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机械系统设计计算题

机械系统设计计算题
机械系统设计计算题

计算题

1.设计一台车床的主传动系统。已知条件:主轴最高转速n max=1800r/min,最低转速n min=40r/min,电动机转速n电=1500r/min。主轴转速公比φ=1.41。φ=1.06的标准数列为:

完成内容:

1、求出主轴的变速范围R n;

2、用公式计算出主轴转速级数Z;

3、由给定的φ=1.06的标准数列值表确定主轴各级标准转速;

4、写出至少4个不同的结构式;

5、画出所列结构式中至少2个相应的结构网;

6、确定一个合理的结构式,并说明其合理性;

解:

1、主轴的变速范围:R n=n max/n min=1800/40=45;

2、主轴转速级数:Z=lg R n/lgφ+1=lg45/lg1.41+1≈12.08,取Z=12;

3、主轴各级标准转速为:

40,56,80,112,160,224,315,450,630,900,1250,1800。

4、4个不同的结构式为:12=31×23×26;

12=32×21×26;

12=32×26×21;

12=31×26×23。

共有18种,可写出任意4种。

5、2个相应的结构网如下图:(共有18个,可画出任意2个)。

12=32×21×26

6、合理的结构式:12=31×23×26

合理性:① 符合变速级数、级比规律;② 传动件“前多后少”;③ 结

构网“前密后疏”;④ 第二扩大组的变速范围r =1.416=8,满足极限变速范围要求。

2.已知某机床的主轴转速为n=100-1120r/min ,转速级数Z=8,电动机转速 nm=1440r/min 。试根据机床主传动系统的设计原则,完成:

1. 拟定传动系统的结构式;

2. 设计转速图;

解:

1. 计算公比φ 已知:1001120=

R ,Z=8 . 根据 1-=Z R ?, 则7

19

.11lg 1lg lg =-=Z R ?, 即:

φ=1.41

2.确定传动组、传动副和扩大顺序

根据传动组和传动副拟定原则,可选方案有:① Z=4ⅹ2; ② Z=2ⅹ4;③ Z=2ⅹ2ⅹ2

在方案①,②中,可减少一根轴,但有一个传动组内有四个传动副,增加传动轴轴向长度,所以选择方案③:Z=2ⅹ2ⅹ2

根据前疏后密原则,选择结构式为: 8=21ⅹ22ⅹ24 3. 转速图绘制设计

① 主轴各级转速为:100,140,200,280,400,560,800,1120 r/min ② 确定定比传动比:取轴Ⅰ的转速值为800r/min ,则电机轴与轴 的传动比为:

8

.11

14408000==

i ③ 确定各变速组最小传动比

从转速点800 r/min 到100r/min 共有6格,三个变速组的最小传动线平均下降两格,按照前缓

后急的原则,第二变速组最小传动线下降2格;第一变速组最小传动线下降2-1=1格;第三变速组最小传动线下降2+1=3格。

4. 绘制转速图

具有尾绳和摩擦轮的矿井提升机示意图

3、每个罐笼(内有一空矿车)重N 771503=G

4、主绳与尾绳每米重

N/m

1064=G 5、摩擦轮直径m

44.61=d 6、摩擦轮飞轮惯量2

21m

N 2730000?=GD 7、导轮直径

m

52=d 8、导轮飞轮惯量222

m N 584000?=GD 9、额定提升速度m/s 16=N v 10、提升加速度

2

1m/s 89.0=a 11、提升减速度23m/s 1=a 12、周期长

s

2.89=z t 13、摩擦用增加负载重的20%考虑

m

N 259386m N 15

5.01675.02.16368862.4022720322?=??+?+?+?253.1259386

396374<=kW

12909550

N ==n

T dx kW

1400=

矿井提升的负载图

机械系统设计复习题.docx

陈胜国班长 以下所给为前儿届用过的一些题目汇编,请同学们参考要求能够“举一反三”,否则,恐难以过关!!1?为公平期间,请务必将此复习题发至每一位同学; 2.此复习题仅告诉你们题目的类型、出处、难度等信息,不要仅局限于木题目,要求做到“举一反三”,否则,就会起到误导学生的作用。 填空 1、系统(system)是具有特定功能的、相互间具有有机联系的许多要素构成的一个整 体。 2、系统的特性主要包括整体性、相关性、目的性和环境适应性等。 3、系统的整体特性主要是指构成系统的各要素服从整体功能,要素间的联系不能分害 I」。 4、系统的相关特性主要是指要素之间是相关的,形成特定的结构关系,包括入与出关 系、层次联系、排列组合形式等。 6、系统的目的性是指实现特定的功能是系统存在的目的。 7、系统边界是指技术系统功能范围的界限,即内部系统与外部系统的分界。 8、从系统的观点看,机械系统一般主要动力系统、执行系统、传动系统和操纵控制系 统等组成。 9、动力系统包括动力机及其配套装置;它的功能是向机器提供运动和动力,是机械系 统的动力源。 10、执行系统包括机械的执行机构和执行构件,是利用机械能改变作业对象的性质、状 态、形状或位置,或对作业对象进行检测、度量等。 11、执行系统通常处在机械系统的末端,直接与作业对象接触,其输出是机械系统的主 要输出,其功能是机械系统的主要功能。因此,执行系统有时也被称为机械系统的工作机。 12、操纵控制系统通常主要由、、和等部分 组成。(需答对起停装置、离合器、制动器、变速器和换向装置中的4项) 13、机械系统设计时,特别强调和重视从系统的观点出发,合理确定系统功能,提高可 靠性,提高经济性,保证安全性。 14、确定系统功能时,应遵循保证基本功能、满足使用功能、剔除多余功能、增添新颖 功能、恰到好处地利用外观功能的原则,降低现实成本,提高功能价值,力求使产品达到尽善尽美的境地。 15、可靠性是指产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。是衡量产品质量 的一个重要指标16、布置操纵件的时应尽量使得操作人员便于操纵和观察,保证操作人员和操纵件之间有合适的空间位置,符合方便宜人及与环境协调的要求。

