1、要求三台电动机lM 、2M 、3M 按一定顺序启动：即1M 启动后，2M 才能启动，2M 启动后3M 才能启动；停车时则同时停。试设计此控制线路? 试用PLC 设计出控制程序。
解：此题的关键技术在于：将前一台电动机的交流接触器的辅助常开触点串接在下一台电动机的交流接触器线圈回路中。继电器-接触器控制线路图如下；PLC 外部接线图如下；
梯形图及程序；
2、试设计一台电动机的控制线路。要求能正反转并能实现能耗制动。
LD
401 OUT 431 OR 430 LD 403 ANI 400 OR 432 OUT 430 ANI 400 LD 402 AND 431 OR 431 OUT 432 ANI 400 END AND 430
3、设计一台异步电动机的控制线路。要求：①能实现启、停的两地控制；③)能实现点动调整；
②能实现单方向的行程保护；④要有短路和长期过载保护；
4、试设计一条自动运输线，有两台电动机，1M拖动运输机，2M拖动卸料机。要求：
①1M先启动后，才允许2M启动；②2M先停止，经一段时间后1M才自动停止，且2M可以单独停止；
③两台电动机均有短路、长期过载保护。试用PLC设计出控制程序。
1SB 、2SB 分别是1M
、2M 的启动按纽，4SB 是2M 的单独停止按纽，3SB 是停止按纽。
5、下图为机床自动间歇润滑的控制线路图，其中接触器KM 为润滑油泵电动机启停用接触器(主电路未画出)，控制线路可使润滑有规律地间歇工作。试分析此线路的工作原理，并说明开关S 和按钮SB 的作用? 试用PLC 设计出控制程序。
答：这是一个自动间歇润滑的控制线路。开关S 、按钮1SB 的作用及电路的工作过程如下：
（1）S 是进行自动间歇润滑的控制开关，1KT-决定润滑时间，2KT-决定不润滑时间，电路的工作过程：合上开关S ，KM 的线圈得电，电动机M 转动，进行润滑；
1KT 的线圈得电，触点1KT 延时后闭合，K 的线圈得电，常开触点K 闭合，自锁；常闭触点K 断开，KM 线圈失电，停止润滑；1KT 的线圈失电。
2KT 的线圈得电，延时后常闭触点2KT 断开，K 的线圈失电，常开触点K 断开，2KT 的线圈失电，2KT 的常闭触点瞬时合。常闭触点K 闭合，KM 线圈又得电，润滑。1KT 的线圈又得电，延时重复以上动作。
（2）1SB 为手动（点动）润滑操作按钮。
LD 400 ANI 403 OR 430 ANI 450 ANI 450 OUT 431 OUT 430 LD 402 LD 430 OR 450 OUT 200 OUT 450 MC 200 MCR 200 LD 401 END OR 431
LD 400 LD 450 ANI 100 OR 100 OR 401 ANI 450 OUT 430 OUT 100 LD 400 LD 100 ANI 100 OR 451
6、试设计1M和2M两台电动机顺序启、停的控制线路。试用PLC设计出控制程序。
①1M启动后，2M立即自动启动；②1M停止后，延时一段时间，2M才自动停止；
②2M能点动调整工作；④两台电动机均有短路、长期过载保护。
1SB、是1M、2M
的启动按纽，3SB
是2M的点动按纽，
LD 401 OUT 450
OR 431 K3
ANI 402 LD 450
ANI 404 OR 403
OUT 431 ANI 404
LD 401 OUT 432
OR 431 END
ANI 402
ANI 404
7、试设计某机床主轴电动机控制线路图。要求：①可正反转，且可反接制动；②正转可点动，可在两处控制启、停；③有短路和长期过载保护；④有安全工作照明及电源信号打；
8、试设计一个工作台前进一退回的控制线路。工作台由电动机M 拖动，行程开关1ST 、2ST 分别装在工作台的原位和终点。要求：①能自动实现前进—后退一停止到原位；②工作台前进到达终点后停一下再后退；③工作台在前进中可以人为地立即后退到原位；④有终端保护； 试用PLC 设计出控制程序。
LD 401 K3
OR 430 LD 402 ANI 402 OR 450 ANI 404 OR 431 ANI 431 ANI 403 OUT 430 ANI 430 LD 404 OUT 431 OUT 450 END
其它练习题：
1、试设计一台电动机拖动小车的控制线路。要求能正反转并能实现在A、B两点间的自动往复运动。要求绘出主电路和控制电路。
2、试用F-40M型PLC设计一运输线，1M拖动运输机，2M拖动卸料机，要求：（1）1M先启动，经一段时间后，2M才允许启动；（2）2M停止后，才允许1M停止。
设计要求完成：（1）绘出电动机主电路；（2）绘出PLC安装接线图；（3）绘出PLC梯形图；
编写PLC指令程序。
3、试用F-40M 型设计三相鼠笼异步电动机 ?-Y 启动的控制程序。要求绘出主电路和控制电路。
1、常见基本控制电路的工作原理和工作过程？（正反转控制电路/起动控制电路/制动控制电路）——本题以正反转为例说明
LD 401 ANI 432 OR 430 OUT 431 ANI 400 LDI 431 OUT 430 ANI 432 ANI 432 OUT 451 OUT 450 K 2 K 10 LD 451 LD 430 OR 432 OUT 100 OUT 432 MC 100 MCR 100 LDI 450 END
LD 403 OUT 450 OR 432 K 5 AND 401 LD 402 ANI 405 OR 432 ANI 406 ANI 404 OUT 431 AND 450 LD 403 ANI 405 OR 432 ANI 406 AND 431 OUT 432 ANI 405 END ANI 406
答：正反转控制原理：使用两个接触器使通入电动机的三相电源中的任意两相交换。
动作过程：正转-停止-反转
按下正转按钮SB2，接触器KM1的线圈得电自锁，电动机正转。
按下停止按钮SB1，接触器KM1的线圈失电，电动机转。
按下反转按钮SB3，接触器KM2的线圈得电自锁，电动机反转。
2、试说明下图所示的反接制动控制的工作原理及工作过程。
答：反接制动控制原理：改变异步电动机定子中三相电源的相序，使定子产生反向旋转磁场作用于转子，从而产生强力制动力矩。
工作过程：
合上电源开关QS，按下起动SB2，接触器KM1线圈获电吸合，KM1主触点吸合电动机起动运转，当电动机转速升高到一定数值时，速度继电器KS的动合触点闭合，为反接制动做准备。
停车时，按停止按钮SB1，接触器KM1线圈断电释放，而接触器KM2线圈获电吸合，KM2主触点闭合，串入电阻R进行反接制动，电动机定子绕组产生一个反向电磁转矩(即制动转矩)，迫使电动机转速迅速下降，当转速降至100r/min一下时，速度继电器KS的动合触点断开，接触器KM2线圈断电释放，电动机断电，制动结束。
3、如下图所示的控制线路。问：
(1) 控制线路的作用？(2) 先按起动按钮SB2，再按停止按钮SB1时，写出控制线路的工作过程？
(3) 此控制线路能否实现手动调整？为什么？
答：(1) 反接制动控制线路 (2) 控制线路的工作过程如下：
()??
