(机械制造行业)机械系统设计第一章

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《机械系统设计》课件

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目录
• 机械系统概述 • 机械系统设计基础 • 机械系统中的常用机构 • 机械系统中的传动装置 • 机械系统中的控制系统 • 机械系统设计实例分析
01
机械系统概述
机械系统的定义与分类
总结词
机械系统是由若干相互联系、相互作用的零部件,按照一定的规律和要求组成的整体,具有特定的功能和运动形 式。根据不同的分类标准,机械系统可以分为多种类型。
制器。
调节器
根据反馈信号和设定值 ,调整控制信号,使系
统输出达到设定值。
控制系统的设计方法
解析法
实验法
通过建立数学模型,分析系统的稳定性、 响应速度和误差等性能指标,设计控制器 和调节器。
通过实验测试系统的性能指标,调整控制 器和调节器参数,以达到最优性能。
仿真法
人工智能法
通过建立系统仿真模型,模拟系统的动态 特性和性能指标,优化控制器和调节器参 数。
详细描述
在机械系统的设计过程中,应充分考虑用户需求和使用条件,确保系统具有完善的功能 和性能。同时,要注重优化系统结构,简化设计,降低制造成本和维护成本。此外,还 要保证系统的安全性和可靠性,防止意外事故的发生。最后,要注重系统的经济实用性
,为用户提供性价比高的机械系统。
02
机械系统设计基础
机械系统设计的基本流程
凸轮机构
总结词
实现精确的运动规律控制
详细描述
凸轮机构由凸轮和从动件组成,通过凸轮的旋转运动,可以精确控制从动件的位 移、速度和加速度等运动规律,广泛应用于自动化生产线、仪器仪表和轻工等领 域。
齿轮机构
总结词
实现高效的动力传递和运动转换
详细描述

第一章绪论机械系统设计PPT课件

第一章绪论机械系统设计PPT课件
工程的方法对合格的零部件进行科学组合、合理匹配的结果) 6)面对市场和考虑企业自身发展;
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一、机械系统设计的任务及设计类型
机械系统设计的分类大致可以分为三类: 1) 完全创新设计 2) 适应性设计 (适应新要求) (继承设计) 3) 变异性设计 (适应某方面有所变更的要求)(变型设计)
完全创新设计:所设计的产品是过去从没有过的全新产品。此类 设计的特点是只知道新产品的功用,但对确保实现该功能应采用 的工作原理及结构等问题完全未知,没有任何参考资料。
3
学习目的
1)从系统的角度认识机械系统并开展机械系统的总体设计; 2)引入现代设计方法和理论的基本概念; 3)掌握机械系统中典型子系统的分类、组成、设计方法; 4)掌握利用以前学到的关于机械系统设计有关的基础知识,根据 特定的功能来设计机械系统,这是这门课的核心内容; 5)明确如何判定一个设计方案是否是优秀的方案的原则。
汽车中的机械系统
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四、机械系统的地位与作用(机器人)
机器人中的机械系统
机器人设计包括机械结构设计,检测传感系统设计和控制系统设 计等,是机械、电子、检测、控制和计算机技术的综合应用。
下面以工业机器人为例,介绍机器人的一般组成、各部分作用以 及机械手的一般结构。
19
哈工大爬壁机器人
18世纪瑞士 的写字偶人
“落后的高质量的产品”
6
机械学/机械学的主要任务/机械学的研究对象
机械学是对机械进行功能综合并定量描述及控制其性能的基 础技术科学。
机械学的主要任务:把各种知识、信息注入到设计中,加工 成机械制造系统能接受的信息,并加工出合乎设计要求的产品的 过程。
机械学的研究对象: 1) 机械工程中图形的表示原理和方法 2) 机械运动中的运动和力的变换与传递规律 3) 机械零件与构件中的应力、应变和机械的失效 4) 机械中的摩擦行为 5) 设计过程中的思维活动规律及其设计手段 6) 机械系统与人、环境的相互影响等