机械系统设计大作业

《机械系统设计》 课程大作业—I 棒料校直机功能原理设计 院(系) 专业 学生 学号 班号 2015年4月

棒料校直机功能原理设计 1 设置棒料校直机功能原理设计的目的 功能原理设计是机械系统设计的最初环节,主要是针对产品的主要功能提出一些原理性构思,也就是针对产品的功能进行原理性设计! 针对某一产品的主要功能,设计人员在进行了大量相关资料查阅之后,应设计出几种不同的功能原理方案来,以便从中选出较理想的一个为下一步总体设计奠定基础。针对产品主要功能而进行的功能原理设计这一步,在整个设计中是非常重要的一环。一个好的功能原理设计应既有创新构思,同时又能满足用户的需求。 因此,在培养学生的机械系统设计能力时,不仅要注重机构和结构设计的培养和训练,而且更应注重功能原理设计的培养和训练。由于功能原理设计有其自身的特点和工作内容,因此,本大作业将主要针对功能原理设计进行。 2棒料校直机功能原理设计目的 棒料校直是机械零件加工前的一道准备工序。若棒料弯曲,就要用大棒料才能加工出一个小零件,如图1所示,这种加工方式材料利用率不高,经济性差。故在加工零件前需将棒料校直。 图1 待校直的弯曲棒料

3 设计数据与要求 请根据以下设计数据,进行棒料校直机的功能原理设计。 1) 棒料材料:需校直的棒料材料为45钢 2) 工作环境及环保要求:室内工作,希望冲击振动小、噪声小; 3) 工作寿命:使用期限为10年,每年工作300天,每天工作16小时; 4) 设备保养维护要求:每半年作一次保养,大修期为3年。 5) 棒料校直机原始设计数据如表1所示。 表1 棒料校直机原始设计数据 4棒料校直机功能原理设计过程 功能原理方案设计的任务是:针对某一确定的功能要求,去寻求一些物理效应并借助某些作用原理来求得一些实现该功能目标的解法原理来;或者说,功能原理设计的主要工作内容是:构思能实现功能目标的新的解法原理。这一步设计工作的重点应放在尽可能多地提出创新构思上,从而使思维尽量“发散”,以力求提出较多的解法供比较和优选。此时,对构件的具体结构、材料和制造工艺等则不一定要有成熟的考虑,故只需用简图或示意图的形式 5 棒料校直机功能原理设计要求 1) 用黑箱法寻找总功能的转换关系,给出棒料校直机的黑箱图; 2) 对棒料校直机进行总功能分解,绘制“技术过程流程图”和“总功能分解图”; 3) 建立棒料校直机的“功能结构图” 4) 寻找原理解法和原理解组合。 6 设计参考资料 教材中第二章机械系统总体设计中“露天矿开采挖掘机的原理方案设计” 7 作业成绩及其与本门课程总成绩的关系 满分4分,记入100分的总课程成绩。 根据表1任选一组进行设计。

机械系统设计试题及答案

内蒙古民族大学2013-2014学年二学期 试卷答案(考查) 课程名称:机械系统设计考试时间:110分钟年级:11级 专业:机制、农机 一、简答题(6小题,共60分) 1、什么是专家系统?专家系统的作用是什么?简述现代虚拟样机仿真分析的目的与意义。答:一个或一组能在某特定领域内,以人类专家水平去解决该领域中困难问题的计算机程序。 专家系统的作用:减少设计人员的负担;适用于常规方法和分析程序无能为力的地方;快速;防止设计人员出错及保留系统的知识和经验的领域。 虚拟样机仿真分析的目的与意义:化设计;缩短周期、降低成本;提高性安全性;提高产品开发效率及产品设计质量。 2、试从人机工程学观点分析汽车驾驶室的布置设计。 答:人机工程学是运用生理学、心理学和其他有关学科知识,使人和机器相互适应,创造舒适和安全的环境条件从而提高工效的学科。 驾驶座椅的设计,根据不同的体格可以调整高度和前后位置。而且坐姿操作可减少疲劳。显示装置的设计,如速度里程表、油表等的设计充分利用人体工程及人的视觉习惯,便于观察,警醒作用。操纵装置设计,方向的大小以人施力最适宜的尺寸,而且活动灵活,长期驾驶不易疲劳。档位杆的设计充分考虑人手生理学特点,手握舒适,不产生滑动,施力方便。脚操纵的刹车,离合,油门等,与坐姿操作相适应。踏板采用矩形或椭圆性。转向按钮与方向盘一体便于操作。照明灯及前后镜子的设计也充分考虑人的视觉规律。 汽车驾驶室的设计,充分运用人体工程学的原理,使人在最舒适最不易疲劳的最易观察的角度安全驾驶。 3、机械工作状态能量信息论;机械工作过程能量损失论;机械工作过程节能效益论。 曲柄压力机动力机容量的选择,根据压力机负载而确定的有效能+系统广义储能+系统损耗能的综合,在乘以安全系数,便是动力机容量。 4、典型闭环控制系统有哪些基本环节组成?各有什么作用? 答:给定环节、测量环节、比较环节、校正及放大环节和执行环节。 给定环节是给出与反馈信号同样形式和因次的控制信号。 测量环节用于测量被控变量,并将被控变量转换为便于传送和便于处理的另一物理量的环节。 比较环节是将来自给定环节的输入信号与测量环节发出的有关被控变量的反馈信号进行比较的环节。 校正及放大环节将偏差信号做必要的校正,并进行放大以便推动执行环节。 执行环节接受放大的控制信号,驱动被控对象按照预期的规律运行的环节。

