机电 机械设计 之4
机电学校机械设计基础期末考试试题
第一章概论一、填空题1、在完整的机构中由三类构件组成，分别为、和机架。
2、机械装置中是运动的单元体，是制造的单元体。
3、机械零件由于某种原因丧失正常工作能力称之为。
4、机器和机构总称为。
二、简答题1、机械零件常见的失效形式有哪些?2、机械零件常用的材料有哪些？第二章平面机构的运动简图及自由度一、填空题1.构件的自由度是指。
2.两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为副，它产生个约束，而保留个自由度。
3.机构中的运动副是指。
4.机构具有确定的相对运动条件是原动件数机构的自由度。
5.在平面机构中若引入一个高副将引入______个约束，而引入一个低副将引入_____个约束，构件数、约束数与机构自由度的关系是。
6.在平面机构中，具有两个约束的运动副是副，具有一个约束的运动副是副。
7.机构中的复合铰链是指；局部自由度是指；虚约束是指。
二、选择题1.有两个平面机构的自由度都等于1，现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构，则其自由度等于。
(A) 0；(B) 1；(C) 22.原动件的自由度应为。
(A) 1；(B) +1；(C) 03.在机构中原动件数目机构自由度时，该机构具有确定的运动。
(A) 小于；(B) 等于；(C))大于。
4.计算机构自由度时，若计入虚约束，则机构自由度就会。
(A) 增多；(B) 减少；(C) 不变。
5.构件运动确定的条件是。
(A)自由度大于1；(B) 自由度大于零；(C) 自由度等于原动件数。
6．车轮在导轨上移动时，车轮与导轨间构成。
(A)转动副(B)移动副(C)高副7．当机构的自由度数F大于原动件数目时，机构_________.。
(A)具有确定运动(B)运动不确定(C)构件被破坏三、（1）指出下列各图示机构中是否具有复合铰链、局部自由度和虚约束。
（2）计算图示机构的自由度。
（3）判定机构是否具有确定的相对运动。
1、2、3、4、5、6、7、8、第三章平面连杆机构一、填空题1、铰链四杆机构基本类型分为、、和。
机电一体化系统设计-概论
三大“目的功能”
1。变换功能 2。传递功能 3。储存功能
系统的目的功能
系统内部功能
• 主功能 • 动力功能 • 检测功能 • 控制功能 • 构造功能
机电一体化系统设计
课程介绍
第一章。概论 第二章。机械系统设计 第三章。检测系统设计* 第四章。驱动系统设计 第五章。接口技术 第六章。控制系统设计* 第七章。机电一体化系统设计典型实例
（机器人）
参考书
• 郑堤 等主编。 机电一体化设计基础（机械工业出版社） • 李成华 等主编。 机电一体化技术（中国农业大学出版社） • 刘杰 等主编。 机电一体化技术基础与产品设计（冶金工业
是由日本人通过截取英文机械学(Mechanics) 的词头和电子学(Electronics)的词尾组合在 一起而创造出来的一个新的英文名词.这一名 词最早出现在1971年日本的<机械设计>杂志副 刊上,后来随着机电一体化的发展而被广泛引 用
机电一体化的含义
日本<<机械振兴协会经济研 究所>>于1981年提出的解释:“机 电一体化乃是机械的主功能、动 力功能、信息功能和控制功能上 引进微电子技术,并将机械装置 与电子装置用相关软件有机结合 而构成系统的总称.”
