系统（概念）：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。 机械系统（概念）：由若干装置、零件、部件等组成的一个特定的系统，是由确定的质量、刚度和阻尼的物体组成并能完成特定功能的一个系统。 系统的特性：整体性；相关性；层次性；目的性；环境适应性； 机械系统的组成：动力系统、传动系统、执行系统、操纵系统和控制系统、其他：基础部分、润滑、密封等 现代机械的基本要求：功能要求；运动要求；动力要求；可靠性和寿命要求；安全性要求；体积和重量要求；经济性要求；环境保护要求；产品造型要求；其他特殊要求； 机械系统设计的任务：一、从系统的观点出发（局部和整体的协调、统一；内部和外部的统一）；二、合理确定系统的功能（市场：需求、功能需求、市场；功能的性质：基本功能、辅助功能；用户：使用功能；外观功能；价值工程：V＝F/C）三、提高可靠性（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；可靠性技术：研究产品发生故障或失效的原因及预防措施的一门技术。衡量可靠性指标：可靠度R失效概率F失效率平均无故障时间MTBF失效前平均工作时间MTTF维修度M有效度A）四、提高经济性；五、保证安全性；机械系统设计的一般过程：计划；外部设计；内部设计；制造销售； 系统分解形式：平面分解；分级分解；组合分解； 系统分析的一般步骤：分析与确定系统的目的和要求；模型化；系统最优化；系统评价；机械系统的方案设计工作内容：一、研究给定的设计任务；二、设计任务抽象化（黑箱法）； 三、确定工艺原理（创造性思维，物场分析法）；四、确定技术过程；五、引进技术系统并确定系统边界；六、确定基本结构布局；七、方案评价（对设计方案进行技术、经济、环境、社会等方面的评价。方案评价的原则：客观性，可比性，合理性，整体性原则）；机械系统总体设计的主要内容：1.总体布置设计（基本要求：总体布置必须要有全局观点，不仅要考虑机械本身的内部因素，还要考虑人机关系、环境条件等各种外部因素。1 （最基本要求）保证工艺过程的连续和流畅2 降低质心高度、减小偏置3 保证精度、刚度，提高抗振性及热稳定性4 充分考虑产品系列化和发展5 结构紧凑、层次分明6 操作、维修、调整方便7 外形美观）2.确定总体主要参数3.绘制总体设计图样4.编写总体设计报告书及技术说明书等 传动系统布置注意：1）简化传动链2)合理安排传动机构顺序3)注意传动系统的润滑和密封的可靠性 执行系统的功能：夹持；搬运；输送；分度与转位；检测；施力；完成工艺性复杂动作；执行系统的分类：按执行系统对运动和动力的要求：动作型；动力型；动作－动力型。执行机构的相互联系情况：单一型；相互独立型；相互联系型。 执行构件的运动形式：平面运动：转动，移动。空间运动：一般空间运动 常用执行机构的性能优、缺点、功能：1.连杆机构：优点：运动副（低副面接触）单位面积所受压力较小，且面接触便于润滑，故磨损减小；制造方便（平面、圆柱面），易获得较高精度；两构件之间的接触是靠本身的几何封闭来维系的，它不象凸轮机构有时需利用弹簧等力封闭来保持接触；构件运动形式具有多样性；在主动件运动规律不变的情况下，只要改变连杆机构各构件的相对尺寸，就可以使从动件实现不同的运动规律和运动要求。连杆曲线具有多样性。缺点：一般情况下，只能近似实现给定的运动规律或运动轨迹，且设计较为复杂；当给定的运动要求较多或较复杂时，需要的构件数和运动副数往往较多，这样就使机构结构复杂，工作效率降低，不仅发生自锁的可能性增加，而且机构运动规律对制造、安装误差的敏感性增加；机构中作复杂运动和作往复运动的构件所产生的惯性力难以平衡，在高速时将引起较大的振动和动载荷，故连杆机构常用于速度较低的场合。功能：A.实现有轨迹、位置或运动规律要求的运动；B.实现从动件运动形式及运动特性的改变C.实现较远距离的传
陈胜国班长 以下所给为前儿届用过的一些题目汇编，请同学们参考要求能够“举一反三”，否则，恐难以过关！！1?为公平期间，请务必将此复习题发至每一位同学； 2.此复习题仅告诉你们题目的类型、出处、难度等信息，不要仅局限于木题目，要求做到“举一反三”，否则，就会起到误导学生的作用。 填空 1、系统（system）是具有特定功能的、相互间具有有机联系的许多要素构成的一个整 体。 2、系统的特性主要包括整体性、相关性、目的性和环境适应性等。 3、系统的整体特性主要是指构成系统的各要素服从整体功能，要素间的联系不能分害 I」。 4、系统的相关特性主要是指要素之间是相关的，形成特定的结构关系，包括入与出关 系、层次联系、排列组合形式等。 6、系统的目的性是指实现特定的功能是系统存在的目的。 7、系统边界是指技术系统功能范围的界限，即内部系统与外部系统的分界。 8、从系统的观点看，机械系统一般主要动力系统、执行系统、传动系统和操纵控制系 统等组成。 9、动力系统包括动力机及其配套装置；它的功能是向机器提供运动和动力，是机械系 统的动力源。 