机械系统设计第1章绪论

机械系统设计第1章绪论
质量事故、70%的生产成本都与设计有关。
机械系统设计
第一章 绪论
1.1 机械系统设计课程的目的和任务
一、从系统的观点出发
从系统的观点出发,内部机械系统设计与外部机械系 统设计相结合。
1.设计时应考虑整体系统和各子系统之间的关系,不 能只考虑零部件的工作状态和性能,应在满足系统整 体工作状态和性能最好的前提下确定各零部件的基本 要求及它们之间的协调统一。 分清重要零件和次要零件,重要零件重点设计; 好的零部件不见得能组成最好的系统,追求系统整体 性能最优。
2.环境保护 三废:废水、废气、垃圾。 防尘、防爆、放毒、防暑降温。采光、采暖、通风。
1.2 系统概述
一、系统的概念 系统就是具有特定功能的、相互间具有有机联系的要
素所构成的一个整体。 系统功能是指系统对外部环境联系的效能和有利的作
用,系统结构是指系统内部各要素相互联系的方式和 作用秩序。 系统是由要素组成的,要素是系统的最基本的单位, 是系统存在的基础。
1.3 机械系统概述
一、机械与机械系统 机械
由两个或两个以上要素组成的、能产生确定机械运动、 完成把施加的能量变为有效功的装置。 机械系统 由各个机械基本要素(零件、构件、机构、机器等) 组成的,用以完成所需动作,实现机械能变换的系统。
1.3 机械系统概述
二、机械系统的能量流、物质流和信息流 能量流
1.1 机械系统设计课程的目的和任务
(二)衡量可靠性的指标
1.可靠度R(t):寿命时间内不发生故障或失效的概率; 2.失效概率F(t):寿命时间内发生故障或失效的概率; 3.失效率λ(t):产品工作到某一时间后,单位时间内
发生故障或失效的概率;1%103h, 1%106h,Fit=%109h;

机械系统设计绪论

机械系统设计绪论
35
二、合理确定系统功能 树立市场观念,以社会需求和为用户服务作为最基本 出发点。 产品的价值: V = F(产品的功能) / C(产品的成本) 为提高产品的价值,一般采取五种措施: 1)增加功能,成本不变; 2)功能不变,降低成本; 3)增加一些成本,得到更多的功能; 4)降低一些功能,以便降低更多的成本; 5)增加功能,同时降低成本。(最理想的、也是最困 难的,产品的价值系数的提高在很大程度上取决于设 计。)
13
啤酒灌装压盖工序
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15
16
钢板型钢抛丸清理机
17
2、系统的特性
1)整体性----最重要和最基本的特性。
系统是由若干个要素构成的统一体,虽然各要素
具有各自不同的性能,但它们结合后必须服从整体
功能的要求,相互间必须协调和适应,如车床。
2)相关性----系统内部各要素之间是有联系的。
3)目的性----系统完成特定功能,排除或减小有害的干扰。
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在设计的每个阶段都应进行价值分析,采用多种方案
进行经济比较,取得最佳方案。
应遵循保证基本功能(用户直接要求的功能)、满足使
用功能、剔除多余功能、增添新颖功能、恰到好处地
利用外观功能的原则,降低成本,提高功能价值。
37
三、提高可靠性 可靠性是衡量系统质量的一个重要指标。 可靠性是指系统在规定的条件下和规定的时间内完成 规定功能的能力。 当缺乏可靠性计算的设计变量分布特性和数据时,可采 取下述措施:
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从流的观点出发,将机械系统划分为物料流系统、 能量流系统、信息流系统和机械运动系统。其构 成如图所示。
28
29
2)能量流系统
能源可分为自然能源和人工能源两类。
产生能量的资源3031三、现代机械系统的功能要求 对于普遍的机械系统产品的功能要求大致为: 1、运动要求 如速度、加速度、转速、调速范围、行程(位移)、 运动轨迹等; 2、动力要求 包括传递功率、转矩、力、压力等; 3、可靠性和寿命要求

