机械系统设计习题集2012
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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 0B210 4 2 4 0 8 4 4 2 2B38 4 4 2 2 8 4 4 2 2B48 4 4 4 0 6 4 4 4 2B58 6 4 2 0 6 4 4 6 011.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。
2012哈工大机械设计基础真题回忆版上一年考前两个月因为没有找到2011年真题而很惘然的时候,我找到了某人士的热心回忆版。
今年终于到我考完了,感觉还不错,是时候让我回馈这个网站了,现呈上我的2012的回忆版,考完这晚就默写出来,大概有个百分之八九十吧。
希望能给有志考上哈工大的你们一点点鼓励。
一、填空题:1.规定涡轮加工刀具的原因。
2.梯形螺纹的牙型角3.齿面接触应力是否每处接触点都一样?4.滚动轴承的寿命计算及定义5.多级减速箱输出轴按高速还是低速计算?6.提高螺纹连接刚度的措施:(减少)螺栓刚度,举例7.轴承部件轴向固定的三种方式二、简答题1.齿轮传动的载荷系数的组成及其分别影响系数2.软齿面闭式齿轮传动设计准则,怎么选择M和Z?3.非液体摩擦滑动轴承设计校核准则?4.图1中带受应力最大为何处?应力组成。
三、计算题(8题)1.自由度计算,问某一杆为主动件,机构运动是否确定,一般题。
《机械原理试题精选与解答》里面的会做,这个也没问题的2.刨床刨削机构。
在《机械原理试题精选与解答》P39例2.19的基础上加了几个问:1.摆杆摆角大少?2.知AD尺寸,求其他杆尺寸3.标出曲柄AB 运动方向4.什么位置CD角速度最大?3.(1)画出该位置凸轮转角,推杆位移,压力角。
(2)推程角,远休止角,回程角,近休止角的计算数值。
(3)若推程时压力角最大为45°,问a 的取值。
(两轮大小相同为R)4.加工齿轮及变位。
P85例4.17,(1)(2)问。
跟03到05中的某一年的真题基本是一样的。
第三个问特别点:求变位后da(齿顶圆直径),rb(基圆半径)5.特别之处在于不同平时的差动机构,它少了主动轮。
(1)蜗杆5不动求iH4,(2)电机不动,蜗杆带动求i546.(1)画瞬心(2)知J1,J2,J3,m2,M1,M2,求1上的等效转动惯量Je1(3)求角加速度,力矩形式的运动方程P131例7.57常规的涡轮蜗杆加二级斜齿轮传动,合并求简单的角接触球轴承轴向荷载Fa1,Fa2,与《机械设计试题精选与解答》P133,例7.1计算过程基本一样8.求剩余预紧力。
2012 西安交通机械设计基础试题(回忆版)一、判断题(共20题)二、选择题(共15题)(没有选项,只题干)1.移动副几何特征____2.机构运动简图是研究机构____3.L AB=70,L BC=90,L CD=110,L AD=40,为使其为双曲柄机构,应选____为机架4.曲柄主动时,极位角为____5.定轴轮系中,输出构件的转向取决于____6.三心定理7.V带正确位置8.使往复运动变为单向间隙运动的机构9.蜗杆轮齿的承载能力计算针对____10.提高螺栓在变载荷作用下的疲劳强度,应____11.下列为非接触式动密封的密封件____12.如图齿轮传动,其齿根齿面应力变化____13.平键应力计算14.15.三、填空题1.曲柄摇杆机构中,只有当____为主动件时,才有可能出现死点位置,处于死点位置时,传动角γ=____。
2.曲柄滑块机构中,极位角θ是指____之间的夹角,在____条件下,曲柄滑块具有急回特性。
3.和齿轮传动相比,蜗杆传动的相对滑动速度____,导致传动____低。
4.在两带轮材料相同的情况下,根据____的分析结果可以推出带传动的打滑只会发生在____上。
5.列举4种实现从动件作间歇运动的机构____、____、____、____。
并列举两个工程应用实例____、____。
6.螺纹防松按工作原理可分为两类____、____。
各举1实例____、____。
7.6310轴承查手册知C=48400N,其含义____。
8.轴的弯扭合成强度公式中的M v=√M2+(αT)2,其α的含义____。
