào)節(jié)挺桿限定在標(biāo)定功率供油量位置時，柴油機(jī)的性能參數(shù)隨轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律。⑶萬有特性：表示各主要性能參數(shù)之間關(guān)系的綜合特性，又稱為通用特性。以轉(zhuǎn)速為橫坐標(biāo)，負(fù)載為縱坐標(biāo)，做出若干條性能參數(shù)等值線。19、簡述傳動系統(tǒng)的任務(wù)。答案：⑴將動力機(jī)輸出的速度降低或增高，以適合工作（執(zhí)行）機(jī)構(gòu)的需要；⑵直接用動力機(jī)進(jìn)行調(diào)速不經(jīng)濟(jì)或不可能時，采用變速傳動來滿足工作（執(zhí)行）機(jī)構(gòu)經(jīng)常變速的要求；⑶將動力機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩，變換為工作（執(zhí)行）機(jī)構(gòu)所需要的力矩或力；⑷將動力機(jī)輸出的等速旋轉(zhuǎn)運動，轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ鳎▓?zhí)行）機(jī)構(gòu)所要求的按某種規(guī)律變化的旋轉(zhuǎn)或非旋轉(zhuǎn)運動；⑸實現(xiàn)由一個或多個動力機(jī)驅(qū)動若干個相同或不相同速度的工作（執(zhí)行）機(jī)構(gòu)；⑹由于受到動力機(jī)或工作（執(zhí)行）機(jī)構(gòu)機(jī)體外形、尺寸等的限制，或為了安全和操作方便，執(zhí)行機(jī)構(gòu)不宜與動力機(jī)直接聯(lián)系，也需要用傳動裝置來連接。20、簡述操縱件的布置原則。答案：一切機(jī)械的操縱件都應(yīng)布置在人的肢體活動最有利的區(qū)域內(nèi)，應(yīng)有利于發(fā)揮人的體能和反應(yīng)靈敏，并使人感到舒適。操縱件的布置原則：⑴布置區(qū)域要注意視覺的要求；⑵操縱件的排列，應(yīng)適應(yīng)人的操作習(xí)慣，按照操作順序和邏輯關(guān)系進(jìn)行安排；⑶同一臺機(jī)器的操縱件，其操縱運動方向要一致；⑷操縱件的空間位置，一般應(yīng)盡量布置在視線內(nèi)的地方；⑸緊急停車操縱件應(yīng)與其他操縱件分開布置，并要在最顯眼又便操作的地方；⑹為便于操作和互不干擾，操縱件之間應(yīng)保持一定的距離。二、綜合題1、嚙合器廣泛用于汽車、拖拉機(jī)、叉車、挖掘機(jī)等行走機(jī)械的變速箱中。這些機(jī)械要求運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，可以在運轉(zhuǎn)中變速和傳遞較大的轉(zhuǎn)矩。結(jié)合原理圖，談一談普通嚙合器是如何實現(xiàn)停止、傳動和變速的。答案：⑴嚙合套7在中間位置，2及4均空轉(zhuǎn)，二者不傳遞運動和動力；⑵嚙合套7左移，通過7將6與3接合，使2與軸1相連接而傳遞運動和動力；⑶嚙合套7右移，可使4與軸1相連接而傳遞運動和動力，從而達(dá)到變速的目的。2、圖為制動系的氣壓操縱系統(tǒng)，各部分符號含義如下：1.通往前輪制動氣室的管路，2.放氣閥，3.膜片，4.制動閥，5.制動踏板，6.氣泵，7.油水分離器，8.壓力表，9.貯氣筒，10.后輪制動器，11.后輪制動氣室，12.進(jìn)氣閥。結(jié)合實際，回答問題：⑴何為氣壓操縱？⑵簡述該系統(tǒng)的工作原理。答案：⑴氣壓操縱與液壓操縱系統(tǒng)具有類似的特點，克服操縱阻力所需要的操縱力由壓縮空氣提供，人所施加的力很小，只用來克服操縱件自身的摩擦阻力。⑵工作原理（簡述）。壓縮機(jī)6打壓，儲氣筒9儲存高壓氣體，壓力表8顯示氣壓大小。踏板5動作時，高壓氣體通過進(jìn)氣閥12產(chǎn)生的間隙，流動至制動機(jī)構(gòu)11的氣壓作用面，通過杠桿機(jī)構(gòu)對后輪實現(xiàn)有效制動。