10、执行系统包括机械的执行机构和执行构件，是利用机械能改变作业对象的性质、状 态、形状或位置，或对作业对象进行检测、度量等。 11、执行系统通常处在机械系统的末端，直接与作业对象接触，其输出是机械系统的主 要输出，其功能是机械系统的主要功能。因此，执行系统有时也被称为机械系统的工作机。 12、操纵控制系统通常主要由、、和等部分 组成。（需答对起停装置、离合器、制动器、变速器和换向装置中的4项） 13、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。 14、确定系统功能时，应遵循保证基本功能、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，降低现实成本，提高功能价值，力求使产品达到尽善尽美的境地。 15、可靠性是指产品在规定条件下和规定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16、布置操纵件的时应尽量使得操作人员便于操纵和观察，保证操作人员和操纵件之间有合适的空间位置，符合方便宜人及与环境协调的要求。
内蒙古民族大学2013-2014学年二学期 试卷答案（考查） 课程名称：机械系统设计考试时间：110分钟年级：11级 专业：机制、农机 一、简答题（6小题，共60分） 1、什么是专家系统？专家系统的作用是什么？简述现代虚拟样机仿真分析的目的与意义。答：一个或一组能在某特定领域内，以人类专家水平去解决该领域中困难问题的计算机程序。 专家系统的作用：减少设计人员的负担；适用于常规方法和分析程序无能为力的地方；快速；防止设计人员出错及保留系统的知识和经验的领域。 虚拟样机仿真分析的目的与意义：化设计；缩短周期、降低成本；提高性安全性；提高产品开发效率及产品设计质量。 2、试从人机工程学观点分析汽车驾驶室的布置设计。 答：人机工程学是运用生理学、心理学和其他有关学科知识，使人和机器相互适应，创造舒适和安全的环境条件从而提高工效的学科。 驾驶座椅的设计，根据不同的体格可以调整高度和前后位置。而且坐姿操作可减少疲劳。显示装置的设计，如速度里程表、油表等的设计充分利用人体工程及人的视觉习惯，便于观察，警醒作用。操纵装置设计，方向的大小以人施力最适宜的尺寸，而且活动灵活，长期驾驶不易疲劳。档位杆的设计充分考虑人手生理学特点，手握舒适，不产生滑动，施力方便。脚操纵的刹车，离合，油门等，与坐姿操作相适应。踏板采用矩形或椭圆性。转向按钮与方向盘一体便于操作。照明灯及前后镜子的设计也充分考虑人的视觉规律。 汽车驾驶室的设计，充分运用人体工程学的原理，使人在最舒适最不易疲劳的最易观察的角度安全驾驶。 3、机械工作状态能量信息论；机械工作过程能量损失论；机械工作过程节能效益论。 曲柄压力机动力机容量的选择，根据压力机负载而确定的有效能+系统广义储能+系统损耗能的综合，在乘以安全系数，便是动力机容量。 4、典型闭环控制系统有哪些基本环节组成？各有什么作用？ 答：给定环节、测量环节、比较环节、校正及放大环节和执行环节。 给定环节是给出与反馈信号同样形式和因次的控制信号。 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和便于处理的另一物理量的环节。 比较环节是将来自给定环节的输入信号与测量环节发出的有关被控变量的反馈信号进行比较的环节。 校正及放大环节将偏差信号做必要的校正，并进行放大以便推动执行环节。 执行环节接受放大的控制信号，驱动被控对象按照预期的规律运行的环节。
第一章绪论 重点：机械，机械系统的相关概念及学科中的位置。 难点：学习机械系统设计课程的重要性。 讲授提示与方法：回顾机械工程的发展历程，注重机械系统的整体性，提高学生对机械系统设计的认知程度。 1.1机械系统设计在机械工程科学中的地位及作用 一、机械工程科学 1.机械工程科学的定义： 机械工程科学是研究机械产品（或系统）的性能、设计和制造的基础理论与技术的科学。 2.机械工程科学的组成： P1图1.1 （1）机械学：机械设计过程（核心部分）； （2）机械制造：机械制造过程（基础部分）。 3.机械学所包含的内容： P3图1.5 二、机械、机械系统、系统 1.机械：关于机械的定义，目前尚无严格的定论，一般可归纳为： （1）须由两个以上的零、部件组成； （2）这些零、部件的运动部件，应按设计要求作确定的运动； （3）将外来的能源转变为有用的机械功。 【举例】机械产品：汽车、拖拉机、机床、钟表…… 2.系统：是指具有特定功能的、相互间具有一定联系的许多要素构成的一个整 体。即由两个或两个以上的要素组成的具有一定结构和特定功能的整体都是 系统。 3.机械系统：由若干个零、部件及装置组成的，彼此间有机联系，并能完成特 定功能的系统，称之为机械系统。 4.系统应具有下述特性： （1）目的性：完成特定的功能 （2）相关性与整体性： 1）相关性：各构成要素之间是相互联系的 2）整体性：评价一个系统的好与坏要看该系统的整体功能 （3）环境的适应性：系统对外部环境变化和干扰有良好适应性 三、机械系统的组成： P4图1.6 1.动力系统：为系统提供能源（动力源） 2.执行系统：是系统的执行输出部分 3.传动系统：把运动和动力由动源传递给执行系统的中间环节 4.操纵、控制系统：使前三者协调动作和运行 5.支承系统：支承和联系各机件 6.润滑、冷却与密封系统：