哈工大王黎钦机械设计课件-第1次课_第一章 绪论、第二章 机械及机械零件的设计基础-刘星斯维提整理

哈工大王黎钦机械设计课件-第1次课_第一章 绪论、第二章 机械及机械零件的设计基础-刘星斯维提整理

教学过程的安排
1) 学习环节分配 大课46学时;习题课2学时;实验课12学时; 大作业5个(计算说明书和图) 2) 成绩分布 大作业25分;实验15分; 期末考试60分 3) 注意事项 及时交大作业(布置后1周内) 缺任何一个教学环节不能参加期末考试 按照学习指南,提前两周预约实验 4) 每周一次答疑,一单元时间,时间待定
2、零件的工况条件和环境条件
3、零件的尺寸和质量
4、零件的结构和可加工性
5、零件的工艺性
6、材料经济性
7、材料供应状况
《机械设计》王黎钦教授 2005年9月
2.4 机械零部件设计的基本步骤
根据总体设计的要求, 选择零件的类型 根据机器的工作情况, 确定作用在零件上的载 荷,进行受力分析 根据失效分析,确定零 件的设计计算准则,并 进行理论设计计算 根据零件的工作条件及受力 情况,选择材料及热处理方 式,并确定其许用应力 根据计算结果,同时考虑零 件的加工和装配工艺等要求, 对零件进行结构设计 按国家标准绘制零件工作图。 并标注必要的尺寸、公差、 表面粗糙度及技术条件等
操作和控制系统
《机械设计》王黎钦教授 2005年9月
传动变速装置1 原动机 传动变速装置2 传动变速装置3
执行机构1 执行机构2 执行机构3
传动变速装置1 原动机 公共传动变速装置 传动变速装置2
执行机构1
执行机构2
原动机1 协调 控制 系统 原动机2 原动机3
传动变速装置1 传动变速装置2 传动变速装置3
《机械设计》王黎钦教授 2005年9月
1.2 课程的性质、地位和任务 课程性质:
技术基础课
实践性课程
课程地位:
主干课程 承前启后,为专业设计打基础

机械系统设计-第一章.doc

机械系统设计-第一章.doc

《机械系统设计》习题选集机械设计教研室第一章1.系统的概念。

2.系统的特点。

3.机械系统的特性。

4.从流的观点出发,机械系统的组成。

5.机械系统设计的特点。

6.机械系统设计的基本思想。

7.机械系统设计的一般过程。

第二章1.总体设计过程中应形成的基本技术文件。

2.设计任务的类型。

3.设计任务的来源。

4.试拟定播种、施肥机的设计任务书。

5.画出播种、施肥机的功能构成图。

6.试建立播种、施肥机的功能树。

7.形态学矩阵的概念。

8.试建立挖掘机的形态学矩阵,并根据总体方案确定的基本原则,确定几种合理的方案,并作简要说明。

9.机械系统方案评价的基本原则。

常用的评价方法。

10.在某机器设计中,有两种备选方案,为了确定选择哪个方案,组织了一个由20 位专家组成的评价小组用模糊综合评价法对两个方案进行评价。

已知:1)评价指标:产品性能(B1 )、可靠性(B2 )、使用方便性(B3 )、制造成本(B4)、使用成本(B5);每个评价指标划分为优、良、中等、较差、很差5个等级:0.9, 0.7,0.5,0.3,0.1;2)评价指标 B1、B2、B3、B4、B5 的权分别为:0.25、0.2、0.2、0.2、0.15; 3)投票结果如下表所示:11.总体布置的基本原则。

12.总体布置的基本形式。

13.试分析手扶拖拉机的总体布置方案。

14.机械系统常用技术参数及指标的类型。

第三章1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 物料流系统的基本概念。

物料流设计在机械系统设计中的重要地位。

物料流系统的组成。

简述常用存储子系统。

简述常用输送、搬运子系统。

简述六点定位规则。

夹紧装置的组成。

试结合生产实习中所见的一种物料系统,分析制造系统物料流系统的组成。

如图所示,某物料流系统设计时,要把工件从 A 工位送至B 工位,请提出你 9. 自己的设计方案。

注意:1)工件输送过程中姿态要求保持不变;E 工位第四章3. 4. 5. 6. 7.9.10.如何合理的选择伺服电机?11.什么是内燃机的有效燃油消耗率? 12.柴油机的三类工况。

机械系统设计概述(ppt 41页)

机械系统设计概述(ppt 41页)

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1.1.2 机械系统
传动系统的作用是把动力系统提供的动力和运动传递给
执行系统。
功能
增速或减速 变速 改变运动规律 或形式 传递动力
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1.1.2 机械系统
执行系统位于机械系统末端,直接与作业对象接触。
执行末端件: 11—可换夹爪
手爪平行开闭式机械手结构示意图 组成及运动关系
执行机构: 1、8—滑动齿条 9—滑动齿条导轨
2. 机械系统设计的特点
1) 特别强调系统的观点 不只考虑各零部件的工作状态和性能,
不能追求局部的最好,而应该在满足系 统整体工作状态和性能最好的前提下, 确定各零部件的基本要求及它们之间协
2) 机械系统与外部环境相互调和的统作一用。和影响
a. 外部环境对机械系统的作用和影响 b. 机械系统对外部环境的作用和影响
2. 系统技术设计
1)总体设计
分析和确定系统目的与要求,选择工作原理、设 计总体方案,对可行的各候选方案进行分析比较, 确定最佳系统方案,并进行总体布置设计,必要 时可进行前期试验。
2)技术设计

