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科目机械系统设计班级姓名学号时间燕山大学试卷 密 封 线 共8 页 第 1 页 题号一10分二20分三15分四25分作业20分实验10分总分100分分数一、填空(10分)1、现代机械从实现系统功能角度来看,主要包括的子系统有:动力系统、传动系统、执行系统、及控制系统。2、系统的特性有:整体性、相关性、环境适应性3、机械系统设计的一般过程包括:计划,外部系统设计,内部系统设计,。4、操纵系统主要分为人为操纵系统、主力操纵系统、液压操纵系统和。5、在人力操纵机构设计时,如果采用手杆操作,其操作力不宜超过。6、按动力机驱动执行机构数目分类,传动系统可以分为的传动系统,集中驱动的传动系统和联合驱动的传动系统。7、总体参数一般包括生产能力、尺寸参数和动力参数。8、执行系统的功能主要有:夹持、分度和转位、检测、施力。9、从人体力学的角度考虑机械系统设计时,应注意的问题有:尽量减少静态施力和。10、三相异步电动机按转子结构分类分为电动机和绕线型电动机。二、简答(20分)1、简述总体布置设计的总体要求(5分)。燕山大学试卷 密 封 线 共8 页 第 2 页 2、操作系统设计的主要要求是什么?(5分)3、人机工程学的定义。(5分)燕山大学试卷 密 封 线 共 8 页 第 3 页 4、简述互锁机构的定义,并叙述下图中机构的互锁原理。(5) 图(a) 图(b)燕山大学试卷 密 封 线 共 8页 第 4 页 三、叙述题(15分) 1、 参考下图,请叙述双停歇摆动机构的工作原理。(6分)1-曲柄; 2-连杆;3-扇形板;4-齿圈;5-齿轮燕山大学试卷 密 封 线 共 8页 第 5 页 2、设计带式制动器时,以下两种方案哪个更为合理,为什么?(4分) 燕山大学试卷 密 封 线 共 8页 第 6 页 3、比较下图中破碎机上增力机构的两种布置形式哪种更合理,为什么?(5分) 燕山大学试卷 密 封 线 共 8页 第 7 页 四、计算题(25分)1、根据工作条件决定选用=26的两个角接触球轴承代号7207AC(旧代号46207),“面对面”安装,如下图所示,工作中有中等冲击,取fp=1.5,转速n=1800rpm,已知两轴承的径向载荷分别为R1=3390N,R2=1040N,轴向载荷Fa=870N,作用方向指向轴承1。试确定其工作寿命。(已知该轴承e=0.7;Cr=29KN;A/Re时,径向载荷系数X=1、Y=0; A/Re时,径向载荷系数X=0.41、Y=0.85,其中A为轴向载荷)(10分)向心推力轴承的派生轴向力S的计算公式圆锥滚子轴承向心推力轴承360004600066000S=R/0.8ctgS=0.4RS=0.7RS=R燕山大学试卷 密 封 线 共 8页 第 8 页 2、已知某种管制品变速传动系统中,电机转速为1400r/min,工作主轴转速n=45250r/min,变速级数为6级,请设计传动系统。(15分) 燕山大学试题标准答案院(系): 机械工程学院 教研室: 机械设计 考核课程: 机械系统设计 09 学年 (春、 秋) 季学期考核类型:闭卷 开卷 涂卡 考核专业年级: 06机设 命题教师: 曹秒艳 答题教师: 曹秒艳 一、填空1、操纵系统;2、目的性;3、制造和销售;4、气压操纵系统;5、150N;6、独立驱动;7、运动参数;8、搬运;9、尽量发挥较大肌肉力;10、笼形;二、简答1、简述总体布置设计的总体要求1) 保证工艺过程的连续和流畅;2) 降低质心高度、减小偏宜、工作稳定;3) 保证机械系统的精度指标;4) 充分考虑产品的标准化、规格化、系列化和今后发展的要求;5)结构紧凑,层次分明;6)操作、调整、维修方便;7)造型美观、装饰宜人。 2、操作系统设计的主要要求是什么?1) 操纵轻便省力;2) 操纵行程适当;3) 操纵件定位可靠;4) 操纵系统的反馈迅速准确;5) 操纵系统应有可调性;6) 操纵方便舒适;7) 操纵安全可靠。 燕山大学试题标准答案 共 4 页 第 1 页 3、人机工程学定义 研究人在什么环境条件下才能最好地发挥作用的科学称做“工程心理学”;研究如何使人满足系统设计的要求、准确可靠地执行操作任务的科学称做“人机工程学”。两者统称做“人机工程学”。4、 简述互锁机构的定义,并叙述下图中机构的互锁原理。 互锁机构使操纵系统在进行一个操作动作时把另一个操作动作锁住,从而避免机械发生不应有的运动干涉,保证在前一执行件的动作完成后才可使另一执行件动作。