太原理工机械系统设计实验报告资料

第一篇：太原理工机械系统设计实验报告资料

《机械系统设计》

实验报告

姓名：马睿聪 班级：机械Z1317 学号：2013000384

机械系统设计实验报告

实验一：采煤机的主功能及辅助功能

采煤机是一个集机械、电气和液压为一体的大型复杂系统,工作环境恶劣,如果出现故障将会导致整个采煤工作的中断,造成巨大的经济损失.采煤机是实现煤矿生产机械化和现代化的重要设备之一.机械化采煤可以减轻体力劳动、提高安全性,达到高产量、高效率、低消耗的目的.采煤机分锯削式、刨削式、钻削式和铣削式四种：采煤机是一个集机械、电气和液压为一体的大型复杂系统,工作环境恶劣,如果出现故障将会导致整个采煤工作的中断,造成巨大的经济损失.随着煤炭工业的发展,采煤机的功能越来越多,其自身的结构、组成愈加复杂,因而发生故障的原因也随之复杂.双滚筒采煤机综合了国内外薄煤层采煤机的成功经验,是针对我国具体国情而设计的新型大功率薄煤层采煤机.采煤机的主要组成部分：

采煤机的类型很多，但基本上以双滚筒采煤机为主，其基本组成部分也大体相同。各种类型的采煤机一般都由下列部分组成。

（1）截割部

截割部的主要功能是完成采煤工作面的截煤和装煤，由左、右截割电机，左、右摇臂减速箱，左、右滚筒，冷却系统，内喷雾系统和弧形挡板等组成。截割部耗能占采煤机装机总功率的80%-90%，第1页

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因此，研制生产效率高和比能耗低的采煤机主要体现在截割部。

传动装置：

截割部传动装置的作用是将采煤机电动机的动力传递到滚筒上，以满足滚筒转速及转矩的要求；同时，还应具有调高功能，以适应不同煤层厚度的变化。

截割部的传动方式主要有一下几种：

a）、电动机-摇臂减速箱-行星齿轮减速箱-滚筒 b）、电动机-固定减速箱-摇臂减速箱-滚筒

c）、电动机-固定减速箱-摇臂减速箱-行星齿轮减速箱-滚筒 d）、电动机-摇臂减速箱-滚筒

螺旋滚筒：

螺旋滚筒是采煤机落煤和装煤的工作机构，对采煤机工作起决定性作用，消耗总装功机率的80%-90%。早期的螺旋滚筒为鼓型滚筒，现代采煤机都采用螺旋滚筒。螺旋滚筒能适应煤层的地质条件和先进的采煤方法及采煤工艺的要求，具有落煤、装煤、自开切口的功能。近些年来出现了一些新的截割滚筒，诸如滚刀式滚筒、直

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线截割式三角形滚筒、截楔盘式滚筒等。

滚筒由螺旋叶片由螺旋叶片、端盘、齿座、喷嘴、筒毂及截齿组成。

（2）牵引部

采煤机的牵引部是采煤机的重要组成部分，它不但负担采煤机工作时的移动和非工作时的调动，而且牵引速度的大小直接影响工作机构的效率和质量，并对整机的生产能力和工作性能产生很大的影响。

牵引部由牵引传动装置和牵引机构两大部分组成。传动装置的重要功能是进行能量转换，即将电动机的电能转换为传动主链轮或者驱动轮的机械能。牵引机构是协助采煤机沿采煤工作面行走的装置。传动装置装于采煤机本身为内牵引，装在采煤机工作面两端的为外牵引。绝大部分的采煤机采用内牵引，仅在薄煤层中为了缩短机身长度才采用外牵引。随着高产高效工作面的出现以及采煤机功率和牵引力的增大，为了工作面更加安全可靠，无链牵引机构逐渐取代了有链牵引。（3）电气系统

电气系统包括电动机及其箱体和装有各种电气元件的中间箱（连接筒）。该系统的主要作用是为采煤机提供动力，并对采煤机进行过载保护及控制其动作。（4）辅助（附属）装置

辅助装置包括挡煤板、底托架、电缆拖曳装置、供水喷雾冷却装

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置，以及调高、调斜等装置。该装置的主要作用是同各主要部件一起构成完整的采煤机功能体系，以满足高效、安全采煤的要求，改善采煤机的工作性能。

MG500/1130-WD 型电牵引采煤机，属多部电机横向布置形式。整机由左、右牵引部，左、右截割部，左、右行走部及电控箱组成，电气控制系统、液压传动系统及喷雾冷却系统组成机器的控制保护系统。

左、右牵引部、电控箱通过一组连接丝杠，形成刚性联接，左、右牵引部分别与电控部的左、右端面干式对接。两行走部分别固定在左、右牵引部的箱体上。牵引部与电控部对接面用圆柱销定位，高强度T形螺栓和螺母联接。

