《机电系统设计》课程综合复习资料
一、简答题
1.机械系统噪声控制的途径有哪些？
2.衡量产品可靠性的指标有哪些？
3.执行构件的运动形式有哪些？
4.传动系统中常用的有级变速装置有哪几种？
5.从系统的角度阐述人（操作者）-机械系统--环境之间的具体联系。
6.闭环控制系统由哪些环节组成？
7.简述机械系统设计的一般过程。
8.简述三相异步电动机的特点和应用。
9.轮胎转动是汽车的执行系统吗？为什么？
10.简述传动系统的任务。
11.如何合理确定操纵系统的传动比？
12.操纵件的布置原则有哪些？
13.噪声在噪声源和接收器之间有哪三种传播途径？
14.机械控制系统的主要任务哪些？
二、
普通啮合器广泛用于汽车、拖拉机、叉车、挖掘机等行走机械的变速箱中。这些机械要求运转平稳，可以在运转中变速和传递较大的转矩。结合右边的原理图，谈一谈普通啮合器是如何实现停止、传动和变速的。
三、
已知电动机转速=rpm，执行机构要求三级变速，等比级数排列，公比，转速值分别为95、、23rpm，试确定合理的转速图方案。
四、
选择动力机的主要依据是什么？结合实际，谈一谈具体体会。
五、
对整机而言，产品的设计要求如下：1）产品功能要求，2）适应性要求，3）性能要求，4）生产能力要求，5）制造工艺要求，6）可靠性要求，7）使用寿命要求，8）人机工程要求，9）安全性要求。结合家庭实际，拟定一份微电脑全自动洗衣机的设计任务书。
六、
右图5-14为石油钻机单杠杆刹车机构:由刹把，传动杠杆（或称刹车曲轴）、刹带、刹鼓、平衡梁和调整螺钉、气刹车等组成。试结合实际回答：1）简述该机构的工作原理。2）操纵和控制系统有何主要区别？3）平衡梁的主要作用是什么？4）刹把的作用力是作用在刹带的松边吗？为什么？
七、
右图为制动系的气压操纵系统，各部分符号含义如下：1.通往前轮制动气室的管路；2.放气阀；3.膜片；4.制动阀；5.制动踏板；6.气泵；7.油水分离器；8.压力表；9.贮气筒；10.后轮制动器；11.后轮制动气室；12.进气阀。
结合实际，回答问题：1）何为气压操纵？2）简述该系统的工作原理。
八、
某机械传动系统有3个轴，转速图上各个变速组的传动比分布规律如右图所示，输出轴转速按等比级数排列，公比为常数。
试解答如下问题：1）对a,b,c,d四种传动方案，分别写出轴Ⅰ-Ⅱ的各个传动比,轴Ⅱ-Ⅲ的各个传动比；2）计算4种传动方案中，轴Ⅰ-Ⅱ传动、轴Ⅱ-Ⅲ传动的级比以及级比指数；3）根据计算结果，说明4种方案中，哪种结构形式比较好？为什么？
综合复习资料参考答案
一、简答题
1.答：1）声源控制；2）噪声传播途径控制；3）噪声接受点控制。
2.答：可靠度、失效概率、失效率、寿命指标、维修度、有效度等。
3.答：1）平面运动，包括转动、移动；2）空间运动。
4.答：常用的有级变速装置有滑移齿轮、交换齿轮、离合器、啮合器四种。
5.答：具体体现在以下几个方面：1）人（操作者）-机械系统；2）振动；3）噪声：机械系统产生的环境噪声影响人的身心健康，噪声也会对仪器设备产生影响。
6.答：闭环控制系统包括给定环节、测量环节、比较环节、校正放大环节、执行环节。
7.答：1）计划，2）外部设计，3）内部设计，4）制造销售。
8.答：特点：1）优点：构造简单、运行可靠、维护方便、效率较高、价格低廉；2）缺点：调速和启动性能差；低载荷时，功率因数低。
应用：载荷平稳、无需变速的、长期工作的机器，如水泵、金属切削机床、起重运输机、矿山机械等。
9.答：是。因为轮胎转动直接完成预期任务，促使车辆移动，因此可以看作执行系统。
10.答：1）将动力机输出的速度降低或增高，以适合工作（执行）机构的需要；2）直接用动力机进行调速不经济或不可能时，采用变速传动来满足工作（执行）机构经常变速的要求；3）将动力机输出的转矩，变换为工作（执行）机构所需要的力矩或力；4）将动力机输出的等速旋转运动，转变为工作（执行）机构所要求的按某种规律变化的旋转或非旋转运动；5）实现由一个或多个动力机驱动若干个相同或不相同速度的工作（执行）机构；6）由于受到动力机或工作（执行）机构机体外形、尺寸等的限制，或为了安全和操作方便，执行机构不宜与动力机直接联系，也需要用传动装置来连接。
11．答：当Fz一定时，ic大则Fc小，操纵省力；当Sz一定时，ic大则Sc大，易使操作者疲劳。因此,传动比不能太大或太小。