文档来源为 :从网络收集整理 .word 版本可编辑 .欢迎下载支持 . 考试科目 ： 机械系统设计 考试时间 ：110 分钟 试卷总分 100 分 考试班级 ：机械 05 级 一、选择填空（本大题共 10 小题，每小题 1 分，总计 10 分） 装 1．机械工程学科由（ ）和机械制造两部分组成。 A. 机械原理 B. 机械零件 C. 机械学 D. 机械加工 班 2．人们对机械系统进行功能原理设计时常采用的一种“抽象化”方法是（ ）。 级 A. 黑箱法 B. 白箱法 C. 类比法 D. 头脑风暴法 ： 3．机械系统结构总体设计的任务是（ ）。 A. 进行原理设计的构思 B. 进行功能原理设计 C. 将原理设计结构化 D. 确定总体参数 学 4．在传动系统中，基本组的级比指数（ ）。 A. 小于 1 B.等于 1 C.大于 1 D. 任意数 号 ： 5．双联滑移齿轮占用的最小轴向尺寸应不小于（ ）。 订 A. 3 倍齿宽 B. 4 倍齿宽 C. 5 倍齿宽 D. 6 倍齿宽 6．执行系统是由执行末端件和与之相连的（ ）组成。 A. 运动机构 B. 导向机构 C. 定位机构 D. 执行机构 7．预紧可以有效提高滚动轴承的（ ）。 A. 承载能力 B. 工作转速 C. 精度 D. 刚度 8．我们可以用镶条来调整（ ）的间隙。 姓 A. 三角形导轨 B. 燕尾形导轨 C. 车床主轴 D. 铣床主轴 名 9．支承系统是机械系统中具有支承和（ ）作用的子系统。 ： A. 连接 B. 导向 C. 定位 D. 夹紧 线 10. 隔板的布置方向应与载荷的方向（ ）。 A. 平行 B. 垂直 C. 倾斜 D. 任意 二、名词解释（本大题共 5 小题，每小题 2 分，总计 10 分） 1．机械系统 2．功能原理设计 3．级比 4．执行系统 5．自身刚度 三、简答题（本大题共 6 小题，每小题 4 分，总计 24 分） 1．机械系统设计有哪些基本原则？ 2．什么是功能元？有那些种基本功能元？ 3．扩大传动系统变速范围有哪些方法？ 4．导轨有何功用？滑动导轨按其运动性质可分为哪几种类型？ 5．什么是支承件的接触刚度？提高接触刚度有哪些有效措施？ 6．常用的典型控制系统有哪几种类型？ 四、填空题（本大题含 2 小题共 8 个空，每空 2 分，总计 16 分） 1．某台数控机床， 主轴最高转速为 4000r/min ，最低转速为 30r/min ，计算转速为 145r/min 。 拟选用交流调频主轴电动机，其最高转速和额定转速分别为 4500r/min 和 1500r/min ，则 主轴的恒功率调速范围 R np 为（ φu ），电动机的恒功率调速范围 r p 为（ ） r/min ，如果有级变速机构的公比 p Z 为（ ）级。 =R ，则有级变速机构的级数 2．某卧式滑动导轨，支承导轨长 720mm ，动导轨长 360mm ，计算开式导轨的判别依据
计算题 1.设计一台车床的主传动系统。已知条件：主轴最高转速n max＝1800r/min，最低转速n min＝40r/min，电动机转速n电＝1500r/min。主轴转速公比φ＝1.41。φ＝1.06的标准数列为： 完成内容： 1、求出主轴的变速范围R n； 2、用公式计算出主轴转速级数Z； 3、由给定的φ＝1.06的标准数列值表确定主轴各级标准转速； 4、写出至少4个不同的结构式； 5、画出所列结构式中至少2个相应的结构网； 6、确定一个合理的结构式，并说明其合理性； 解： 1、主轴的变速范围：R n＝n max/n min＝1800/40＝45； 2、主轴转速级数：Z＝lg R n/lgφ＋1＝lg45/lg1.41＋1≈12.08，取Z＝12； 3、主轴各级标准转速为： 40，56，80，112，160，224，315，450，630，900，1250，1800。 4、4个不同的结构式为：12＝31×23×26； 12＝32×21×26； 12＝32×26×21； 12＝31×26×23。 共有18种，可写出任意4种。 5、2个相应的结构网如下图：（共有18个，可画出任意2个）。
12＝32×21×26 6、合理的结构式：12＝31×23×26 合理性：① 符合变速级数、级比规律；② 传动件“前多后少”；③ 结 构网“前密后疏”；④ 第二扩大组的变速范围r ＝1.416＝8，满足极限变速范围要求。 2.已知某机床的主轴转速为n=100-1120r/min ，转速级数Z=8，电动机转速 nm=1440r/min 。试根据机床主传动系统的设计原则，完成： 1. 拟定传动系统的结构式； 2. 设计转速图； 解： 1. 计算公比φ 已知：1001120= R ，Z=8 . 根据 1-=Z R ?, 则7 19 .11lg 1lg lg =-=Z R ?, 即：