?+→→BV 2KM 1KM 1KM 2SB 速度继电器－常闭触点断开，
电动机正转运行＋按下 ()??
?→-≈→→
)
(2,02KM 11KM 11SB 制动结束－速度制动开始＋常开触点闭合，－
常闭触点断开，按下KM BV n SB SB (3) 能实现手动调整。因为当主轴转动时，BV 闭合，并不能接通KM2的线圈，实现制动。 4、转换PLC 控制系统。
将行程开关控制的正反转循环电路转换成PLC 梯形图，写出程序指令，并说明哪些元件接在输入端X 上，哪些元件接在输出端Y 上。
输入：SB1：X400；SB2；X401； SB3：X402；ST1：X403；ST2：X404； ST3：X405； ST4；X406。输出：KM1,Y430； KM2,Y431。
指令： LD X401 LD X402 OR X403 OR X404
OR Y430 OR Y431 ANI X402 ANI X401 ANI X400 ANI X400 ANI X404 ANI X403
Y431
Y430
ANI X406 ANI X405 ANI Y431 ANI Y430 OUT Y430 OUT Y431
5、设计控制3台异步电动机M1、M2、M3的主回路及控制回路满足如下要求：M1启动运行10秒后M2启动运行，在M2启动运行20秒后M3启动运行，在M3启动运行30秒后使M1停止运行并继续保持M2和M3运行直到发出总停指令。画出设计图（包含主回路和控制回路），并对电路作简要说明。
SB1
SB2K M 1
K M 1
K M 2
KT3
KT1
KT2
KM3K M 2
KT1KT2KT3
10s
20s
30s
KR1KR2KR3
KM2
KM1
M23~
E
M13~
M 21M 22
M 23
3~
u 01`v 02w 03
Q 1KR1
KR3
KR2
KM3
FU1
M3FU2FU3
SB1为总停止按扭；按下SB2，KM1锝电并自锁同时KT1得电开始延时，延时10秒后，KT1的延时闭和的动和触点闭和使KM2得电并自锁，同时使KT2得电开始延时，延时20秒后，KT2的延时闭和的动和触点闭和使KM3得电，同时KT3得电开始延时，延时30秒后，KT3的延时断开触点断开使KM1失电。
6、如下图所示的控制线路，实现动作过程：动力头1从b →a 停下，然后动力头2从c →d 停下，接着两个动力头同时回退，分别退回到b 点与c 点停住。问：
(1) 为什么ST2的常开触点不自锁，ST4要用两个常开触头自锁？)
(2) 要求动力头2到达d 点后延迟一段时间后两个动力头再各自后退，应怎样办？
答：(1) ST2被动力头1压下时，接通KM2＋，动力头2的电机正转，动力头2从c →d ，在此过程中动力头1不动，ST2的状态不被改变，所以ST2不用自锁(2分)。当动力头2运动到d 时，压下ST4，接通KM3、KM4，动力头1、2同时回退，分别退回b 点与c 点停住。此时动力头2要运动，ST4的状态会被改变，所以必须要自锁，同时为保证动力头1、2均退回原点，必须用两个常开触点(KM3、KM
4)自锁（）。
(2) 使用一个时间继电器(，ST4接通KT延时)，KT的延时闭合触点取代开始ST4的常开触点)。
7、设计继电器接触器控制系统并转换PLC控制系统。
设计两台电动机顺序起动联锁控制线路,要求M1电动机起动1s之后M2起动；要求主回路有短路保护和过载保护和总开关；控制回路有过载保护，有起动按钮和停止按钮；M2起动后时间继电器不得电。⑴试画出继电接触控制线路的主回路和控制回路，并对电路进行简要说明；⑵再将该继电器接触器控制系统转化为三菱F1系列的PLC控制系统，要求画出PLC接线图，梯形图并写出指令表。答：继电接触控制线路图如图所示。
按下SB2,KM1得电并自锁同时KT时间继电器线圈得电开始计时，M1电动机起动，计时时间到，KT 延时闭合的动合触电闭合使KM2线圈得电并自锁，M2电动机起动。
PLC的接线图如下： PLC的梯形图如下：
指令表：
0 LD X400 1 0R Y430
2 ANI X401
3 ANI X402
4 0UT Y430
5 LD Y430
6 ANI Y431
7 0UT T450
8 K 10 9 LD T450
10 0R Y431 11 AND Y430
12 ANI X402 13 ANI X403
14 0UT Y431
8、可编程序控制器是通过一种周期工作方式来完成控制的，请问：每个周期包括哪三个阶段？答：输入采样，程序执行，输出刷新。
9、将下列梯形图转化为欧姆龙C系列的指令表。
LD 0001
OR NOT 0002
LD 0003
OR 0004
AND LD
LDNOT 0005
OR 0006
AND LD
OUT 0501
10、双速电动机的变速控制线路如下，试分析它的工作过程，将该继电器接触器控制系统转化为三菱F1系列的PLC控制系统，要求画出PLC接线图，梯形图并写出指令表。
答：PLC的接线图如下： PLC的梯形图如下：
LD 0001
AND 0002
LD NOT 0003
AND 0004
OR LD
LD 0005
AND NOT 0006
OR LD
OUT 0502
8 LDI X401
LDI X402 9 AND Y431
1 AND Y430 10 0R X402
2 0R X401 11 ANI X400
3 ANI X400 12 ANI Y430
4 ANI Y431 13 ANI X404
5 ANI Y432 14 0UT Y431
6 ANI X403 15 AND Y431
7 0UT Y430 16 0UT Y432
