1、科目机械系统设计班级姓名学号时间燕山大学试卷 密 封 线 共8 页 第 1 页 题号一25分二15分三30分四30分总分100分分数一、简答（25分）1、执行系统设计的基本要求有哪些？（6分）。2、什么是系统，系统有哪些特性？（6分）燕山大学试卷 密 封 线 共8 页 第 2 页 3、总体设计原则是什么？（6分）4、支撑件的基本要求有哪些？（7分）燕山大学试卷 密 封 线 共 8 页 第 3 页 二、分析题（15分）1、分析离心式调整器的自平衡原理。（7分）1-竖轴；2-重锤；3-滑套；4-杠杆；5阀门燕山大学试卷 密 封 线 共 8页 第 4 页 2、分析单圆锥摩擦安全离合器原理。（8分）1
2、.摩擦盘 2、内锥摩擦盘 3、弹簧 4、螺母 5、螺母 6、轴套单圆锥摩擦安全离合器结构图燕山大学试卷 密 封 线 共 8页 第 5 页 三、叙述题（32分） 1、 参考下图，请叙述曲柄压力机的工作原理。(9分)1-操纵杆；2-滑块；3-连杆；4-曲轴；5-制动器6-离合器；7，8-齿轮；9-电机；10-机身 燕山大学试卷 密 封 线 共 8页 第 6 页 2、设计带式制动器时，以下两种方案哪个更为合理，为什么?(7分)3、绘制出6级变速结构网的4种形式，并写出对应的结构式（16分）。燕山大学试卷 密 封 线 共 8页 第 7 页 四、综合题（本大题共6小题，内含7空，每空2分，本题总计28分
3、） 有一台单轴自动车床，其传动系统如下图所示，试完成下列问题：1 )计算主轴的最高转速 n max=_r/min和最低转速 n min=_r/min；2 )计算：公比=_，级数Z=_级和转速范围Rn=_；3 ) 根据附表查取主轴的各级输出转速值为：_r/min4）绘制出对应的转速图；5 ) 写出对应的结构式：_； 6 ) 指明基本组和扩大组。附表 标准数列 100106112118125132140150160170180190200212224236250265280300315335355375400425450475500530560600630670710750800850900950
4、100燕山大学试卷 密 封 线 共 8页 第 8 页 燕山大学试题标准答案院(系): 机械工程学院 教研室: 机械设计 考核课程： 机械系统设计 10 学年 （春、 秋） 季学期考核类型：闭卷 开卷 涂卡 考核专业年级： 07机设 命题教师： 曹秒艳 答题教师： 曹秒艳 一、简答1、执行系统设计的基本要求有哪些？（6分）。1)保证设计时提出的功能目标 执行系统是直接完成功能要求的子系统，若其保证不了功能目标，则所设计的产品就没达到预期目标。因此，执行系统首先必须实现设计提出的功能目标；其次，在此基础上应确保所完成功能的精度。2)足够的使用寿命和强度、刚度要求 执行系统的使用寿命与组成此系统的零
5、、部件的寿命有关，因此，系统中的每一个零、部件都应有足够的强度和刚度，尤其对动力型执行系统更是不能忽视。3)各执行机构应结构合理、配合协调 不但各执行机构自身的结构设计要合理，而且还要确保各执行机构问的运动协调，以防止由于运动不协调而造成的机构间相互碰撞、干涉或工序倒置等事故。2、什么是系统，系统有哪些特性？（6分）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。系统特性：目的性：完成特定的功能是系统存在的目的。相关性和整体性：系统是由两个或两个以上要索构成的，而每个要素之间都是有机地并以特定的关系联系在一起的，即
