中國石油大學機電系統(tǒng)設計期末復習題

機電系統(tǒng)設計第6頁共7頁《機電系統(tǒng)設計》課程綜合復習資料一、問答題1、簡述柴油機的工況一般分哪幾類，并舉例說明。答案：⑴固定式工況:內(nèi)燃機的轉速由變速器保證而基本不變，垂直線1表示。如驅(qū)動水泵、發(fā)電機。⑵螺旋槳工況:整個穩(wěn)定工況為曲線2，如驅(qū)動船用螺旋槳。⑶車用工況：曲線3為各種轉速下所輸出的最大功率線。它們的轉速在最低穩(wěn)定轉速nmin和最大許用工作轉速nmax之間變化。如驅(qū)動載重汽車、坦克等。2、簡述電動機是如何分類的。答案：電動機按電源不同，可分為：3、談一談你對內(nèi)燃機萬有特性的理解。答案：表示柴油機各主要參數(shù)之間關系的綜合特性稱為萬有特性。柴油機的萬有特性以轉速為橫坐標，平均有效壓力為縱坐標，作出的若干條等的曲線組。它表示各種轉速、各種負載下的燃油經(jīng)濟性以及最經(jīng)濟的負荷和轉速。4、簡述何謂工作機械的工作制。答案：一般用負載持續(xù)率FC表示，F(xiàn)C＝tw/(tw+t0)×100%。tw—機械工作時間；t0—機械停歇時間。5、簡述衡量產(chǎn)品可靠性的指標。答案：可靠度、失效概率、失效率、壽命指標、維修度、有效度等。6、簡述執(zhí)行構件的運動形式。答案：⑴平面運動，包括轉動、移動；⑵空間運動。7、試分析機械系統(tǒng)設計從有無樣機可供參考的角度劃分，哪種情況屬于變型設計？請舉例說明。答案：可以分成開發(fā)性設計、變型設計以及仿型設計。舉例：變速自行車。8、從系統(tǒng)的角度，簡述人（操作者）-機械系統(tǒng)--環(huán)境之間的具體聯(lián)系。答案：具體體現(xiàn)在以下幾個方面：⑴人（操作者）-機械系統(tǒng)；⑵振動；⑶噪聲：機械系統(tǒng)產(chǎn)生的環(huán)境噪聲影響人的身心健康，噪聲也會對儀器設備產(chǎn)生影響。9、簡要說明閉環(huán)控制系統(tǒng)由哪些環(huán)節(jié)組成？答案：閉環(huán)控制系統(tǒng)包括給定環(huán)節(jié)、測量環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)、校正放大環(huán)節(jié)、執(zhí)行環(huán)節(jié)。10、簡述機械系統(tǒng)設計的一般過程。答案：⑴計劃，⑵外部設計，⑶內(nèi)部設計，⑷制造銷售。11、簡述如何合理確定操縱系統(tǒng)的傳動比。答案：當Fz一定時，ic大則Fc小，操縱省力；當Sz一定時，ic大則Sc大，易使操作者疲勞。因此，傳動比不能太大或太小。12、工作載荷的確定方法有哪些？答案：⑴類比法，⑵計算法，⑶實測法。13、按額定轉速或活塞平均速度分，簡要說明內(nèi)燃機可分為哪三類？是如何劃分的。答案：可分為高速內(nèi)燃機（），中速內(nèi)燃機（），低速內(nèi)燃機（）。14、簡述液壓馬達的主要性能參數(shù)。答案：⑴轉速，⑵壓力，⑶體積流量和排量，⑷轉矩，⑸總效率，⑹功率。15、請簡要說明輪胎轉動是汽車的執(zhí)行系統(tǒng)嗎？并說明原因。答案：是。因為輪胎轉動直接完成預期任務，促使車輛移動，因此可以看作執(zhí)行系統(tǒng)。16、結合實際例子，談一談機械噪聲的危害。答案：噪聲是指令人不愉快的或不希望有的聲音，系多種不同頻率、不同強度聲音的無規(guī)律的組合。噪聲對人體健康有害，人長期處于強噪聲的環(huán)境中，會引起多種疾病。隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，噪聲已成為人類主要的公害之一。機械系統(tǒng)的噪聲不僅是環(huán)境噪聲的一個重要組成部分，也是評價機械產(chǎn)品質(zhì)量的指標之一，例如壓力機、柴油機的噪聲。17、簡述執(zhí)行系統(tǒng)的功能，并具體列舉。答案：主要功能為夾持、搬運、分度與轉位、檢測、加載等。⑴夾持機構主要包括機械式、液壓式、氣壓式和吸附式。⑵搬運：指能把工件從一個位置，移送到另一個位置，并不限定移動路線。⑶分度：指對工件或是工作臺的角度進行精確的等分。轉位：指將工件或工作臺旋轉一個給定的角度。⑷檢測：對工件的尺寸、形狀及性能進行檢驗和測量。⑸加載：指機械要執(zhí)行系統(tǒng)對工作對象施加力或力矩以完成工作。18、請簡要說明內(nèi)燃機的三種機械特性的含義。答案：⑴負荷特性：內(nèi)燃機的最基本的特性。在轉速不變的情況下，其性能參數(shù)(每小時的耗油量、有效燃油消耗率和排氣溫度)，隨負荷(有效功率、平均有效壓力、輸出轉矩)變化的規(guī)律。⑵速度特性：當噴油泵的調(diào)節(jié)挺桿限定在標定功率供油量位置時，柴油機的性能參數(shù)隨轉速變化的規(guī)律。⑶萬有特性：表示各主要性能參數(shù)之間關系的綜合特性，又稱為通用特性。以轉速為橫坐標，負載為縱坐標，做出若干條性能參數(shù)等值線。19、簡述傳動系統(tǒng)的任務。答案：⑴將動力機輸出的速度降低或增高，以適合工作（執(zhí)行）機構的需要；⑵直接用動力機進行調(diào)速不經(jīng)濟或不可能時，采用變速傳動來滿足工作（執(zhí)行）機構經(jīng)常變速的要求；⑶將動力機輸出的轉矩，變換為工作（執(zhí)行）機構所需要的力矩或力；⑷將動力機輸出的等速旋轉運動，轉變?yōu)楣ぷ鳎▓?zhí)行）機構所要求的按某種規(guī)律變化的旋轉或非旋轉運動；⑸實現(xiàn)由一個或多個動力機驅(qū)動若干個相同或不相同速度的工作（執(zhí)行）機構；⑹由于受到動力機或工作（執(zhí)行）機構機體外形、尺寸等的限制，或為了安全和操作方便，執(zhí)行機構不宜與動力機直接聯(lián)系，也需要用傳動裝置來連接。20、簡述操縱件的布置原則。答案：一切機械的操縱件都應布置在人的肢體活動最有利的區(qū)域內(nèi)，應有利于發(fā)揮人的體能和反應靈敏，并使人感到舒適。操縱件的布置原則：⑴布置區(qū)域要注意視覺的要求；⑵操縱件的排列，應適應人的操作習慣，按照操作順序和邏輯關系進行安排；⑶同一臺機器的操縱件，其操縱運動方向要一致；⑷操縱件的空間位置，一般應盡量布置在視線內(nèi)的地方；⑸緊急停車操縱件應與其他操縱件分開布置，并要在最顯眼又便操作的地方；⑹為便于操作和互不干擾，操縱件之間應保持一定的距離。二、綜合題1、嚙合器廣泛用于汽車、拖拉機、叉車、挖掘機等行走機械的變速箱中。這些機械要求運轉平穩(wěn)，可以在運轉中變速和傳遞較大的轉矩。結合原理圖，談一談普通嚙合器是如何實現(xiàn)停止、傳動和變速的。答案：⑴嚙合套7在中間位置，2及4均空轉，二者不傳遞運動和動力；⑵嚙合套7左移，通過7將6與3接合，使2與軸1相連接而傳遞運動和動力；⑶嚙合套7右移，可使4與軸1相連接而傳遞運動和動力，從而達到變速的目的。2、圖為制動系的氣壓操縱系統(tǒng)，各部分符號含義如下：1.通往前輪制動氣室的管路，2.放氣閥，3.膜片，4.制動閥，5.制動踏板，6.氣泵，7.油水分離器，8.壓力表，9.貯氣筒，10.后輪制動器，11.