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文档来源为 :从网络收集整理 .word 版本可编辑 .欢迎下载支持 . 考试科目 : 机械系统设计 考试时间 :110 分钟 试卷总分 100 分 考试班级 :机械 05 级 一、选择填空(本大题共 10 小题,每小题 1 分,总计 10 分) 装 1.机械工程学科由( )和机械制造两部分组成。 A. 机械原理 B. 机械零件 C. 机械学 D. 机械加工 班 2.人们对机械系统进行功能原理设计时常采用的一种“抽象化”方法是( )。 级 A. 黑箱法 B. 白箱法 C. 类比法 D. 头脑风暴法 : 3.机械系统结构总体设计的任务是( )。 A. 进行原理设计的构思 B. 进行功能原理设计 C. 将原理设计结构化 D. 确定总体参数 学 4.在传动系统中,基本组的级比指数( )。 A. 小于 1 B.等于 1 C.大于 1 D. 任意数 号 : 5.双联滑移齿轮占用的最小轴向尺寸应不小于( )。 订 A. 3 倍齿宽 B. 4 倍齿宽 C. 5 倍齿宽 D. 6 倍齿宽 6.执行系统是由执行末端件和与之相连的( )组成。 A. 运动机构 B. 导向机构 C. 定位机构 D. 执行机构 7.预紧可以有效提高滚动轴承的( )。 A. 承载能力 B. 工作转速 C. 精度 D. 刚度 8.我们可以用镶条来调整( )的间隙。 姓 A. 三角形导轨 B. 燕尾形导轨 C. 车床主轴 D. 铣床主轴 名 9.支承系统是机械系统中具有支承和( )作用的子系统。 : A. 连接 B. 导向 C. 定位 D. 夹紧 线 10. 隔板的布置方向应与载荷的方向( )。 A. 平行 B. 垂直 C. 倾斜 D. 任意 二、名词解释(本大题共 5 小题,每小题 2 分,总计 10 分) 1.机械系统 2.功能原理设计 3.级比 4.执行系统 5.自身刚度 三、简答题(本大题共 6 小题,每小题 4 分,总计 24 分) 1.机械系统设计有哪些基本原则? 2.什么是功能元?有那些种基本功能元? 3.扩大传动系统变速范围有哪些方法? 4.导轨有何功用?滑动导轨按其运动性质可分为哪几种类型? 5.什么是支承件的接触刚度?提高接触刚度有哪些有效措施? 6.常用的典型控制系统有哪几种类型? 四、填空题(本大题含 2 小题共 8 个空,每空 2 分,总计 16 分) 1.某台数控机床, 主轴最高转速为 4000r/min ,最低转速为 30r/min ,计算转速为 145r/min 。 拟选用交流调频主轴电动机,其最高转速和额定转速分别为 4500r/min 和 1500r/min ,则 主轴的恒功率调速范围 R np 为( φu ),电动机的恒功率调速范围 r p 为( ) r/min ,如果有级变速机构的公比 p Z 为( )级。 =R ,则有级变速机构的级数 2.某卧式滑动导轨,支承导轨长 720mm ,动导轨长 360mm ,计算开式导轨的判别依据

机械系统设计--课程知识点考点总结

机械系统设计总结 1.机械是机构和机器的统称。机械零件是组成机械系统的基本要素。人与机器组成了生产中的最基本单元。 2.系统是指具有特定功能的相互间具有有机联系的若干个要素所组成的一个整体。 3.系统可以分为两种:流系统(柔性连接),结合系统(刚性连接)。 4.机械系统的定义:任何机械都是由若干装置部件和零件组成的一个特定系统,是一个由确定的质量刚度和阻尼的物体组成的,彼此有机联系的,并能完成特定功能的系统。 5.机械系统的组成:动力系统传动系统执行系统操作控制系统框架支承结构系统润滑系统等子系统组成。机械零件是组成机械系统的基本要素。 6.内部系统:机械本身构成的系统外部系统:人和环境构成的系统 7.现代机械系统:由计算机信息网络协调与控制用于完成包括机械力运动和能量流等动力学任务的机械和(或)机电部件相互联系的系统。 8.从系统类型来看,机械系统本身通常为结合系统。 9.机械系统特性:集合性整体性相关性目的性环境适应性。 10.整体性是系统所具有的最重要和最基本的特性。 11.动力系统包括动力机及其配套装置,是机械系统工作的动力源。按能量转换 性质的不同,动力机可分为一次动力机和二次动力机。一次动力机是把自然界的能源转变为机械能的机械,如内燃机汽轮机水轮机等。二次动力机是把二次能源(如电能液能气能)转变为机械能的机械,如电动机液压马达气动马达等。动力机输出的运动通常为转动,而且转速高。 12.选择动力机时,应全面考虑执行系统的运动和工作载荷机械系统的使用环境和工况工作载荷的机械特性等要求,使系统既有良好的动态性能,又有较好的经济性。 13.执行系统包括机械的执行机构和执行构件,是利用机械能来改变作业对象的性质状态形状和位置,或对作业对象进行检测度量等,以进行生产或达到其他预定要求的装置,根据不同的功能要求,各种机械的执行系统也不同,而且对运动和工作载荷的机械特性要求也不同。

哈尔滨理工大学机械系统设计试题及答案

考试科目:机械系统设计考试时间:110分钟试卷总分100分考试班级:机械05级 一、选择填空(本大题共10小题,每小题1分,总计10分) 1.机械工程学科由()和机械制造两部分组成。 A.机械原理 B.机械零件 C.机械学 D.机械加工 2.人们对机械系统进行功能原理设计时常采用的一种“抽象化”方法是()。 A.黑箱法 B.白箱法 C.类比法 D.头脑风暴法 3.机械系统结构总体设计的任务是()。 A.进行原理设计的构思 B.进行功能原理设计 C.将原理设计结构化 D.确定总体参数 4.在传动系统中,基本组的级比指数()。 A.小于1 B.等于1 C.大于1 D.任意数 5.双联滑移齿轮占用的最小轴向尺寸应不小于()。 A.3倍齿宽 B.4倍齿宽 C.5倍齿宽 D.6倍齿宽 6.执行系统是由执行末端件和与之相连的()组成。 A.运动机构 B.导向机构 C.定位机构 D.执行机构 7.预紧可以有效提高滚动轴承的()。 A.承载能力 B.工作转速 C.精度 D.刚度 8.我们可以用镶条来调整()的间隙。 A.三角形导轨 B.燕尾形导轨 C.车床主轴 D.铣床主轴 9.支承系统是机械系统中具有支承和()作用的子系统。 A.连接 B.导向 C.定位 D.夹紧 10.隔板的布置方向应与载荷的方向()。 A.平行 B.垂直 C.倾斜 D.任意 二、名词解释(本大题共5小题,每小题2分,总计10分) 1.机械系统2.功能原理设计3.级比4.执行系统5.自身刚度 三、简答题(本大题共6小题,每小题4分,总计24分) 1.机械系统设计有哪些基本原则? 2.什么是功能元?有那些种基本功能元? 3.扩大传动系统变速范围有哪些方法? 4.导轨有何功用?滑动导轨按其运动性质可分为哪几种类型? 5.什么是支承件的接触刚度?提高接触刚度有哪些有效措施? 6.常用的典型控制系统有哪几种类型? 四、填空题(本大题含2小题共8个空,每空2分,总计16分) 1.某台数控机床,主轴最高转速为4000r/min,最低转速为30r/min,计算转速为145r/min。拟选用交流调频主轴电动机,其最高转速和额定转速分别为4500r/min和1500r/min,则主轴的恒功率调速范围R np为(),电动机的恒功率调速范围r p为()r/min,如果有级变速机构的公比φu=R p,则有级变速机构的级数Z为()级。 2.某卧式滑动导轨,支承导轨长720mm,动导轨长360mm,计算开式导轨的判别依据