分系统进行子系统的选型和设计,计算和确定 主要尺寸,绘制部件装配图和总图,必要时进 行中期试验
3)工作图设计
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1.2.1 机械系统设计的基本思想与特点
1. 机械系统设计的基本思想
卡诺
《谈谈火的动力和能发动这种动力的机器》
机械系统 (热机) 设计时,不应追求局部最优 (燃料的经济 性) ,而应该追求整体的最优 (燃料的经济性加上可靠性、 强度、寿命、尺寸等综合性能) 。
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1.2.1 机械系统设计的基本思想与特点
1) 整体性
系统是由各要素按一定的要求和结构组织起来的整体, 这个整体获得了各个孤立的要素所不具备的新质和新功 能。整体性是系统所具有的最重要和最基本的特性。

机械制造及自动化专业毕业论文--抓握式灵巧手主手机械系统设计

机械制造及自动化专业毕业论文--抓握式灵巧手主手机械系统设计

摘要本文设计并优化了一种五指输入的鼠标型抓握式灵巧手主操作手。

灵巧手可用于太空探索、核能开发、医疗器械等人难以适应的极端和精密微操作环境中以替代人手作业。

主操作手是灵巧手系统中用于测量人手运动位姿并实现力反馈的触感交互装置。

我们从电脑鼠标获得启示,设计一种符合人手操作习惯,小巧、简单的主操作手。

它的每根手指具有三个自由度,每个自由度都能实现力反馈。

这种装置的指根关节采用杠杆原理实现,由直流电机驱动钢丝拉动手指后端实现力反馈。

指尖关节采用滚球鼠标传动原理设计,通过控制一个球套环逐渐抱紧滚球,增大滚动阻力实现力反馈。

最后,运用ADAMS软件对主手的静力学和动力学特性进行了仿真分析,依此优化设计方案。

关键词:五指灵巧手,触感交互装置,结构优化设计,ADAMSAbstractIn this paper, the design and optimization of a five-fingered mouse-shaped dexterous hand master is proposed. The dexterous hands are applied for tasks that are difficult for human to execute, such as dexterous micro operation and operation in extreme environments: space exploration, nuclear energy development and medical device. The dexterous hand master, as a haptic interface,can measure movement of the operator and display force feedback. From the idea of the computer mouse, we designed a simple compact master hand which is adapted to the human hand. It is manipulated on the desk. Each finger of this device has three DOF with feedback in three directions. The root joint of this device is designed in the use of leverage and its force feedback is transmitted from the DC motor through a rotation link. Front finger part of the device is designed based on the principle of ball mouse. We use a spherical ring wraps a ball. The rolling resistance, as the force feedback on the joints, increases with the contraction of the ring.Finally, we simulate the statics and dynamics of this device using ADAMS. The optimization of the design is based on the results of the simulation.Key Words:Dexterous hand; Haptic interface device; Structural optimal design; ADAMS目录摘要 (1)Abstract (2)第一章引言 (4)1.1 灵巧手系统的发展概况 (4)1.2 灵巧型触感装置的介绍 (6)1.2.1 穿戴型主操作手例说 (7)1.2.2 桌面型主操作手例说 (9)第二章抓握式灵巧手主手的设计概述 (10)2.1 设计综述 (10)2.2 灵巧手主手设计任务 (10)第三章抓握式灵巧手主手的设计 (12)3.1 简介 (12)3.2 灵巧手主手指根关节设计 (12)3.2.1 指根关节工作原理 (13)3.2.2 指根关节的具体设计 (13)3.3 灵巧手主手指尖关节设计 (15)3.3.1 指尖关节设计方案 (15)3.3.2 指尖关节的力反馈单元设计 (17)3.3.3小结 (20)第四章主手的仿真分析 (22)4.1 ADAMS软件介绍 (22)4.2 指尖机构的仿真分析 (22)4.2.1 指尖机构的仿真建模与任务 (22)4.2.2 指尖机构的仿真过程 (23)4.3 手指架的仿真分析 (25)4.3.1 手指架的仿真建模与任务 (25)4.3.2 手指架的仿真过程 (26)4.4 仿真小结 (28)第五章总结与展望 (29)参考文献 (30)致谢..................................................... 错误!未定义书签。

