2013机械系统设计期末考试题.

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