机械工程控制基础大作业(1)

哈尔滨工业大学·机电工程学院机械工程测试技术基础Ⅰ课程大作业设计人：段泽军学号：10院系：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：1208108：目录目录................................................................................ 错误!未定义书签。

题目一：信号的分析与系统特性 ............................... 错误!未定义书签。

机械工程测试技术基础课程大作业任务书............................................... 错误!未定义书签。

一，方波信号的数学表达式......................................................................... 错误!未定义书签。

1，方波信号的时域表达式 ........................................................................................ 错误!未定义书签。

2，时域信号的傅里叶变换 ........................................................................................ 错误!未定义书签。

二，频率成分分布情况................................................................................. 错误!未定义书签。

三，系统分析................................................................................................. 错误!未定义书签。

机械原理大作业范文摘要：机械传动是机械学中的基础内容之一，广泛应用于各个行业和领域。

本文将对机械传动的原理、类型以及应用进行系统的介绍和探讨。

首先介绍了机械传动的定义和作用，然后详细介绍了各种常见的机械传动类型，包括齿轮传动、皮带传动、链传动等，并分别对其工作原理进行了分析。

最后列举了一些机械传动的应用案例，证明了机械传动在现实生活中的重要性和广泛性。

一、引言机械传动是将动力从一个地方传递到另一个地方的机械装置。

它作为机械工程学的基础内容，广泛应用于工业、农业、建筑等各个领域。

机械传动具有传递力量的功能，并能实现运动的改变、平衡、变速等目的。

本文将对机械传动的类型、原理以及应用进行详细介绍。

二、机械传动的类型机械传动可以分为多种类型，常见的有齿轮传动、皮带传动、链传动等。

齿轮传动是利用齿轮间的啮合来传递扭矩和运动的一种传动方式，具有传动效率高、传动比稳定等优点。

皮带传动则是通过绕在两个轮子上的带子来传递力量，常用于需要减速的场合。

链传动与皮带传动类似，但是链传动的传动效率更高，扭矩传递更稳定。

三、机械传动的工作原理1.齿轮传动：齿轮传动采用齿轮之间的啮合来实现传动的目的。

主要通过齿轮的大小、齿数来调整传递的速度和扭矩。

其中，齿轮的齿数比称为传动比，可以实现速度的改变。

齿轮传动通常包括齿轮轴、轴承、齿轮齿廓等组成部分。

2.皮带传动：皮带传动通过绕在轮子上的带子来传递力量。

常见的皮带传动有平行轴带传动和交叉轴带传动。

通过调整轮子的直径和材料来改变传递效果。

皮带传动具有传递动力平稳、减震效果好的特点。

3.链传动：链传动与皮带传动类似，也是通过绕在轮子上的链条来传递力量。

链传动具有噪音低、传动效率高等优点，广泛应用于自行车、摩托车等交通工具中。

四、机械传动的应用1.工业应用：机械传动在工业制造中有广泛的应用。

例如，齿轮传动被广泛应用于机床、起重机械、输送设备等，实现力量的传递和工作的协调。

皮带传动常用于风机、泵等需要平稳传递动力的设备中。

“机械控制工程理论基础”课程教学大纲英文名称：Elements of Mechanical Control Theory课程编号：MACH3435学时：56（理论学时：40 实验学时：16 课外学时：20）学分：3适用对象：机械类、动力类本科生先修课程：高等数学，理论力学，电工电子技术使用教材及参考书：[1] 董霞、陈康宁、李天石.机械控制理论基础.西安交通大学出版社,2005.ISBN 7-5605-2041-3.[2] 董景新等.控制工程基础（第二版）.清华大学出版社，2003.ISBN: 9787302063872[3] [美] Katsuhiko Ogata著，卢伯英、于海勋译．现代控制工程（第三版）．电子工业出版社，2000.ISBN 7-5053-5395-0/TN.1247.一、课程性质和目的性质：专业基础目的：1．培养学生从动态和系统的角度建立机械系统数学模型的能力；2．培养学生对机械控制系统进行动态分析的能力；3．培养学生对机械控制系统的设计能力和综合能力；4．培养学生使用计算机仿真能力；5．培养学生系统分析能力和综合能力。