考试科目：机械系统设计考试时间：110分钟试卷总分100分考试班级：机械05级 一、选择填空（本大题共10小题，每小题1分，总计10分） 1．机械工程学科由（）和机械制造两部分组成。 A.机械原理 B.机械零件 C.机械学 D.机械加工 2．人们对机械系统进行功能原理设计时常采用的一种“抽象化”方法是（）。 A.黑箱法 B.白箱法 C.类比法 D.头脑风暴法 3．机械系统结构总体设计的任务是（）。 A.进行原理设计的构思 B.进行功能原理设计 C.将原理设计结构化 D.确定总体参数 4．在传动系统中，基本组的级比指数（）。 A.小于1 B.等于1 C.大于1 D.任意数 5．双联滑移齿轮占用的最小轴向尺寸应不小于（）。 A.3倍齿宽 B.4倍齿宽 C.5倍齿宽 D.6倍齿宽 6．执行系统是由执行末端件和与之相连的（）组成。 A.运动机构 B.导向机构 C.定位机构 D.执行机构 7．预紧可以有效提高滚动轴承的（）。 A.承载能力 B.工作转速 C.精度 D.刚度 8．我们可以用镶条来调整（）的间隙。 A.三角形导轨 B.燕尾形导轨 C.车床主轴 D.铣床主轴 9．支承系统是机械系统中具有支承和（）作用的子系统。 A.连接 B.导向 C.定位 D.夹紧 10.隔板的布置方向应与载荷的方向（）。 A.平行 B.垂直 C.倾斜 D.任意 二、名词解释（本大题共5小题，每小题2分，总计10分） 1．机械系统2．功能原理设计3．级比4．执行系统5．自身刚度 三、简答题（本大题共6小题，每小题4分，总计24分） 1．机械系统设计有哪些基本原则？ 2．什么是功能元？有那些种基本功能元？ 3．扩大传动系统变速范围有哪些方法？ 4．导轨有何功用？滑动导轨按其运动性质可分为哪几种类型？ 5．什么是支承件的接触刚度？提高接触刚度有哪些有效措施？ 6．常用的典型控制系统有哪几种类型？ 四、填空题（本大题含2小题共8个空，每空2分，总计16分） 1．某台数控机床，主轴最高转速为4000r/min，最低转速为30r/min，计算转速为145r/min。拟选用交流调频主轴电动机，其最高转速和额定转速分别为4500r/min和1500r/min，则主轴的恒功率调速范围R np为（），电动机的恒功率调速范围r p为（）r/min，如果有级变速机构的公比φu=R p，则有级变速机构的级数Z为（）级。 2．某卧式滑动导轨，支承导轨长720mm，动导轨长360mm，计算开式导轨的判别依据
机电一体化系统设计第3阶段测试题
江南大学现代远程教育第三阶段测试卷 考试科目:《机电一体化系统设计》第五章至第七章（总分100分） 时间：90分钟 学习中心（教学点）批次：层次： 专业：学号：身份证号： 姓名：得分： 一、单项选择题（本题共10小题，每小题1分，共10分。） 1、直流伺服电机的速度数字控制方法通常是（）。 A、脉宽调制 B、频率调制 C、幅值调制 D、相位调制 2、伺服系统的稳定性仅和系统的（）有关。 A、输入信号 B、输出信号 C、干扰信号 D、固有参数 3、在半闭环位置伺服系统中常用光电编码盘测量电机转速和（）。 A、扭矩 B、电流 C、温升 D、角位移 4. 在开环伺服系统中，传动系统的间隙会带来（）。 A、不稳定 B、死区误差 C、超调 D、阻尼 5、系统的刚度越大、惯量越小，则该系统的固有频率（）。 A、越高 B、越低 C、不变 D、不定 6、控制器中的微机目前常用的有可编程控制器、（）和工控机。
A、PC B、单片机 C、PLC D、IPC 7、脉冲传递函数是用于描述（）的数学模型。 A、线性系统 B、离散系统 C、非线性系统 D、镇定系统 8、步进电机的启动转矩随启动频率升高而（）。 A、增大 B、不变 C、降低 D、不定 9、关于半闭环和全闭环控制，以下说法正确的 是（）。 A、两者区别在于传感器检测位置不同 B、前者精度高，后者精度低 C、两者没有区别 D、前者难以实现，后者易实现 10、关于步进电机驱动器，以下说法正确的是（）。 A、斩波限流驱动电路往往采用较低的单电源供电 B、高低压驱动电路效率高 C、斩波限流驱动电路出力大、功耗小、效率高 D、单电源驱动电路出力大、功耗小 二、多项选择题(本题共5小题，每小题2分，共10分。多选、少选、错选均不得分。) 1、伺服系统的误差有（）。 A、稳态误差 B、静态误差 C、随机误差 D、动态误差 2、步进电机的控制要考虑（）。 A．启动过程升速控制Ｂ．低转速控制Ｃ．停止过程降速控制Ｄ．使电机连续工作 3、直流伺服电机的动态特性主要受（）的影响。 A、动态误差 B、机械惯量 C、跟
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；