机电一体化系统设计第3阶段测试题

机电一体化系统设计第3阶段测试题

江南大学现代远程教育第三阶段测试卷 考试科目:《机电一体化系统设计》第五章至第七章(总分100分) 时间:90分钟 学习中心(教学点)批次:层次: 专业:学号:身份证号: 姓名:得分: 一、单项选择题(本题共10小题,每小题1分,共10分。) 1、直流伺服电机的速度数字控制方法通常是()。 A、脉宽调制 B、频率调制 C、幅值调制 D、相位调制 2、伺服系统的稳定性仅和系统的()有关。 A、输入信号 B、输出信号 C、干扰信号 D、固有参数 3、在半闭环位置伺服系统中常用光电编码盘测量电机转速和()。 A、扭矩 B、电流 C、温升 D、角位移 4. 在开环伺服系统中,传动系统的间隙会带来()。 A、不稳定 B、死区误差 C、超调 D、阻尼 5、系统的刚度越大、惯量越小,则该系统的固有频率()。 A、越高 B、越低 C、不变 D、不定 6、控制器中的微机目前常用的有可编程控制器、()和工控机。

A、PC B、单片机 C、PLC D、IPC 7、脉冲传递函数是用于描述()的数学模型。 A、线性系统 B、离散系统 C、非线性系统 D、镇定系统 8、步进电机的启动转矩随启动频率升高而()。 A、增大 B、不变 C、降低 D、不定 9、关于半闭环和全闭环控制,以下说法正确的 是()。 A、两者区别在于传感器检测位置不同 B、前者精度高,后者精度低 C、两者没有区别 D、前者难以实现,后者易实现 10、关于步进电机驱动器,以下说法正确的是()。 A、斩波限流驱动电路往往采用较低的单电源供电 B、高低压驱动电路效率高 C、斩波限流驱动电路出力大、功耗小、效率高 D、单电源驱动电路出力大、功耗小 二、多项选择题(本题共5小题,每小题2分,共10分。多选、少选、错选均不得分。) 1、伺服系统的误差有()。 A、稳态误差 B、静态误差 C、随机误差 D、动态误差 2、步进电机的控制要考虑()。 A.启动过程升速控制B.低转速控制C.停止过程降速控制D.使电机连续工作 3、直流伺服电机的动态特性主要受()的影响。 A、动态误差 B、机械惯量 C、跟

打孔机的结构原理设计(机械系统设计大作业)

机械系统设计 课程作业 打孔机的设计) 一、设计任务书. (1) 二、确定总共能(黑箱) (3) 三、确定工艺原理 (3) (一)机构的工作原理: (3) (二)原动机的选择原理 (3)

(三)传动机构的选择和工作原理 (4) 四、工艺路线图 (5) 五、功能分解(功能树) (5) 六、确定每种功能方案,形态学矩阵 (6) 七、系统边界 (8) 八、方案评价 (8) 九、画出方案简图 (9) 十、总体布局图 (11) 十一、主要参数确定 (12) 十二、循环图 (17) 一、设计任务书

表1

、确定总共能(黑箱) ~220V 噪声 发热 图1 三、确定工艺原理 (一)机构的工作原理: 该系统由电机驱动,通过变速传动将电机的 1450r/min 降到 主轴的2r/min ,与传动轴相连的各机构控制送料,定位,和 进刀等工 艺动作,最后由凸轮机 通过齿轮传动带动齿条上下 平稳地运动,这样动力头也就能带动刀具平稳地上下移动从 而保证了较高的加工质量。 (二)原动机的选择原理 (1)原动机的分类 原动机的种类按其输入能量的不同可以分为两类: A. —次原动机 此类原动机是把自然界的能源直接转变为机械能,称为一 次原动机。 属于此类原动机的有柴油机,汽油机,汽轮机 和燃汽机等。 B.二次原动机 此类原动机是将发电机等能机所产生的各种形态的能量转 变为机械能,称为二次原动机。 属于此类原动机的有电动机, 液压马达,气压马达,汽缸和液压缸等。 (2) 选择原动机时需考虑的因素: 1:考虑现场能源的供应情况。 2:考虑原动机的机械特性和工作制度与工作相匹配。 3:考虑工作机对原动机提出的启动,过载,运转平稳等方 面的要求。 被加工工件 黑箱 有孔的工件

机械系统设计作业

1.引言 现在石油危机促使了人们对新能源的开发,其中在车辆领域,人们努力在非石油消耗用品上的探索,以至于出现很多电动汽车的产品,并且越来越成熟,这个电动客车总体布置的毕业设计将促成我对这些方面的认识更加深刻。对以后的工作学习有帮助。2. 设计方案的确定 目前电动汽车分为好多种,包括纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车。纯电动汽车利用电力驱动,在使用中可实现零排放。但迄今为止,电动汽车的关键部件蓄电池在能量密度、使用寿命和价格方面都尚未达到应有的水平,目前还只适应于生活环境要求很高、行驶里程短的街区、园区内。因此,在目前情况下,以内燃机和电动机为动力源的混合动力电动汽车(Hybird Electric Vehicle,简称HEV)技术更具实用价值,是近期高效节能汽车发展的一个主要方向。燃料电池电动汽车采用的电池是一种将燃料的化学能用电化学方法直接转换成电能的电化学发电器。它的效率是内燃机的2~3倍,无污染、无噪声、排出的不是温室气体CO?而是水。现存的问题是价格贵,体积质量大,可靠性,环境适应性不高。燃料电池电动汽车是新型的高效节能汽车的发展方向之一[1]。 动力系统的选择 在对比几种电动汽车的特点后,鉴于现在的实际情况,选择混合动力的电动汽车是一个不错的选择,作为一辆客车而言,续驶里程很重要,以及低的故障率的保证,因为如果在行驶途中没有能源了,不管对客车公司还是对乘客而言将是一件很棘手麻烦的事。纯电动车因为其续驶里程短如果没电了只有等待救援的特点,还有目前纯电动汽车技术还不是很成熟。所有在设计一辆电动客车时选择动力系统为纯电动汽车不是很合适。当然燃料电池电动汽车有很好的发展前景,同样鉴于其技术目前不成熟的原因,价格高,相比混合动力汽车,也不是很理想的选择。最后我们在动力方案的选定上确定混合动力汽车作为动力系统的组成[2]。 混合动力电动汽车的特点 以石油产品为燃料的内燃机,由于其所有的高能量密度而成为目前汽车上使用最普遍的动力源,然而汽(柴)油车的排放破坏了人类赖以生存的大气环境,加之石油又日益匮乏,工程师们不得不开始去为汽车研发新的动力装置。

