1、科 目機械系統設計班 級機設2015級姓 名學 號時 問燕山大學試卷密 封 線共6頁 第1頁題號一20分二30分三15分四15分作業20分總分100分分數一、填空（20分）1、系統的特性有整體性、目的性、和優化原則。2、任何機械均是由若干、部件和零件組成的系統。3、機械系統的構成肩：系統、系統、系統、機械運動系統。4、機械系統設計的一般過程包括、和制造銷售階段。5、在進行系統評價時，應堅持、及合理性等原則。6、結構布局設計可以參考的原則有運動學原則、和簡單化原則。7、常用的技術參數和指標有尺寸與規格參數、運動參數、經濟技本指標。8、物料流由、儲存、檢驗幾部分組成。9、根據采用動力源的類型，伺服

2、驅動裝置可以分為伺服驅動裝置、液壓何服驅動裝置和氣壓伺服驅動裝置。10、執行系統的功能歸納起來后央持、搬運、檢測和加載。二、簡答（30分）1滾珠絲桿傳動的特點后哪些？燕山大學試卷密 封 線共9頁 第2頁燕山大學試卷2、不完全定位和欠定位有何區別，試舉例說明。（5分）3、進行能量流設計應該解決哪些問題？ （5分）燕山大學試卷4、與一般帶傳動相比，同步帶傳動有何特點？ （5）5、選擇電機應考慮哪些因素？ （ 5）燕山大學試卷6、人-機工程學定義是什么？ （ 5分）三、敘述題（15分）1、參考下圖，請敘述該齒輪換向裝置原理。燕山大學試卷密 封 線共6頁 第5頁2設計帶式制動器時，以下兩種方案哪個更為

3、合理，為什么燕山大學試卷密 封 線共6頁 第6頁四、已知某種管制品變速傳動系統中，電機轉速為1400r/min,工作主軸轉速n=45250r/min,變速級數為6級。請設計傳動系統。（15分）院（系）：院（系）：機械工程學院考核課程： 機械系統考核類型：團量玨查涂卡燕山大學試題標準答案教研室：機械設計08 學年（春、秋）季學期考核專業年級：2015機設命題教師： 答題教師： 一、填空1、自組織性和動態性，相關性；2、機構;3、物料流，能量流，信息流；4、產品規劃，系統技術設計；5、客觀性，可比性，整體性；、6、基面合一原則，最短運動鏈原則，保證安全性原則；7、重量參數，動力參數；8、加工，輸送

4、；9、電氣10、分度和轉位二、簡答1、1）傳動效率高、摩擦損失小。絲杯螺母傳動的滾動摩擦阻力很小，因而傳動效率很高，可達90%以上，相當于普通滑動絲杠螺母傳動的 3- 4倍。2）傳動的可逆性一般的螺旋傳動是指其正傳動，即把回轉運動轉變成直線運動。而 滾珠絲打傳動不僅能實現正傳動，還能實現逆傳動一一將直線運動變 為旋轉運動。3）傳動精度高傳動精度主要是指進給精度和軸向定位精度4）磨損小、使用壽命長滾動磨損要比滑動磨損小得多，而且滾珠、絲征和螺丹都經過淬 硬，所以該珠絲杠傳動長期使用仍能保持其精度，工作壽命比滑動絲 杠傳動高5-6倍。燕山大學試題標準答案2、不完全定位:工件被限制的自由度少于六個，

5、但能滿足加工要求的定 仿稱為不完全定位。如圖在長方體上加工一條通梢，要求保比上序尺寸 A和B。定位方案 中y可以不限制.因為一批工件逐個在夾具上定位時，各個工件沿y軸的位置即使不同也不會影響加工要求。此例中，工件需要限制 X、Z及X、Y、Z五個自由度。在滿足加工要求的前提下，采用不完全定 位是允許的。欠定位:按照加工要求必須限制的自由度沒有被限制的定位， 稱為欠 定位。欠定位是不允許的，因為欠定位保證不了工件的加工要求。如 圖所示，要求在一長方體工件上刨一條通梢，必須限制五個自由度， 從而將工件定位在圖中假想線的位置。但是若夾具只限制了三個白由 度，在定位過程中工件的位置就可能處于實線所示的情

6、況，并且在一 批工件中是不確定的，顯然無法保證工序加工精度要求。3、進行能量流系統設計應解決如下四個方面的問題機械系統中能量流動狀況和特征分析；工作機械的載荷計算；驅動裝置的選擇；系統能量匹配與設計。燕山大學試題標準答案4、與一般的帶傳動相比，齒形帶傳動的優點是：傳動過程中無相對滑動，可保持恒定的傳動比，傳動精度較高工作乎穩，傳動速度高，線速度可達 40-80 m/s。帶輪直徑小，傳動比變化范圍較大，可達 1020。不靠摩擦傳動，所以預緊力小，傳動軸的徑向壓力小噪音小，不需潤滑。缺點是：成本高于帶傳動。中心距離要求嚴格，安裝要求高。工作溫度范圍為-2080度，散熱性差。5、選樣電動機時，應考慮