班级：机电071 考位号： 学号：★C F 爆菊联盟★群号：79573606 姓名：X X 2012年 11月6日 考试用 广西大学课程考试试卷 （ 12—— 13学年度第一学期） 课程名称：机电一体化系统设计 试卷类型：（A 、B ） 命题教师签名： 教研室主任签名： 主管院长签名： 题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 应得分 20 25 40 15 100 实得分 哈哈，这是哥哥我整理的，原版为手写板是06级学长留下来的，原名《血泪 机电一体试卷》，在此向这位毕业的学长表示感谢！ ——★CF 爆菊联盟★Made by Rentao 评卷人 装订线（答题不得超过此线） 一、 单选（20×1）。(注意：本答案不一定准确，希望大家自己搞定！) 1.机电一体化系统包括：机械系统、信息处理系统、动力系统、传感检测系统、 执行元件系统。 2.根据接口变换调整功能分，放大器属于有源接口。 3.接口三个功能：变换、调整、输入/输出。 4.可靠性是指产品/系统在规定条件和时间内完成规定功能的能力。 5.消除间隙齿轮传动机构，能实现自动补偿的是轴向弹簧式双片薄齿轮错齿调整法。 6.滚珠丝杠副预紧，预紧最精密的方式是双螺母齿差预紧调整方式。 7.增加丝杠副公称直径可以增大可承受载荷量之类。 8.步进电机转向随通电顺序而变。 9.空载状态下，步进电机转子启动最大控制频率称为空载启动频率。 10.步进电机静态特性为其稳态状态特性｛静转矩矩-角特性、静态稳定区｝。 11.增大W c ，动态性能指标中调整时间t s 减少。 12.系统接口设计中，若组成较大系统，选用功能接口电路/接口板。 13.闭环数控系统中，位置检测元件安装在移动工作台导轨上。 14.导向精度是导轨副最基本指标。 15.交流伺服电机微机控制系统，输入回路采用D/A 数模转换电路实现信号转换。 16.控制系统中软件、硬件合理组成，要根据经济性和可靠性标准权衡决定。
第1课(3课时) 课程基本介绍： ⑴与《机械设计》课程的基本区别： 研究对象的基本不同，研究方法的基本区别 ⑵课程的训练目的和方法： 因为同学们均为四年级，大家所从事的毕业设计研究方向不同，所以教学目的为尽可能对每个同学所从事的具体工作有所帮助。 训练方法包括较多的讨论课，讨论以每人的大作业为基础，要求采用书面作业结合多媒体(以PowerPoint形式)表现手段，每人分别介绍自己的作业，教师加以点评。 ⑶考核的基本办法： 以教学过程检查和期末考试相结合的方式：大作业4个，每个占10分，共40分，课堂点名10次，每次2分，共20分，考试占40分。 正式教学开始 1.绪论 教学重点：帮助同学建立系统论的观点，从《机械设计》课程的零部件设计的思路建立机械系统的设计理念，激发对机械系统设计的兴趣。 教学难点：机械系统的体系 1.1机械与机械系统 1.1.1系统的概念
举例说明： 例1：本人的硕士研究课题：一个液压回转系统的研究 重点说明：从机械零件的最佳设计角度能实现的效果与从系统的角度能完成的效果比较。 引申出系统设计思想与零件设计的很大区别。 例2：自动控制技术的发展历程： 从自动控制技术的发生、发展，以及从导弹、宇航一直到民用的发展历程，介绍系统化的设计思想和思路。 例3：系统论在经济学和人文科学领域的一些应用： 以房地产发展为例，尝试说明系统论在经济学上的一些应用。 1.1.2机械系统的基本组成 子系统：动力系统、传动系统、执行系统、操纵及控制系统 举例说明： 例1：汽车 例2：《机械设计》中所有人均完成的千斤顶 1.2机械系统设计的任务 1.2.1从系统的观点出发 重点：与外部环境的相互影响，以汽车设计为例 1.2.2合理确定系统功能
第一章绪论 1、系统： 具有特定功能的、相互间具有一定联系的许多要素构成的一个整体，即由两个或两个以上的要素组成的具有一定结构和特定功能的整体都是系统。 2、机械系统的组成： 1、动力系统。 2、执行系统。 3、传动系统。 4、操纵、控制系统。 5、支承系统。 6、润滑、冷却与密封系统。 3、产品设计类型：完全创新设计、适应性设计、变异性设计。 4、机械系统的设计要求：功能、适应性、可靠性、生产能力、使用经济性、成本六方面的要求。 5、产品的产生过程分哪几个阶段？ 产品策划---产品设计---产品生产---产品运转---产品报废或回收。 6、产品的设计过程分哪几个阶段？ 功能原理方案设计阶段---结构总体设计阶段---技术设计阶段 第二章机械系统总体设计 1、功能原理方案设计步骤 设计任务-求总功能-总共能分解-寻求子功能解-原理解功能-评价与决策-最佳原理方案 2、什么是“黑箱法”：根据系统的某种输入及要求获得某种输出的功能要求，从中寻找出某种物理效应或原理来实现输入-输出之间的转换，得到相应的解决方法，从而推求出“黑箱”的功能结构，使“黑箱”逐渐变成“灰箱”、“白箱”的一种方法。 3、功能元、功能结构 功能元：在一个系统中，总功能可以分解为一些分功能，其中可以分解到最低层次的分功能，并且分解到最后不能再分解的基本功能单位叫做功能元。 功能结构：将总功能分解为分功能，并相应找出实现各分功能的原理方案，从而简化了实现总功能的原理构思。反之，同一层次的功能单位组合起来，应能满足上一层次功能的要求，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。 