• 直到70年代初，日本人对机电一体化的 长期实践和最新应用成果加以系统的概 括和总结，才形成一个比较完整的机电 一体化概念。此后由于大规模集成电路 技术和微型计算机技术的迅速发展，使 得机电结合的形式更加灵活，内容更加 丰富，应用更加广泛，因而在以机械工 业为主的传统产业中引发了一场大规模 的机电一体化技术革命。
机械设计制造及其自动化专业
机械设计制造及其自动化专业专业介绍本专业以机械设计与制造为基础，融入计算机科学、信息技术、自动控制技术等学科,运用先进设计制造技术理论与方法，以实现产品智能化的设计与制造，培养具有较强的技术应用能力、先进工程意识和合作创新精神的应用型高级工程技术人才,毕业生较系统地掌握现代机械设计制造基础理论和专业知识，可在装备制造领域从事机械产品的设计与智能化制造、技术运用与改造、生产运行管理等方面工作.合格毕业生颁发工学学士学位.主要学习课程：机械制图、机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、流体力学、微机原理与接口设计、电工电子学、控制工程基础、自动化技术、数控技术、CAD/CAM、先进制造技术、互换性与技术测量、机电液一体化系统设计等。
我们领你看专业Q1、机械设计制造及其自动化专业的培养目标及基础课程有哪些？本专业培养具备机械设计、制造及其自动化基础知识和专业知识，能在工业生产第一线从事机械工程及其自动化领域内的技术、经营和管理的，具有综合素质、创新精神和专业技术能力的应用型高级专门人才.本专业主要学习机械设计与制造的基础理论，学习微电子技术、计算机技术和信息处理技术的基本知识，受到现代机械工程师的基本训练。
开设的专业基础课程设有：画法几何、机械制图、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、流体力学、电工技术、工程材料、金属工艺学、微机原理、互换性原理与测量技术、测试技术、控制工程基础、机械CAD/CAM、数控技术及应用等。
Q2、机械设计制造及其自动化专业有何特色？机械设计制造及其自动化是工学中机械大类的一员，该专业是一个以机械结构的设计、加工、制造为基础，融入自动控制技术、信息技术、计算机科学技术的交叉专业，也是一个业务领域宽、知识范围广的宽口径专业。
学生通过学习与实践,可以运用先进设计制造技术的理论与方法，解决现代工程领域中的复杂技术问题,以实现机电产品智能化的设计与制造.Q3、机械设计制造及其自动化专业有什么样的学科背景？随着微电子技术、信息技术、计算机技术、材料技术和新能源技术等高新技术与机械设计制造技术的相互交叉、渗透、融合，使传统意义上的机械设计制造技术在原有基础上得到了质的飞跃,形成了当代的先进设计制造技术，与传统的机械设计制造技术相比既有继承，又有很大发展。
机械设计课程设计二级展开式直齿圆柱齿轮减速器(全套图纸三维)
（1）. 传动 装置总传动 比 （2）. 分配 传动装置各 传动比
由[1]327 页中表 8-184 选常用的同步转速为1000 r min 的 Y 系列电动 Υ132Μ1− 6 ，
其满载转速为 nω = 960 r min 。
nω =960r min
总传动比： i = nm = 960 = 13.40 nω 71.62
对于两级展开式圆柱齿轮减速器，一般按齿轮浸油润滑要求，即各级大齿轮直径相近
i = 13.40 i1 = 4.19
的条件分配传动比，因此，速器高速级和低速级的传动比分别取 i1 = 4.19 ，i2 = 3.2 。 i2 = 3.2
3. 计 算 传 动装置的 运动和动 力参数
（1）. 各轴 转速的计算
（3）. 确定 电动机转速
卷筒轴作为工作轴，其转速为：
nω
=
6 × 10 4Vm πD
=
6 ×104 ×1.5 π × 400
= 71.62 r
min
nω = 71.62r min
-4-
2. 计算传 动装置的 总传动比 和分配各 级传动比
传动装置总传动比：按[1]11 页中表 2-3 推荐的各传动机构传动比的二级展开式圆柱齿
×
0.97 2
=
0.89
