机械系统设计期末考试题.docx
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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
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