9.额定载荷是指____,计算载荷是指____。
10.一般情况下,一对齿轮传动中,两齿轮齿面的接触应力是____,齿根弯曲应力是____。
四、简答题1.为什么在设计带传动时,要限制小带轮?2.在选择联轴器时,主要考虑哪些因素?3.由双速电机驱动的V带传动,若电动机输出功率不变,则V带传动应按哪种转速设计,为什么?4.有一支架用四个普通螺栓固接于底座上,试述确定该螺栓组连接的预紧力F‘时应考虑哪些因素?5.齿轮传动中有哪些设计理论?各针对哪些失效形式?6.图示盘形凸轮机构,凸轮主动a)其偏置是有利偏置还是无利偏置,理由?b)若将该凸轮廓线作为滚子移动从动件的理论廓线,其滚子半径R=8mm,该凸轮廓线会产生什么问题?为什么?为了保证从动件实现同样的运动规律,应采取何种措施?五、计算题、综合题1.一对标准渐开线直齿圆柱齿轮,已知:M=4mm,Z1=25,Z2=35,h a*=1,C*=0.25, α=20°.安装中心距比标准中心距大2mm,试用图解法或解析法求:a)中心距a’b)啮合角α’c)有无齿侧间隙d)径向间隙C2.一钢制厚度B=10mm的凸轮,其质量m=0.8kg.质心S离轴心的偏距e=2mm.为了平衡此凸轮,拟在R=30mm的圆周上钻3个互错60°相同直径的圆柱孔.试求应钻孔的直径d.(已知钢的密度γ=7.8×10-6kg/mm3)3.一机器在工作时,已知在一个工作循环内等效驱动力矩Mva和等效阻力矩Mvc的变化曲线如图示.两曲线包围的面积所代表的功(N·M)的大小为A1=50,A2=550,A3=100,A4=125,A5=500,A6=25,A7=50.画出能量指示图,并求最大盈亏功W yM v4.图示为某机构模型,圆盘1为主动件,画出机动示意图。
2012机械系统动力学基础A 卷参考答案与评分标准 一、是非题(每小题2分,共10分)x √ √√ x二、填空题(每空2分,共10分)1、惯性力。
2、惯性力和惯性力偶矩。
3、稳定运转。
4、输入功不等于输出功。
5、调速器。
三、(20分)解:如图:先根据v f r ρ=做出各运动副上的摩擦圆( 8分) 杆1受力21R 、41R 及其作用线(4分) 杆2受力12R 、32R 及其作用线(4分) 杆3受力23R 、43R 及其作用线(4分)四、(20分)解:将m I 向A 、B 两面分解得;50250;A B A B m m m m m I I I I I =+⨯=⨯50A m g I = ,x 轴负向; ( 5分)将m II 向A 、B 两面分解得:;150350;B A B Am m m m m II II II II II =+⨯=⨯60Am g II =, y 轴正向;( 5分)由此可得A 端面上不平衡质量A m 在x 、y 轴上的分量为:50x A m g = ,x 轴正向; 60yA m g =,y 轴负向;78.1A m g = ( 5分)060arctg()50.250α==,方位为与x 轴正向成50.2度 ( 5分)五、(20分)解:1、解法一: 上升时P=Qsin λ+f Qcos λ为驱动力,Q 为生产阻力; P 0= Qsin λ (4分)0PP η== sin λ/( sin λ+fcos λ)=0.54; (6分)下降时P '=Qsin λ-fQcos λ为生产阻力,Q 为驱动力 ;0P '= Qsin λ (4分)0P P η'='=(sin λ-fcos λ)/sin λ= 0.15 (6分) 2、解法二:Qλϕ+Pλ-Qλϕ-P0λ-上升时:P 为驱动力 下降时:P 为阻力0sin()sin(90)P Qλφφ+=-, 0sin()sin(90)P Q λφφ-=+0sin P Q λ= (4分) 0s i n P Q λ=(4分)00sin sin(90)sin()P P λφηλφ-==+ (6分) 00s i n ()s i n s i n (90)P P λφηλφ-'==+(6分) =sin λ/( sin λ+fcos λ)=0.54 =(sin λ-fcos λ)/sin λ= 0.15 六、(20分)解:31=0.5ωω,21=0ωω,211s v l ω=, (6分)220.110.10.3(1/2)0.185v J =+⨯+⋅= (5分) 1012/24v M =-= (5分) 1/21.62v v M J ε== (4分)。
