自动机械设计第二章习题

第二章自动机械设计原理
思考题
1. 什么是理论生产率？两类自动机械的生产率应如何计算？
2. 什么是实际生产率？第Ⅰ类自动机械的实际生产率应如何计算？
3. 提高自动机械生产率有哪些途径？
4. 采用工艺分散原则的目的是什么？
5. 在选定工艺方案时，有哪些工艺问题需要考虑？
6. 什么是工艺原理图？它有什么用处？
7. 什么是自动机械的工作循环？什么是执行机构的运动循环？两者之间有什么关系？
执行机构的运动循环一般包括哪几个阶段？
8. 循环图有哪三种形式？各有何特点？
9. 自动机械循环图的用途是什么？
10. 三面切纸机的推杆、主压板、测刀、前刀四个机构有哪些同步点？哪些同步点与纸
叠的厚度有关？为什么？哪些同步点与构件的运动速度有关？为什么？
练习题
1. 某味精包装机，在一个班（8小时）内连续运转，共生产25g小包装味精480kg，试
计算其理论生产率Q T（包/min）和工作循环时间T P（s）。

2. 已知电阻自动压帽机的电动机转速为1440r/min，经皮带和蜗杆蜗轮两级减速后到分
配轴，总减速比为48。

分配轴每转一转生产一个产品。

该机在一个工作班（8小时）停机16次，每次平均3min，试计算该机的理论生产率Q T和实际生产率Q P。

3. 搪瓷口杯生产自动线属于同步顺序组合自动线，其理论生产率Q T＝30个/min，但该
自动线在8小时内，一次成型机停车5次，每次平均3 min；二次成型机停车4次，每次平均2 min；切卷机停车3次，每次平均4min；压光机停车2次，每次平均5min。

试计算该自动线的实际生产率Q P。

4. 汽水自动灌装机，灌装瓶位50个，工作台转速3 r/min。

灌装机在8小时内装瓶停顿
40次，每次平均6个空瓶位。

试计算灌装机的理论生产率Q T和实际生产率Q P。

5. 某50头液位灌装机，根据工艺要求，灌装时间为T′K=15s。

若灌装角αP＝270°，
问该机理论生产率Q T可达多少瓶/min？若提高生产率可采用什么方法？
6. 钻孔自动机的工艺原理如图（a）所示，它由三个主要机构推杆1、压紧板2和钻削
头3所组成。

各执行机构的运动循环如图（b）所示。

试通过同步化设计，画出该自动机的工作循环图（各对同步点运动错位余量Δφ均取10°）。

7. 塑料带捆扎机加热器机构1和压紧机构2的运动循
环分别为T P1＝t k1 + t s1 + t d1 + t01；T P2 = t k2 + t s2 + t d2 +
t02，其中t k1＝t d2＝0.2s，t k2＝t d1＝0.3s，t s1＝t s2＝0.5s。

塑料带被加热后，加热器机构1经0.1 s的时间退出
塑料带所在区域（即A→B），在加热器机构1退出B
点后的0.05s时间内，压紧机构2必须压紧塑料带。

要求：
（1）绘制两机构的运动循环图；
（2）若不考虑塑料带的厚度，绘制自动机的工作
循环图，并计算T P、t01和t02。

8. 已知捶打机构，设M点为干涉点，两个机构的位移图已分别表示出有关的时间区段。

假设捶打机构连续工作，各有关的Δt都是1s，试画出两个捶打机构的工作循环图，并计算T P及允许的上下料时间。

9. 某包装机由推杆1、上折纸板2、下折纸板3和工位框4来完成以下操作：
（1）推杆1将工件推入工位框4后立即返回，行程S1＝100mm，往返时间都是1s；（2）上折纸板2折纸到位后停留0.3s后再返回原位，行程S2＝70mm，往返时间都是0.7s；
（3）下折纸板3折纸到位后停留0.3s后再返回原位，行程S3＝80mm，往返时间都是0.6s。