按下低速按钮SB2 ,KM2线圈得电并自锁，联锁接点断开，接触器KM1得电，电动机定子绕组作三角形联结，电动机低速运行。当要转为高速运行时，则按下高速起动按钮SB3，SB3常闭接点断开使KMl失电释放，与此同时，SB3常开接点闭合，KM2获电吸合，KM3也得电吸合，于是电动机定子绕组联结成双星形，此时电动机高速运行。KM2合上后KM3才得电合，这是为了避免KM3合上时电流很大。按下停机按钮SBl时，常闭接点断开，使KM1或KM2和KM3线圈断电，电动机停止。
1、试说明下图电路的功能（是什么控制电路），并分析其工作原理。
答：是一台三相异步电动机降压启动的控制电路。其工作过程：
（1）按1SB，1KM的线圈得电，1KM常开触点闭合，自锁、M的定子中接入电阻R 降压启动。KT的线圈得电延时，KT常开触点闭合，2KM的线圈得电，2KM常闭触点断开， 1KM的线圈失电，1KM常开触点断开，2KM常开触点闭合，M正常运转。
（2）按2SB，2KM的线圈失电，M停转。
2、试用F-40M型PLC的指令写出其指令语句表。
三．改错题（将图中不合理或错误或不可编程的地方改正，要求画出改好的图，6分）
1、试设计一台电动机拖动小车的控制线路。要求能正反转并能实现在A、B两点间的自动
往复运动。要求绘出主电路和控制电路。
1、
2、要求三台电动机lM、2M、3M按一定顺序启动：即1M启动后，2M才能启动，2M启动后3M才能启动；停车时则同时停。
设计要求完成：绘出电动机主电路及控制线路；绘出PLC安装接线图；绘出PLC梯形图；
编写PLC指令程序。
LD 401 OUT 431 OR 430 LD 403 ANI 400 OR 432 OUT 430 ANI 400 LD 402 AND 431 OR 431 OUT 432 ANI 400 END
AND 430
一、 名词解释 1.机械： 2.机器： 3.机构： 4.构件： 5.零件： 6.标准件： 7.自由构件的自由度数： 8.约束： 9.运动副： 10.低副： 11.高副： 23.机构具有确定运动的条件： 24.死点位置： 25.急回性质： 26.间歇运动机构： 27.节点： 28.节圆： 29.分度圆： 30.正确啮合条件： 31.连续传动的条件： 32.根切现象： 33.变位齿轮： 34.蜗杆传动的主平面： 35.轮系： 36.定轴轮系： 37.周转轮系： 38.螺纹公称直径：螺纹大径。39.心轴： 40.传动轴： 41.转轴： 二、 填空题 1. 机械是（机器）和（机构）的总称。 2. 机构中各个构件相对于机架能够产生独立运动的数目称为（自由度）。 3. 平面机构的自由度计算公式为：（F=3n-2P L -P H ）。 4. 已知一对啮合齿轮的转速分别为n 1、n 2，直径为D 1、D 2，齿数为z 1、z 2，则其传动比i= （n 1/n 2）= （D 2/D 1）= （z 2/ z 1）。 5. 铰链四杆机构的杆长为a=60mm ，b=200mm ，c=100mm ，d=90mm 。若以杆Ｃ为机架，则此四杆机构为（双摇杆机构）。 6. 在传递相同功率下，轴的转速越高，轴的转矩就（越小）。 7. 在铰链四杆机构中，与机架相连的杆称为（连架杆），其中作整周转动的杆称为（曲柄），作往复摆动的杆称为（摇杆），而不与机架相连的杆称为（连杆）。 8. 平面连杆机构的死点是指（从动件与连杆共线的）位置。 9. 平面连杆机构曲柄存在的条件是①（最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和）②（连架杆和机架中必有一杆是最短杆）。 10. 平面连杆机构的行程速比系数Ｋ=1.25是指（工作）与（回程）时间之比为（1.25），平均速比为（1：1.25）。 11. 凸轮机构的基圆是指（凸轮上最小半径）作的圆。 12. 凸轮机构主要由（凸轮）、（从动件）和（机架）三个基本构件组成。 13. 带工作时截面上产生的应力有（拉力产生的应力）、（离心拉应力）和（弯曲应力）。 14. 带传动工作时的最大应力出现在（紧边开始进入小带轮）处，其值为：σmax=σ1＋σb1＋σc 。 15. 普通Ｖ带的断面型号分为（Y 、Z 、A 、B 、C 、D 、E ）七种，其中断面尺寸最小的是（Y ）型。 16. 为保证齿轮传动恒定的传动比，两齿轮齿廓应满足（接触公法连心线交于一定点）。 17. 渐开线的形状取决于（基）圆。 18. 一对齿轮的正确啮合条件为：（m 1 = m 2）与（α 1 = α2）。 19. 一对齿轮连续传动的条件为：（重合度1>ε）。 20. 齿轮轮齿的失效形式有（齿面点蚀）、（胶合）、（磨损）、（塑 性变形）和（轮齿折断）。 21. 一对斜齿轮的正确啮合条件为：（m 1 = m 2）、（α 1 = α2） 与（β1=-β2）。 22. 蜗杆传动是由（蜗杆、蜗轮）和（机架）组成。 23. 通过蜗杆轴线并垂直蜗轮轴线的平面称为（中间平面）。 24. 常用的轴系支承方式有（向心）支承和（推力）支承。 25. 轴承6308，其代号表示的意义为（6：深沟球轴承、3：直 径代号，08：内径为Φ40）。 26. 润滑剂有（润滑油）、（润滑脂）和（气体润滑剂）三类。 27. 列举出两种固定式刚性联轴器（套筒联轴器）、（凸缘联轴 器）。 28. 轴按所受载荷的性质分类，自行车前轴是（心轴）。 29. 普通三角螺纹的牙形角为（60）度。 30. 常用联接螺纹的旋向为（右）旋。 31. 普通螺栓的公称直径为螺纹（大）径。 32. 在常用的螺纹牙型中（矩形）形螺纹传动效率最高，（三角） 形螺纹自锁性最好。 33. 减速器常用在（原动机）与（工作机）之间，以降低传速 或增大转距。 34. 两级圆柱齿轮减速器有（展开式）、（同轴式）与（分流式）三种配置齿轮的形式。 35. 轴承可分为（滚动轴承）与（滑动轴承）两大类。 36. 轴承支承结构的基本形式有（双固式）、（双游式）与（固游式）三种。 37. 轮系可分为（平面轮系）与（空间轮系）两类。 38. 