二、课程内容简介机械控制理论是研究“控制论”在“机械工程”中应用的科学，本课程主要介绍机械控制工程的基本概念、机电系统数学模型的建立、机电控制系统的时域分析和频域分析、机电控制系统的稳定性分析和机电控制系统的设计和校正。

通过课程教学和实验，培养学生对机电控制系统进行动态分析的能力和综合能力。

三、教学基本要求1．了解机电系统的数学模型并掌握基本的建模方法；2．掌握机电控制系统时域分析方法；3. 掌握机电控制系统的频域分析方法；4. 掌握机电控制系统稳定性分析方法；5. 初步掌握机械控制系统设计和校正方法。

四、教学内容及安排第一章：绪论1．理解“机械工程控制”的基本含义，本课程的特点，以及学习本课程的目的与任务；2．初步建立系统、反馈、控制、闭环系统等的基本概念。

机械工程师技术综合练习真题一、多轴联动系统的动态特性和控制方法在机械工程师的职业生涯中，多轴联动系统是一个非常重要的技术需求。

了解多轴联动系统的动态特性和控制方法对于机械工程师来说至关重要。

1. 动态特性多轴联动系统的动态特性指的是系统在各个轴向运动时的响应和稳定性。

在设计多轴联动系统时，需要考虑以下几个方面的动态特性：- 阻尼特性：阻尼特性影响系统的稳定性和响应速度。

合适的阻尼可以减小共振现象，并提高系统的响应速度。

- 刚度特性：刚度特性决定了系统的刚性和稳定性。

较高的刚度可以减小系统振动和变形，提高系统的定位精度。

- 跟踪误差：跟踪误差是指运动轨迹与期望轨迹之间的差异。

合适的控制方法可以减小跟踪误差，提高系统的运动精度。

2. 控制方法为了实现多轴联动系统的精确控制，机械工程师可以采用以下几种控制方法：- PID控制：PID控制是一种常用的反馈控制方法。

通过测量系统的输出与期望输出之间的差异，并根据差异的大小调整控制参数，实现系统的稳定和精确控制。

- 自适应控制：自适应控制是一种适应不确定性和变化的控制方法。

通过实时调整控制参数，使系统能够自动适应不同的工况和负载变化，提高系统的鲁棒性和控制性能。

- 模糊控制：模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制方法。

通过建立模糊推理系统，将输入变量与输出变量之间的关系进行模糊化处理，并进行模糊推理和模糊控制，达到精确控制的目的。

- 最优控制：最优控制是一种优化目标函数的控制方法。

通过优化控制参数，使系统的性能指标达到最优，如最小化能量消耗或最大化系统的运动速度。

二、机械工程师在工程项目中的质量控制作为一名机械工程师，质量控制是重要的职责之一。

在工程项目中，机械工程师需要采取一系列的质量控制措施，以确保项目的顺利进行和产品的质量。

1. 质量计划在项目开始之前，机械工程师需要制定一个详细的质量计划。

该计划包括以下几个方面：- 质量目标：明确项目的质量目标和要求，确保产品符合规定的标准和要求。

金属材料的强韧化原理和方法摘要：本文系统地论述了金属材料的强韧化原理和方法，以便指导实际生产中的加工。

关键词：金属材料强韧化介绍：强度是指金属材料在静载荷作用下，抵抗变形和断裂的能力；韧性是指金属材料在断裂前吸收的断裂变形功和断裂功的能力。

一、金属材料的强化从金属材料的强化途径来看，金属材料的强化方法主要有两大类：一是提高合金的原子间结合力，提高其理论强度，并制得无缺陷的完整晶体，如晶须。

已知铁的晶须的强度接近理论值，可以认为这是因为晶须中没有位错，或者只包含少量在形变过程中不能增殖的位错。