12.答：一切机械的操纵件都应布置在人的肢体活动最有利的区域内，应有利于发挥人的体能和反应灵敏，并使人感到舒适。操纵件的布置原则：1）布置区域要注意视觉的要求；2）操纵件的排列，应适应人的操作习惯，按照操作顺序和逻辑关系进行安排；3）同一台机器的操纵件，其操纵运动方向要一致；4）操纵件的空间位置，一般应尽量布置在视线内的地方；5）紧急停车操纵件应与其他操纵件分开布置，并要在最显眼又便操作的地方；6）为便于操作和互不干扰，操纵件之间应保持一定的距离。
13.答：1）直接传播，2）反射传播，3）间接传播。
14.答：1）使各执行机构按一定的顺序和规律运动；2）改变各运动构件的运动方向和速度大小；3）使各运动构件间有协调的动作，完成给定的作业环节要求；4）对产品进行检测、分类以及防止事故，对工作中出现的不正常现象及时报警并消除。
二、
答：1）啮合套7在中间位置，2及4均空转，二者不传递运动和动力；
2）啮合套7左移，通过7将6与3接合，使2与轴1相连接而传递运动和动力；
3）啮合套7右移，可使4与轴1相连接而传递运动和动力，从而达到变速的目的。
三、解：1）计算总降速比
这里执行机构的最低转速，比电动机的转速低得多，是一个降速链，最大降速比为。
2）确定传动副数目
采用一个三联齿轮变速组，可以得到三个速度。由于一对齿轮允许的最大降速比为4，为了实现总降速比15.4，至少再用一对定比传动的齿轮实现降速。这样传动副的数目就大体确定了：三轴，三联＋定传动比齿轮。
3）确定各传动副的传动比值
为了减小三联齿轮的尺寸，应采用变速组在前（靠近发动机），定传动比在后的方案。即Ⅰ－Ⅱ轴之间为三联齿轮变速组，轴Ⅱ—Ⅲ之间为定比齿轮传动，如图5-34所示。变速组的3个传动比为，，；定比传动齿轮的传动比为。
四、答：选择动力机的主要依据包括
1）分析工作机械的负载特性，包括其载荷性质、工作制、作业环境、结构布置等；
2）分析动力机本身的机械特性，以确定与工作机械相匹配的动力机类型；
3）动力机容量计算，动力机功率的大小等；
4）进行经济性分析，包括能源的供应、使用和维修费用、动力机购置费用等；
5）作业环境的要求，如是户外型还是户内型、环境温度、湿度、粉尘及通风条件、有无隔爆要求、是否需经常移动还是固定不动等。还要考虑对环境的污染，其中包括空气污染和噪声污染等。
在选择动力机时，要根据各动力机的特点以及使用要求，进行各种方案的比较。一般是先确定动力机的类型，然后根据工作机械的负载特性计算动力机的容量，也可以预选动力机，在产品设计出来后再进行校核。例如内燃机和电动机的选择。
五、答：1）主要功能：洗涤脏衣服，辅助功能：毛衣物上的毛绒过滤等。
2）洗涤对象：普通衣物，毛毯、牛仔服，羊毛、丝绸等。入口水压：0.1-0.6MPa，环境：远离热源、振动等，要有水源、电源
3）动力：额定输入功率W左右。外形尺寸：小于mmXmmXmm，整机质量：小于30kg。
4）额定洗涤、脱水容量：3.8kg（干衣）。
5）整机可靠度要求达到99.9%以上。
6）一次性使用寿命5年，多次性维修使用寿命10年。
7）元左右（含材料、设计、制作加工、管理费用）。
8）操作方便（面板式操作，全自动控制洗涤过程，可简单编程）,显示清晰,造型美观。
9）保证人身、设备安全（漏电保护功能、洗涤过程异常时的自动报警功能等）。
六、答：解答含义正确即可。
1）带刹车，靠刹带和刹车鼓之间的摩擦力实现机械制动。操纵是机械操纵型式。
2）操纵系统是通过人工操作以实现上述要求的装置，控制系统是通过控制信号使控制对象改变其工作参数或运行状态的装置。
3）平衡刹带两端的拉力，使刹带受力均匀。刹车副的磨损均匀，延长刹车机构的寿命。
4）是的。根据带传动的欧拉公式，这样刹车省力。
七、答：1）气压操纵与液压操纵系统具有类似的特点，克服操纵阻力所需要的操纵力由压缩空气提供，人所施加的力很小，只用来克服操纵件自身的摩擦阻力。
2）工作原理（简述）。压缩机6打压，储气筒9储存高压气体，压力表8显示气压大小。踏板5动作时，高压气体通过进气阀12产生的间隙，流动至制动机构11的气压作用面，通过杠杆机构对后轮实现有效制动。
八、解：1）求各个方案的各级传动比
a方案中，轴Ⅰ-Ⅱ传动比，轴Ⅱ-Ⅲ传动比；
b方案中，轴Ⅰ-Ⅱ传动比，轴Ⅱ-Ⅲ传动比；
c方案中，轴Ⅰ-Ⅱ传动比，轴Ⅱ-Ⅲ传动比；
d方案中，轴Ⅰ-Ⅱ传动比，轴Ⅱ-Ⅲ传动比。
2）求各个方案的各级级比及级比指数
a方案中，轴Ⅰ-Ⅱ级比，级比指数a=1，轴Ⅱ-Ⅲ级比，a=3;
b方案中，轴Ⅰ-Ⅱ级比，级比指数a=2，轴Ⅱ-Ⅲ级比，a=1;
c方案中，轴Ⅰ-Ⅱ级比，级比指数a=1，轴Ⅱ-Ⅲ级比，a=2;
d方案中，轴Ⅰ-Ⅱ级比，级比指数a=3，轴Ⅱ-Ⅲ级比，a=1;
3）根据传动顺序“前多后少”的原则，亦选择方案a和b；根据变速顺序“基本组在前，扩大组在后”的原则，亦选择方案a。