第一章绪论1-1机器的基本组成要素是什么?答:机械零件1-2什么是零件?什么是构件?什么是部件?试各举三个实例。
答:零件是组成机器的不可拆的基本单元,即制造的基本单元。
如齿轮、轴、螺钉等。
构件是组成机器的运动的单元,可以是单一整体也可以是由几个零件组成的刚性结构,这些零件之间无相对运动。
如内燃机的连杆、凸缘式联轴器、机械手的某一关节等。
部件是由一组协同工作的零件所组成的独立制造或独立装配的组合体,如减速器、离合器、联轴器。
1-3什么是通用零件?什么是专用零件?答:通用零件在各种机器中经常都能用到的零件,如:齿轮、螺钉、轴等。
在特定类型的机器中才能用到的零件,如:涡轮机的叶片、内燃机曲轴、减速器的箱体等。
1-4机械设计课程研究的内容是什么?答:机械系统设计的基础知识和一般尺寸和参数的通用零件设计方法。
第二章机械设计总论2-1答:一台完整的机器通常由原动机、执行部分和传动部分三个基本部分组成。
原动机是驱动整部机器以完成预定功能的动力源;执行部分用来完成机器的预定功能;传动部分是将原动机的运动形式、运动及动力参数转变为执行部分所需的运动形式、运动及动力参数。
2-2答:设计机器应满足使用功能要求、经济性要求、劳动保护要求、可靠性要求及其它专用要求。
设计机械零件应满足避免在预定寿命期内失效的要求、结构工艺性要求、经济性要求、质量小的要求和可靠性要求。
2-3答:机械零件常见的失效形式:整体断裂、过大的残余变形、零件的表面破坏以及破坏正常工作条件引起的失效等。
常用的计算准则主要有强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则和可靠性准则。
2-4答:强度要求为确保零件不发生断裂破坏或过大的塑性变形。
强度条件为[]σσ≤。
提高机械零件的强度,可以采取:a、采用强度高的材料,使零件具有足够的截面尺寸;b、合理地设计零件的截面形状,增大截面的惯性矩;c、采用热处理和化学处理方法,提高材料的力学性能;d、提高运动零件的制造精度,降低工作时的动载荷;e、合理配置零件的位置,降低作用于零件上的载荷等。
机械系统设计课后答案机械系统设计课后答案【篇一:机械系统设计习题(有答案版)】: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:1.06、1.12、1.26、1.41、1.58、1.78和2。
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。
山东科技大学2011—2012学年第学期机械设计(A卷)班级姓名学号一、填空题(每空1分,共20分)1、一般地讲,设计机械零件大致有以下基本要求避免在寿命期内失效的要求、结构工艺性要求、经济性要求、质量小的要求和可靠性要求。
2、螺纹的公称直径是指螺纹的__大径_____,强度计算时用螺纹的_小径______,计算螺纹升角时用___中径_____。
3、在键联接中,普通平键的工作面是__侧面______,楔键的工作面是__上下两面_______,半圆键的工作面是_____侧面_____。
4、带传动工作时带中产生___拉应力______、弯曲应力_________、__离心应力________三种应力。
最大应力发生在带的紧边绕上小带轮处。
5、按照承受载荷的不同,轴可分为转轴、心轴和传动轴三种。
自行车前轴属于心轴。
6、制动器在机器中使速度降低以至于停止运转。
7、齿轮传动的设计准则通常是齿面接触疲劳强度准则和齿根弯曲疲劳强度准则。
二、选择题(每题1分,共10分)1.在常用的螺纹联接中,自锁性能最好的是__ A______。
A 三角形螺纹B 梯形螺纹C 锯齿形螺纹D 矩形螺纹2.对于气缸盖螺栓组联接,若汽缸内的气体压力在0 ~ 2Mpa之间循环变化,则螺栓中的应力变化规律为____C______。
A 对称循环B 脉动循环C 非对称循环D 非稳定循环3.温度升高时润滑油的粘度____A______。
A 随之降低B 保持不变C 随之升高D 不确定4.两相对滑动的接触表面,依靠吸附膜进行润滑的状态称为___A____。