7、的問題：1）負載轉矩 首先要考慮到電動機對外做功所要求的輸出轉矩， 和 電動機克服摩擦帶動負載需要的轉矩各有多大。2）飛輪力矩要考慮負載以及整個驅動系統的飛輪力矩。另外，還 要考慮到裝置性能所要求的加減速型式，即考慮電動機所要提供的加 減速轉矩。3）轉速 根據裝置的要求決定必要的轉速，根據轉速要求選擇合適 的電動機。4）耐久性 所有的電動機內部均裝有軸承，關于軸承的壽命一般都 在電動機的產品樣本說明書中有記載，另外，如果使用電刷式電動機， 有時常因電刷的故障造成電動機損壞，對此要注意。5）控制性 對轉速、位置的控制精度，會因電動機的種類、調控 器的型式不同而有所差異，要注意必須配套選擇能滿足裝

8、置性能要求 的電動機和調控器。6、人一機工程學是運用生理學、心理學和其他有關學科知識，使機器 與人相互適應，創造舒適和安全的環境條件，從而提高工效的學科。 它的分析原則是：針對人的心理特點，設計最理想的機器和沒備；通 過結構設計方案的選擇，能對人的能力的開發起到促進及刺激作用， 以期喚起人們的活動樂趣；在人和機器的相互影響過程中能為操作者 創造出保持正常情緒及最適當的生活緊張度的條件。燕山大學試題標準答案1、在圖示實線位置時，運動傳遞路線為齒輪1-2-3-4-5-6,其傳動比為：16 2 ( i)4三絲也 也由 叫4Z2Z3Z5 Z1Z5于傳動比為正，說明齒輪6與主動輪1同向轉動。圖示虛線位置

9、為操 縱手柄a反時針轉一角度后的齒輪嚙合情況，此時中間輪2脫離嚙合.而輪3同時與輪1和輪4相嚙合，運動傳遞路線為1-3-4-5-6,傳 動比：i165(1)3氾包氾，式中(1)3表示3次外嚙合，傳動比為 n4 Z3Z54 Z5負，齒輪6與主軸1轉向相反，實現換向。2、如圖a所示，操縱力作用在制動帶的松邊.操縱力F所產生的制動帶襯緊力為F,制動輪作用于制動帶上的摩擦力方向與F 一致，有助于制動，在同樣大小的F時可獲得較大的制動力矩。而圖 b所示 的操縱杠桿作用于制動帶的緊邊，教要求產個相同的制動力矩，則制 動帶的拉緊力F必須加大，所需要的操縱力 F也增大，而且由于作 用于制動帶上的摩擦力方向與

10、F相反，減小了制動力矩，將使制動不 平穩，所以設計時應使拉緊力F作用于制動帶的松邊。故a方案由于b 方案。四、(1)確定結構式采用兩個變速組，根據傳功順序應前多用少結構式為6=3(1)2(3)。(2)確定傳動鈴小是行需要定比傳功副傘例執行機構的轉速都比電動機轉速低，屬于降速傳動鏈，總降 速比：總幽 31由于齒輪的最大降速比為 4,則至少需要三對 nmin 45降速傳動副、根據總體布置的需要，電動機和變速箱之間要用一級帶 傳動。(3)擬定轉速圖本例傳動系統由兩個變速組和兩對定比傳動別組成，共有 5根軸線。 畫5條等距線代表5根軸線，白左至右依次標上I、II、III、IV。 I 為電動機鈾，v為輸

11、出軸。由已知條件知道所需變速范圍R=n6/Q =250/45=5.6,相應的公比為 6-1 = 5.6,即=1.41。設系 統的最大變速級數為 Z,則小nmin 6-1 = nmax得：Z lg（5.min） 1 1g（140/45）1 11 畫12條等距水平線表示 igig 1.41轉速線。軸上用點A代表電動機轉速，在軸v上標出12級轉速的 數值。最低轉速n = 45r/min與軸V交點標上E。由轉速圖可看出A 點和E點相鄰大約10格，表示總降速比大約為10。擬定轉速圖的一項主要工作是分配降速傳動比。首先，確定中間 軸的B、C、D三個點的位置，其中AB和DE代表兩對定比傳功副的 降速比，BC和CD代表兩個變速組的最大降速比。取軸 I、II間的降 速比大約為，軸II、III間的降速比為2,軸III、IV間降