机械系统设计

机械系统设计

按价格形式确定功能评价值:
FD(Ii BP)
式中:D----用户在现有条件下认可的价值,可通过 市场预测方法获得;
Ii----产品的预期利润和税金; BP----单位产品销售费用。 V=1,说明现实成本C与实现功能的最低费用F相等; 如V<1,说明现实成本C高于最低费用F 如V>1,应将最低费用F提高为显示成本C,使V=1
连续运动—间隙运动 旋转运动—直线运动 匀速运动—变速运动 (4)传递动力,供给执行系统完成任务所需的功率、转矩或力。
(四)操控系统
操作系统和控制系统用于协调动力、传动、 执行系统,保证准确完成整机功能的装置 。
操作系统----通过人工实现上述要求的装置 。包括起动、离合、制动、变速、换向等
控制系统----通过经由人工操作或检测元件 获得的控制信号,经控制器使控制对象改 变其工作参数或运行状态的装置。
生命周期成本由生产成本和使用成本构成
生产成本由直接成本和间接成本两部分构成
直接成本----研究与设计、材料及采购、加工和装配等 与生产直接有关的成本;
间接成本----管理、销售和佣工、广告、租赁、公用事 业、保险、福利和奖励、研究和发展、专利、利息 等分摊到该产品的成本。
生产成本加利润、税金则为销售价格。
三、提高可靠性 可靠性是指产品在规定的条件下和规定的时间内完成 规定功能的能力。是衡量产品质量的一个重要指标。 所谓产品是泛指单独进行研究和实验考核的对象,可 以是零件、部件、装置或是整机系统。 (一)衡量可靠性的指标
(1)可靠度R(t) 指产品在规定条件下和规定时间内完 成规定功能时不发生故障或失效的概率。
三、系统分解 平面分解,分级分解或是两者兼有的分解 (1)分解数和层次应适宜 (2)避免过分复杂 的分界面 (3)保持能量流 (4)了解系统分解 与功能分解的关联 及不同

机械系统设计ppt课件

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3. 液压马达
液压马达是把液压能转变为机械能的动力装置,常用的有 齿轮式、叶片式和柱塞式。主要优点是可获得很大的动力或转 矩, 通过改变油量来进行无级调速,能快速响应,操作控制简单, 易实现复杂工艺过程的动作要求。缺点是要求有高压油的供给 系统,液压系统的制造装配要求高,否则易影响效率和运动精度。
(5)锥齿轮传动机构宜布置在高速级。大直径、大模数的锥 齿轮加工较困难,应尽量安排在高速级,并限制传动比的大小, 以减小锥齿轮的直径和模数。
(6)开式齿轮传动机构宜布置在低速级。开式齿轮传动机构工 作环境较差,不利于润滑,磨损严重。
28
3. 传动比的分配
传动系统各级传动比分配得是否合理,关系到传动系统的 外廓尺寸是否紧凑,零件之间是否会干涉以及安装是否方便等。 每一级传动比应在各类传动机构的合理范围内选取,当齿轮传 动链的传动比比较大时,通常应采用多级齿轮传动。
各种传动的传动比常用值
平带传动 i =24,最大5
③ 利用电动
电 机和电气 气 装置实现 传 的传动。 动
21
2、按传动比和输出速度的变化情况分
定传动比
齿轮传动、带传动、链传动、
恒定 蜗杆传动、螺旋传动,
不调速的电力、液压及气压传动
有级变速

传 动
无级变速

周期性变速
恒定 带塔轮的带传动,滑移齿轮变速箱
可调 电力、液压传动中的有级调速传动
机械无级变速器,磁粉离合器
6
机械系统方案设计的设计思想
机械系统机械系统的方案设计除了需要丰富的实 践经验和扎实的理论知识,更需要科学的设计思想和 方法,需要设计者具有现代设计的观念、系统工程的 观念和工程设计的观念。其主要思想如下:

机械系统设计_总体设计(一)

机械系统设计_总体设计(一)
第一步:明确设计要求 第二步:功能分析
总功能:建立黑箱模型 总功能分解 第三步:功能元求解 第四步:功能元解的组合 第五步:评价与决策:(评价表)
明确任务 总功能 功能元
功能元解 功能原理方案 最佳功能原理方案
黑箱法 功能树 创造法 形态学矩阵 评价法
习题与思考 作业P59:2、3、4;
§2.1 机械系统的功能原理设计
一、功能的定义及其分类
1.定义:功能是系统必须实现的任务,或者说是系
统具有转化能量、运动或其他物理量的特性。
2.分类:
基本功能
必要功能
功能
附加功能
非必要功能
功能与产品
产品是功能的实现形式,企业通过产品设计来满 足用户的需要。
整体功能
功能部件
……
功能部件
元件功能 元件功能
②“放大、缩小”功能元——是指各种能量、信号 向量(如力、速度)、物理量的放大和缩小及物 料性质的缩放(如压敏材料电阻随外压的变化 等);
(1)物理功能元
物理功能元反映系统中能量流、物料流及信息流的基 本物理动作。
③“合并、分离”功能元——是指包括能量流、物料 流及同一性质或不同性质的信息流在数量上的结 合或分离;
功能元是能直接从技术效应(如物理效应、化学效 应等)及逻辑关系中找到可以满足功能要求的最小 单位。
机械设计中常用的基本功能元有物理功能元、数学 功能元和逻辑功能元。
(1)物理功能元
物理功能元反映系统中能量流、物料流及信息流的 基本物理动作。
①“变换”功能元——包括各种类型能量之间的转 变、运动形式的转变、材料性质的转变、物态的 转变及信号种类的转换等;
“黑箱法”是指只知道输入量和输出量而不知道其 内部结构的表述设计任务的一种模式。

《机械系统设计》幻灯片课件

《机械系统设计》幻灯片课件

4.滚珠丝杠副的安装
(1)支承方式的选择 为了保证滚珠丝杠副传动的刚度和精度, 应选择合适的支承方式,选用高刚度、小摩擦力矩、高运转 精度的轴承,并保证支承座有足够的刚度。
支承形式 一一端端固固定定 一一端端游自动由 两((端FF--O固S))定
(F-F)
简图
特点
11..同需结F构保-S简持的单螺1 母与两端支承同轴,故结构较复杂, 2工2..若丝艺轴杠较承的困轴无难向间刚隙度,比丝两杠端的固轴定向低刚度为一端固定 的 23.丝4倍杠的轴压向杆刚稳度定和性F和-O临相界同转速都较低
三、其它传动机构
1.同步齿形带传动机构
利用齿形带的齿形与带轮的轮齿依 次相啮合传递运动和动力。
❖ 能方便地实现较远中心距的传动; ❖ 传动过程无相对滑动,平均传动比较准确,传动精度高; ❖ 齿形带的强度高,厚度小,重量轻,可用于低速及高速传动; ❖ 带无需特别张紧,作用在轴和轴承的载荷小,传动效率高。 ❖ 在数控机床、工业机器人等伺服传动中得到广泛应用。
特点:结构简单,制造方便。但径向尺寸较大,弯管端部容易 磨损。
螺旋槽式 在螺母3的两个孔内装上反向器,引导滚珠通过螺母 外表面的螺旋凹槽形成滚珠循环路。
特点:径向尺寸较小,工艺也较简单。
端面回珠式 在螺母两端面装上反向器进行回珠。
➢ 可分为螺旋槽式、插管式和端盖式三种
29
a)插管式外循环方式 1.压板 2.弯管(回珠管)3.螺母 4.滚珠
3.双片薄齿轮错齿调整法
调节两薄片齿轮l、 2的相对位置,达到 错齿以消除齿侧间 隙,反向时也不会 出现死区。
特点:齿侧间隙可自 动补偿,但结构复 杂。
(二)斜齿轮传动机构
1.垫片调整法
在两薄片斜齿轮1、2中间加 垫片3,改变两薄片斜齿轮 之间的轴向距离,使薄片斜 齿轮1、2的螺旋线错位。
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《机械系统设计》习题选集
机械设计教研室
第一章
1.系统的概念。