截割部为整体弯摇臂结构，即截割电机、减速器均设在截割机构减速箱上，与牵引部铰接和调高油缸铰接，油缸的另一端铰接在牵引部上，当油缸伸缩时，实现摇臂升降。支承组件固定在左、右牵引部上，与行走箱上的导向滑靴一起承担整机重量。采煤机的工作原理

单滚筒采煤机的滚筒一般位于采煤机下端，以使滚筒割落下的煤不经机身下部运走，从而可降低采煤机机面（由底板到电动机上表面）高度。单滚筒采煤机上行工作时，如图2-2（a）所示，滚筒割顶部煤并把落下的煤装入刮板输送机，同时跟机悬挂铰接顶梁，割完工作面全长后，将弧形挡煤板翻转180°；接着，机器下行工作，如图2-2（b）所示，滚筒割底部煤及装煤，并随之推移工作面输送

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机。这种采煤机沿工作面往返一次进一刀的采煤法叫单向采煤法。双滚筒采煤机工作时，如图2-2（c）所示，前滚筒割顶部煤，后滚筒割底部煤。因此双滚筒采煤机沿工作面牵引一次，可以进一刀；返回时又可以进一刀，即采煤机往返一次进二刀，这种采煤法称为双向采煤法。

滚筒的旋转方向：

采煤机滚筒的旋转方向的确定原则是有利于装煤和机器的稳定性。为了输送机推运煤，滚筒的旋转方向必须与滚筒的螺旋线方向一致。对逆时针（站在采空区侧看滚筒）旋转的滚筒，叶片应为左旋；顺时针旋转的滚筒，叶片应为右旋。即符合“左转左旋，右转右旋”的规律。

对于单滚筒采煤机，使用在左工作面的滚筒，应顺时针旋转，使用右旋滚筒，如图2-3（a）所示（图中B表示煤流方向）。使用在右工

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作面的滚筒，应逆时针旋转，使用左旋滚筒，如图2-3（b）所示。

对于双滚筒采煤机，为了保证采煤机的工作稳定性，双滚筒采煤机两个滚筒的旋转方向应相反，以使两个滚筒受的截割阻力相互抵消，因此，两个滚筒必须具有不同的螺旋方向。两个转向相反的滚筒有两种布置方式：一是前顺后逆，如图2-4（a）所示。采用这种方式，采煤机的工作稳定性较好，但滚筒易将煤甩出打伤司机，且煤尘较大，影响司机正常操作。二是前逆后顺，如图2-4（b）所示。采用这种方式，采煤机的工作稳定性较差，易振动，但装煤效果好，煤尘少。对机身较重的采煤机，机器振动影响不大。因此，大部分采煤机都采用“前逆后顺”的方式，即左滚筒为左旋叶片，逆时针旋转；右滚筒为右旋叶片，顺时针旋转。

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实验一：采煤机的主功能及辅助功能

掘进机主要部件结构及工作原理

1截割部结构

截割部主要由截割头组件

1、悬臂段

2、截割减速器

3、截割电机7组成，如图1所示。截割减速器3两端的法兰盘分别与电动机7和悬臂段2连接成一体，悬臂段2中的传动轴通过花键及螺钉与截割头组件1相连接。电动机7经截割减速器

3、悬臂段2中的传动轴驱动截割头组件1旋转截割煤、岩。截割部靠销轴4与截割头升降油缸相连接，靠销轴8与截割头回转台相连接。在截割头升降油缸推动下，可绕销轴8上下摆动；在截割头回转油缸推动下，可随截割头回转台左、右摆动

2．装运部结构

装运部的作用是将截割头破碎下来的煤和岩石装运到配套的转运设备上去。它由装载部（铲板部）和运输部（第一运输机）两部分组

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成。装载部（铲板部）的结构如图2所示，它由主铲板

2、侧铲板

1、星轮驱动装置

4、弧形三齿星轮5等组成，两台低速大转矩马达直接驱动两个弧形三齿星轮5旋转，将截割头破碎下来的煤和岩石装运到运输部（第一运输机）的机尾溜槽8中。铲板通过耳座6与铲板升降油缸连接，通过支点耳座7与本体部连接；铲板升降油缸推动铲板绕支点耳座7可上下摆动。

星轮驱动装置结构如图3所示，弧形三齿星轮1通过定位销2和螺钉4与旋转盘3连接，液压马达6的输出轴插入旋转盘3的花键孔，带动旋转盘3及弧形三齿星轮1旋转。

第一运输机位于机体中部，是中双链刮板式运输机，其结构如图4。运输机分前溜槽1和后溜槽3，前、后溜槽用高强度螺栓2联接，运输机前端通过插口插入铲板部和本体部连接的销轴上，后端通过高强度螺栓固定在本体上。运输机采用二个液压马达5直接驱动链轮，带动刮板链实现物料运输。紧链装置4采用丝杠螺母机构对刮板链的松紧程度进行调整，弹簧座起缓冲的作用。

