机械系统设计复习题

1.系统是指具有特定功能的、相互间具有有机联系的许多要素构成的一个整体。

2.机械零件是组成机械系统的基本要素，部件、装置是组成机械系统的子系统。

3.系统四个特性：整体性、相关性、目的性、环境适应性

4.选择动力机时，应全面考虑现场的能源条件，执行系统的机械特性和工作制度，机械系统的使用环境、工况、操作和维修，机械系统对起动、过载、调速及运行平稳性等要求，并应有良好的经济性和可操作性。

5.传动系统主要功能：减速或增速、变速、改变运动规律或形式、传递动力

6.各种机械的功能要求大体可归纳为：1）运动要求2）动力要求3）可靠性和寿命要求4）安全性要求5）体积和重量要求6）经济性要求7）环境保护要求8）产品造型要求

7.机械系统设计时特别强调和重视从系统的观点出发，合理确定系统功能，提高可靠性，提高经济性，保证安全性。

8.根据价值工程原理，产品价值V、总共能F与成本C三者关系可用公式表示为V=F/C

9.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。可靠性是衡量产品质量的一个重要指标。

规定条件是指对产品进行可靠性考核时所规定的使用条件和环境条件。

规定时间是指对产品可靠性考核时所规定的时间，包括运行时间、应力循环次数、汽车行驶里程等，因为可靠性是时间的函数。

规定功能是指对产品考核的具体功能，产品规定功能的丧失成为失效，对丧失的规定功能可修复的产品其失效也称故障。

10.系统分解可以是平面分解，也可以是分级分解，或者是兼有二者的组合分解。

11.功能元是指组成总功能或分功能的具有确切功能的基本单元。

12.同级分功能组合起来应能满足上一级分功能的要求，最后组合成的整体应能满足总功能的要求，这种功能的分

解和组合关系称为功能结构。

1N.总体布置顺序：执行系统-传动系统-操纵系统，粗到细，简到繁。

13.传动系统的布置应考虑以下几点：1）简化传动链2）合理安排传动机构顺序3）注意传动系统润滑和密封的便

利性与可靠性。

1B.同时采用齿轮和蜗杆传动。传力为主，优先考虑蜗杆传动布置在高速级；传递运动为主，优先考虑蜗杆传动布置在低速级。结论：为提高降速传动链的传动精度，应尽可能增大传动链最后一级传动副的传动比。

1X.通常把转变运动形式的机构(凸轮)布置在传动链的低速端，带传动布置在高速端，链传动布置在低速端。

1C.传动链的传动精度（传动总误差）=（主动某副传动误差/该副传动比）+另一副的传动误差

14.总体主要参数包括：尺寸参数、运动参数、动力参数、性能参数。

1D.采用有级变速传动通常采用等比级数排列：1）可使变速系统在结构上易于实现且经济合理2）相邻两级转速的相对损失相等，在变速范围内对生产率的影响相同【Z级转速=（lgR/lgφ）+1】24.一般情况下，任何有限多个样本函数都无法恰当地代表一个随机过程，因此可用随机过程的一些数字特征如均值、方差、自相关函数等来描述其基本统计特征

25.自相关函数R(t)表示随机变量在时刻t的值与时刻（t+τ）时的值的乘积的平均值

26平稳随机过程若随机过程的统计特性不随时间变化，则该随机过程称为平稳随机过程，简称平稳过程或稳态过程。2A.各态历经随机过程一个平稳随机过程在任何时刻得到的样本都与在另一时刻得到的另一样本相同，则这种平稳随机过程为各态历经随机过程。

27、编谱的要求

1）选取的载荷子样必须具有典型性和代表性

2）使用编制的载荷谱进行疲劳计算或实验时，所得寿命能尽量接近实际机械的工作寿命

3）整个编谱过程可在计算机上进行，使大量的计算工作由计算机来完成

28、编制载荷谱的方法1）功率谱法2）循环计数法（峰值计数法、穿级计数法）3）幅程计数法4）雨流计数法

29、雨流计数法的计数规则1）雨流的起点依次从每个峰值或谷值开始，并沿其内侧往下流2）雨流在下一个峰值或谷值处下落，直到对面有一个比开始时的峰值更大或谷值更小的值时停止3）当遇到来自上面雨点时雨流也停止4）取出所有的全循环，把剩下的载荷峰谷值点连接成新的载荷历程，并按雨流的第二阶段计数法计算出循环数。对于记得的全部循环计算出他们的幅值