A 干摩擦B 边界摩擦C 混合摩擦D 液体摩擦5.零件表面经淬火、渗碳、喷丸、碾压等处理后,其疲劳强度___C_____。
A 降低B 不变C 增高D 不能确定6.两零件的材料和几何尺寸都不相同,以曲面接触受载时,两者的接触应力值__A___。
A 相等B 不相等C 是否相等与材料的性质有关7.在下列轴毂联接中,定心精度最高的是_D_____。
机械制造技术基础(试题1)一、填空选择题(30分)1.工序是指。
2.剪切角增大,表明切削变形(增大,减少);当切削速度提高时,切削变形(增大,减少)。
3.当高速切削时,宜选用(高速钢,硬质合金)刀具;粗车钢时,应选用(YT5、YG6、YT30)。
4.CA6140车床可加工、、、等四种螺纹。
5.不经修配与调整即能达到装配精度的方法称为(互换法、选配法)。
6.当主偏角增大时,刀具耐用度(增加,减少),当切削温度提高时,耐用度(增加、减少)。
7.在四种车刀中,转位车刀的切削性能(最好,最差);粗磨时应选择(硬,软)砂轮。
8.机床的基本参数包括、、。
9.滚齿时,刀具与工件之间的相对运动称(成形运动、辅助运动)。
滚斜齿与滚直齿的区别在于多了一条(范成运动、附加运动)传动链。
10.衡量已加工表面质量的指标有。
11.定位基准面和定位元件制造误差引起的定位误差称(基准不重合、基准位置)误差,工件以平面定位时,可以不考虑(基准不重合、基准位置)误差。
12.测量误差是属于(系统、随机)误差,对误差影响最大的方向称方向。
13.夹紧力的方向应与切削力方向(相同,相反),夹紧力的作用点应该(靠近,远离)工件加工表面。
14.辅助支承可以消除(0、1、2)个自由度,限制同一自由度的定位称(完全定位、过定位)。
15.磨削加工时,应选择(乳化液,切削油),为改善切削加工性,对不锈钢进行(退火,淬火)处理。
二、 端面车刀的切削部分的结构由哪些部分组成?绘图表示表示端面车刀的六个基本角度。
(8分)三、金属切削过程的本质是什么?如何减少金属切削变形?(8分) 四、 列出切削英制螺纹的运动方程式,并写出CA6140车床进给箱中增倍变速组的四种传动比。
(8分)五、 加工下述零件,要求保证孔的尺寸B =30+0.2,试画出尺寸链,并求工序尺寸L 。
(8分)六、磨一批d =12016.0043.0φ--mm 销轴,工件尺寸呈正态分布,工件的平均尺寸X =11.974,均方根偏差σ=0.005,请分析改工序的加工质量。
机械系统设计课后答案【篇一:机械系统设计习题(有答案版)】: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:1.06、1.12、1.26、1.41、1.58、1.78和2。
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。
1、计算图示机构自由度。
A2、已知图示曲柄滑块机构原动件AB 的运动规律和各构件尺寸。
求:①图示位置连杆BC 的角速度和其上各点速度。
②连杆BC 的角加速度和其上C 点加速度。
作出机构图示位置时的速度多边形和加速度多边形。
(注:不要求严格地按比例作图,只要各矢量的方向正确即可)3、已知图示机构的尺寸(可从图中量取尺寸,μl =0.001m/mm)及原动件1的角速度ω1=48.78rad/s 。
(1)标出所有瞬心位置;(2)用瞬心法计算构件2的角速度ω2,并确定出其方向。
(3)构件2上M点的速度,并确定出其方向。
4.在图示的四杆机构中,l AB =65mm ,l DC =90mm ,l l AD BC ==125mm ,ϕ115=︒。
当构件1以等角速度ω110=rad/s 逆时针方向转动时,用瞬心法求C 点的速度。
5、在图示四杆机构中,已知各构件尺寸及原动件的角速度ω1=常数,试用图解法确定图示机构位置时,从动件3的角速度ω3及角加速度α3。
(列方程,画速度、加速度多边形)ABD C13ω126、在图a 所示机构中,已知各构件尺寸,机构比例尺μL 及原动件角速度ω1为常数。
(1)用相对运动图解法求图示位置ω3的大小及方向;(2)图b 为加速度多边形(π为极点)比例尺为μa ,求角加速度α3的大小和方向。
(要求列出速度和加速度的矢量方程式并进行分析及写出结果表达式。
7、如图所示斜面机构,试推导当滑块沿斜面向上匀速运动时机构效率的表达式。