这种强化方法只有在几种特殊的金属中才得到应用。

另一强化途径是向晶体内引入大量晶体缺陷，如位错、点缺陷、异类原子、晶界等，这些缺陷阻碍位错运动，也会明显地提高金属强度。

事实证明，这是提高金属强度最有效的途径。

对工程材料来说，一般是通过综合的强化效应以达到较好的综合性能。

具体方法有固溶强化、形变强化、沉淀强化和弥散强化、细化晶粒强化、择优取向强化、复相强化、纤维强化和相变强化等,这些方法往往是共存的。

下面简要的予以介绍：1、结晶强化结晶强化就是通过控制结晶条件，在凝固结晶以后获得良好的宏观组织和显微组织，从而提高金属材料的性能。

它包括：（1）细化晶粒。

细化晶粒可以使金属组织中包含较多的晶界，由于晶界具有阻碍滑移变形作用，因而可使金属材料得到强化。

同时也改善了韧性，这是其它强化机制不可能做到的。

（2）提纯强化。

在浇注过程中，把液态金属充分地提纯，尽量减少夹杂物，能显著提高固态金属的性能。

夹杂物对金属材料的性能有很大的影响。

采用真空冶炼等方法，可以获得高纯度的金属材料。

2、形变强化也叫加工硬化，金属材料经冷加工塑性变形可以提高其强度。

这是由于材料在塑性变形后位错运动的阻力增加所致。

如铜合金。

3、固溶强化通过合金化(加入合金元素)组成固溶体，使得融入固溶体中的原子造成晶格畸变，晶格畸变增大了位错运动的阻力，使塑性变形更加困难，从而使合金固溶体的强度与硬度增加的现象。

机械系统设计大作业目录第1章总体方案设计 (1)研究给定的设计任务 (1)设计任务抽象化 (1)确定工艺原理方案 (1)工艺方案设计 (1)功能分解功能树 (2)确定每种功能方案 (2)确定边界条件 (2)方案评价 (3)方案简图 (3)总体布置 (4)总要参数的确定 (4)循环图 (4)第2章执行系统设计 (6)运动分析 (6)动力分析 (6)第3章传动系统设计 (9)动力机选择 (9)运动与动力参数的确定 (9)运动与动力参数确定 (9)传动零件设计计算 (10)第1章总体方案设计研究给定的设计任务编号名称电机冷却系统设计单位起止时间设计人员设计费用设计要求1功能主要功能：对大功率电机进行冷却2适应性工作对象：大豆、小麦、玉米每次筛重：10kg~20kg环境：多尘、振动3性能动力：功率300w左右整机重量小于25kg外形尺寸1500×800×5004工作能力三分钟完成一次振动分离5可靠度98%6使用寿命5年7经济成本600元8人机工程操作方便，便于筛选完的谷物收集9安全性有漏电保护设计任务抽象化图系统黑箱确定工艺原理方案物理振动原理工艺方案设计人工倒入适量谷物打开开关振动工作关闭电源收集分离干净的谷物图工艺路线图功能分解功能树图功能树确定每种功能方案分离功能：铁丝网格、带孔铁板、带孔塑料板动力功能：电机控制功能：开关分功能功能解A B C分离功能铁丝网格带孔铁板带孔塑料板确定边界条件图边界条件方案评价评价原则：满足功能要求、经济、质量轻评价方式：一对一比较方案代号一对一比较评分A B CA112 B000 C011经过评价选择A方案：分离功能：铁丝网格动力功能：电机控制功能：开关方案简图1机架、2振动筛摇杆、3振动筛铁丝网、4振动筛曲柄、5电机图方案简图总体布置图总体布置图总要参数的确定尺寸参数：整体长宽高1500×800×500mm运动参数：曲柄回转速率n=120r/分循环图图曲柄循环图由于仅有一个执行头，不存在干涉情况，所以不需进行时间、空间同步化。