平面连杆机构基本形式有（曲柄摇杆机构）、（双曲柄机构）与（双摇杆机构）三种。 39. 凸轮机构按凸轮的形状可分为（盘形凸轮）、（圆柱凸轮） 与（移动凸轮）三种。 40. 凸轮机构按从动件的形式可分为（尖顶）、（滚子）与（平底）三种。 41. 变位齿轮有（正变位）与（负变位）两种；变位传动有（等移距变位）与（不等移距变位）两种。 42. 按接触情况，运动副可分为（高副）与（低副） 。 43. 轴上与轴承配合部分称为（轴颈）；与零件轮毂配合部分称为（轴头）；轴肩与轴线的位置关系为（垂直）。 44. 螺纹的作用可分为（连接螺纹）和（传动螺纹） 两类。 45. 轮系可分为 （定轴轮系）与（周转轮系）两类。 46. 常用步进运动机构有（主动连续、从动步进）与（主动步进、从动连续）两种。 47. 构件是机械的（运动） 单元；零件是机械的 （制造） 单元。 48. V 带的结构形式有（单楔带）与（多楔带）两种。 三、 判断题 1. 一个固定铰链支座，可约束构件的两个自由度。× 2. 一个高副可约束构件的两个自由度。× 3. 在计算机构自由度时，可不考虑虚约束。× 4. 销联接在受到剪切的同时还要受到挤压。√ 5. 两个构件之间为面接触形成的运动副，称为低副。√ 6. 局部自由度是与机构运动无关的自由度。√ 7. 虚约束是在机构中存在的多余约束,计算机构自由度时应除去。√ 8. 在四杆机构中，曲柄是最短的连架杆。× 9. 压力角越大对传动越有利。× 10. 在曲柄摇杆机构中，空回行程比工作行程的速度要慢。× 11. 偏心轮机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。√ 12. 曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。√ 13. 减速传动的传动比i ＜1。× 14. Ｙ型Ｖ带所能传递的功率最大。× 15. 在Ｖ带传动中，其他条件不变，则中心距越大，承载能力越大。× 16. 带传动一般用于传动的高速级。× 17. 带传动的小轮包角越大，承载能力越大。√ 18. 选择带轮直径时，直径越小越好。× 19. 渐开线上各点的压力角不同，基圆上的压力角最大。× 20. 基圆直径越大渐开线越平直。√ 21. 设计蜗杆传动时，为了提高传动效率，可以增加蜗杆的头数。 √ 22. 在润滑良好的闭式齿轮传动中，齿面疲劳点蚀失效不会发生。 × 23. 只承受弯矩而不受扭矩的轴，称为心轴。√ 24. 螺钉联接用于被联接件为盲孔，且不经常拆卸的场合。√ 25. 挤压就是压缩。 × 26. 受弯矩的杆件，弯矩最大处最危险。× 27. 仅传递扭矩的轴是转轴。√ 28. 低速重载下工作的滑动轴承应选用粘度较高的润滑油。√ 29. 代号为6310的滚动轴承是角接触球轴承。×
1、如图所示，判断哪组是正确的。 （a ）L M T T > (b) L M T T = (c) L M T T < A ：图（a ）M T 为正，是拖动转矩，加速状态 B ：图（b ）M T =L T ，匀速状态 C ：图（c ）M T 为正，L T 为负，减速状态 2、关于交流电动机调速方法正确的有： A ：变频调速； B ：改变磁通调速； C ：改变转差率调速； D ：定子串电阻调速 3、三相异步电动机正在运行时，转子突然被卡住，这时电动机的电流会 。 A ：减少； B ：增加； C ：等于零。 4、三相鼠笼异步电动机在相同电源电压下，空载启动比满载启动的启动转 矩 。 A ：相同； B ：大； C ：小。 5、如下图所示，曲线1和曲线2分别为电动机和负载的机械特性。试问：电 动机能否在A 点稳定运行 A ：能； B ：不能； C ：不能确定 6．恒功率型机械特性为负载转矩与转速成： A 正比; B 反比。 7、有一台三相异步电动机，正常运行时为?接法，在额定电压下启动，其 N st T T 2.1=，若采用?-Y 换接启动，试问当负载转矩N L T T %35=，电动机能否 启动 A ：能； B ：不能； C ：不能确定 8．三相异步电动机的何种制动又叫发电制动。 A 反接制动； B 反馈制动； C 能耗制动 9．晶体管直流脉宽调速系统比晶闸管直流调速系统动态响应速度： A 高； B 低； C 一样。 10、直流电动机当电枢回路中串接电阻后，其固有的机械特性曲线是： A ：由（0，no ）出发的一簇向下倾斜的直线； B ：一簇平行于固有特性曲线的人为特性曲线； C ：；由（0，no ）出发的一簇向上倾斜的直线； D ：不确定； 11、下列方法中哪一个不是消除交流伺服电动机“自转”的方法：
机械设计概述 1.1机械设计过程通常分为哪几个阶段？各阶段的主要内容是什么？ 答：机械设计过程通常可分为以下几个阶段： 1.产品规划主要工作是提出设计任务和明确设计要求。 2.方案设计在满足设计任务书中设计具体要求的前提下，由设计人员构思出多种可行方案并进行分析比较，从中优选出一种功能满足要求、工作性能可靠、结构设计可靠、结构设计可行、成本低廉的方案。 3.技术设计完成总体设计、部件设计、零件设计等。 4.制造及试验制造出样机、试用、修改、鉴定。 1.2常见的失效形式有哪几种？ 答：断裂，过量变形，表面失效，破坏正常工作条件引起的失效等几种。 1.3什么叫工作能力？计算准则是如何得出的？ 答：工作能力为指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现的失效的能力。对于载荷而言称为承载能力。 根据不同的失效原因建立起来的工作能力判定条件。 1.4标准化的重要意义是什么？ 答：标准化的重要意义可使零件、部件的种类减少，简化生产管理过程，降低成本，保证产品的质量，缩短生产周期。