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3本体部（机架）

本体部由回转台、回转轴承、本体架等组成，本体架采用整体箱形焊接结构，主要结构件为加厚钢板，其结构如图5所示。

本体的右侧上部（即图纸后方）通过高强度螺栓连接液压系统的泵站，左侧上部（即图纸前方）装有液压系统的操纵台。前面上部

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3处通过回转台4和截割部升降油缸与截割部连接，回转台4在安装于6、10之间的截割回转油缸推动下，可绕回转轴承7摆动。前面下部1、5处通过铲板升降油缸和销轴1连接铲板部及第一运输机机尾，第一运输机从本体部中间穿过。本体部左、右侧下部8处通过高强度螺栓分别与左、右行走部履带架连接，后部11处通过高强度螺栓连接后支承部。4行走机构

行走机构结构如图6所示。主要由定量液压马达

12、行星减速器

16、驱动轮

9、履带

6、张紧轮

1、张紧油缸

4、履带架5等组成。定量液压马达12通过行星减速器16及驱动轮9带动履带6实现行走。履带6的松紧程度是靠张紧油缸4推动张紧轮托架11前后 移动来进行调节的。张紧油缸为单作用形式，张紧轮伸出后靠卡板10锁定，卡板的厚度分别为50mm、20mm、10mm、6mm，可随意组合使用。张紧油缸、卡板均安装在履带外侧，方便实用，并均配有盖板以保证外形的美观。液压马达、行星减速器均用高强度螺栓13、15与履带架联接。左右履带架各采用12颗M30的高强度螺栓3、8紧固在本体架的两侧。

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5后支承

后支承的作用是减少截割时机体的振动，提高工作稳定性并防止机体横向滑动，其结构如图7。在后支承架2两边分别装有升降支承器3，利用油缸实现支承。后支承架用键和M24的高强度螺栓1与本体部相联，后支承的后支架4与第二运输机回转台5联接。电控箱、泵站都固定在后支承支架上。

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6.液压系统

液压系统。由油缸（包括：截割头升降油缸、截割头回转油缸、铲板升降油缸、后支撑器升降油缸、履带张紧油缸）、马达（包括：行走马达、第一运输机马达、星轮马达、喷雾泵驱动马达）、泵站、操纵阀及相互连接的管道等组成。可以驱动机器的截割头上下左右摆动、铲板升降、后支撑器升降、履带张紧、行走轮转动、第一运输机运转、星轮转动、喷雾水泵运转等。另外还为锚杆钻机提供了两个备用接口。

7．喷雾冷却系统

该掘进机的喷雾冷却系统如图11所示。外部供水（流量Q =100L/min）经球阀、过滤器后分为两路，一路经球形阀到外喷雾喷嘴喷出，另一路经减压阀进入液压系统的冷却器对液压油进行冷却，然后又分两路，一路经截割电机冷却水管从撒水嘴喷出；另一路经Y型过滤球阀、喷雾水泵、水密封进入截割头，从截割头内喷雾喷嘴喷出。喷雾水泵由液压马达驱动，液压马达则由四联阀中的第四联换向阀控制。内喷雾的水压由压力控制阀调定为3MPa，外喷雾的水压由减压阀限定为1.5 MPa

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第二篇：机械系统设计综合实践实验报告

实验报告

实验名称：

机械系统设计综合实践

学号姓名1：20090540 张世荣；

学号姓名2：20090581 严郡

实验目的：

1.将各个小部件按照实验说明书拼凑成完整的机器模型

2.通过机器组装过程，培养学生之间的团队合作能力，阅读图形的能力，空间想象能力，和动手能力

实验要求：

2—4个同学一组，互相协助配合，完成机器模型的组装过程，检查无错误后，请老师验收，拍下视频，照片，完成实验报告

实验仪器：

机器模型零部件，产品说明书 十字形螺丝刀

实验步骤：

1，观察机器模型的大致组装过程，形成初步印象

2，实际动手，按照说明书进行各部件的分别组装，两个同学分工，分别组装各部件

3，各大的部件组装完成后，将各部件连接为一个整体，初步形成机器模型 4，将各个小零件组装到初步的模型当中，形成完整的机器模型

5，讨论组装过程遇到的问题，解决问题，将不清楚的问题向同学，老师请教 6 检查是否有遗漏，确认没有错误后，拍下照片，录制视频 7 将模型拆卸，放回工具箱，锁好

实验结果：

如照片所示

第三篇：《机械系统设计》教学大纲

《机械系统设计》教学大纲 课程的基本描述

课程名称： 机械系统设计 课程编号： 0101D11 课程性质： 专业平台课

Mechanical system design

适用专业： 机械设计制造及其自动化A 教材选用： 侯珍秀.机械系统设计.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2001 总 学 时： 40学时 实验学时： 6学时 学