后輪制動氣室，12.進氣閥。結合實際，回答問題：⑴何為氣壓操縱？⑵簡述該系統(tǒng)的工作原理。答案：⑴氣壓操縱與液壓操縱系統(tǒng)具有類似的特點，克服操縱阻力所需要的操縱力由壓縮空氣提供，人所施加的力很小，只用來克服操縱件自身的摩擦阻力。⑵工作原理（簡述）。壓縮機6打壓，儲氣筒9儲存高壓氣體，壓力表8顯示氣壓大小。踏板5動作時，高壓氣體通過進氣閥12產(chǎn)生的間隙，流動至制動機構11的氣壓作用面，通過杠桿機構對后輪實現(xiàn)有效制動。3、某廠在開發(fā)一種新產(chǎn)品時，總體設計時選定了A1、A2兩個候選方案。為了確定選擇哪個方案，組織了一個由10位專家組成的評價小組，評價結果如表所示，試用模糊評價法對兩個方案進行篩選。答案：解：根據(jù)題意，評價尺度向量，加權系數(shù)矩陣⑴方案1和2對3個評價目標的模糊評價隸屬度矩陣R是3行4列矩陣，其元素為⑵計算評價方案的綜合模糊評價隸屬度矩陣，⑶計算評價方案的綜合得分（優(yōu)先度）并選優(yōu)要計算綜合得分，應當將方案歸屬于每個等級的隸屬度與該等級的分數(shù)相乘，然后所有項相加。，結論：方案A1的評價比方案A2略高一些。4、如何確定伺服減速器的最佳傳動比？結合工作實際，談一談你對伺服系統(tǒng)的理解。答案：減速器用于電動機與負載之間，實現(xiàn)電動機與負載的速度、力矩及慣量的匹配。伺服系統(tǒng)一般響應速度要求較高，因此首先應考慮選擇合適的傳動比，使其負載加速度響應最大。如圖為電動機通過齒輪系驅(qū)動負載的示意圖。圖中分別為電動機的驅(qū)動轉矩、轉動慣量和角加速度；為齒輪減速器的傳動比；分別為負載的轉矩、轉動慣量和角加速度。如果電動機的驅(qū)動轉矩與負載轉矩平衡，則下式成立為簡化計算，可近似取，則有將上式對求導，令其等于零，則得負載有最大加速度的最佳傳動比為：確定的傳動比還應滿足：，式中分別為伺服電動機角速度和負載角速度。5、某機械傳動系統(tǒng)有3個軸，轉速圖上各個變速組的傳動比分布規(guī)律如圖所示，輸出軸轉速按等比級數(shù)排列，公比為常數(shù)。試解答如下問題：⑴對a,b,c,d四種傳動方案，分別寫出軸Ⅰ-Ⅱ的各個傳動比，軸Ⅱ-Ⅲ的各個傳動比；⑵計算4種傳動方案中，軸Ⅰ-Ⅱ傳動、軸Ⅱ-Ⅲ傳動的級比以及級比指數(shù)；⑶根據(jù)計算結果，說明4種方案中，哪種結構形式比較好？為什么？答案：解：⑴求各個方案的各級傳動比a方案中，軸Ⅰ-Ⅱ傳動比，軸Ⅱ-Ⅲ傳動比；b方案中，軸Ⅰ-Ⅱ傳動比，軸Ⅱ-Ⅲ傳動比；c方案中，軸Ⅰ-Ⅱ傳動比，軸Ⅱ-Ⅲ傳動比；d方案中，軸Ⅰ-Ⅱ傳動比，軸Ⅱ-Ⅲ傳動比。⑵求各個方案的各級級比及級比指數(shù)a方案中，軸Ⅰ-Ⅱ級比，級比指數(shù)a=1，軸Ⅱ-Ⅲ級比，a=3;b方案中，軸Ⅰ-Ⅱ級比，級比指數(shù)a=2，軸Ⅱ-Ⅲ級比，a=1;c方案中，軸Ⅰ-Ⅱ級比，級比指數(shù)a=1，軸Ⅱ-Ⅲ級比，a=2;d方案中，軸Ⅰ-Ⅱ級比，級比指數(shù)a=3，軸Ⅱ-Ⅲ級比，a=1;⑶根據(jù)傳動順序“前多后少”的原則，亦選擇方案a和b；根據(jù)變速順序“基本組在前，擴大組在后”的原則，亦選擇方案a。6、論述選擇動力機的主要依據(jù)是什么？結合實際，談一談具體體會。答案：選擇動力機的主要依據(jù)包括：⑴分析工作機械的負載特性，包括其載荷性質(zhì)、工作制、作業(yè)環(huán)境、結構布置等；⑵分析動力機本身的機械特性，以確定與工作機械相匹配的動力機類型；⑶動力機容量計算，動力機功率的大小等；⑷進行經(jīng)濟性分析，包括能源的供應、使用和維修