机械系统设计教案

第1课(3课时) 课程基本介绍: ⑴与《机械设计》课程的基本区别: 研究对象的基本不同,研究方法的基本区别 ⑵课程的训练目的和方法: 因为同学们均为四年级,大家所从事的毕业设计研究方向不同,所以教学目的为尽可能对每个同学所从事的具体工作有所帮助。 训练方法包括较多的讨论课,讨论以每人的大作业为基础,要求采用书面作业结合多媒体(以PowerPoint形式)表现手段,每人分别介绍自己的作业,教师加以点评。 ⑶考核的基本办法: 以教学过程检查和期末考试相结合的方式:大作业4个,每个占10分,共40分,课堂点名10次,每次2分,共20分,考试占40分。 正式教学开始 1.绪论 教学重点:帮助同学建立系统论的观点,从《机械设计》课程的零部件设计的思路建立机械系统的设计理念,激发对机械系统设计的兴趣。 教学难点:机械系统的体系 1.1机械与机械系统 1.1.1系统的概念

举例说明: 例1:本人的硕士研究课题:一个液压回转系统的研究 重点说明:从机械零件的最佳设计角度能实现的效果与从系统的角度能完成的效果比较。 引申出系统设计思想与零件设计的很大区别。 例2:自动控制技术的发展历程: 从自动控制技术的发生、发展,以及从导弹、宇航一直到民用的发展历程,介绍系统化的设计思想和思路。 例3:系统论在经济学和人文科学领域的一些应用: 以房地产发展为例,尝试说明系统论在经济学上的一些应用。 1.1.2机械系统的基本组成 子系统:动力系统、传动系统、执行系统、操纵及控制系统 举例说明: 例1:汽车 例2:《机械设计》中所有人均完成的千斤顶 1.2机械系统设计的任务 1.2.1从系统的观点出发 重点:与外部环境的相互影响,以汽车设计为例 1.2.2合理确定系统功能

机电一体化系统设计试卷

班级:机电071 考位号: 学号:★C F 爆菊联盟★群号:79573606 姓名:X X 2012年 11月6日 考试用 广西大学课程考试试卷 ( 12—— 13学年度第一学期) 课程名称:机电一体化系统设计 试卷类型:(A 、B ) 命题教师签名: 教研室主任签名: 主管院长签名: 题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 应得分 20 25 40 15 100 实得分 哈哈,这是哥哥我整理的,原版为手写板是06级学长留下来的,原名《血泪 机电一体试卷》,在此向这位毕业的学长表示感谢! ——★CF 爆菊联盟★Made by Rentao 评卷人 装订线(答题不得超过此线) 一、 单选(20×1)。(注意:本答案不一定准确,希望大家自己搞定!) 1.机电一体化系统包括:机械系统、信息处理系统、动力系统、传感检测系统、 执行元件系统。 2.根据接口变换调整功能分,放大器属于有源接口。 3.接口三个功能:变换、调整、输入/输出。 4.可靠性是指产品/系统在规定条件和时间内完成规定功能的能力。 5.消除间隙齿轮传动机构,能实现自动补偿的是轴向弹簧式双片薄齿轮错齿调整法。 6.滚珠丝杠副预紧,预紧最精密的方式是双螺母齿差预紧调整方式。 7.增加丝杠副公称直径可以增大可承受载荷量之类。 8.步进电机转向随通电顺序而变。 9.空载状态下,步进电机转子启动最大控制频率称为空载启动频率。 10.步进电机静态特性为其稳态状态特性{静转矩矩-角特性、静态稳定区}。 11.增大W c ,动态性能指标中调整时间t s 减少。 12.系统接口设计中,若组成较大系统,选用功能接口电路/接口板。 13.闭环数控系统中,位置检测元件安装在移动工作台导轨上。 14.导向精度是导轨副最基本指标。 15.交流伺服电机微机控制系统,输入回路采用D/A 数模转换电路实现信号转换。 16.控制系统中软件、硬件合理组成,要根据经济性和可靠性标准权衡决定。

打孔机结构原理设计(机械系统设计大作业)

机械系统设计 课程作业(打孔机的设计)

一、设计任务书 (1) 二、确定总共能(黑箱) (2) 三、确定工艺原理 (3) (一)机构的工作原理: (3) (二)原动机的选择原理 (3) (三)传动机构的选择和工作原理 (3) 四、工艺路线图 (4) 五、功能分解(功能树) (4) 六、确定每种功能方案,形态学矩阵 (5) 七、系统边界 (6) 八、方案评价 (6) 九、画出方案简图 (7) 十、总体布局图 (9) 十一、主要参数确定 (10) 十二、循环图 (14)

一、设计任务书 表1

二、确定总共能(黑箱) (一)机构的工作原理: 该系统由电机驱动,通过变速传动将电机的1450r/min降到主轴的2r/min,与传动轴相连的各机构控制送料,定位,和进刀等工艺动作,最后由凸轮机通过齿轮传动带动齿条上下平稳地运动,这样动力头也就能带动刀具平稳地上下移动从而保证了较高的加工质量。 (二)原动机的选择原理 (1)原动机的分类 原动机的种类按其输入能量的不同可以分为两类: A.一次原动机 此类原动机是把自然界的能源直接转变为机械能,称为一次原动机。属于此类原动机的有柴油机,汽油机,汽轮机和燃汽机等。 B.二次原动机 此类原动机是将发电机等能机所产生的各种形态的能量转变为机械能,称为二次原动机。属于此类原动机的有电动机,液压马达,气压马达,汽缸和液压缸等。 (2)选择原动机时需考虑的因素: 1:考虑现场能源的供应情况。 2:考虑原动机的机械特性和工作制度与工作相匹配。 3:考虑工作机对原动机提出的启动,过载,运转平稳等方面的要求。 4:考虑工作环境的影响。