3、某廠在開發(fā)一種新產(chǎn)品時，總體設(shè)計時選定了A1、A2兩個候選方案。為了確定選擇哪個方案，組織了一個由10位專家組成的評價小組，評價結(jié)果如表所示，試用模糊評價法對兩個方案進(jìn)行篩選。答案：解：根據(jù)題意，評價尺度向量，加權(quán)系數(shù)矩陣⑴方案1和2對3個評價目標(biāo)的模糊評價隸屬度矩陣R是3行4列矩陣，其元素為⑵計算評價方案的綜合模糊評價隸屬度矩陣，⑶計算評價方案的綜合得分（優(yōu)先度）并選優(yōu)要計算綜合得分，應(yīng)當(dāng)將方案歸屬于每個等級的隸屬度與該等級的分?jǐn)?shù)相乘，然后所有項相加。，結(jié)論：方案A1的評價比方案A2略高一些。4、如何確定伺服減速器的最佳傳動比？結(jié)合工作實際，談一談你對伺服系統(tǒng)的理解。答案：減速器用于電動機(jī)與負(fù)載之間，實現(xiàn)電動機(jī)與負(fù)載的速度、力矩及慣量的匹配。伺服系統(tǒng)一般響應(yīng)速度要求較高，因此首先應(yīng)考慮選擇合適的傳動比，使其負(fù)載加速度響應(yīng)最大。如圖為電動機(jī)通過齒輪系驅(qū)動負(fù)載的示意圖。圖中分別為電動機(jī)的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動慣量和角加速度；為齒輪減速器的傳動比；分別為負(fù)載的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動慣量和角加速度。如果電動機(jī)的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩平衡，則下式成立為簡化計算，可近似取，則有將上式對求導(dǎo)，令其等于零，則得負(fù)載有最大加速度的最佳傳動比為：確定的傳動比還應(yīng)滿足：，式中分別為伺服電動機(jī)角速度和負(fù)載角速度。5、某機(jī)械傳動系統(tǒng)有3個軸，轉(zhuǎn)速圖上各個變速組的傳動比分布規(guī)律如圖所示，輸出軸轉(zhuǎn)速按等比級數(shù)排列，公比為常數(shù)。試解答如下問題：⑴對a,b,c,d四種傳動方案，分別寫出軸Ⅰ-Ⅱ的各個傳動比，軸Ⅱ-Ⅲ的各個傳動比；⑵計算4種傳動方案中，軸Ⅰ-Ⅱ傳動、軸Ⅱ-Ⅲ傳動的級比以及級比指數(shù)；⑶根據(jù)計算結(jié)果，說明4種方案中，哪種結(jié)構(gòu)形式比較好？為什么？答案：解：⑴求各個方案的各級傳動比a方案中，軸Ⅰ-Ⅱ傳動比，軸Ⅱ-Ⅲ傳動比；b方案中，軸Ⅰ-Ⅱ傳動比，軸Ⅱ-Ⅲ傳動比；c方案中，軸Ⅰ-Ⅱ傳動比，軸Ⅱ-Ⅲ傳動比；d方案中，軸Ⅰ-Ⅱ傳動比，軸Ⅱ-Ⅲ傳動比。⑵求各個方案的各級級比及級比指數(shù)a方案中，軸Ⅰ-Ⅱ級比，級比指數(shù)a=1，軸Ⅱ-Ⅲ級比，a=3;b方案中，軸Ⅰ-Ⅱ級比，級比指數(shù)a=2，軸Ⅱ-Ⅲ級比，a=1;c方案中，軸Ⅰ-Ⅱ級比，級比指數(shù)a=1，軸Ⅱ-Ⅲ級比，a=2;d方案中，軸Ⅰ-Ⅱ級比，級比指數(shù)a=3，軸Ⅱ-Ⅲ級比，a=1;⑶根據(jù)傳動順序“前多后少”的原則，亦選擇方案a和b；根據(jù)變速順序“基本組在前，擴(kuò)大組在后”的原則，亦選擇方案a。6、論述選擇動力機(jī)的主要依據(jù)是什么？結(jié)合實際，談一談具體體會。答案：選擇動力機(jī)的主要依據(jù)包括：⑴分析工作機(jī)械的負(fù)載特性，包括其載荷性質(zhì)、工作制、作業(yè)環(huán)境、結(jié)構(gòu)布置等；⑵分析動力機(jī)本身的機(jī)械特性，以確定與工作機(jī)械相匹配的動力機(jī)類型；⑶動力機(jī)容量計算，動力機(jī)功率的大小等；⑷進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析，包括能源的供應(yīng)、使用和維修