分： 2学分

理论学时： 34学时 课程设计： 有 开课学期： 第六学期

前导课程： 现代工程制图、工程力学、金属工艺学、电工学、机械精度设计及检测基础、机械原理、机械设计等

后续课程： 数字化网络协同设计技术、现代设计方法、机电产品设计技术等 教学定位

2.1 能力培养目标

本课程主要培养学生以下四个方面的能力：

1、认知和理解需求的能力

能够正确获取和理解机械系统的整体概念及各功能部分的有机组合，掌握机械系统组成、基本要求、工作原理、设计方法和理论计算的能力。

2、机械系统的分析和评价能力

能够综合运用机械设计和制造领域的基本概念、设计要求、原理和方法对机械系统的整体进行分析和评价。

3、机械系统的设计和计算能力

能够综合运用机械设计和制造领域的相关知识，初步具备开发设计性能良好、且具有市场竞争力的机电产品的能力。

4、团队协作和项目管理能力

了解机电产品项目开发的过程、组织、计划和管理等，培养学生具备个人工作与团队协作的能力。

2.2 课程的主要特点

该课程是机械设计制造及其自动化专业的重要专业平台课。它综合前导课程的有关科学技术知识，从系统的观点出发，介绍了机械系统的功能原理和总体设计方法，各子功能部分的组成、基本要求、工作原理、设计方法和理论计算等，结合课程设计等实践教学环节，使学生们掌握机电产品分析、设计和计算的基本技能。

2.3 教学定位

机械系统设计课程教学的任务，在于使学生们学会机械系统的基本分析方法，掌握机械产品的基本设计技能。

通过学习使学生牢固地树立起机械系统的整体概念及各功能部分的有机组合；掌握机械系统的基本设计方法和设计技巧。通过理论教学，使学生能以整机的角度和系统的观点了解机械产品的特点和设计规律，既能学会典型机械系统的设计知识和技能，又能掌握其它产业机械系统整体设计的初步能力；结合课程设计实践教学环节，培养学生具备分析和开发设计性能良好、且具有市场竞争力的机电产品的初步技能。通过该课程的学习为在今后工作中完成机电产品的综合设计打下扎实的基础。知识点与学时分配