机械系统设计试题及答案200952111713222

哈尔滨理工大学 2005-2006学年第2学期《机械系统设计》考试答案(A) 一、有级变速传动系统分析(本大题共7小题,内含8空,每空2分,本题总计22分) 1)600 、60 2) 1.58 、6 、10 3)60、95、150、236、375、600 4)根据分析和计算,得到其转速图如下: 5)6=31×23 6)Ⅰ-Ⅱ轴之间三联滑移齿轮组为基本组; Ⅱ-Ⅲ轴之间双联滑移齿轮组为扩大组。 7)95 二、将正确答案填入空内:(本大题共3小题,总计12个空,每空2分,总计24分) 1、1) (a)不连续不重复; 2) (b)连续且重复; 3)(c)不连续不重复; 2、26.9 、 3 、 3 。

3、(1) 不会、、开式; (2) 不会、、开式; 三、简要回答下列各题:(本大题共6小题,每小题4分,总计24分) 1.机械系统是指由若干机械零、部件及装置组成的,彼此间有一定联系, 并完成特定功能的系统。 特性包括:目的性、相关性与整体性、环境的适应性。 2.所谓“功能原理设计”就是:针对所设计产品的主要功能提出一些原理性的构思。 基本功能元有:物理功能元、数学功能元和逻辑功能元。 3.在机械系统中能直接完成预期工作任务的那部分子系统称为执行系统,它由执行机构和执行末端件构成。 4.导轨的主要功用为:导向和承载。 直线运动导轨按其运动性质可分为:主运动导轨、进给运动导轨和移置导轨。 5.支承件抵抗接触变形的能力称为支承件的接触刚度,它的主要影响因素包括:1)有效接触面的面积; 2)接触面的预紧力。 6.典型闭环控制系统的组成环节为: 给定环节、比较环节、校正及放大环节、执行环节、测量环节。 四、分析题:(本大题共3小题,每小题9分,总计27分) 1.(a)推力支承放在前后支承的外侧: 轴向热变形较小,轴向刚度K轴较高。 执行轴工作受热伸长使得轴承预紧力下降,须采取措施;前支承发 热较为集中,需要强制散热。 适用场合:跨距尺寸小,精度要求较高。 (b)推力支承放在前支承的两侧: 较高。 前支承定位,轴向热变形较小,轴向刚度K 轴 前支承发热较为集中,易产生几何误差,需强制散热。 适用场合:精度要求较高,载荷较小。 2.(1)支承系统截面形状的选择原则为: ①空心截面惯性矩大;②矩形抗弯圆形抗扭;③封闭截面刚度高。

机械系统设计大作业

机械系统设计大作业 学号: 姓名: 班级:机械工程

目录 第1章总体方案设计 (1) 1.1 研究给定的设计任务 (1) 1.2设计任务抽象化 (1) 1.3确定工艺原理方案 (1) 1.4定转子热管冷却方案设计 (2) 1.5功能分解功能树 (2) 1.6确定每种功能方案 (3) 1.7方案评价 (3) 1.7.1评分法 (3) 1.7.2模糊评价法 (4) 第2章变频一体机冷却系统的总体设计 (5) 2.1定子方案简图 (5) 2.2转子方案简图 (5) 第3章主要参数选定 (8) 3.1热管材料选择 (8) 3.2热管参数选择 (9)

第1章总体方案设计 1.1 研究给定的设计任务 表1.1 设计任务书 编号名称一体机冷却系统设计单位中国石油大学起止时间现在至毕业答辩设计人员实验室人员设计来源赵老师所定课题 设计要求 1 功能主要功能:实现对矿用变频一体机的冷却 2 适应性工作对象:变频一体机,变频器,电抗器冷却类型:热管冷却 环境:潮湿,瓦斯等防湿、防爆的场所 3 性能所选电机:3300kw矿用变频一体机冷却范围:电子转子和定子的冷却 4 工作能力冷却电机,延长电机寿命,使电机更稳定 5 可靠度99% 6 使用寿命10年 7 经济成本10000元 8 人机工程电机结构设计和冷却结构设计 9 安全性有漏电保护 1.2设计任务抽象化 图1.1系统黑箱 主要是将电机内部的热传输到电机外部,对于定子和转子冷却的设计,最重要的是转子的热如何通过热管传输到外部。 1.3确定工艺原理方案 典型的热管由管壳、吸液芯和端盖组成,将管内抽成负压后充以适量的工作液体,使紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材料中充满液体后加以密封。管的一端为

机械装备设计大作业

哈尔滨工业大学 机械制造装备设计大作业题目:无丝杠车床主传动系统运动和动力设计

目录 一、运动设计 (4) 1 确定极限转速 (4) 2 确定公比 (4) 3 求出主轴转速级数 (4) 4 确定结构式 (4) 5 绘制转速图 (4) 6 绘制传动系统图 (6) 7 确定变速组齿轮传动副的齿数 (7) 8 校核主轴转速误差 (8) 二、动力设计 (9) 1 传动轴的直径确定 (9) 2 齿轮模数的初步计算 (10) 参考文献 (12)

一、运动设计 1、 确定极限转速 根据设计参数,主轴最低转速为26.5r/min ,级数为17,且公比φ=1.26。于是可以得到主轴的转速分别为:26.5, 33.5,42.5, 53, 67,85, 106,132, 170, 212, 265,335, 425, 530,670, 850, 1060r/min ,则转速的调整范围 max min 1060 4026.5 n n R n = ==。 2、 确定公比φ 根据设计数据,公比φ=1.26。 3、 求出主轴转速级数Z 根据设计数据,转速级数Z=17。 4、 确定结构式 按照主变速传动系设计的一般原则,选用结构式为13818332=??的传动方案。其最后扩大组的变速范围8(21)2 1.26 6.358R ?-==≤,符合要求,其它变速组的变速范围也一定符合要求。 5、 绘制转速图 (1)选定电动机 根据设计要求,机床功率为4KW ,可以选用Y132M1-6,其同步转速为1000r/min ,满载转速为960r/min ,额定功率4KW 。 (2)分配总降速传动比 总降速传动比为min 26.5 0.0251060 d n u n ∏= ==,又电动机转速min /960r n d = 不在所要求标准转速数列当中,因而需要用带轮传动。 (3)确定传动轴的轴数 轴数=变速组数+定比传动副数=3+1=4。