4、机械系统总体参数包括哪些 性能参数、结构参数、尺寸参数、运动参数、动力参数。 5、七个标准公比为：1.0 6、1.12、1.26、1.41、1.58、1.78和2。 6、公比φ、变速范围R n与级数Z间的关系。 Z=lgRn/lgφ+1 第三章执行系统设计 1、执行系统的组成：由执行末端和与之相连的执行机构。 2、以机床执行轴机构——主轴组件为例介绍执行轴机构设计的内容和要求。（略）书61页 3、执行轴（主轴）的结构通常设计成阶梯形状，一种是中间粗两边细，另一种是由主轴前端向后端逐步递减的阶梯状； 4、轴承的精度分为P2、P4、P 5、P6 和 P0 五级，精度依次由高级到低级，此外，又规定了 SP 级和 UP 级作为补充。 5、什么是选配法？（略）书85页 6、导轨的设计内容 根据工作情况选择合适的导轨类型；根据导向精度要求及制造工艺性，选择导轨的截面形状；选择合适的导轨材料，热处理及精加工方法；确定导轨的结构尺寸，进行压强和压强分布等的验算；设计导轨磨损后的补偿及间隙调整装置；设计良好的防护装置及润滑系统。 第四章传动系统设计
哈尔滨理工大学 2005-2006学年第2学期《机械系统设计》考试答案(A) 一、有级变速传动系统分析（本大题共7小题，内含8空，每空2分，本题总计22分） 1)600 、60 2) 1.58 、6 、10 3)60、95、150、236、375、600 4）根据分析和计算，得到其转速图如下： 5）6=31×23 6）Ⅰ-Ⅱ轴之间三联滑移齿轮组为基本组； Ⅱ-Ⅲ轴之间双联滑移齿轮组为扩大组。 7）95 二、将正确答案填入空内：（本大题共3小题，总计12个空，每空2分，总计24分） 1、1) (a)不连续不重复； 2) (b)连续且重复； 3)(c)不连续不重复； 2、26.9 、 3 、 3 。
3、(1) 不会、、开式； (2) 不会、、开式； 三、简要回答下列各题：（本大题共6小题，每小题4分，总计24分） 1.机械系统是指由若干机械零、部件及装置组成的，彼此间有一定联系， 并完成特定功能的系统。 特性包括：目的性、相关性与整体性、环境的适应性。 2．所谓“功能原理设计”就是：针对所设计产品的主要功能提出一些原理性的构思。 基本功能元有：物理功能元、数学功能元和逻辑功能元。 3．在机械系统中能直接完成预期工作任务的那部分子系统称为执行系统，它由执行机构和执行末端件构成。 4．导轨的主要功用为：导向和承载。 直线运动导轨按其运动性质可分为：主运动导轨、进给运动导轨和移置导轨。 5．支承件抵抗接触变形的能力称为支承件的接触刚度，它的主要影响因素包括：1）有效接触面的面积； 2）接触面的预紧力。 6．典型闭环控制系统的组成环节为： 给定环节、比较环节、校正及放大环节、执行环节、测量环节。 四、分析题：（本大题共3小题，每小题9分，总计27分） 1．（a）推力支承放在前后支承的外侧： 轴向热变形较小，轴向刚度K轴较高。 执行轴工作受热伸长使得轴承预紧力下降，须采取措施；前支承发 热较为集中，需要强制散热。 适用场合：跨距尺寸小，精度要求较高。 （b）推力支承放在前支承的两侧： 较高。 前支承定位，轴向热变形较小，轴向刚度K 轴 前支承发热较为集中，易产生几何误差，需强制散热。 适用场合：精度要求较高，载荷较小。 2．(1)支承系统截面形状的选择原则为： ①空心截面惯性矩大；②矩形抗弯圆形抗扭；③封闭截面刚度高。
系统是具有特定功能的、相互间具有有机联系的许多要素构成的一个整体。 构成一个系统必须具备三个条件： ①系统由两个以上的要素组成； ②要素之间存在着相互联系、相互作用（interaction）； ③系统具有不同于各个组成要素的整体功能 系统组成 （1）要素又称元素。是系统的组成部分，又称为子系统。 （2）结构系统各要素相对稳定的相互联系、相互作用的方式。 （3）功能系统整体在内部与外部的联系中表现的作用和能力。 （4）边界系统所包含的要素的界限，结构表明须有确定边界。 （5）环境存在于系统外与系统发生作用的各种因素的总体。 功能表明系统需要与环境发生关系。 （6）输入通过边界进入到系统的事物。 输出通过边界进入到环境的事物。 1. 系统的6个原理 (1)整体性原理(Principle of system integrality) 系统的整体性的主要表现在于： 系统的性质、功能和运动规律只有从整体上才能显示出来。 整体与部分相对应，整体是各个部分综合的产物。系统整体不等于部分和，表现出了系统的非加和性，即要素的相互作用具有非线性。 整体性至少有两层含义： ①要素联系不能分割。 ②要素服从整体功能。 (2)结构性原理(Principle of system structure)。 系统的结构性是指要素与要素、要素与整体的相互联系、相互作用的特性。 结构性又称为系统内部的相关性。 结构是系统保持整体性和目的性的内在根据。 任何系统都是时空结构系统。 结构是功能的基础，功能是结构的表现。 