摩擦、磨损及润滑概述 2.1按摩擦副表面间的润滑状态，摩擦可分为哪几类？各有何特点？ 答：摩擦副可分为四类：干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦。 干摩擦的特点是两物体间无任何润滑剂和保护膜，摩擦系数及摩擦阻力最大，磨损最严重，在接触区内出现了粘着和梨刨现象。液体摩擦的特点是两摩擦表面不直接接触，被液体油膜完全隔开，摩擦系数极小，摩擦是在液体的分子间进行的，称为液体润滑。边界摩擦的特点是两摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开，但由于边界膜较薄，不能完全避免金属的直接接触，摩擦系数较大，仍有局部磨损产生。混合摩擦的特点是同时存在边界润滑和液体润滑，摩擦系数比边界润滑小，但会有磨损发生。 2.2磨损过程分几个阶段？各阶段的特点是什么？ 答：磨损过程分三个阶段，即跑合摩合磨损阶段、稳定磨损阶段、剧烈磨损阶段。各阶段的特点是:跑合磨损阶段磨损速度由快变慢；稳定磨损阶段磨损缓慢，磨损率稳定；剧烈磨损阶段，磨损速度及磨损率都急剧增大。 2.3 按磨损机理的不同，磨损有哪几种类型？ 答：磨损的分类有磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损点蚀、腐蚀磨损。 2.4 哪种磨损对传动件来说是有益的？为什么？ 答：跑合磨损是有益的磨损，因为经跑合磨损后，磨损速度减慢，可改善工作表面的性质，提高摩擦副的使用寿命。 2.5如何选择适当的润滑剂？ 答：选润滑剂时应根据工作载荷、运动速度、工作温度及其它工作条件选择。 当载荷大时，选粘度大的润滑油，如有较大的冲击时选润滑脂或固体润滑剂。高速时选粘度小的润滑油，高速高温时可选气体润滑剂；低速时选粘度小的润滑油，低速重载时可选润滑脂；多尘条件选润滑脂，多水时选耐水润滑脂。 2.6润滑油的润滑方法有哪些？ 答：油润滑的润滑方法有分散润滑法和集中润滑法。集中润滑法是连续润滑，可实现压力润滑。分散润滑法可以是间断的或连续的。间断润滑有人工定时润滑、手动油杯润滑、油芯油杯润滑、针阀油杯润滑、带油润滑、油浴及飞溅润滑、喷油润滑、油零润滑等几种。 2.7接触式密封中常用的密封件有哪些？ 答：接触式密封常用的密封件有O形密封圈，J形、U形、V形、Y形、L形密封圈，以 2.8非接触式密封是如何实现密封的？ 答:非接触式密封有曲路密封和隙缝密封，它是靠隙缝中的润滑脂实现密封的。
《机械设计基础》典型试题及答案（10套） 《机械设计基础》典型试题1 一 .填空 1.一平面铰链四杆机构的各杆长度分别为a=350,b=600,c=200,d=700； (1) 当取c 杆为机架时，它为何种具体类型？___________；（2）当取d杆为机架时，则为___________。 2.曲柄摇杆机构中，摇杆为主动件时，___________死点位置。 （A）不存在（B）曲柄与连杆共线时为（C）摇杆与连杆共线时为 3.为保证四杆机构良好的机械性能，___________不应小于最小许用值。 （A）压力角（B）传动角（C）极位夹角 4.___________决定了从动杆的运动规律。 （A）凸轮转速（B）凸轮轮廓曲线（C）凸轮形状 5.凸轮机构中，凸轮基圆半径愈___________，压力角愈___________ ，机构传动性能愈好。 6.紧键联接与松键连联接的主要区别在于：前者安装后，键与键槽之间就存在有___________。 (A) 压紧力 (B) 轴向力 (C) 摩擦力 7.链“B18X80”的含义是_______________________。 8.螺纹联接是指___________________________。 螺旋传动是指___________________________。 9.螺纹的公称直径是指它的_______，螺纹“M12X1.5”的含义为 _______________________。 10.采用螺纹联接时，若被联接件总厚度较大，切材料较软，在需要经常装卸的情况下，宜采 用_______________________。用于薄壁零件联接的螺纹，宜采用 _______________________。 (A) 螺栓联接 (B) 双头螺栓联接 (C) 螺钉联接 (D) 三角形细牙螺纹 (E) 三角形粗牙螺纹 (F) 矩形螺纹 11.某调整螺纹，采用双头粗牙螺纹，螺距为3mm，为使螺母相对螺杆沿轴向移动12mm， 则螺杆应转_________圈。 1 《机械设计基础》典型试题及答案（10套） 12.国标规定，三角带有___________七种类型，代号‘B2240'表示 _______________________。 13.带传动的主动轮直径d =180mm，转速 n =940r/min，从动轮的直径为 d =710 转211速 n=233r/min,则其弹性滑动系数ε为_______________________。2 14.为使三角带传动中各根带受载均匀，带的根数不宜超过_______根。 (A)4 (B)6 (C)2 (D)10 15.一对齿轮啮合时,两齿轮的________始终相切。 (A)分度圆 (B) 基圆(C) 节圆(D) 齿根圆 16.一标准直齿圆柱的齿距为15.7mm，齿顶圆直径为400mm,则该齿轮的齿数为________。
