哈工大《机械系统设计》课后习题解答

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1、哈工大机械系统设计课后习题解答第一章1.机械工程科学研究的内容包括几大分学科？各学科之间相互关系又怎样？机械工程科学研究的内容包括机械学和机械制造学两大分学科。机械学：对机械进行功能综合并定量描述及控制其性能的基础技术科学。机械制造学：研究机械制造系统及过程手段的科学。设计和制造是两个不可分割的统一体，设计为核心，制造为基础，二者缺一不可。反之可出现:用先进的设计技术设计出”质量很差的先进产品,或用先进的制造技术生产出”落后的高质量产品”，因此两者不能偏废.2.什么是系统？系统有和特性？具有特定功能的、相互间具有一定

2、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。系统具有以下特性：目的性：完成特定功能是系统存在的目的，人类不论设计和种产品，都要求此产品必须达到预期的特定功能。相关性与整体性：相关性即系统是由两个或两个以上要素构成，而每个要素之间都是有机地并以特定的关系联系在一起，当一个要素改变时就会影响与此相关的其他要素；整体性即一个系统整体功能的实现，并不是某个要素单独作用的结果。环境的适应性：任何一个系统都存在与一定的环境之中，为使系统运行良好并完成特定功能，必须使其对外部环境的各种

3、变化和干扰有良好的适应性。3.什么是机械系统？机械系统有几大部分组成？机械系统在产品中的地位与作用？机械系统由若干个机器与机构及其附属装置组成的；由质量、刚度和阻尼各元素所组成的系统。从系统所能完成的功能来分，机械系统由动力系统、执行系统、传动系统、操纵控制系统、支承系统和润滑、冷却密封系统组成。机械系统无处不在，但在设计时，可根据所设计的产品功能来决定子程序的取舍。机械系统是基础，只要掌握了它并结合不同产业的特点，就可以设计出不同行业的设备。4在设计机械系统时，为什么特别强调和重视从系统的观点出发？机械设计的最终目

4、的是为市场提供优质高效、价廉物美的机械产品，在市场竞争中取得优势，赢得用户，取得良好的经济效益。产品的质量和经济效益取决于设计、制造和管理的综合水平，而产品设计则是关键。没有高质量的设计，就不可能有高质量的产品；没有经济观念的设计者，决不可能设计出性能价格比好的产品。因此，在机械产品设计中，特别强调和重视从系统的观点出发，合理地确定系统的功能；重视机电技术的有机结合，注意新技术、新工艺及新材料等的采用；努力提高产品的可靠性、经济性及保证安全性。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？执

5、行系统由执行末端件和与之相连的执行机构两大部分组成。执行末端件是直接与工作对象接触并完成一定工作（夹持、移动、转动等）或在工作对象上完成一定动作（切削、锻压、清洗等）的零部件。执行机构是为执行末端件提供力并带动它实现运动，即把传动系统传递过来的运动和动力进行必要的交换，以满足执行末端件的要求。执行系统的分类：按执行系统对运动和动力的不同要求可分为：动作型、动力型及动作—动力型。按执行系统所完成的任务可分为：单一型、相互独立型及相互联系型。执行系统的功能：1)实现运动形式或运动规律变换的功能（主要功能）（1）预期固定轨

6、迹或简单可调轨迹（2）匀速运动（平动、转动）与非匀速运动（平动，转动或摆动）的变换（3）连续运动与间歇式的转动或摆动的变换2)实现开关、联锁和检测等的功能（1）运动的离合或开停（2）换向、超越或反向止动（3）联锁、过载保护、安全制动（4）锁止、定位、夹压等（5）测量、放大、比较、显示、记录、运算等3)实现程序控制的功能4)实现施力功能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？执行轴机构的组成：由执行轴、安装在其上的传动件（齿轮、皮带轮等）、密封件、轴承、轴承间隙调整及固

7、定元件（螺母）等组成。执行轴机构设计的基本要求：1)旋转精度：是指装配后，在无载荷、低速转动的条件下，主轴安装工件或刀具部位相对于理想旋转中心线的空间瞬时旋转误差：径向跳动、轴向串动及角度摆动。旋转精度若达不到设计要求，会影响精密或高精密机械系统的工作精度。2)静刚度：是指机械系统或零部件抵抗静态外载荷引起变形的能力。静刚度不足会影响加工精度（形位精度及表面粗糙度）、传动质量及加工平稳性。3)抗振性：是指主轴受交变载荷时，能够平稳地运转而不发生振动的能力。其抗振能力较差时，会影响加工表面质量、刀具耐用度、主轴轴承寿命

8、、产生噪声、影响工作环境。4)温升和热变形：温升使主轴组件的形状和位置发生畸变。如果温升和热变形达不到要求，主轴部件的形状和位置发生畸变，主轴伸长，轴承间隙发生变化，若前后轴承温升不同，还会使主轴倾斜。(5)耐磨性：是指其长期保持原始精度的能力，即精度保持性。耐磨性对于长期保持原始精度影响很大。3.影响执行轴组件的静刚度有哪些因素？从哪些方面来