结构决定功能，功能又反作用于结构。 (3)开放性原理(Principle of open properties of system) 系统的开放性是指系统与环境发生交换关系的属性。 开放性又称为系统外部的相关性，它是由系统内在结构所决定的。 输入与输出是表征系统开放性的两个方面。 系统需要开放，是由于系统的存在和发展离不开环境。 开放性是在与环境的相互作用中实现的。 环境选择系统，系统也选择环境。 系统世界应该是一个和谐发展的世界。 (4)动态性原理(Principle of dynamic property of system)。 任何具体系统都要经历产生、发展、稳定、老化和衰亡的过程，系统状态是时间的函数，这就是系统的动态性。 运动是系统的存在方式。系统内部各要素的相互作用是系统运动的内因，系统与环境的相互作用是系统运动的外因。 系统具有绝对的动态性，并不否认系统具有相对的稳定性。
陈胜国班长 以下所给为前几届用过的一些题目汇编，请同学们参考要求能够“举一反三”，否则，恐难以过关！！ 1.为公平期间，请务必将此复习题发至每一位同学； 2.此复习题仅告诉你们题目的类型、出处、难度等信息，不要仅局限于本题目，要求做到“举一反三”，否则，就会起到误导学生的作用。 填空 1、系统（system）是具有特定功能的、相互间具有有机联系的许多要素构成的一个 整体。 2、系统的特性主要包括整体性、相关性、目的性和环境适应性等。 3、系统的整体特性主要是指构成系统的各要素服从整体功能，要素间的联系不能分 割。 4、系统的相关特性主要是指要素之间是相关的，形成特定的结构关系，包括入与出 关系、层次联系、排列组合形式等。 6、系统的目的性是指实现特定的功能是系统存在的目的。 7、系统边界是指技术系统功能范围的界限，即内部系统与外部系统的分界。 8、从系统的观点看，机械系统一般主要动力系统、执行系统、传动系统和操纵控制系 统等组成。 9、动力系统包括动力机及其配套装置；它的功能是向机器提供运动和动力，是机械系 统的动力源。 10、执行系统包括机械的执行机构和执行构件，是利用机械能改变作业对象的性质、 状态、形状或位置，或对作业对象进行检测、度量等。 11、执行系统通常处在机械系统的末端，直接与作业对象接触，其输出是机械系统的 主要输出，其功能是机械系统的主要功能。因此，执行系统有时也被称为机械系统的工作机。 12、操纵控制系统通常主要由、、和等部分 组成。（需答对起停装置、离合器、制动器、变速器和换向装置中的4项） 13、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。 14、确定系统功能时，应遵循保证基本功能、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，降低现实成本，提高功能价值，力 求使产品达到尽善尽美的境地。 15、可靠性是指产品在规定条件下和规定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16、布置操纵件的时应尽量使得操作人员便于操纵和观察，保证操作人员和操纵件之间有合适的空间位置，符合方便宜人及与环境协调的要 求。
！机械综合原理设计！
1、试进行水果分选机的原理方案设计和结构方案设计。 方案一：原理方案设计：采用滚筒式来进行水果的分选； 结构方案设计：总体结构分为以下主要部分：进料斗、滚筒、收集料斗、机架、传动装置、摩擦轮等。 方案二：原理方案设计：采用摆动筛式来进行水果的分选 结构方案设计：水果分选机由分选机构、传动机构和电动机组成。水果分选时将水果运送至进料斗，然后流入到摆动筛中，使水果在摆动筛中作相对运动，并在此过程中通过相应的孔流出，以达到分级目的。 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 原理方案设计： 为了清洗圆形瓶子外面，需将瓶子推人同向转动的导辊上，导辊带动瓶子旋转，推动瓶子沿导辊前进，转动的刷子就将瓶子洗净。
实现方案一：凸轮-铰链四杆机构方案 实现方案二：五杆组合机构方案： 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) 存储选择坯件自重式料仓，送料原理图如下
书上第66页也有一种方案。 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） 0）电子称重式分选机：采用压力传感器称量水果，微机系统将传感器输出信号进行采样、放大、滤波、模数转换、运算和处理，然后用单片机控制相应的电磁阀送出开关量。