《机电传动控制》试卷 A 适用专业：机制考试日期： 考试时间：120分钟考试形式：闭卷试卷总分：100分 一、填空（每空1分）： 1. 直流电动机的调速方法有____ __ ，和。 2．一台三相异步电动机的额定转速为980r/min，则其极数为，同步转速为，起动时转差率为，额定转差率为。 3．鼠笼型异步电动机的减压起动方法有、、和。 4. 通电延时的时间继电器有两种延时动作的触头。即，符号为；和符号为。 5. 电气控制系统中常设的保护环节有、 和、。 6. F-40M型PLC的内部等效继电器有、、 、和几种。 二、简答题。（每小题5分） 1．交流电器的线圈能否串联使用？为什么？ 2．三相鼠笼式电动机在运行中断了一根电源线未及时发现会导致什么后果？3．简述直流电动机能耗制动的方法。 4．当三相交流异步电动机在额定负载下运行时，由于某种原因，电源电压降低了30%，问此时通入电动机定子绕组的电流是增大还是减少？为什么？5. 试说明下图几种情况下，系统的运行状态是加速？减速？还是匀速？（图中箭头方向为转矩的实际方向）。 a b c d e 三、计算题（每题12分）： 1. 一台U N=220V，I N=136.5A，R a=0.22Ω的他励直流电动机。 1）如直接起动，起动电流I St是多少？ 2）若要求起动电流是额定电流的两倍，采用电枢回路串电阻起动，应串多大的电阻？采用降低电源电压起动，电压应降至多少？ 2. 一台交流三相鼠笼式异步电动机，其额定数据为：P N=10kW， n N=1460r/min，U N=380 V，△接法，ηN=0.868，cosφ=0.88；试求：1） 额定输入电功率；2）额定电流；3）输出的额定转矩；4）采用Y-△ 换接启动时的启动转矩。 四、设计题： 1. 设计某机床刀架进给电动机的控制线路，应满足如下的工艺要 求： 按下启动按钮后，电机正转，带动刀架进给，进给到一定位置时，刀架停止，进行无进刀切削，经一段时间后刀架自动返回，回到原位 又自动停止。试画出主电路和控制线路。（本题15分） 2. 试用F—40M型PLC设计一台小于10KW的三相鼠笼式异步电 动机正反转的控制程序，要求：（本题12分） 1）绘出电动机主电路（应有必要的保护）2）绘出PLC的安装接线 图 3）绘出PLC的梯形图4）写出PLC的指令程序
机电传动控制设计题汇 总 文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]
1、要求三台电动机lM 、2M 、3M 按一定顺序启动：即1M 启动后，2M 才能启动，2M 启动后3M 才能启动；停车时则同时停。试设计此控制线路 试用PLC 设计出控制程序。 解：此题的关键技术在于：将前一台电动机的交流接触器的辅助常开触点串接在下一台电动机的交流接触器线圈回路中。继电器-接触器控制线路图如下；PLC 外部接线图如下； 梯形图及程序； 2、试设计一台电动机的控制线路。要求能正反转并能实现能耗制动。 3、设计一台异步电动机的控制线路。要求：①能实现启、停的两地控制； ③)能实现点动调整；②能实现单方向的行程保护； ④要有短路和长期过载保护； 4、试设计一条自动运输线，有两台电动机，1M 拖动运输机， 2M 拖动卸料机。要求： ①1M 先启动后，才允许2M 启动；②2M 先停止，经一段时间后1M 才自动停止，且2M 可以单独停止；③两台电动机均有短路、长期过载保护。试用PLC 设计出控制程序。 1SB 、2SB 分别是1M 、2M 的启动按纽，4SB 是2M 的单独停止按纽，3SB 是停止按纽。 5、下图为机床自动间歇润滑的控制线路图，其中接触器KM 为润滑油泵电动机启停用接触器(主电路未画出，控制线路可使润滑有规律地间歇工作。试分析此线路的工作原理，并说明开关S SB 的作用 试用PLC 设计出控制程序。 答：这是一个自动间歇润滑的控制线路。开关S 1SB 的作用及电路的工作过程如下： （1）S 是进行自动间歇润滑的控制开关，1KT-决定润滑时间，2KT-决定不润滑时间，电路的工作过程：合上开关S ，KM 的线圈得电，电动机M 转动，进行润滑； 1KT 的线圈得电，触点1KT 延时后闭合，K 的线圈得电，常开触点K 闭合，自锁；常闭触点K 断开，KM 线圈失电，停止润滑；1KT 的线圈失电。 LD 401 OUT 431 OR 430 LD 403 LD 400 ANI 403 OR 430 ANI 450 ANI 450 OUT
第三章部分题解 3-5 图3-37 所示为一冲床传动机构的设计方案。设计者的意图是通过齿轮1 带动凸轮2 旋转后,经过摆杆3 带动导杆4 来实现冲头上下冲压的动作。试分析此方案有无结构组成原理上的错误。若有,应如何修改? 解画出该方案的机动示意图如习题3-5解图(a),其自由度为: F =3n-2P -P =33-24-1=0 3-6 54 其中:滚子为局部自由度计算可知:自由度为零,故该方案无法实现所要求的运动,即结 习题3-5 图 图3-37 解决方法:1增加一个构件和一个低副,如习题3-5 解图(b)所示。其自由度为: 构组成原理上有错误。 F =3n-2P -P =34-25-1=1 54 2将一个低副改为高副,如习题3-5 解图(c)所示。其自由度为: F =3n-2P -P =33-23-2=1 54 习题3-5 解图(a)画出图3-38 所示机构的运动简图(运动尺寸由图上量取),并计算其自由度。 (a)机构模型(d) 机构模型图3-38 习题3-6 图 习题3-6(a)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(a)解图(a)或习题3-6(a)解图(b)的两种形式。计算该机构自由度为:
F =3n-2P -P =33-24-0=1 54 习题3-6(a)解图(a) 习题3-6(a)解图(b)习题3-6(d)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(d)解图(a)、习题3-6(d)解图(b)、习题3-6(d)解图(c) 习题3-5 解图(b) 习题3-5 解图(c) 解(a) 解(d) 等多种形式。 -1- 3-7 解(a) 解(b) 解(c) 54