6、相关性。一个系统整体功能的实现，并不是某一个要素单独作用的结果，或者说每一个要素对系统整体都不具有独立的影响。环境的适应性：任何个系统都存在于一定的环境之中，当环境变化时，就会对系统产生影响，严重时会使系统的功能发生变化，甚至丧失功能。 燕山大学试题标准答案 共 4 页 第 1 页 3、总体设计原则是什么（6分）1)明确原则:包括功能明确、工作情况明确和结构的工作原理明确。2)简单原则：在满足总功能的前提下，尽量便整机、部件、零件的结构简单，且数目少；同时还要求操作与监控简便；制造与测量容易、快速、28确；安装与调试简易而快捷。3)安全可靠原则 一个系统的可靠性包括：构件的可靠性、功能的可靠性
7、、工作的安全性和环境的安全性。4、支撑件的基本要求有哪些？（7分）1)足够的静刚度 支承件在静载荷作用下抵抗变形的能力称为支承件的静刚度。要求支承件在额定载荷作用下，变形不超过允许值。2)较好的动特性 机械系统应具有抵抗振动的能力，在机床上主要包括抵抗强迫振动和自激振动的能力，而且不应产生薄壁振动。3)良好的热特性 机械系统工作时，电动机、液压系统、机械摩擦等的发热，以及环境温度的变化，而对于机床还有切削过程产生的热，这些都会使支承件产生不均匀的变形，以致破坏被支承零、部件的相互位置关系，降低机械系统的工作精度。4)小的内应力 支承件在焊接或铸造和粗加工过程中，材料内部都会形成内应力。如不消除
8、，在使用过程中，内应力会重新分布和逐步消失引起支承件的变形。5)其他 在设计支承件时，应考虑吊运安全方便，液压、电器布置合理以及便于加工和装配等。而对于机床的支承件还要考虑便于冷却液、润滑液的回收排屑方便等。燕山大学试题标准答案 共 4 页 第 2 页二、分析题1、当竖轴1的转速升高且超过要求转速时，重锤2会自动抬起，带动滑套3和杠杆4使阀门5转动，以减少蒸汽通过量，进而降低蒸汽机的转速以恢复到正常值。相反，转速过低时，重锤2会自动下落，带动滑套3和杠杆4使阀门5转动，增大蒸汽通过量，而降低蒸汽机的转速以恢复到正常值。故实现了自平衡。2、 摩擦面由具有内锥面的摩擦盘1和具有外锥面的摩擦盘2组成
9、，在弹簧3的作用下使两个锥面压紧，由此产生的摩擦力矩即为安全离合器允许的输出转矩。螺母4用来调整弹簧3的压紧力。在两个锥面制造与安装正确的情况下，只需很小的压紧力就能保证良好的接触。该离合器一般用于转矩不大的场合。三、叙述题1、电动机9通过一对齿轮副8、7及离合器6带动曲柄4旋转，再通过连杆3使滑块2在立柱10的导轨中作往复运动。操纵秆1使离合器6接合或脱开，可控制曲柄滑块机构的运动或停止。制动器5与离合器6的动作要协调配合。工作前，制动器5先松开，离合器6后结合，停车时，离合器先脱开，制动器后结合。2、如图a所示，操纵力作用在制动带的松边操纵力F所产生的制动带衬紧力为F，制动轮作用于制动带上
10、的摩擦力方向与F一致，有助于制动，在同样大小的F时可获得较大的制动力矩。而图b所示的操纵杠杆作用于制动带的紧边，教要求产个相同的制动力矩，则制动带的拉紧力F必须加大，所需要的操纵力F也增大，而且由于作用于制动带上的摩擦力方向与F相反，减小了制动力矩，将使制动不平稳，所以设计时应使拉紧力F作用于制动带的松边。故a方案由于b方案。3、燕山大学试题标准答案 共 4 页 第 3 页四、综合题（本大题共7小题，内含8空，每空2分，本题总计30分） 1) 600 、602) 1.58 、6 、103) 60、95、150、236、375、6004）根据分析和计算，得到其转速图如下：5）6=31236） -轴之间三联滑移齿轮组为基本组；-轴之间双联滑移齿轮组为扩大组。燕山大学试题标准答案 共 4 页 第 4 页