1）筛子分选法：采用平面振动筛，筛孔大小由分选尺寸确定，主要是通过筛体的振动使筛面鸡蛋以一定的速度向排斜端移动，小于第一层的鸡蛋落到第二层筛面。 2）回转带分选法：回转带分选法的工作方式是将水果置于两条分离带之间，若鸡蛋小于两带之间的距离，水果便从中落下。由于两条分离带之间的距离沿鸡蛋运行方向不断增大，使不同尺寸的鸡蛋落在下方相应的输送带上 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。 电子配钥匙机器的原理是典型的仿形铣床，机器可以将原钥匙的轮廓硬扫描出来并按照这个轮廓加工机器上待加工部位的钥匙，从而实现钥匙的复制，即配钥匙。 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。 利用百叶窗来实现上下开启。这样窗户需要两个窗框。外面窗框与墙体固定。内部窗框作为百叶窗的边缘，以实现普通窗户的左右开启。
工业机器人机械系 统设计
工业机器人机械系统设计 机器人技术是利用计算机的记忆功能、编程功能来控制操作机自动完成工业生产中某一类指定任务的高新技术, 是当今各国竞相发展的高技术内容之一。它是综合了当代机构运动学与动力学、精密机械设计发展起来的产物, 是典型的机电一体化产品, 工业机器人由操作机和控制器两大部分组成。操作机按计算机指令运动, 可实现无人操作; 控制器中计算机程序可依加工对象不同而从新设计, 从而满足柔性生产的需要。 机器人应用领域广泛, 包括建筑、医疗、采矿、核能、农牧渔业、航空航天、水下作业、救火、环境卫生、教育、娱乐、办公、家用、军用等方面, 工业机器人在国内主要应用于危险、有毒、有害的工作环境以及产品质量要求高( 超洁、同一性) 的重复性作业场合, 如焊接、喷涂上下料、插件、防爆等。 一、工业机器人的总体设计 1．主体结构设计 工业机器人主体结构设计的主要问题是选择由连杆件和运动副组成的坐标形式。工业机器人的坐标形式主要有直角坐标式、圆柱坐标式、球面坐标式、关节坐标式等。 直角坐标式机器人主要用于生产设备的上下料, 也可用于高精度的装配和检测作业。
圆柱坐标式机器人主要有三个自由度: 腰转, 升降, 手臂伸缩。手腕常采用两个自由度, 绕手臂纵向轴转动与垂直的水平轴线转动。手腕若采用三个自由度, 机器人总自由度达到六个。 球面坐标式机器人也叫极坐标式机器人, 具有较大的工作范围, 设计和控制系统比较复杂。 关节坐标式主体结构的三个自由度腰转关节、肩关节、肘关节全部是转动关节, 手腕的三个自由度上的转动关节( 俯仰、偏转和翻转) 用来最后确定末端操作器的姿态, 它是一种惯犯使用的拟人化的机器人。
《机械系统设计》复习资料 1、系统的要素可分为结构要素、操作要素和流要素。结构要素是相对固定的物质形态或抽象概念的部分；操作要素是对结构要素实行操作、控制或管理的部分；流要素是进行能量流、物质流和信息流传递和变换的部分。 2、机械系统所具有的基本特性有：整体性、相关性、层次性和时序性、目的性和环境适应性。 3、机械系统是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。 4、现代机械系统一般包括下列子系统：动力系统、传动系统、执行系统、导轨与支承系统、控制与操纵系统等。 5、动力系统包括动力机及其配套装置，是机械系统工作的动力源。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的要求，并应有良好的经济性和可靠性。 6、执行系统包括机械的执行机构和执行构件，它是利用机械能改变作业对象的性质、状态、形状或位置，或对作业对象进行检测、度量等，以进行生产或达到其他预定要求的装置。 7、传动系统是把动力机的动力和运动传递给执行系统的中间装置。传动系统有下列主要功能：1）减速或增速；2）变速；3）改变运动规律或形式；4）传递动力。
8、机器的种类繁多，根据机械系统的三流中的主流不同可分为三种类型：动力机器、工作机器和信息机器。 9、机电一体化系统具有下列特点：1）体积小、重量轻；2）速度快、精度高；3）可靠性高；4）柔性好。 10、机电一体化系统由广义执行机构子系统、信息处理及控制子系统和传感检测子系统三部分组成。 11、机电一体化系统的设计方法通常有以下几种：1）机电互补法；2）结合（融合）法；3）组合法。 12、机械系统设计思想从根本上改变了传统的设计思想，从而有利于机械系统设计的创新性、多样性和综合性的体现。它包括以下几个方面：创新性设计、全面性设计、系统性设计、优化性设计。 13、机械系统设计时，应从系统的观点出发，以合理确定系统功能、增强可靠性、提高经济性、保证安全性为机械系统设计的原则。14、确定系统功能时，应遵循保证基本功能、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，降低现实成本，提高功能价值，务求使产品达到更加物美价廉的境地。 15、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。可靠性是衡量系统质量的一个重要指标。 16、提高设计和制造经济性，从设计角度来说主要有以下几个方面：（1）合理确定可靠性要求和安全系数；（2）贯彻标准化；（3）采用新技术；（4）改善零部件结构工艺性；（5）选用经济的技术要求。17、机械系统设计的类型从设计角度来看一般可分为开发设计、变异