3.1 机械系统设计的相关概念和发展历程

机械系统设计概述——基本概念（学时：2学时）

机械系统的概念和组成（了解，核心）机械系统设计的地位和作用（了解，核心）

机械系统设计的任务、设计类型、基本原则（理解，核心）机械设计的发展趋势（了解，推荐）共2学时

3.2 机械系统总体设计

功能原理设计——基础原理（学时：2学时）

基本概念（功能，功能分类，功能元，功能结构）（理解，核心）

设计方法（黑箱法，功能元求解，设计实例）（了解，核心）

结构总体设计——设计概念（学时：2学时）

设计任务和原则，设计步骤，总体布局（理解，核心）

主要设计参数（转速损失，公比，变速范围，级数，标准数列）（运用，核心）

共4学时

3.3 传动系统设计

传动系统概述——需求基础（学时：1学时）

类型及其组成（了解，核心）

有级变速传动系统——设计方法（学时：5学时）

转速图（基本组和扩大组，结构网和结构式，拟定方法和原则，几种特殊情况，扩大变速范围方法）（运用，核心）

齿轮齿数的确定（运用，核心 齿轮的布置与排列（理解，核心）

计算转速——计算方法（学时：1学时）

功率－扭矩特性（理解，核心）

传动件计算转速（运用，核心）

无级变速传动系统——设计方法（学时：2学时）

工作特点（理解，核心）

扩大恒功率区间的方法（运用，核心）

内联传动系统——设计策略（学时：1学时）

误差来源和传动规律（了解，核心）

提高传动精度的方法（内联传动链设计原则）（运用，核心）

共10学时

3.4执行系统设计

执行系统概述——需求基础（学时：1学时）

功能，组成，分类（了解，核心）

执行轴系统——设计方法（学时：5学时）

构成，基本要求，布局（了解，核心）

执行轴（形状，结构，材料及热处理，技术要求）（运用，核心）

执行轴支承（推力支承的配置，支承形式的选择，典型滚动轴承）（运用，核心）

执行轴传动件（典型传动方式，传动件的布置）（运用，核心）

执行轴组件计算（支承刚度，执行轴直径，合理跨距）（运用，核心）导轨——设计方法（学时：5学时）

功能，分类，技术要求（了解，核心）

普通滑动导轨（结构类型，组合方式，适用场合，间隙调整方法，导轨材料的选用和搭配）（运用，核心）

普通滑动导轨计算（受力分析，验算方法）（运用，核心）

其它各种类型导轨（了解，推荐）共11学时

3.5 支承系统设计

支承系统概述——需求基础（学时：1学时）

功用，基本要求，设计步骤（了解，核心）

静刚度——设计概念（学时：2学时）

基本类型，各项静刚度的影响因素，刚度的折算和比较（理解，核心）

支承系统设计——设计策略（学时：1学时）

截面的选择原则（理解，核心）

设计中应注意的若干问题（隔板，加强筋，开口，提高各项静刚度的措施）（理解，核心）共4学时

3.6 控制系统设计

控制系统——设计概念（学时：1学时）

控制系统的作用、分类、组成（理解，核心）典型控制系统的类型及工作原理（了解，推荐）共1学时

3.7 操纵系统设计

操纵系统——设计概念（学时：1学时）

操纵系统的功能、组成、分类（了解，推荐）

主要参数的确定方法，机构结构及原理（理解，核心）共1学时

3.8 其它学时

机动(学时：1学时)实验(学时：6学时)讲授提示及方法

4.1 机械系统设计的相关概念和发展历程

重点：机械，机械系统的相关概念及学科中的位置。难点：学习机械系统设计课程的重要性。

讲授提示与方法：回顾机械工程的发展历程，注重机械系统的整体性，提高学生对机械系统设计的认知程度。

4.2 机械系统总体设计

重点：功能原理设计的基本概念，主要设计参数及其确定方法。难点：各主要设计参数的特点及所适用场合。

讲授提示与方法：强调总体设计在机电产品开发应用中的重要性，强化机械系统的设计方法和步骤；充分利用多媒体课件，多以实例说明解释各概念和各项设计参数。

4.3 传动系统设计

重点：转速图的定义，转速图拟定方法和原则，扩大变速范围的方法，齿轮齿数的确定，功率扭矩特性，传动件的计算转速，无级变速传动系统设计。

难点：拟定转速图的方法和步骤，设备的功率扭矩特性和传动件计算转速的求解方法，无级变速传动系统的设计特点。

讲授提示与方法：引入实例讲解转速图所表示内容和含义，根据转速图拟定原则“口诀”结合实例讲授转速图的拟定方法和步骤，注重讲解传动齿轮齿数配齿表的使用特点，比较设备功率扭矩特性特点和调速电动机功率扭矩特性关系讲解无级变速传动系统的设计方法和特点；讲授中充分利用多媒体课件。

4.4 执行系统设计

重点：执行轴，执行轴支承，执行轴传动件，执行轴组件计算，普通滑动导轨，普通滑动导轨计算。

难点：执行轴组件的计算，滑动导轨计算中力学模型简化过程和叠加。

讲授提示与方法：引入工程力学中弹性模量、惯性矩、角应变、强度和刚度等相关概念，考虑实际工作中的摩擦、发热、受力、变形和振动等因素影响，结合工程结构实例分项分析、比较和总结（或经过理论推导和计算），得出结论。

4.5 支承系统设计

重点：静刚度的基本类型及影响因素，截面的选择原则，设计中应注意的若干问题。

难点：提高支承系统静刚度的方法和措施。

讲授提示与方法：采用由浅入深、循序渐进的讲解方式，由支承系统的受力分析入手，通过支承系统受力变形引出各项静刚度的概念，结合支承系统的典型结构形式和截面的选择原则阐明提高各项静刚度的方法和措施。

4.6 控制系统设计

重点：控制系统的作用、典型控制系统的类型。难点：控制系统在机械系统中的作用。

讲授提示与方法：明确控制系统的功能，讲授中应注重相关课程知识的联系，指明控制系统有多种形式。

4.7 操纵系统设计

重点：摆动式操纵机构。

难点：摆动式操纵机构的定位、行程和干涉。

讲授提示与方法：明确操纵机构的功能；讲授中充分利用多媒体课件，结合实际结构讲解摆动式操纵机构设计。习题与实验设计

5.1习题设计

由于本课程主要讲述机械系统的基础设计理论和设计方法，因此本课程的作业应以综合性分析和设计题目为主，使学生综合运用教师在课堂上讲述的设计理论和设计方法来解决机械系统的实际设计问题。习题主要有计算习题、分析习题和思考习题三种形式。习题涵盖的主要方面包括：