图 (a)为两个手柄轴上各装有一个带缺口的圆盘,图中所示位置只能左面的一个转动,只有两缺口相对时,才能转动两个轴中的任意一个。图(b)为两轴上环形槽相对时为原始位置,即可移动其中任意的一根轴。当移动其中一根轴时,钢球被推入另一根轴上的环形槽内,使该轴被锁住。三、叙述题1、曲柄1转动时,通过连杆2使扇形板3摆动。3上有可滑移的齿圈4。图示位置,当3顺时针方向转动时,挡块4推动齿圈4与齿轮5逆时针方向转动。当3逆时针方向回摆时,齿圈在3上滑移,而齿轮5停歇不转,直至齿圈接触挡块5后,才推动齿轮5作顺时针方向转动。3再次变向摆动时,轮5同样也有一段停歇时间。故这种机构具有双侧停歇的待性。改变l可调整停歇的时间。2、(a)方案更好。如图(a)所示,操纵力作用在制动带的松边操纵力F所产生的制动带衬紧力为F,制动轮作用于制动带上的摩擦力方向与F一致,有助于制动,在同样大小的F时可获得较大的制动力矩。而图(b)所示的操纵杠杆作用于制动带的紧边,教要求产个相同的制动力矩,则制动带的拉紧力F必须加大,所需要的操纵力F也增大,而且由于作用于制动带上的摩擦力方向与F相反,减小了制动力矩,将使制动不平稳,所以设计时应使拉紧力F作用于制动带的松边。故(a)方案由于(b)方案。3、(b)更为合理。在图 (a)中,偏心轮绕固定点B转动时,带动活动额板AE摆动,产生增力作用。动颚板与固定颚板靠近量下大上小,上部不能获得较大破碎功;在图(b)中,这种机构的动颚板装于连杆上,当偏心心轮绕固定点A转动时,动颚板作平面复合运动。动颚板与固定颚板靠近量下小上大,上部能获得较大破碎功,破碎效果好。故(b)更合理。燕山大学试题标准答案 共 4 页 第 2 页四、计算题1、根据工作条件决定选用=26的两个角接触球轴承代号7207AC(旧代号46207),“面对面”安装,如下图所示,工作中有中等冲击,取fp=1.5,转速n=1800rpm,已知两轴承的径向载荷分别为R1=3390N,R2=1040N,轴向载荷Fa=870N,作用方向指向轴承1。试确定其工作寿命。(已知该轴承e=0.7;Cr=29KN;A/Re时,径向载荷系数X=1、Y=0; A/Re时,径向载荷系数X=0.41、Y=0.85,其中A为轴向载荷)解:(1)由题中条件求出派生轴向力: S1=0.7R1=0.73390=2373NS2=0.7R2=0.71040=728N(2)求轴承的计算轴向力: 由于Fa+S2=870+728=1598S1=2373 故A1=S1=2373N A2=S1-Fa=2373-870=1503N (3)对于本轴承,e=0.7则:故当量动载荷P的径向载荷系数与轴向载荷系数分别为:轴承1:X1=1、Y1=0;轴承2:X1=0.41、Y1=0.85;(4)计算当量动载荷P1=fp(X1R1+Y1A1)=1.5(13390+0)=5085NP2=fp(X2R2+Y2A2)=1.5(0.411040+0.851503)=2555.9N(5)计算寿命:对于求轴承=3,题中未强调环境温度故温度系数ft=1。2、已知某种管制品变速传动系统中,电机转速为1400r/min,工作主轴转速n=45250r/min,变速级数为6级,请设计传动系统。解:(1)确定结构式 采用两个变速组,根据传功顺序应“前多用少”,结构式为63(1) 2(3)。燕山大学试题标准答案 共 4 页 第 3 页(2)确定传动链中是否需要定比传功副 执行机构的转速都比电动机转速低,属于降速传动链,总降速比:,由于齿轮的最大降速比为4,则至少需要三对降速传动副。根据总体布置的需要,电动机和变速箱之间要用一级带传动。(3)拟定转速图传动系统由两个变速组和两对定比传动别组成,共有5根轴线。画5条等距线代表5根轴线,白左至右依次标上I、II、III、IV。 I为电动机铀,v为输出轴。由已知条件知道所需变速范围R=n6n125045=5.6,相应的公比为6-15.6,即=1.41。设系统的最大变速级数为z,则小nmin6-1nmax得: , 画12条等距水平线表示转速线。轴上用点A代表电动机转速,在轴v上标出12级转速的数值。最低转速n145rmin与轴V交点标上E。由转速图可看出A点和E点相邻大约10格,表示总降速比大约为10 。拟定转速图的一项主要工作是分配降速传动比。首先,确定中间轴的B、C、D三个点的位置,其中AB和DE代表两对定比传功副的降速比,BC和CD代表两个变速组的最大降速比。取轴I、II间的降速比大约为,轴II、III间的降

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