并利用所推得的表达式计算当角度α=30 ,ß =45 ,f =0.2时机构的效率。
(f为摩擦系数)βαPQ8、已知机架CD长度d,要求原动件AC顺时针转过α12、α13角时,从动件相应的顺时针转过φ12、φ13,试用图解法设计四杆机构ABCD。
9、如图示曲柄滑块机构的运动简图,试确定当曲柄1等速转动时,(1)机构的行程速度变化系数K ;(2)最小传动角min的大小;(3)滑块3往复运动时向左的平均速度大还是向右的平均速度大?(4)当滑块3为主动时,机构是否出现死点,为什么?CDB AC D10、图示为偏置曲柄滑块机构ABC,偏距为e 。
联接1、图示为一升降机构,承受载荷F =150 kN ,采用梯形螺纹,d = 60 mm ,d 2 = 56 mm ,P = 8 mm ,线数n = 3。
支撑面采用推力球轴承,升降台的上下移动处采用导向滚轮,它们的摩擦阻力近似为零。
试计算:(1)工作台稳定上升时的效率(螺纹副当量摩擦系数为0.10)。
(2)稳定上升时加于螺杆上的力矩。
(3)若工作台以720 mm/min 的速度上升,试按稳定运转条件求螺杆所需转速和功率。
(4)欲使工作面在载荷作用下等速下降,是否需要制动装置?加于螺栓上的制动力矩是多少? 解:1)︒=='71.51.0arctg ρ 2d nPtg πλ=,︒=8.7λ %57)(='+=ρλληtg tg2))(22ρλ'+=Ftg d M 3)7201=pZ n ,min 307201r pZn ==,30)(212n Ftg d Mw N πρλ⋅'+===3158w4)ρλ'> 不自锁,需要制动装置,制动力矩)(22ρλ'-='tg Fd M2、图示为一用两个M12螺钉固定的牵曳钩,若螺钉材料为Q235钢,装配时控制预紧力,结合面摩擦系数f = 0.15,求其允许的最大牵曳力。
解:由结构形式可知,结合面1=m 联接螺栓数目 2=Z ,由表9.5查得MPa s 240=σ 控制预紧力,取3.1=S 。
MPa Ss185][==σσ,由表查取 mm d 106.101=, 取 2.1=C C m f Z F F R '= 3.14][21⨯='d F σπN Cd mfZ F R 28533.14][21max =⨯=σπ3、图示为一刚性凸缘联轴器,材料为Q215钢,传递的最大转矩为1400 N .m (静载荷)。
联轴器用4个M16的铰制孔用螺栓联接,螺栓材料为Q235钢,试选择合适的螺栓长度,并校核该联接的强度。
机械系统设计
(习 题 集)
第一章 绪论
1. 机械工程学科研究的内容包括几大分学科?各分学科之间的相互关系又怎
样?
2. 系统的概念及系统的特点。
3. 什么是机械系统?机械系统由几大部分组成?机械系统在产品中的地位作
用?
4. 简述产品产生过程及设计的一般过程。
5. 什么是机械系统的现代设计方法?此方法与传动设计阶段的设计方法有何
联系与区别?
第二章 机械系统总体设计
1. 产品的功能是如何划分呢?在设计产品时,如何合理确定产品的各种功
能?
2. 为什么在产品功能原理方案是1阶段常采用的“黑箱法”?“黑箱法”的
设计思路及特点是怎样的?
3. 简述功能原理方案设计的步骤。
4. 什么是功能源、功能结构?
5. 简述结构总体设计原则、基本原理及设计步骤?
6. 当采用有级变速传动时,为什么通常采用等比数列?
7. 制定公比φ的标准值的原则有几条?列出常用标准公比值。
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。试对
两种设计方案作出评价。
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
B1 10 4 4 2 0 8 6 4 2 0
B2 10 4 2 4 0 8 4 4 2 2
B3 8 4 4 2 2 8 4 4 2 2
B4 8 4 4 4 0 6 4 4 4 2
B5 8 6 4 2 0 6 4 4 6 0
11. 试用计算法求下列参数:
1) 已知:Rn=10,Z=11,求φ;
2) 已知:Rn=355,φ=1.41,求Z;
3) 已知:φ=1.06,Z=24,求Rn;
第三章 执行系统设计
1. 执行系统由几大部分组成?简述其分类及可实现的功能?