已知三个机构均选用等速运动规律，上、下折纸板的厚度均为5mm，各机构的原始位置如图所示。

如不考虑工位框和包装纸的运动，要求：
（1）绘制三个机构运动循环的同步图；
（2）设各同步点的时间错移量Δt＝0.1s，画出三个机构的工作循环图；
（3）求生产率Q T=？件/min。

10. 图为某自动机械的送料和转位机构，由推杆1、推杆2和间歇运动转盘3来完成以下操作：
（1）推杆1将工件从位置Ⅰ推到位置Ⅱ后，停留0.35s，作为工件左行的导轨面，升程0.4s，回程0.2s；
（2）推杆1将工件从位置Ⅱ推到位置Ⅲ后立即返回，升程0.6s，回程0.3s；
（3）转盘3带工件转过一个分度后停止，转位时间为0.3s。

已知推杆1、2均选用等速运动规律，各机构原始位置及机构的位移量如图所示。

要求：
（1）绘制三个机构运动循环的同步图；
（2）令各同步点的时间错移量Δt＝0.05s，画出工作循环图；
（3）试计算该自动机械的理论生产率Q T。

11. 某上料装置将输送带上的已粘有两个小片的工件用前冲和后冲夹紧粘合，并同时送入上料器的空格中，由送料器送往下一工位。

工作过程如下：当上料器静止时，前冲穿过空格与同时到达的后冲一起静止夹压工件0.2s；然后二者夹持工件左行，当工件到达空格正中位置时，后冲返回，前冲继续左行回原位，而工件就留在空格内；这时上料器移动一个间距，当下一空格到达时，重复上述过程。

装置各机构的原始位置如图所示，已确定的参数如下：
（1）前冲左行、右行的速度均为100mm/s；
（2）上料器转位时间为0.25s；
（3）后冲左行速度为100mm/s，右行速度为150mm/s。

要求：
（1）画出三个机构的同步图；
（2）设Δt＝0.05s，画出工作循环图，并求理论生产率Q T；
（3）试求小片被压紧、粘合的总工艺时间T K。

说明：
（1）暂不考虑前、后冲宽度的影响，即假设宽为20mm；
（2）前、后冲静止夹压工件0.2s处不再考虑Δt，即认为前、后绝对同时接触工件，静止0.2s后一起左行。

12. 纸盒包装机的折纸板1、2、3、4的原始位置及所折的纸盒尺寸如图所示，折叠工艺过程及参数为：
（1）折纸板1和2同时相向等速前行，用0.5s前进142mm，然后立即以等加速等减速运动规律用0.4s回到原位；
（2）折纸板3用0.4s等速前进120mm，然后用0.3 s返回原位；
（3）折纸板4用0.4s等速前进120mm，然后用0.3 s返回原位。

设纸盒盖被折之前都呈铅直状态，根据试验得知折纸板在接触盒盖后在0.05s内就可完成90º折弯。

折纸板4一离开纸盒边缘，即可进行卸料，然后第二个纸盒上料，卸料和上料共需时0.41s，要求：
（1）绘制折纸板1、2、3、4的同步图；
（2）设各对同步点Δt＝0.05s，绘出工作循环图，并求循环时间T P。

第11题图
第12题图
13. 课程中讨论的电阻自动压帽机例题中，夹紧和压帽两个机构都装有弹簧，夹紧
力和压帽力都是弹簧力，已知条件调整如下：
（1）送料机构：机构行程22mm，进料行程0.5sec，工位停留0.3sec，返回行程0.5sec，各段行程均为等速运动。

（2）夹紧机构：机构行程18mm，其中3mm是弹簧变形量，机构上端接触电阻体时弹簧开始压缩。

整个工作行程用时0.4 sec，工位停留时间待定，
返回行程0.4sec，各段行程均为等速运动。

（3）压帽机构：快进行程8mm，用时0.4sec；慢压行程8mm，其中6mm是弹簧变形量，弹簧开始压缩即意味着实际压帽工艺的实施，整个慢压行
程用时0.6 sec，慢压行程结束后机构立即返回，返回行程用时0.5sec，
各段行程均为等速运动。

（4）各对同步点处的时间错移量Δt均取为0.1 sec。

试绘出送料、夹紧和压帽三个机构的工作循环图，并求工作循环时间T P。