1、机械系统设计的基础概念练习；

2、机械系统主要参数计算和确定；

3、转速图的拟定、配齿和传动件计算转速的确定，已知传动系统的分析与计算；

4、执行轴的结构分析和执行轴组件的计算；

5、导轨的结构选择、受力分析和验算应用；

6、静刚度的概念和影响因素，支承系统结构分析。

通过上述作业的练习使得学生们加深对课堂教学的理解，加强学生们对机械系统的分析、设计和计算能力，同时可反映学生对知识的掌握程度，针对存在的问题进行课堂教学的改进。

5.2 实验设计

实验项目共3项，合计6学时。实验

一、传动系统分析（2学时）实验类型：综合性实验；

实验内容：观察典型的传动系统，绘制传动系统图和转速图，分析传动系统中基本组和扩大组选用，及各传动轴的位置和布置；

实验目标：使学生深化对不同类型传动系统的理解，增强对传动系统的感性认识，掌握传动系统的分析方法，培养学生的工程分析能力。

实验

二、执行系统静刚度检测与分析（2学时）实验类型：设计性实验； 实验内容：设计执行系统静刚度的检测方案，在不同载荷下分别检测并记录执行系统的变形量，学习执行系统静刚度的分析方法；

实验目标：使学生掌握静刚度的检测方法，熟悉静刚度对执行系统的影响，增强实际操作和团队协作的能力。

实验

三、机械系统的振动、温升检测与分析（2学时）实验类型：验证性实验； 实验内容：检测设备的振动和温度变化，根据机械设备的结构特点分析振动和热量产生的原因和传播途径，学习机械的振动和温度的测量和分析方法；

实验目标：使学生掌握现代化检测与分析的原理，熟悉实验数据的采集和处理方法，达到加深教学内容和提高学生实际操作能力的目的。考核与成绩记载

6.1 考核的方式及成绩的评定。

学生成绩的构成：平时成绩占总成绩的30%，期末成绩占总成绩的70%。

平时成绩的构成：上课出勤占平时成绩的1/3，作业占平时成绩的1/3，实验占平时成绩的1/3。

期末成绩：闭卷笔试。

6.2 考题的设计

考试题分为以下三类，重点考察学生对基本概念、基本方法、基本技术的掌握和综合运用。

1、概念、判断、计算题

重点考察学生对基本概念的掌握程度，基本设计技法的理解，基本计算的应用。其基本形式包含：填空题、判断题、简答题等。约占60%

2、综合分析题

重点考察学生综合运用基本原理分析问题和解决问题的能力。约占20%。

3、传动系统设计、运算和分析题

重点考察学生设计和分析传动系统及拟定转速图的能力。约占20%。

第四篇：机械系统设计课程考核

机械系统设计课程论文基本要求

1.成绩组成：

课程论文（系统综合设计与分析）：35分 课后作业：10分 大作业：10分 课堂：10分 实验：20分 读书工程：15分

2.课程考核方式：课程论文 命题类型：设计类、分析类 3.设计类论文基本要求：

（1）题目可从给定题目中选择（见附录1）或者自拟；

（2）按模板要求的内容撰写，可对内容扩充，但不能减少；（3）A4打印，封皮姓名处签字；

（4）抄袭视为违纪，总成绩计0。注意：雷同者双方总成绩均为0。4.分析类论文基本要求：

（1）题目自拟，所选系统必须具有精巧的机构或工作原理新颖，否则成绩不及格；（2）按模板要求的内容撰写，可对内容扩充，但不能减少；（3）A4打印，封皮姓名处签字；

（4）抄袭视为违纪，总成绩计0。注意：雷同者双方总成绩均为0。4.读书工程

阅读指定书目《机械创新设计》主编：丛晓霞（见附件），针对全书或较有收获的章节，写出自己的心得和收获之处。正文不少于3000字(3页)，A4打印，封皮姓名处签字。模板见附件。

附录1 设计类题目： 1.小型切片机机构设计

可将土豆、红薯、莲藕等食品进行切割成片状，片厚可调。2.火灾高层逃生装置机构设计

试设计一高层建筑火灾逃生装生装置 发生火灾时可以借助其安全逃生。要求该装置具有匀速下降功能，不受人体重量不同的影响，不以电能力动力，便于操作。3.回收易拉罐空瓶装置机构设计

设计一种可以回收易拉罐空瓶的装置，每当将一易拉罐空瓶塞入该装置后能自动吐出一角硬币。要求结构合理、无需电力供应。4.手动钻孔工具机构设计

设计一手动金属钻孔装置，完全依靠手动实现金属钻孔过程。要求操作方便、省力、结构合理、体积小、外型美观。5.硬币分拣装置机构设计

设计一硬币分拣装置，该装置能将不同面值的硬币分拣并打包。要求体积小、外形美观、操作方便，且具有显示功能。6.电杆爬升装置机构设计 设计一新型电杆爬升装置，用于帮助电力工人攀爬电杆，要求该机构具有结构简单、重量轻、操作方便、使用可靠、攀爬速度较快等优点。7.水果削皮器机构设计