计算该机构自由度为: F =3n-2P -P =33-24-0=1 54 习题3-6(d)解图(a)计算图3-39 所示机构的自由度,并说明各机构应有的原动件数目。 F=3n-2P-P=37-210-0=1 54 A、B、C、D 为复合铰链原动件数目应为1说明:该机构为精确直线机构。当满足BE=BC=CD=DE,AB=AD, AF=CF 条件时,E 点轨迹是精确直线,其轨迹垂直于机架 连心线AF F=3n-2P-P=35-27-0=1 习题3-6(d)解图(b) 习题3-6(d)解图(c) 解(d) 解(e)
机械设计基础习题参考答案 机械设计基础课程组编 武汉科技大学机械自动化学院
第2章 平面机构的自由度和速度分析 2-1画运动简图。 2-2 图2-38所示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A 连续回转；而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。 4 3 5 1 2 解答：原机构自由度F=3?3- 2 ?4-1 = 0，不合理 ，
2-3 试计算图2-42所示凸轮—连杆组合机构的自由度。 b) a) A E M D F E L K J I F B C C D B A 解答：a) n=7; P l=9; P h=2，F=3?7-2 ?9-2 =1 L处存在局部自由度，D处存在虚约束 b) n=5; P l=6; P h=2，F=3?5-2 ?6-2 =1 E、B处存在局部自由度，F、C处存在虚约束2-4 试计算图2-43所示齿轮—连杆组合机构的自由度。 B D C A (a) C D B A (b) 解答：a) n=4; P l=5; P h=1，F=3?4-2 ?5-1=1 A处存在复合铰链 b) n=6; P l=7; P h=3，F=3?6-2 ?7-3=1 B、C、D处存在复合铰链 2-5 先计算如图所示平面机构的自由度。并指出图中的复合铰链、局部自由度和虚约束。
A B C D E 解答： a) n=7; P l =10; P h =0，F=3?7-2 ?10 = 1 C 处存在复合铰链。 b) n=7; P l =10; P h =0，F=3?7-2 ?10 = 1 B D E C A c) n=3; P l =3; P h =2，F=3?3 -2 ?3-2 = 1 D 处存在局部自由度。 d) n=4; P l =5; P h =1，F=3?4 -2 ?5-1 = 1 A B C D E F G G' H A B D C E F G H I J e) n=6; P l =8; P h =1，F=3?6 -2 ?8-1 = 1 B 处存在局部自由度，G 、G'处存在虚约束。 f) n=9; P l =12; P h =2，F=3?9 -2 ?12-2 = 1 C 处存在局部自由度，I 处存在复合铰链。
m 《机械设计基础》试题 班级 学号 姓名 题号 一 二 三 四 五 总分 分数 10 10 30 30 20 100 得分 一、判断以下各题是否正确，对的在括内标记“√”，错用标记“X ”（每小题 1 分） 1. 曲柄摇杆机构，当摇杆为主动件时，机构会出现死点位置。 （ √ ） 2. 对移动从动件凸轮机构，从动件的运动规律及行程一致时，凸轮的基圆半径愈大，则压力角也愈大。 （ × ） 3. 为了使凸轮轮廓在任何位置既不变尖更不相交，滚子半径必须大于理论轮廓外凸部分的最小曲率半径。 （ × ） 4. 当计算螺纹强度时，总是先按螺纹的内径计算其拉伸应力，然后与其材料的许用应力进行比较。 （ × ） 5. 设计齿轮传动时，同一齿数的直齿圆柱齿轮，斜齿圆柱齿轮的齿形系数 Y F 值是相同的。 （ × ） 6. 齿轮传动中，因为两齿轮啮合点的最大接触应力相等，即H 1 = H 2 ，所以闭式软齿面齿轮 传动的两齿轮的材料及表面硬度应相同。 （ × ） 7. 蜗杆传动的失效形式主要是蜗轮轮齿折断。 （ × ） × 8. 设计 V 带传动，选取小带轮直径 d 1 时，应使之小于最小直径 d min 。 ） （ 9. 维持边界油膜不遭破裂是非液体摩擦滑动轴承的设计依据。 （ √ ） 10. 某型号滚动轴承经计算其额定寿命为 2000 小时，说明该型号轴承 90%能达到 2000 小时， 但有 10%可能达不到 2000 小时。 （ √ ） 二、选择题（选择正确答案，在横线上填写一个号码，每小题 1 分） 1. 机构具有确定运动的条件是，机构的原动件数目必须 （2） 机构的自由度。 （1）小于； （2）等于； （3）大于； 2. 凸轮机构从动件作等速规律运动时会产生 （1） 冲击。 （1）刚性； （2）柔性； （3）刚性和柔性 3. 一对标准齿轮如果安装时中心距 a ′＞ 2 (Z 1 + Z 2 ) 时，传动比数值 （3） 。
《机电传动控制》试卷 A 适用专业：机制考试日期： 考试时间：120分钟考试形式：闭卷试卷总分：100分 一、填空（每空1分）： 1. 直流电动机的调速方法有____ __ ，和。 2．一台三相异步电动机的额定转速为980r/min，则其极数为，同步转速为，起动时转差率为，额定转差率为。 3．鼠笼型异步电动机的减压起动方法有、、和。 4. 通电延时的时间继电器有两种延时动作的触头。即，符号为；和符号为。 5. 电气控制系统中常设的保护环节有、 和、。 6. F-40M型PLC的内部等效继电器有、、 、和几种。 二、简答题。（每小题5分） 1．交流电器的线圈能否串联使用？为什么？ 2．三相鼠笼式电动机在运行中断了一根电源线未及时发现会导致什么后果？3．简述直流电动机能耗制动的方法。 4．当三相交流异步电动机在额定负载下运行时，由于某种原因，电源电压降低了30%，问此时通入电动机定子绕组的电流是增大还是减少？为什么？5. 试说明下图几种情况下，系统的运行状态是加速？减速？还是匀速？（图中箭头方向为转矩的实际方向）。 a b c d e 三、计算题（每题12分）： 1. 