机械原理大作业凸轮机构有关公式凸轮机构是机械传动中常见的一种机构，具有转动曲线的特点，可以将驱动轴的转动运动通过凸轮的滚动轮廓来实现对从动件的相应动作控制。

在凸轮机构的设计和分析中，有一些与凸轮曲线有关的公式是十分重要的。

一、凸轮曲线方程凸轮曲线是指凸轮的滚动轮廓，可以通过数学方法来表示。

常见的凸轮曲线方程有圆弧、椭圆、正弦曲线等。

其中，最常用的是圆弧和直线的组合，这种凸轮曲线被称为简谐凸轮曲线。

简谐凸轮曲线方程可以表示为：y = r (1 - cos(θ - θ0))其中，r为凸轮半径，θ为凸轮角度，θ0为凸轮曲线的初相位差。

凸轮在其中一角度θ的位置的坐标可以通过此公式计算得出。

二、凸轮曲线的导数和导数变化率在凸轮机构的设计和分析中，对凸轮曲线的导数和导数变化率也有相当重要的影响。

凸轮的导数表示了凸轮曲线的斜率，而导数的变化率表示了凸轮曲线的曲率。

凸轮曲线的导数可以表示为：dy/dθ = r sin(θ - θ0)凸轮曲线的导数变化率可以表示为：d²y/dθ² = r cos(θ - θ0)通过对凸轮的导数和导数变化率的计算和分析，可以确定从动件的运动状态和速度变化情况，进而进行凸轮机构的设计和优化。

三、凸轮压力和压力角在凸轮机构中，凸轮和从动件之间存在着压力作用。

对于凸轮的任何一个位置，凸轮所施加的压力可以通过力的分解计算得出，并且可以利用凸轮的转角来表示。

凸轮的压力可以表示为：F = P * r * cos(θ - θ0)其中，P为压力系数，r为凸轮半径，θ为凸轮角度，θ0为凸轮曲线的初相位差。

凸轮的压力角可以表示为：φ = atan(dy/dθ)其中，dy/dθ为凸轮曲线的导数。

凸轮的压力角可以用来描述凸轮的主动件施加力的方向和作用范围，对凸轮机构的设计和分析具有指导意义。

以上是凸轮机构常见的几个重要的公式，通过这些公式可以计算和分析凸轮机构的运动学和动力学性能，为凸轮机构的设计和优化提供指导。

HａｒbinＩnstitute of Technoｌoｇｙ课程大作业说明书课程名称：院系:班级:设计者：学号:指导教师:设计时间：哈尔滨工业大学目录信号的分析与系统特性........................ (3)一、设计题目……………………………………………………………………３二、求解信号的幅频谱和相频谱............ (3)三、频率成分分布情况 (5)四、H（s）伯德图 (6)五、将此信号输入给特征为传递函数为H（s）的系统 (7)传感器综合运用 (10)一、题目要求 (10)二、方案设计……………………………………………………………………１０三、传感器的选择………………………………………………………………１1四、总体测量方案 (12)五、参考文献 (12)信号的分析与系统特性一、设计题目写出下列方波信号的数学表达通式，求取其信号的幅频谱图(单边谱和双边谱）和相频谱图，若将此信号输入给特性为传递函数为)(s H 的系统，试讨论信号参数的取值,使得输出信号的失真小。

名称)(s H、、波形图 方波11)(+=s s H τ=0。

１,0。

5，0．70722240)(nn n s s s H ωζωω++= =0。

５,0.707 ＝10，500作业要求(1）要求学生利用第1章所学知识，求解信号的幅频谱和相频谱,并画图表示出来。

(2)分析其频率成分分布情况。

教师可以设定信号周期及幅值，每个学生的取值不同,避免重复.（3)利用第2章所学内容，画出表中所给出的系统)(s H 的伯德图，教师设定时间常数或阻尼比和固有频率的取值.（４)对比2、３图分析将2所分析的信号作为输入)(t x ，输入给3所分析的系统)(s H ，求解其输出)(t y 的表达式，并且讨论信号的失真情况（幅值失真与相位失真）若想减小失真，应如何调整系统)(s H 的参数。