机械系统设计作业答案

第二章答案 因素论域向量 U=[0.25 0.2 0.2 0.2 0.15]; 评语论域向量 V=[0.9 0.7 0.5 0.3 0.1]; 对A 方案构建模糊矩阵: R1 =[ 0.5000 0.2000 0.2000 0.1000 0 0.5000 0.2000 0.1000 0.2000 0 0.4000 0.2000 0.2000 0.1000 0.1000 0.4000 0.2000 0.2000 0.2000 0 0.4000 0.3000 0.2000 0.1000 0] 对B 方案构建模糊矩阵 R2 =[ 0.4000 0.3000 0.2000 0.1000 0 0.4000 0.2000 0.2000 0.1000 0.1000 0.4000 0.2000 0.2000 0.1000 0.1000 0.3000 0.2000 0.2000 0.2000 0.1000 0.3000 0.2000 0.2000 0.3000 0] 评价综合: X1 =U*R1=[ 0.4450 0.2150 0.1800 0.1400 0.0200 ] X2 =U*R2=[ 0.3650 0.2250 0.2000 0.1500 0.0600 ] 归一化处理: Y1 = [ 0.4450 0.2150 0.1800 0.1400 0.0200] Y2 = [ 0.3650 0.2250 0.2000 0.1500 0.0600] 综合评分: z1 =V*Y1’= 0.6850 z2 =V*Y2’= 0.6370 第三章 3-14 (1) 变速范围 9.5026 .11 181 ===--Z n R ? (2) 最低转速 5.279 .501400max min === n R n n r/min 查标准数列表,取28min =n r/min (3) 结构式

机械系统设计复习题

陈胜国班长 以下所给为前几届用过的一些题目汇编,请同学们参考要求能够“举一反三”,否则,恐难以过关!! 1.为公平期间,请务必将此复习题发至每一位同学; 2.此复习题仅告诉你们题目的类型、出处、难度等信息,不要仅局限于本题目,要求做到“举一反三”,否则,就会起到误导学生的作用。 填空 1、系统(system)是具有特定功能的、相互间具有有机联系的许多要素构成的一个 整体。 2、系统的特性主要包括整体性、相关性、目的性和环境适应性等。 3、系统的整体特性主要是指构成系统的各要素服从整体功能,要素间的联系不能分 割。 4、系统的相关特性主要是指要素之间是相关的,形成特定的结构关系,包括入与出 关系、层次联系、排列组合形式等。 6、系统的目的性是指实现特定的功能是系统存在的目的。 7、系统边界是指技术系统功能范围的界限,即内部系统与外部系统的分界。 8、从系统的观点看,机械系统一般主要动力系统、执行系统、传动系统和操纵控制系 统等组成。 9、动力系统包括动力机及其配套装置;它的功能是向机器提供运动和动力,是机械系 统的动力源。 10、执行系统包括机械的执行机构和执行构件,是利用机械能改变作业对象的性质、 状态、形状或位置,或对作业对象进行检测、度量等。 11、执行系统通常处在机械系统的末端,直接与作业对象接触,其输出是机械系统的 主要输出,其功能是机械系统的主要功能。因此,执行系统有时也被称为机械系统的工作机。 12、操纵控制系统通常主要由、、和等部分 组成。(需答对起停装置、离合器、制动器、变速器和换向装置中的4项) 13、机械系统设计时,特别强调和重视从系统的观点出发,合理确定系统功能,提 高可靠性,提高经济性,保证安全性。 14、确定系统功能时,应遵循保证基本功能、满足使用功能、剔除多余功能、增添 新颖功能、恰到好处地利用外观功能的原则,降低现实成本,提高功能价值,力 求使产品达到尽善尽美的境地。 15、可靠性是指产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。是衡量产品 质量的一个重要指标16、布置操纵件的时应尽量使得操作人员便于操纵和观察,保证操作人员和操纵件之间有合适的空间位置,符合方便宜人及与环境协调的要 求。

合肥工业大学机械系统设计复习资料与试题1

!机械综合原理设计!

1、试进行水果分选机的原理方案设计和结构方案设计。 方案一:原理方案设计:采用滚筒式来进行水果的分选; 结构方案设计:总体结构分为以下主要部分:进料斗、滚筒、收集料斗、机架、传动装置、摩擦轮等。 方案二:原理方案设计:采用摆动筛式来进行水果的分选 结构方案设计:水果分选机由分选机构、传动机构和电动机组成。水果分选时将水果运送至进料斗,然后流入到摆动筛中,使水果在摆动筛中作相对运动,并在此过程中通过相应的孔流出,以达到分级目的。 2.试进行回收后的牛奶瓶或啤酒瓶洗瓶机的原理方案设计和结构方案设计 原理方案设计: 为了清洗圆形瓶子外面,需将瓶子推人同向转动的导辊上,导辊带动瓶子旋转,推动瓶子沿导辊前进,转动的刷子就将瓶子洗净。

实现方案一:凸轮-铰链四杆机构方案 实现方案二:五杆组合机构方案: 3.给出一种步进式送料机构的设计构思。(本题可与相应的实验结合使用) 要求:应含有存储、送料、检验及检验后的分类处理等环节。(以棒料为例) 存储选择坯件自重式料仓,送料原理图如下

书上第66页也有一种方案。 4.图示为工厂中使用的虎钳,采用丝杆螺母机构,当需要较大距离移动钳口时非常不便。请针对这一问题进行一种可实现快速进给的虎钳机构设计(原理方案设计),画出其原理图。

5、试对于鸡蛋大小分级的分选机进行原理设计。(请至少提供两种方案,并简要说明实现方法) 0)电子称重式分选机:采用压力传感器称量水果,微机系统将传感器输出信号进行采样、放大、滤波、模数转换、运算和处理,然后用单片机控制相应的电磁阀送出开关量。