设计一种新型的水果削皮器，要求原理新颖、结构简单、外形美观、操作方便、效率高、具有市场竞争优势。

8.苹果分级系统机构设计 可将苹果按大小分级。

9.球形滚动机器人机构设计

设计一种球形滚动机器人 要求其具有定向、转向、停止等功能，以球形为外形，设计确定其内部结构、工作原理。10.自动售报机机构设计

设计一种可以放置于公共场所自动售报纸的机器（装置），顾客投入（推入）一枚硬币就可以自动弹出（送出）一份报纸。11.爬楼梯运输装置机构设计

设计一种爬楼梯运输装置 用于向楼上搬运小型货物 代替人肩扛和手提。该装置要求结构简单、成本低、可折回等特点。12.蚯蚓运动式爬行器机构设计

设计一种类似蚯蚓爬行原理的运动装置 可以实现在平面及管道内的爬行，要求结构简单、成本低、机构原理新颖。

13.停水后来水自动关闭水龙头设计

设计一种新型的水龙头 能够在停水后打开状态下来水自动关闭 起到安全保护作用。14.环保型手推式草坪的草机机构设计

设计一种手推式草坪的草机 该机器要求结构简单、无须电力驱动、无污染、成本低、操作方便。

15.球形滚动机器人机构设计

设计一种球形滚动机器人 要求其冥有定向、转向、停止等功能 以球形为外形 设计确定其

内部结构、工作原理、动力输人方式。16.面包切片机机构设计

设计一机构，可将长方形或圆形面包切成片状，片状厚度可调，面包店使用。17.啤酒瓶外壁清洗机机构设计

可成批量的清洗啤酒瓶外壁，要求有上下料机构。18.啤酒瓶内部清洗机机构设计

可成批量的清洗啤酒瓶外壁，要求有上下料机构。19.花生红衣脱皮机机构设计

完成均匀入料、脱皮、清选分离等工作。20.道路冰雪清除设备

可对冬季道路上的结冰进行破除、清扫、收集等工作。21.室内爬绳运动机构设计

爬绳运动是增强体质的有效方法之一。设计的室内爬绳机可自行调节攀爬速度，可随时停止。22.简易跑步机

无动力输入，可模拟跑步时的后登力且力大小可调 23.简易洗衣机运动机构设计 适用于校园使用，动力为人力且施加一个恒定方向的转动，具备洗衣（低速）和脱水功能（高速）。要求在一个洗衣循环内，滚筒完成正反各一次运动，即输入为一个恒定转向的转动，输出应为正反转。

24.螺帽与螺钉的自动输送及旋紧机构

将分别整列好的螺帽、螺钉按对旋紧在一起。25.螺帽整列机构设计

将一箱杂散螺帽按筒（垂直）整列，每筒10个螺帽。26.六角头螺栓整列机构设计

将一箱杂散螺栓整列，呈螺栓头朝下、杆朝上状态，且被固定。27.小型振动平台机构设计

振幅连续可调：0~5mm；频率:5Hz

第五篇：机械系统设计知识点总结

《机械原理》是研究各种机械的组成原理、机器常用机构的运动及动力性能分析与设计、机器动力学等问题的一门主干技术基础课。

系统：由相互之间有机联系的要素组成，具有特定功能的整体。

2,系统具有6个特性：整体性、相关性（结构性和开放性）、动态性、层次性、目的性和环境适应性。整体性是系统所具有的最重要和最基本的特性。

3,任何机械都可以看成是由若干个装置、部件和零件按照一定的结构组合而成的有特定功能的整体，这个整体就机械系统。而组成机械系统的基本要素是机械零件。

4,从实现系统功能的角度出发，机械系统应有以下必备的子系统组成：动力系统、传动系统、执行系统、操纵与控制系统等。

5,传动系统的功能包括以下四项:减速或增速,变速,有级变速和无级变速,改变运动规律或形式。

6,机械系统设计的目的是提供优质高效、物美价廉，应能够在市场竞争中取得优势，能够赢得用户，取得较好的经济效益和社会效益的机械产品。

7,方案设计是机械系统设计的核心环节，方案设计是保证设计水平和质量的重要工作，在很大程度上决定了机械系统设计的成败。

方案设计是一个创造性思维的过程，在进行方案设计时，重要的是要创新，采用新原理、新技术、新机构、新工艺，才能设计出有突破性的新产品。

8任何机械系统都可以看成是实现某种能量流、物料流和信息流传递和转化的装置。

机械系统可抽象为：实现输入的能量、物料、信息和输出的能量、物料、信息转化的机械装置。

9用“黑箱”抽象地表示技术过程，不需要事先涉及具体的解决方法，就可以知道机械系统的基本功能和约束条件：基本功能为物料、能量、信息的传递和转化，约束条件表现为内、外部系统的相互作用和相互影响