二、求解信号的幅频谱和相频谱002200-200211=(t)=+-=0TT T T T a w dt Adt Adt T T ⎛⎫ ⎪⎝⎭⎰⎰⎰tTT 0/A00220000-200222()cos()cos()-cos()0TT T T T n a w t nw t dt A nw t dt A nw t dt T T ⎛⎫==+= ⎪⎝⎭⎰⎰⎰00220000-20020000000022()sin()sin()-sin()4 2 cos()-cos()200 2TTT T T n b w t nw t dt A nw t dt A nw t dt T T A T T n A A nw t nw t nT T nw nw n π⎛⎫==+ ⎪⎝⎭⎛⎫⎧⎪ ⎪==⎨ ⎪ ⎪⎪⎩⎝⎭⎰⎰⎰为奇数为偶数式中000411(t)=(sin(w t)+sin(3w t)+sin(5w t)+)35Aw π…转换为复指数展开式的傅里叶级数：()()0000000000002-j 000-2000000011=(t)e=e +-e 1121 =(e -e ) =e -e | =e -e = 2T jnw tnw tjnw t n T jnw t jnw t jnw t jnw t jnw jnw c w dt A dt A dt T T A A AA dt j T T jnw T nw j n ττττττπ-----⎛⎫ ⎪⎝⎭⎰⎰⎰⎰当0,2,4,...n =±±时,0n C =； 当1,3,5,...n =±±±时，2n A C j n π=-则幅频函数为：2,1,3,5,...n AC jn n π=-=±±±42||,1,3,5,...n n AA C n n π===相频函数为:arctanarctan(),1,3,5, (2)nI n nR C n C πϕ==-∞=-=arctanarctan(),1,3,5, (2)nI n nR C n C πϕ==+∞==---双边幅频图:单边幅频图：相频图：三、频率成分分布情况由信号的傅里叶级数形式及其频谱图可以看出,矩形波是由一系列正弦波叠加而成，正弦波的频率由到3,5……，其幅值由4Aπ到43Aπ，45Aπ,……依次减小,各频率成分的相位都为０。

东华大学机械工程专业(080201)培养方案(2017级)一.专业定位培养具有扎实的理论基础、较强的工程实践能力、开阔的专业视野，具备现代机械工程师素质的高级专业技术人才。

二.培养目标面向国家建设与科技发展的需要，培养具有扎实的数学与自然科学以及机械工程领域的基础知识和专业知识，具备国际视野、创新意识、工程实践能力、研究应用能力、交流沟通能力、组织管理能力、自我发展能力，能够在机械工程等相关领域从事产品设计、制造和生产管理的高素质工程技术人才。

本专业的毕业生经历工作5年左右能够达到工程师岗位的专业和能力水平，或具有一定的项目管理能力。

具体应达到如下目标：（1）具有良好的人文素养、科学素养、社会责任感，清楚地认识工程职业道德规范并能够履行社会责任；（2）熟悉机械工程领域的国家标准、环境保护和可持续发展等方面的方针政策和法律法规，能正确认识和评价机械工程实践对经济、环境、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任；（3）具有数学与自然科学、机械工程领域的基础和专业知识，并关注所从事的机械工程领域发展现状和最新研究成果，根据工作需要自主学习和提高；（4）具备创新意识，能够将数学与自然科学、机械工程领域基础和专业知识应用于工程实践，从事产品设计、制造、控制系统研发和生产管理等工作，成为业务骨干；（5）具有较好的表达沟通能力、协作能力，能够与业界同行及社会公众进行有效交流，并具有一定的国际视野，能够进行跨文化、跨地域的交流与协作。