2.系统的特点。

3.机械系统的特性。

4.从流的观点出发,机械系统的组成。

5.机械系统设计的特点。

6.机械系统设计的基本思想。

7.机械系统设计的一般过程。

第二章
1.总体设计过程中应形成的基本技术文件。

2.设计任务的类型。

3.设计任务的来源。

4.试拟定播种、施肥机的设计任务书。

5.画出播种、施肥机的功能构成图。

6.试建立播种、施肥机的功能树。

7.形态学矩阵的概念。

8.试建立挖掘机的形态学矩阵,并根据总体方案确定的基本原则,确定几种合理的方案,并作简要说明。

9.机械系统方案评价的基本原则。

常用的评价方法。

10.在某机器设计中,有两种备选方案,为了确定选择哪个方案,组织了一个由20位专家组成的评价小组用模糊综合评价法对两个方案进行评价。

已知:
1)评价指标:产品性能(B1)、可靠性(B2)、使用方便性(B3)、制造成本(B4)、使用成本(B5);每个评价指标划分为优、良、中等、较差、很差5个等级:0.9,0.7,0.5,0.3,0.1;
2)评价指标B1、B2、B3、B4、B5的权分别为:0.25、0.2、0.2、0.2、0.15;
3)投票结果如下表所示:
评价指标
评价等级(A方案)评价等级(B方案)
优良中等较差很差优良中等较差很差
B110 4 4 2 0 8 6 4 2 0
B210 4 2 4 0 8 4 4 2 2
B38 4 4 2 2 8 4 4 2 2
B48 4 4 4 0 6 4 4 4 2
B58 6 4 2 0 6 4 4 6 0
11.总体布置的基本原则。

12.总体布置的基本形式。

13.试分析手扶拖拉机的总体布置方案。

14.机械系统常用技术参数及指标的类型。

第三章
1.物料流系统的基本概念。

2.物料流设计在机械系统设计中的重要地位。

3.物料流系统的组成。

4.简述常用存储子系统。

5.简述常用输送、搬运子系统。

6.简述六点定位规则。

7.夹紧装置的组成。

8.试结合生产实习中所见的一种物料系统,分析制造系统物料流系统的组成。

9.如图所示,某物料流系统设计时,要把工件从A工位送至B工位,请提出你自己的设计方案。

注意:1)工件输送过程中姿态要求保持不变;
2)需要给出方案简图。

第四章
1.简介机械系统能量流理论。

试结合机械工作过程的能量损失论谈一谈曲柄压力机设计中的动力机容量选择问题。

2.试分析起重机的载荷构成。

3.什么叫编谱?编谱的要求是什么? 4.常用的循环计数方法。

5.什么叫动力机的机械特性?
6.三相异步电机的固有机械特性与人为机械特性。

7.画出三相异步电机的固有机械特性曲线图,并在图上表示出:
1) 起动点A (起动转矩为Q T ); 2) 额定工作点B(额定转矩为N T ); 3) 同步转速点H ;
最大转矩点P 和'P (电机的最大转矩为m T ,回馈制动的最大转矩为'm T 8.以反应式步进电机为例说明其工作原理。

9.直流电机按励磁方式不同可分为哪几种? 10.如何合理的选择伺服电机? 11.什么是内燃机的有效燃油消耗率? 12.柴油机的三类工况。

13.某提升机,卷筒直径为D ,起升重量为W ,吊具重为W1,提升速度V ,加速时间10s ,稳速提升时间50s ,减速时间12s ,停歇时间10s ,假定折算到动力机轴上的转动惯量为J ,其它重量及阻力均不计,试画出其工作负载图,转速变化图,加速度变化图及动力机的负载图(要求有计算过程)。

14.各举一例,说明能量流系统的布局形式,并做简要分析。

第五章
1.简述传动系统的功能和要求。

2.简述传动系统的组成。

3.安全保护装置应如何布置?
4.什么是传动系统的转速图?拟定转速图时应注意什么? 5.滚珠丝杠传动的特点。

6.简述执行系统的功能。

7.执行系统设计应满足哪些基本要?
8.什么是工作循环图?绘制工作循环图时应注意哪些问题?
9.微位移系统时常用的驱动单元有哪些?
10.常用的微位移机构有哪些?
11.简述操纵系统的功能、要求、组成及分类
12.简述操纵系统设计参数确定的一般过程。