1)筛子分选法:采用平面振动筛,筛孔大小由分选尺寸确定,主要是通过筛体的振动使筛面鸡蛋以一定的速度向排斜端移动,小于第一层的鸡蛋落到第二层筛面。 2)回转带分选法:回转带分选法的工作方式是将水果置于两条分离带之间,若鸡蛋小于两带之间的距离,水果便从中落下。由于两条分离带之间的距离沿鸡蛋运行方向不断增大,使不同尺寸的鸡蛋落在下方相应的输送带上 6.根据对电子配钥匙机器的观察,对其作出原理构思并作出初步的结构设计。请用结构简图画出你的设计来,要求准确的表达其功能特点,并附有文字说明。 电子配钥匙机器的原理是典型的仿形铣床,机器可以将原钥匙的轮廓硬扫描出来并按照这个轮廓加工机器上待加工部位的钥匙,从而实现钥匙的复制,即配钥匙。 7.图示一种可纵横开启的窗户,试构思一种机构能满足这种窗户的功能。请用结构简图画出你的设计来,要求准确的表达其功能特点,并附有文字说明。 利用百叶窗来实现上下开启。这样窗户需要两个窗框。外面窗框与墙体固定。内部窗框作为百叶窗的边缘,以实现普通窗户的左右开启。

机械系统设计作业

1. 引言 现在石油危机促使了人们对新能源的开发,其中在车辆领域,人们努力在非石油消耗用品上的探索,以至于出现很多电动汽车的产品,并且越来越成熟,这个电动客车总体布置的毕业设计将促成我对这些方面的认识更加深刻。对以后的工作学习有帮助。 2. 设计方案的确定 目前电动汽车分为好多种,包括纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车。纯电动汽车利用电力驱动,在使用中可实现零排放。但迄今为止,电动汽车的关键部件蓄电池在能量密度、使用寿命和价格方面都尚未达到应有的水平,目前还只适应于生活环境要求很高、行驶里程短的街区、园区内。因此,在目前情况下,以内燃机和电动机为动力源的混合动力电动汽车(Hybird Electric Vehicle,简称HEV)技术更具实用价值,是近期高效节能汽车发展的一个主要方向。燃料电池电动汽车采用的电池是一种将燃料的化学能用电化学方法直接转换成电能的电化学发电器。它的效率是内燃机的2~3倍,无污染、无噪声、排出的不是温室气体CO?而是水。现存的问题是价格贵,体积质量大,可靠性,环境适应性不高。燃料电池电动汽车是新型的高效节能汽车的发展方向之一[1]。 2.1 动力系统的选择 在对比几种电动汽车的特点后,鉴于现在的实际情况,选择混合动力的电动汽车是一个不错的选择,作为一辆客车而言,续驶里程很重要,以及低的故障率的保证,因为如果在行驶途中没有能源了,不管对客车公司还是对乘客而言将是一件很棘手麻烦的事。纯电动车因为其续驶里程短如果没电了只有等待救援的特点,还有目前纯电动汽车技术还不是很成熟。所有在设计一辆电动客车时选择动力系统为纯电动汽车不是很合适。当然燃料电池电动汽车有很好的发展前景,同样鉴于其技术目前不成熟的原因,价格高,相比混合动力汽车,也不是很理想的选择。最后我们在动力方案的选定上确定混合动力汽车作为动力系统的组成[2]。 2.1.1 混合动力电动汽车的特点 以石油产品为燃料的内燃机,由于其所有的高能量密度而成为目前汽车上使用最普遍的动力源,然而汽(柴)油车的排放破坏了人类赖以生存的大气环境,加之石油又

《机械系统设计》复习资料

《机械系统设计》复习资料 1、系统的要素可分为结构要素、操作要素和流要素。结构要素是相对固定的物质形态或抽象概念的部分;操作要素是对结构要素实行操作、控制或管理的部分;流要素是进行能量流、物质流和信息流传递和变换的部分。 2、机械系统所具有的基本特性有:整体性、相关性、层次性和时序性、目的性和环境适应性。 3、机械系统是由各个机械基本要素(零件、构件、机构、机器等)组成的,用以完成所需动作,实现机械能变换的系统。 4、现代机械系统一般包括下列子系统:动力系统、传动系统、执行系统、导轨与支承系统、控制与操纵系统等。 5、动力系统包括动力机及其配套装置,是机械系统工作的动力源。选择动力机时,应全面考虑现场的能源条件,执行系统的机械特性和工作制度,机械系统的使用环境、工况、操作和维修,机械系统对起动、过载、调速及运行平稳性等的要求,并应有良好的经济性和可靠性。 6、执行系统包括机械的执行机构和执行构件,它是利用机械能改变作业对象的性质、状态、形状或位置,或对作业对象进行检测、度量等,以进行生产或达到其他预定要求的装置。 7、传动系统是把动力机的动力和运动传递给执行系统的中间装置。传动系统有下列主要功能:1)减速或增速;2)变速;3)改变运动规律或形式;4)传递动力。

8、机器的种类繁多,根据机械系统的三流中的主流不同可分为三种类型:动力机器、工作机器和信息机器。 9、机电一体化系统具有下列特点:1)体积小、重量轻;2)速度快、精度高;3)可靠性高;4)柔性好。 10、机电一体化系统由广义执行机构子系统、信息处理及控制子系统和传感检测子系统三部分组成。 11、机电一体化系统的设计方法通常有以下几种:1)机电互补法;2)结合(融合)法;3)组合法。 12、机械系统设计思想从根本上改变了传统的设计思想,从而有利于机械系统设计的创新性、多样性和综合性的体现。它包括以下几个方面:创新性设计、全面性设计、系统性设计、优化性设计。 13、机械系统设计时,应从系统的观点出发,以合理确定系统功能、增强可靠性、提高经济性、保证安全性为机械系统设计的原则。14、确定系统功能时,应遵循保证基本功能、满足使用功能、剔除多余功能、增添新颖功能、恰到好处地利用外观功能的原则,降低现实成本,提高功能价值,务求使产品达到更加物美价廉的境地。 15、可靠性是指系统在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。可靠性是衡量系统质量的一个重要指标。 16、提高设计和制造经济性,从设计角度来说主要有以下几个方面:(1)合理确定可靠性要求和安全系数;(2)贯彻标准化;(3)采用新技术;(4)改善零部件结构工艺性;(5)选用经济的技术要求。17、机械系统设计的类型从设计角度来看一般可分为开发设计、变异

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