三.毕业要求1.工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂机械工程问题。

2. 问题分析：能够应用数学、自然科学和工程学科的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂机械工程问题，以获得有效结论。

3. 设计/开发解决方案：能够设计针对复杂机械工程问题的解决方案，设计满足特定需求的机械系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。

2017-2018学年第一学期期末考试《机械工程控制基础》大作业
一、简答题（每题10分，总分60分）
1、传递函数的定义是什么？
2.简要说明欲降低由输入和干扰引起的稳态误差，采取的措施有何不同？
3.控制系统开环频率特性的三个频段是如何划分的？它们各自反映系统哪方面的性能？
4.简述开环控制和闭环控制的结构特点
开环、闭环控制系统的特点，可以主要从三方面来分析。

1、工作原理：开环控制系统不能检测误差，也不能校正误差。

控制精度和抑制干扰的性能都比较差，而且对系统参数的变动很敏感。

合闭环控制系统不管出于什么原因（外部扰动或系统内部变化），只要被控制量偏离规定值，就会产生相应的控制作用去消除偏差。

控制精度和抑制干扰的性能都比较差，而且对系统参数的变动很敏感。

因此，一般仅用于可以不考虑外界影响，或惯性小，或精度要求不高的一些场合。

2、结构组成：开环系统没有检测设备，组成简单，但选用的元器件要严格保证质量要求。

闭环系统具有抑制干扰的能力，对元件特性变化不敏感，并能改善系统的响应特性。

3、稳定性：开环控制系统的稳定性比较容易解决。

闭环系统中反馈回路的引入增加了系统的复杂性。

5.什么是反馈(包括正反馈和负反馈)?
放大器的信号传输都是从放大器的输入端传输到放大器输出端，但是反馈过程则不同，它是从放大器输出端取出一部分输出信号作为反馈信号，再加到放大器的输入端，与原放大器输入信号进行混合，这一过程称为反馈。