30、当三相异步电动机的固有机械特性不能满足工作机械要求时，常采用改变电动机某些参数以改变其机械特性的办法，所获机械特性称为三相异步电动机的人为机械特性

31内燃机的机械特性1负荷特性2速度特性3）万有特性。柴油机除上述各种特性外，还有调速特性、推进特性等. 3T.柴油机的负荷特性用来判断其在某一转速下的经济性，速度特性用来判断其动力性。

15.执行系统功能1）夹持2）搬运3）输送4）分度与转位5）检测6）施力7）完成工艺性复杂动作

1W.机械系统设计时把本身构成的系统称为内部系统，把人和环境构成的系统称为外部系统。

1Q.工作循环图在设计有多个需协同工作的执行机构时，首先需要按机械预定的功能和选定的工艺过程，把各机构的动作次序及时间用图形表示出来。这种表示各机构动作次序及时间的图形称为工作循环图。

绘制工作循环图前，首先要搞清楚各执行构件在完成工作任务时的作用和动作过程，运动或动作的先后次序、起讫时间和运动范围，有必要时还要给出他们的位移、速度和加速度，再根据上述运动数据绘制工作循环图。

绘制工作循环图时，应选择一个定标构件，通常以选择机械主轴或分配轴作为定标构件，因为这些轴的整周转数对应于机械的工作循环。

16.常用的变速装置有1）交换齿轮变速机构2）滑移齿轮变速机构3）离合器变速机构4）啮合器变速机构

17.对制动装置的基本要求是工作可靠，操纵方便，制动平稳且时间短，机构简单，尺寸小，磨损小，散热良好。

18.常用制动器的类型及特点1）带式制动器，结构简单轴向尺寸小操纵方便2）外抱块式制动器，宽度小动作灵敏可频繁操作散热良好，组装性能好维修方便3）内张蹄式制动器，结构紧凑外形尺寸小，散热好易密封4）盘式制动器，应用广泛适用于要求结构紧凑的场合5）磁粉制动器，体积小质量小，制动平稳

19.传动系统安全保护装置1）销钉安全联轴器2）钢珠安全离合器3）摩擦式安全离合器

20.离合器超速现象是指当一条传动线路工作时，在另一条不工作的传动路线上传动构件出现高速空转的现象。在两对齿轮传动比悬殊时，超速现象更为严重。

21.操纵系统主要由操纵件、执行件和传动件三部分组成。

22.操纵系统分类1）按操纵力的来源操纵系统可分为：人力操纵系统、助力操纵系统、液压操纵系统和气压操纵系统2）按操纵系统的传动方式操纵系统可分为：机械式操纵系统和混合式操纵系统3）按一个操纵构件控制的执行件数操纵系统可分为：单独操纵系统和集成操纵系统4）按操作操纵件的人体器官操纵系统可分为：手操纵系统和脚操纵系统5）除以上操纵系统外，还有其他操纵系统。

23.操纵系统的主要参数有操纵力、操纵行程和传动比。

24．给定环节、测量环节、比较环节、校正及放大环节和执行环节一起，组成了控制系统的控制部分，实现对被控对象的控制。

1）给定环节，是给出与反馈信号同样形式和因次的控制信号，确定被控对象“目标值”的环节。

2）测量环节，用于测量被控变量，并将被控变量转换为便于传送的另一物理量的环节。

3）比较环节，比较环节是将输入信号 X(s)与测量环节发出的有关被控变量 Y(s) 的反馈量信号 B (s)进行比较的环节。经比较后得到一个小功率的偏差信号 E(s) =X(s)-B(s) ，如幅值偏差、相位偏差、位移偏差等。4）校正及放大环节，为了实现控制，要将偏差信号作必要的校正，然后进行功率放大以便推动执行环节。

5）执行环节，执行环节是接收放大环节的控制信号，驱动被控对象按照预期规律运动的环节。

典型闭环控制系统方块图

25.黑箱：指仅知输入量和输出量而不知其内部结构的表达设计任务的一种模式，黑箱明确规定表示了设计任务的基本功能要求和主要约束条件。黑箱法解题过程：1）用黑箱法寻找总功能的转换关系2）总功能分解建立功能结构图3）建立功能结构图4）寻找原理解法和原理解组合

27.机械基础的结构形式主要有大块式、墙式和框架式三种。

28.三相异步电动机固有特性

1)起动点A，该点处n=0(转差率s=1)，M=Mst

2)空载工作点（也称同步转速点）H，该点处n=n0(s=0),M=0

3)额定工作点B，该点处M=M N,n=nN(S=S N)

4)最大转矩点P和P’，此时M=Mm，n=nm

26.支撑系统设计的四个量：