10技术过程是若干个分过程和工序组合而成的复合过程

11技术系统是实现技术过程各项转化的人为系统。

12功能分解是在系统分解的基础上进行的。对各子系统的功能可逐项分解，直至得到不能再分解的功能元为止。

13系统边界是技术系统功能范围的界限，即内部系统与外部系统的分界

14总体设计必须在方案设计基础上进行。总体设计是机械系统设计第3阶段—内部设计阶段的主要部分，是以后进行系统技术设计的依据.总体布置设计的目的：确定各零、部件的相互位置和运动关系。总体布置设计的原则：简单、合理、经济。保证机械系统内部的能量流、物料流和信息流的流动途径合理，各零部件运动时不产生干涉，是对机械系统总体布置的首要要求

15为保证机械系统能平衡、稳定地工作，就应当尽量使机械系统的质心高度较低，尽量相对于支承对称布置，这对于行走式机械和工程机械尤为重要

17对机械系统的执行系统，应尽量使振动源远离执行系统，采用分离驱动的方法，把电动机和变速箱、主轴箱分置，用有缓冲减振的传动装置将它们联接起来，就可使振源与执行系统隔开.布置执行系统时应首先确定执行构件的位置。工作机械就是机械系统的执行系统。

16载荷是对机械及零部件进行强度、刚度、稳定性、可靠性和寿命计算的依据，也是进行机械系统动力机类型和容量选择时需要考虑因素之一。恒转矩负载特性又可分为两类：位能性负载特性和反抗性负载特性

17周期载荷包含3个要素：幅值、频率和相位角

18确定载荷有3种方法：类比法、计算法和实测法。

19按励磁方式不同，直流电机可分为：他励、并励、串励、复励等形式,按转子转速和旋转磁场转速的不同，交流电机可分为同步电动机和异步电动机。按电源不同，电动机分为交流电动机和直流电动机。

20电动机的机械特性可分为固有机械特性和人为机械特性

三相异步电动机可分为笼型电动机和绕线型电动机。

选择原则：满足使用要求的前提下，交流电动机优先于直流电动机；笼型电动机优先于绕线型电动机；专用电动机优先于通用电动机

21执行系统是由执行构件和执行机构组成。执行构件是执行机构中的一个或几个构件，是执行系统中直接完成功能的零部件。

执行机构是带动执行构件运动所需要的机构,执行系统的作用是传递或变换运动和动力，把传动系统传来的运动或动力进行变换后传递给执行构件，满足其要求。

22执行系统的功能是多种多样的，归纳起来有：夹持、搬运、输送、分度与转位、检测、实现运动形式或运动规律的变换、完成工艺性复杂动作等。夹持功能可分解为：抓取、夹持和放开三个过程。2输送是按给定的路线将工件从一个位置移动到另一个位置

24工程中使用的机械，大都是由若干个基本机构通过各种连接方法组合而成的机构系统—机构组合。

25并联组和:若干个单自由度基本机构的输入构件连接在一起，保留各自的输出运动；或若由干个单自由度机构的输出构件连接在一起，而保留各自的输入运动；或有共同的输入构件与输出构件的连接（称为并行连接）。其特征是各基本机构均是单自由度机构。

26机器的运动循环至少包括一个工作行程和空回行程，有时有的执行构件还有一个或若干个停歇阶段。

27传动系统是位于动力机与执行机构（或执行构件）之间的中间装置，它的作用是将动力机的运动和动力传递给执行机构（执行构件）。传动系统是由运动链及相应的联系装置组成的。

28动力机输出的一般是等速连续的回转运动，而执行系统的运动形式是多种多样的。当两者的运动形式不相同时，要求传动系统能够改变动力机输出的运动形式，以满足执行机构的要求。当两者运动形式相同时，还有转速、转矩是否相同的问题，这就要求传动系统具有减速增矩或增速减矩的作用。

29按传动比变化情况传动系统可分为：固定传动比传动系统和可调传动比传动系统。可调传动比传动又可分为：有级变速传动系统、无级变速传动系统和周期性变速传动系统

30传动系统按驱动形式可分为：独立驱动传动系统、集中驱动传动系统和联合驱动传动系统.按工作原理不同，传动系统可分为：机械传动系统、流体传动系统和电

传动系统。

31常用的离合器按工作原理分有两种形式：啮合式离合器和摩擦式离合器。

32最简单最基本的有级变速装置是两轴变速传动装置，可采用两个或两个以上的两轴变速机构串联的方法，组合成多轴变速装置。