2013机械系统设计期末考试题要点

2013天津商业大学机械系统设计期末考试复习题
一：填空题
1.机械系统由若干装置、部件和零件组成的系统。

（1）、从实现系统功能角度看只要包括下列一些子系统：动力系统、传动系统、执行系统、操纵系统和控制系统。

（2）、从“流”的观点出发，将机械系统分为物料流系统、能量流系统、信息流系统
2.设计任务的类型：开发性设计、适应性设计、变型设计
3.设计任务的来源：指令性设计任务、来自市场的设计任务、考虑前瞻的预研设计任务。

4.自动机械的工作循环时间由哪几部分组成？
工作循环时间Tp=基本工艺时间Tk+空行程时间Td+等待停留时间To
5.常用的几种步进运动机构：棘轮机构、槽轮机构、蜗形凸轮机构、不完全齿轮机构
6.棘爪安装角：棘齿面正压力方向线与齿端和轴心的连线之间的夹角β为棘爪安装角。

7.棘爪进入啮合应满足：棘轮齿对棘爪的反作用产生的力矩能使棘爪进入啮合。

棘爪在
两个力F和N的作用下,产生两个力矩Mn和Mf,当Mn>Mf时，棘爪进入啮合。

由N*Lsinβ>F*Lcosβ,又存在：F*Lcosβ= N*f*Lcosβ,可得到tgβ≥f=tgγ因此得：β≥γ,即安装脚大于摩擦角。

考虑齿面的倾斜角δ=0~10°，安装角
βˊ=10~22°。

8.槽轮机构的结构形式：平面外槽轮、平面内槽轮、空间球面槽轮。

以外槽轮为例，主要由曹轮（主动轮）、拨销盘（转臂、拨销、锁紧弧——从动轮）组成9.槽轮啮合时速度和加速度的变化特征：W=λ(cosφ-λ/1-2λcosφ+λ²)W0。

（W为槽
轮的角速度，W0为槽轮的角加速度。

）
10.几种托盘升降机构的形式和特点：
1）、滑道式托盘升降机构；
（1）、机构形式；圆柱凸轮机构；升程时凸轮升角；下降时凸轮升角
（2）、特点；结构简单；易挤坏瓶子
2）、压缩空气式；（1）、机构形式；上升时；
下降时；
（2）、特点；a.不会挤坏瓶子，压缩空气伸缩性；b.下降速度慢
3）、综合式；上升用压缩空气，下降用凸轮机构，综合两者有点。

11.外联传动链和内联传动链的构成；
（1）、外链传动链——机械的主轴或分配轴与动力源（电机、液压、气压等）的链接。

主要有分级变速和无级变速两种结构形式；
（2）、内链传动链——运动和功率的传递，确保执行机构的协调动作；要求严格的速比，如车床（主轴与丝杠），滚齿机（滚刀与工件）。

12.机械系统的工作载荷按作用形式分为几种：（1）拉伸压缩载荷，弹簧类；（2）弯
曲载荷，悬臂梁结构；（3）扭转载荷，传递扭矩的轴类件；
13.工业机械手的组成部分：执行机构（执行），驱动机构（传动+驱动电机），控制系
统（传动），机座（控制）
14.工业机械手的坐标形式和运动方式；
（1）、直角坐标形式，X、Y、Z方向的移动
（2）、圆柱坐标形式；X方向的移动、Z方向的移动和绕Z轴的转动
（3）、球坐标式；X方向的平移，Y、Z轴方向的转动
（4）、关节式；肩关节，大臂俯仰；肘关节，小臂俯仰；大臂回转。

二、简答题
1.了解反应式步进电机的工作原理及三相三拍通电方式。

2、了解三相异步电动机的特殊转矩，了解电机的过载能力。

3、了解液压泵、液压马达、气泵和气压马达的功能特点和用途。

（1）液压泵是将原动机输出的机械能转换为工作液体的压力能。

按结构形式分为：齿轮泵、叶片泵、柱塞泵；按输出油量是否可调节分为：定量泵、变量泵
（2）液压马达是将液压能转换为机械能，并带动负载旋转的液压部件。

按结构形式分为：齿轮马达、叶片马达、柱塞马达；按额定转速分为：高速液压马达、低速液压马达 (3)气压泵是将原动机输出的机械能转换为工作气体的压力能. 结构形式分为：齿轮泵、
叶片泵、柱塞泵；按输出油量是否可调节分为：定量泵、变量泵
（4）气压马达是将压缩空气的压力能转换为机械能，作用与液压马达类似。

分为：叶片式、齿轮式、柱塞式；额定转速分为：高速液压马达、低速液压马达
4、了解机器的磨损和寿命曲线。

（1）、磨损寿命：磨损发生在具有相对运动的零部件，如轴
承、齿轮、机床导轨等，磨损破坏零部件的配合尺寸和强度，
磨损量超过允许极限时，导致设备的失效。

使机器零件丧失
精度，而影响机器的使用寿命和可靠性。

（2）、典型的磨损过程：正常磨损过程分三个阶段，配合
间隙S－时间t变化的磨损曲线见右图。

1．第Ⅰ阶段磨损方程：Δt1时间很短，在寿命计算中省略。

2．第Ⅱ阶段磨损方程：基本是一段直线，这一段直线的斜
率tgα为磨损速度，也就是磨损强度。

磨损曲线达到B
点，标志设备磨损寿命终结。

3．简化的磨损方程：Δt1≈0，磨损曲线简化为下面形式，S0≈Smin，磨损寿命
T≈Δt2。

三、分析题
1、棘轮机构调节方式；对于可调节的间歇运动机构，能说明图中各零件的名称和作用。

（1）、调节方法；a.改变摆杆的摆角，调节曲柄O1A，（拧丝杠螺母）或O2B的长度，可改变棘轮的动程回转角φ的大小。

b.改变棘爪每次推过齿数，利用遮板1遮住棘轮动程内的若干个齿，使棘爪只能在φ1角度内推动棘轮，遮板位置由定位销3插在扇形板2的相应孔中固定。

故棘轮回转角φ1可在0 ~φ之间调节。

2、掌握槽轮机构的结构形式，多拨销的存在条件及导出方法。

（1）、槽轮机构的结构形式：平面外槽轮、平面内槽轮、空间球面槽轮。

以外槽轮为例，主要由曹轮（主动轮）、拨销盘（转臂、拨销、锁紧弧——从动轮）组成。

（2）多拨销存在的条件及导出
3、掌握两个机构的时间同步化设计，对于给定机构的运动循环图，能确定机械（如打印机）可能的循环时间，当给定Δt时，能完成机构同步化设计，画出同步循环图。

四、综合题
1、常见的横向纠偏装置，简述其实现纠偏的原理。

（1）、张力纠偏（2）、电动纠偏
2、对于离心式水泵，当采用泵轴连接方式驱动时，如何确定电机轴上的负载功率。

原动机传给泵的功率应该有一定的余量，因此经验做法是电机配备功率大于泵轴功率。

3、卷料供料机构的构成；掌握至少两种送料机构的工作原理，能导出基本参数应满足的条件。

（1）卷料供料机构主要包括：送进装置、定量装置、刹车装置、调位装置
（2）卷料送进装置常用形式有：杠杆式、钩式、钢球式、滚珠式
A.钩式送料机构：
工作过程：事先在工件两边冲孔，做搭边用。

杠杆2由连杆3拉动；送料机构1向右拉工件，向左滑过工件；为防止工件后退，用弹簧5压住，或弹簧7顶住定位销8.
B.钢球式进料系统：
C．滚轮式送进装置。