13.什么是助力操纵系统?举例说明其特点。

14.结合机床的微量进给装置说明电热式微驱动装置工作原理。

15.图示为一圆盘印刷机的结构简图,已知其动要求是:1)油墨先定量送至墨盘2,墨盘作间歇转动,使墨辊1蘸墨时能较均匀地得到供墨;2)墨辊沿墨盘面和铜锌板面4上下运动,完成蘸墨和刷墨动作;3)放有白纸的压印板3绕一固定点A来回摆动,其工作行程终点使用使白纸与涂有油墨的铜墙铁壁锌板压合,完成印刷工艺。

当空回行程时便可取出成品。

试画出其工作循环图(示意图)。

16.已知某设备所用电机转速为1440rpm,工作主轴转速n=60~190rpm,变速级数为6级,电机与变速箱之间用一级带传动。

1)计算公比φ(已知公比φ标准系列:1.06,1.12,1.26,1.41,1.58,1.78,2);
2)计算系统总级数Z;
3)拟定结构式,画转速图
第六章
1.信息流系统有哪些环节组成?试画出其结构模型并作说明。

2.控制系统的基本要求有哪些?
3.工业控制微机系统的组成及基本要求。

4.传感器的静态特性。

5.简述传感器的选用原则。

6.监控系统的组成。

7.典型闭环控制系统有哪些基本环节组成?各有什么作用?
8.简述现代控制理论的主要研究领域。

9.什么是数字直接控制?试画出其控制系统原理图。

10.数控系统的分类与功能。

11.试根据本书第三章所给出的实例工艺过程的分析,给出其信息流系统的设计方案。

第七章
1.布置操纵人年时应注意哪些因素?
2.如何布置显示装置?
3.试从人机工程学观点分析汽车驾驶室的布置设计。

4.引起机械系统的噪声的原因。

5.简述机械系统噪声控制的途径、程序及一般原则。

6.衡量机械系统噪声常用的物理指标有哪些?
7.表达振动量的绝对单位制及相对单位制。

8.振动控制的技术途径。

9.什么是主动隔振?什么是被动隔振?
10.隔振主要是控制振动系统的哪三个参数?三者各有什么作用?
11.常见的机械基础的结构型式有哪几种?各有什么特点?
12.基础常用隔振器有哪些布置型式?各有什么特点?
13.如何衡量隔振器的隔振效果?
第八章
1.什么是专家系统?专家系统的作用是什么?
2.简述现代虚拟样机仿真分析的目的与意义。

3.专家系统的结构。

4.常用的知识的表达方法
5.试总结出三条齿轮传动设计的知识,并用规则的方法表达。

6.对于不确定性(或具有模糊性)的知识,专家系统如何进行处理?
7.简述机械系统设计专家系统的控制策略。

8.简述专家系统的两级推理结构。

9.机械系统、模型、仿真三者之间的关系。

10.从不同的角度出发,系统仿真如何分类?
附综合设计题
1.试进行水果分选机的原理方案设计和结构方案设计。

2.试进行回收后的牛奶瓶或啤酒瓶洗瓶机的原理方案设计和结构方案设计。

3.给出一种步进式送料机构的设计构思。

(本题可与相应的实验结合使用) 要求:应含有存储、送料、检验及检验后的分类处理等环节。

(以棒料为例) 4.图示为工厂中使用的虎钳,采用丝杆螺母机构,当
需要较大距离移动钳口时非常不便。

请针对这一问题
进行一种可实现快速进给的虎钳机构设计(原理方案
设计),画出其原理图。

5.试对于鸡蛋大小分级的分选机进行原理设计。

(请
至少提供两种方案,并简要说明实现方法)
6.根据对电子配钥匙机器的观察,对其作出原理构思并作出初步的结构设计。

请用结构简图画出你的设计来,要求准确的表达其功能特点,并附有文字说明。

7.图示一种可纵横开启的窗户,试构思一种机
构能满足这种窗户的功能。

请用结构简图画出你
的设计来,要求准确的表达其功能特点,并附有
文字说明。

8.试对捆箱器进行原理构思:
功能要求:能将编织带收紧、扎牢,使纸箱在搬
运中不至于松散,用于包装纸箱的捆扎。

设计要求:作出原理构思和初步的结构设计。

请用结构简图画出你的设计来,并
附有文字说明。

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