正反馈可以举一个例子来说明，吃某种食品，由于它很可可，所以在吃了之后更。

机械原理大作业凸轮凸轮是一种常见的机械传动装置，通过其特殊的轮廓形状和旋转运动，可以实现对连杆机构的运动控制。

在机械原理的学习中，凸轮是一个重要的研究对象，其设计和运用涉及到机械工程、动力学、运动学等多个学科领域。

本文将从凸轮的基本原理、结构特点、工作原理和应用范围等方面进行介绍和分析。

首先，凸轮的基本原理是利用凸轮轮廓的不规则形状，在旋转运动中对连杆机构施加不同的力和运动规律，从而实现对机械装置的运动控制。

凸轮的轮廓可以是圆形、椭圆形、心形等多种形状，根据具体的运动要求和传动方式来设计选择。

凸轮的轮廓形状决定了其在运动中对连杆机构的推动和拉动效果，是凸轮传动的关键。

其次，凸轮的结构特点主要包括凸轮轴、凸轮轮廓和凸轮支撑等部分。

凸轮轴是凸轮的轴心部分，通过轴承和传动装置与动力源相连，实现旋转运动。

凸轮轮廓是凸轮的轮廓外形，根据具体的运动要求和传动方式进行设计和加工。

凸轮支撑是凸轮的固定支撑装置，通常由轴承、轴套和固定座等部分组成，用于支撑和固定凸轮的运动。

凸轮的工作原理是利用凸轮轮廓的不规则形状，在旋转运动中对连杆机构施加不同的力和运动规律，从而实现对机械装置的运动控制。

当凸轮轴转动时，凸轮轮廓与连杆机构发生接触和相互作用，通过凸轮的推动和拉动作用，实现对连杆机构的运动控制。

凸轮的工作原理是基于凸轮轮廓的不规则形状和旋转运动，通过对连杆机构施加不同的力和运动规律，实现对机械装置的运动控制。

最后，凸轮在机械工程中有着广泛的应用范围，常见的应用包括发动机气门控制、机床加工控制、自动化生产线等领域。

在发动机气门控制中，凸轮通过其特殊的轮廓形状和旋转运动，实现对气门的开启和关闭，从而控制气缸内气体的进出。

在机床加工控制中，凸轮通过其特殊的轮廓形状和旋转运动，实现对工件的加工和定位，从而实现精密加工和高效生产。

在自动化生产线中，凸轮通过其特殊的轮廓形状和旋转运动，实现对工件的输送和定位，从而实现自动化生产和装配。

机械设计制造专业课程设计大作业机械设计制造专业课程设计大作业题目共四个，任选其一。

最重要一点：不得抄袭！具体要求在后面一、某小型乘用车的基本参数如下：整车尺寸大致为4300mm x 1800mm x 1500mm驱动形式：4X 2前轮驱动轴距：2600mm整备质量：1100 kg最大功率/转速：74/5800 kW/rpm最大转矩/转速：150/4000 N - m/rpm公路行驶最高车速：190 km/h要求：(1)经过调查研究提出离合器设计方案；(2) 进行总体方案设计，并附上离合器结构示意图；(3) 对你所设计的离合器方案选择原则进行理由阐述，即选择该方案的原因；(4) 完成至少6000字的设计说明书。

2. 设计符合其使用的一台变速器要求：(1)经过调查研究提出变速器设计方案；(2) 进行总体方案设计，并附上变速器结构示意图；(3) 对你所设计的变速器方案选择原则进行理由阐述，即选择该方案的原因；(4) 完成至少6000字的设计说明书。

二、一辆用于长途运输固体物料、载重质量为20t的重型运输汽车整车尺寸大致为 1 mm x 2100mm x 3400mm轴数：4 轴距：6500mm额定载质量：0kg整备质量：1 kg公路行驶最高车速：100km/h最大爬坡度：＞30%要求：(1)经过调查研究提出离合器设计方案；(2) 进行总体方案设计，并附上离合器结构示意图；(3) 对你所设计的离合器方案选择原则进行理由阐述，即选择该方案的原因；(4) 完成至少6000字的设计说明书。

2. 设计符合其使用的一台变速器要求：(1)经过调查研究提出变速器设计方案；(2) 进行总体方案设计，并附上变速器结构示意图；(3) 对你所设计的变速器方案选择原则进行理由阐述，即选择该方案的原因；(4) 完成至少6000字的设计说明书。

三、课程大作业要求1. 手写或打印均可；2. 联系电话：王磊3. 每个班级留下一个负责人的电话；该同学负责收齐本班同学的设计作业，并按时上交到指定地点；4. 时间：1月23日（周五）上午8点半~ 11点之间5. 地点：机电工程学院316办公室。

Harbin Institute of Technology课程大作业说明书课程名称：机械工程测试技术基础设计题目：信号的分析与系统特性院系：机电学院班级：0908107设计者：学号：10908107XX指导教师：王慧峰设计时间：2012/XXXX哈尔滨工业大学题目一信号的分析与系统特性题目：写出下列信号中的一种信号的数学表达通式，求取其信号的幅频谱图（单边谱和双边谱）和相频谱图，若将此信号输入给特性为传递函数为)H的系统，试讨论信号(s参数的取值，使得输出信号的失真小。

作业要求（1）要求学生利用第1章所学知识，求解信号的幅频谱和相频谱，并画图表示出来。

T及幅值A，每个学生的（2）分析其频率成分分布情况。

教师可以设定信号周期取值不同，避免重复。

（3）利用第2章所学内容，画出表中所给出的系统)H的伯德图，教师设定时间(sω的取值，每个同学取值不同，避免重复。

常数τ或阻尼比ζ和固有频率n（4）对比2、3图分析将2所分析的信号作为输入)x，输入给3所分析的系统)(tH，(s求解其输出)(t y 的表达式，并且讨论信号的失真情况（幅值失真与相位失真）若想减小失真，应如何调整系统)(s H 的参数。