故 Ρo = Ρω KW = 4.63KW = 5.20KW
η
0.89
Ρo = 5.20KW
因载荷平稳，电动机额定功率 Ρm 只需略大于 Ρ o 即可。按[1]327 页中表 8-184Y 系列
闭式三相异步电动机技术数据，选电动机的额定功率为 Ρm =5.5kw
Ρm =5.5kw
= 9550 ΡI nI
= 9950 5.07 = 50.44N ⋅ m 960
机械制造装备设计课后习题答案
1-1 为什么说机械制造装备在国民经济开展中起着重要的作用？制造业是国民经济开展的支柱产业，也是科技技术开展的载体及使其转化为规模生产力的工具与桥梁。
装备制造业是一个国家综合制造能力的集中表现，重大装备研制能力是衡量一个国家工业化水平与综合国力的重要标准。
1-2 机械制造装备与其他工业化装备相比，特别强调应满足哪些要求？为什么？柔性化精细化自动化机电一体化节材节能符合工业工程要求符合绿色工程要求1-3 柔性化指的是什么？试分析组合机床、普通机床、数控机床、加工中心与柔性制造系统的柔性化程度。
其柔性表现在哪里？柔性化有俩重含义：产品机构柔性化与功能柔性化。
数控机床、柔性制造单元或系统具有较高的功能柔性化程度。
在柔性制造系统中，不同工件可以同时上线，实现混流加工。
组合机床其柔性表现在机床可进展调整以满足不同工件的加工。
1-6．机械制造装备的机电一体化表达在哪些方面？可获得什么好处？答：机械制造装备的机电一体化表达在：其系统与产品的通常构造是机械的，用传感器检测来自外界与机器内部运行状态的信息，由计算机进展处理，经控制系统，由机械、液压、气动、电气、电子及他们的混合形式的执行系统进展操作，使系统能自动适应外界环境的变化，机器始终处于正常的工作状态。
采用机电一体化技术可以获得如下几方面功能：1，对机器或机组系统的运行参数进展巡查与控制；2，对机器或机组系统工作程序的控制；3，用微电子技术代替传统产品中机械部件完成的功能，简化产品的机械构造。
1-7 对机械制造装备如何进展分类？加工装备：采用机械制造方法制造机器零件的机床。
工艺装备：产品制造是用的各种刀具、模具、夹具、量具等工具。
仓储运输装备：各级仓库、物料传送、机床上下料等设备。
辅助装备：清洗机与排屑装置等设备。
1-8工业工程指的是什么？如何在设计机械制造装备时表达工业工程的需求？答：工业工程是对人、物料、设备、能源与信息能组成的集成系统进展设计，改善与实施的一门科学。
机电一体化系统设计试题-2答案
习题二答案2-1、如何保证机电一体化系统具有良好的伺服特性？ξ<0.8的欠阻尼系统，既能保证在系统设计时，应综合考其性能指标，阻尼比一般取0.5<振荡在一定的范围内，过渡过程较平稳，过渡过程时间较短，又具有较高的灵敏度。
设计机械系统时，应尽量减少静摩擦和降低动、静摩擦之差值，以提高系统的精度、稳定性和快速响应性。
机电一体化系统中，常常采用摩擦性能良好的塑料——金属滑动导轨、滚动导轨、滚珠丝杠、静、动压导轨；静、动压轴承、磁轴承等新型传动件和支承件，并进行良好的润滑。
转动惯量对伺服系统的精度、稳定性、动态响应都有影响。
惯量大，系统的机械常数大，响ξ值将减小，从而使系统的振荡增强，稳定性下降；惯量大，会使系统的固有应慢。
惯量大，频率下降，容易产生谐振，因而限制了伺服带宽，影响了伺服精度和响应速度。
惯量的适当增大只有在改善低速爬行时有利。
因此，机械设计时在不影响系统刚度的条件下，应尽量减小惯量。
应尽量减小或消除间隙，目前在机电一体化系统中，广泛采取各种机械消隙机构来消除齿轮副、螺旋副等传动副的间隙。
2-2、机电一体化对机械系统的基本要求是什么？机电一体化系统的机械系统与一般的机械系统相比，除要求较高的制造精度外，还应具有良好的动态响应特性，即快速响应和良好的稳定性。
2-3、机电一体化机械系统的三大主要机构是什么？〔1〕传动机构、〔2〕导向机构、〔3〕执行机构2-4 机械一体化系统中伺服机构的作用是什么？伺服控制系统是一种能够跟踪输入的指令信号进行动作，从而获得精确的位置、速度及动力输出的自动控制系统。
机械传动是一种把动力机产生的运动和动力传递给执行机构的中间装置，是一种扭矩和转速的变换器，其目的是在动力机与负载之间使扭矩得到合理的匹配，并可通过机构变换实现对输出的速度调节。