2. 一般执行轴由几大部分组成?执行轴的基本要求有哪几项?如果达不到设
计要求,将有什么影响?
3. 影响执行轴组件的静刚度有哪些因素?从哪些方面来提高执行轴组件的静刚
度?
4. 在什么情况下执行轴组件采用三支承较为合理?前、后支承中的滚动轴承的
制造误差对主轴组件的旋转精度有何影响?为什么执行轴前轴承的精度比后
轴承的高?
5. 简述如何在不提高轴承的精度等级情况下,用“选配法”和对执行轴前、后
轴承的合理安装来提高执行轴的旋转精度。
6. 简述多油楔动压轴承和静压轴承的工作原理、主要特点和应用场合。
7. 结合曲柄压力机传动系统图指出各部件对应子系统,并说明该系统的工作过
程。
1-脚踏板 2-滑块 3-连杆 4-曲柄
5-制动器 6-离合器 7,8-齿轮副
9-电机 10-床身
曲柄压力机传动系统图
8. 结合牛头刨传动系统图指出刀具的慢进和快退、工作台进给运动工作原理。
第四章 传动系统设计
1. 简述传动系统的类型和设计时确定类型的原则。
2. 简述传动系统的一般组成和设计时应注意的问题。
3. 试述转速图的组成、内容和画法。
4. 试分析转速图和结构网的相同点和不同点。
5. 画出结构式12=23.31.20的结构网,并分别求出当φ=1.41时,第二变速组和
第二扩大组的级比、级比指数和变速范围。
6. 判断下列结构式,哪些满足传动比分配方程?并说明其扩大顺序与传动顺序
的关系;不满足时,输出轴转速排列有何特点?
(1) 8=21.22.24;(2) 8=24.22.21;(3) 8=22.21. 23;(4) 8=21.22.25。
7. 如图所示为普通车床传动系统图,齿轮的齿数、带轮的直径及布置情况如图
所示,主轴转速为标准等比数列。试完成以下内容:
(1) 计算出各齿轮的传动比;
(2) 计算出主轴的最高转速和最低转速;
(3) 计算各变速组的级比,说明哪是基本组、第一扩大组、第二扩大组;
(4) 求出主轴转速的公比φ;
(5) 求出主轴的变速范围及各变速组的变速范围,验证主轴变速范围与
各变速组的变速范围之间的关系;
(6) 写出该主轴传动系统的传动结构式;
(7) 写出主轴的各级转速;
(8) 画出对应于该传动系统图的转速图;标出相应的轴号、电动机转速、
主轴各级转速和齿轮齿数。
I
II
III
IV
V
ϕ100mm
ϕ130mm
19
36
36
53
28
35
22
56
49
62
35
84
21
70
n电=1450 r/min
附表
1.0 1.06 1.12 1.18 1.26 1.32 1.4 1.5 1.6 1.7
1.8 1.9 2.0 2.2 2.24 2.36 2.5 2.65 2.8 3.0
3.15 3.35 3.55 3.75 4.0 4.2 4.5 4.75 5.0 5.3
5.6 6.0 6.3 6.7 7.1 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5
第五章 支承系统设计
1. 根据支承件的功用讨论支承件的基本要求。
2. 何谓支承件的接触刚度?接触刚度与构件自身的刚度有何不同,如何提高支
承件的接触刚度?
3. 加强支承件的自身刚度应采取哪些措施?
4. 什么是支承件的模态?在分析支承件模态时,为什么主要考虑其低阶模态?
为什么说,在一般情况下,支承件的固有频率以高一些为好?
第六章 操纵系统和安全系统设计
1. 简述操纵系统的组成及对操纵系统的基本要求。
2. 机械系统中需要设置安全保护装置的子系统有哪些,并举例说明相应的保护
措施。
3. 试推导摆动式操纵机构的几何条件?
4. 试推导单边拨动时滑移齿轮的不自锁条件?
a
A
L
a
α
R=A+a
摆杆轴的布置
第七章 润滑系统及工艺过程的冷却
1.简述选用各种润滑剂的原则?
2.润滑油(剂)大致有几种供应方法?
3. 稀油集中润滑系统中有哪些主要元件及设备?