解题矩形波的0=2T τ ，不妨设T 0=2s ，A=1。

2.幅频谱和相频谱将其分解为三角函数表示形式的傅里叶级数，002200-200211=(t)=+-=0TT T T T a w dt Adt Adt T T ⎛⎫ ⎪⎝⎭⎰⎰⎰00220000-200222()cos()cos()-cos()0TTT T T n a w t nw t dt A nw t dt A nw t dt T T ⎛⎫==+= ⎪⎝⎭⎰⎰⎰00220000-20020000000022()sin()sin()-sin()2 =cos()-cos()2024 =0 n TT T T T n b w t nw t dt A nw t dt A nw t dt T T T T A A nw t nw t T T nw nw An nπ⎛⎫==+ ⎪⎝⎭⎛⎫ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎧⎪⎨⎪⎩⎰⎰⎰为奇数为偶数式中002=w T π。

一、问题描述1.1结构特点(1)体积小、重量轻、结构紧凑、传递功率大、承载能力高；(2传)动效率高，工作高；(3)传动比大。

1.2用途和使用条件某行星齿轮减速器主要用于石油钻采设备的减速，其高速轴转速为1300r/min；工作环境温度为-20°C〜60°C,可正、反两向运转。

按该减速器最小体积准则，确定行星减速器的主要参数。

二、分析传动比u=4・64,输入扭矩T=1175・4N・m,齿轮材料均选用38SiMnMo钢，表面淬火硬度HRC45〜55,行星轮个数为3。

要求传动比相对误差A u<0.02。

弹性影响系数Z E=189.8MPa i/2；载荷系数k=1.05；齿轮接触疲劳强度极限［°］H=1250MPa；齿轮弯曲疲劳强度极限［。

］F=1000MPa；齿轮的齿形系数Y Fa=2・97；应力校正系数Y Sa=1.52；小齿轮齿数z取值范围17--25；模数m取值范围2—6。

注：优化目标为太阳轮齿数、齿宽和模数，初始点[24,52,5]T三、数学建模建立数学模型见图1，即用数学语言来描述最优化问题，模型中的数学关系式反映了最优化问题所要达到的目标和各种约束条件。

3.1设计变量的确定影响行星齿轮减速器体积的独立参数为中心轮齿数、齿宽、模数及行星齿轮的个数,将他们列为设计变量，即：x=[xxxx]T=[zbmc]T[1]12341式中：Z]_太阳轮齿数；b—齿宽（mm）；m一模数（mm）;行星轮的个数。

通常情况下，行星轮个数根据机构类型以事先选定，由已知条件c=3。

这样，设计变量为：x=[xxx]T=[Z bm】T[i]12313.2目标函数的确定为了方便，行星齿轮减速器的重量可取太阳轮和3个行星轮体积之和来代替，即：V=n/4（d2+Cd2）b12式中：d「-太阳轮1的分度圆直径，mm；d2--行星轮2的分度圆直径，mm。

将d=mzd=mz，z=z（u—2）/2代入（3）式整理，目标函11，2221数则为：F(x)=0.19635m2z2b[4+(u－2)2c][1]式中U--减速器传动比；C--行星轮个数由已知条件c=3,u=4.64，因此目标函数可简化为：F(x)=4.891x2x2x3123.3约束条件的建立3.3.1限制齿宽系数b/m的范围5W b/m W17，得：g(x)=5x—xWO[1]132g(x)=x—17WO[1]223.3.2保证太阳轮z1不发生跟切，得：g(x)=17—xWO[1]313.3.3限制齿宽最小值，得：g(x)=10—xWO】i]423.3.4限制模数最小值，得：g(x)=2—xWO】i]533.3.5按齿面接触疲劳强度条件，有：g(x)=750937.3/(xxx1/2)—[o]W0〔i]6123H式中：[。