在机电一体化系统中，伺服电动机的伺服变速功能在很大程度上代替了传统机械传动中的变速机构，只有当伺服电机的转速范围满足不了系统要求时，才通过传动装置变速。
机械电子工程设计中的技术要点
机械电子工程设计中的技术要点摘要：国民经济的快速发展，让国内很多产业领域有了更多发展空间。
其中，机电工程设计中的技术水平不断提升，原因在于该领域密切关系国内各个行业的业务发展，对国内的现代化建设有重要作用。
文章主要对机电工程设计中的技术要点展开探讨。
关键词：机械电子；工程设计；技术要点1引言科学技术的发展推动了不同行业的智能化运行趋势，机械电子工程项目作为高新技术的代表，具有深远的社会意义。
在不同国家，都开始对机械电子集工程设计项目展开深度挖掘和调研，研究和投入也逐渐增大。
我国近几年将机械电子工程视为新兴高科技产业，是提高全民素质和国际竞争力的重要措施，需要相关部门结合实际情况建立健全更加有效的技术管控措施。
2现代机械工程设计机械设计的最终目标是为了满足人们现实生活中所需，体现在实际运用中的功能。
让机械产品更加的富有创新性和强大的功能，符合现代化科技进程，实现低成本高效率的优势特征。
传统的机械工程设计中，会受到现实条件的很多因素的影响，并且在很多的方面都会存在一定的约束性。
传统机械工程设计过程中，需要通过大量的数据进行严苛的计算与分析之后才能将数据进行确定，但是依旧不能较为准确的保证数据的精确程度，在机械工程设计中，任何一个微小的数据都可能导致整个设计的瘫痪，所以很容易导致整体的设计不够严谨。
另外，在传统的机械工程设计中，很多方面的设计都是通过设计人员的主观意识进行设计，凭借自己多年的经验和能力进行设计，所以在对质量的高效和生产合理等多个方面都无法达到较为理想的效果。
与传统的机械工程设计不一样的是，现代机械工程设计充分利用现代先进的科学技术并与之融合，完美的避免了传统机械工程设计中的不足。
比如对计算机技术的运用，在某些数据的分析过程中，利用相关的物理学和数学等方面的科学知识，利用计算机技术进行更加精准的分析。
从较为主观的传统机械工程设计，逐渐向以现代先进科技技术为基础的现代化机械工程设计进行转变。
2019.9 人机工程学 案例2：机电产品的人机设计
着重考虑产品的 宜人性设计。
注重细节设计，
整体风格突出。
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2. 国内同类产品状况
基本停留在满足使用功能的阶段：“为内部 的机芯加个罩壳，样子过得去，可以用就行 了”，设计含量少。
由于产品加工粗糙，形态感觉较为粗陋， 陈旧。
造型设计以直线形为主，较为呆板，缺乏 时代感。
位置过低，需要操作者蹲下耙出废屑，费力。 工作灯和工件加工位置有一定距离，不能完全发
挥其照明作用，位置突兀，破坏整体和谐性。 采用敞开式防护罩，不少部件暴露在外，安全性
差, 显得杂乱无章，给操作者带来不良的心理影响， 同时不能将废屑，粉尘，飞溅的冷却液及噪声等都 封闭在防护罩之内。
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用者的操作习惯及心理习惯，与他们的工作环境相协
调。
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1.功能分析
功能是关于产品的工作的描述，在设计中它的作
用既是设计思维的要素又是必须物化的要素。产品功
能是工业产品和使用者之间最基本的一个关系。人们
在使用一件产品的过程中，经由功能而获得需求的满
足。
没有功能，形式就无从产生。美和实用应当吻合
高性能的主轴和伺服传动系统，其机械传动结构大大
简化，结构简洁紧凑，完全可以拥有一个美观而富现
代感的外形。
CK6430由于是通过计算机控制刀具运行轨迹，
外形可以是全封闭的，不但不会影响操作，还会增加
机床的安全性。这为设计提供了较大的发挥空间。然
而由于机械产品不同于一般消费品，其外形不宜过于
华丽时髦和蔼新奇，而应符合其功能属性，并符合使