一台U N=220V，I N=136.5A，R a=0.22Ω的他励直流电动机。 1）如直接起动，起动电流I St是多少？ 2）若要求起动电流是额定电流的两倍，采用电枢回路串电阻起动，应串多大的电阻？采用降低电源电压起动，电压应降至多少？ 2. 一台交流三相鼠笼式异步电动机，其额定数据为：P N=10kW， n N=1460r/min，U N=380 V，△接法，ηN=0.868，cosφ=0.88；试求：1） 额定输入电功率；2）额定电流；3）输出的额定转矩；4）采用Y-△ 换接启动时的启动转矩。 四、设计题： 1. 设计某机床刀架进给电动机的控制线路，应满足如下的工艺要 求： 按下启动按钮后，电机正转，带动刀架进给，进给到一定位置时，刀架停止，进行无进刀切削，经一段时间后刀架自动返回，回到原位 又自动停止。试画出主电路和控制线路。（本题15分） 2. 试用F—40M型PLC设计一台小于10KW的三相鼠笼式异步电 动机正反转的控制程序，要求：（本题12分） 1）绘出电动机主电路（应有必要的保护）2）绘出PLC的安装接线 图 3）绘出PLC的梯形图4）写出PLC的指令程序
第11章连接 基本要求：了解连接的类型和应用；了解螺纹连接的类型和应用；掌握螺旋副的受力分析、效率和自锁，螺纹连接的防松装置；掌握螺纹连接失效形式及强度计算；了解螺旋传动的受力 情况及计算要点；了解轴毂连接的类型及应用。 重点：螺旋副的受力分析、效率和自锁；螺纹连接失效形式及强度计算。 难点：螺旋副的受力分析，效率和自锁；螺栓连接的计算。 学时：课堂讲授：8学时。 教学方法：多媒体结合板书。
11.1 连接概述 一部机器通常都是由成百上千个零件所组成的，但这些零件并不是随意罗列在一起的，由于使用、结构、制造、装配、运输等原因，机器中有许多零件需要按照一定的要求和方式它们连接起来，而构成一个整体。 零件的连接方式有多种：被连接件间相互固定、不能作相对运动的称为静连接；能按一定运动形式作相对运动的称为动连接。 通常所谓的连接主要是指静连接。 静连接的分类见表10-1。 ——螺纹连接 ——键连接 ——可拆的连接————销连接 ——弹性环连接 连接————成形连接 ——夹紧连接 ——焊接 ——不可拆的连接————铆接 ——粘接 ——过盈配合 在这些连接方式中尤其是以螺纹连接应用最为广泛，各种类型的机器设备中都有这种连接方式，如：自行车等。 螺纹连接的主要特点： 1)构造简单，形式繁多； 2)连接可靠，具有良好的自锁性能； 3)装拆方便； 4）能够承受较大的载荷，如起重设备中的连接； 5)容易制造：手工——板牙、丝锥； 机械——车制、碾制、铣制、磨制； 6）价格低廉，选用方便，标准件。
11.2 螺纹的主要参数 11.2.1 螺纹的形成 如图11-1所示，将一倾斜角为ψ的直角三角形绕在直径为d2的圆柱体上，其三角形的斜边，便形成一条螺旋线任取一平面图形，使它沿着螺旋线运动，运动时保持此图形通过圆柱体的轴线，就得到螺纹。 图11-1 螺纹的形成 11.2.2 螺纹的类型和分类 1.按照平面图形的形状：螺纹分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹等。 2.按照螺旋线的旋向：螺纹分为左旋螺纹和右旋螺纹。机械制造中一般采用右旋螺纹，有特殊要求时，才采用左旋螺纹。 3.按照螺旋线的数目：螺纹还分为单线螺纹和多线螺纹，为了制造方便，螺纹的线数一般不超过4。 4.按功能：连接螺纹；传动螺纹，调节螺纹，阻塞螺纹等 5.按标准：公制螺纹，英制螺纹 6.螺纹有内螺纹和外螺纹之分，两者旋合组成螺旋副或称螺纹副。 7.按照母体形状，螺纹分为圆柱螺纹和圆锥螺纹。 11.2.3 螺纹的基本参数 以圆柱螺纹为例， 大径——d、D 中径——d2、D2 小径——d1、D1 线数——n 螺距——P 导程——S S＝nP
《机械设计基础》课程试题库 一、填空题 在设计V 带传动时，V 带的型号是根据 计算功率 和 小带轮转速 选取的。 对于两级斜齿圆柱齿轮传动，应使中间轴上的两个斜齿轮的旋向 对于闭式软齿面齿轮传动，主要按 接触 强度讲行设计，而按 弯曲 强度讲行校核。 带传动中，带上受的三种应力是 拉 应力， 弯曲 应力和 离心拉 应力。最大应力发生 在 带的紧边开始绕上小带轮处 链轮的转速 高 ，节距 大 ，齿数 少 ，则链传动的动载荷就越大。 齿轮传动（大、小齿轮分度圆直径分别为d 2、dj 传动比表达式为 —i=d 2/d 1 __________ 。蜗 杆传动（蜗杆分度圆直径 d 1，蜗杆分度圆柱导程角Y ,蜗轮分度圆直径d 2）传动比 表达式为 ___________ 2/ atg Y 1. 2. 在铰链四杆机构中，双曲柄机构的最短杆与最长杆长度之和 确定凸轮基圆半径的原则是在保证 a max < [ a ]条件下， 其余两杆长度之和。 选择尽可能小的基圆半径 小于等于 3. 一对齿轮传动中，大、小齿轮的齿根最大弯曲应力通常是 等的。 5. 6. 滚动轴承主要失效形式是 疲劳点蚀 和 塑性变形 7. 在蜗杆传动中，一般蜗杆头数取 Z 1= 1、2、4 ，蜗杆头数越少，自锁性越 好 。 8. 接合面间的摩擦 9. 普通螺纹联接承受横向外载荷时，依靠 _ ___作用，可能的失效形式为 断裂 。 平键联接中， 两侧 面是工作面，楔形键联接中， 承载，螺栓本身受 预紧力 上下 .面是工作面。 4. 10. 11. 蜗杆传动发热计算的目的是防止 温升过高 而产生齿面 胶合失效。 12. 13. 14. 轴上的键槽通常采用 铳削 加工方法获得。 15. 联轴器和离合器均可联接两轴，传递扭矩，两者的区别是 随时分 离 前者在运动中不能分离，后者可以 16. 17. 18. 19. 20. 21. 验算非液体摩擦滑动轴承的 pv 值是为了防止轴承过热而发牛胶合：验算轴承速度 v 是为了 防止 轴承加速磨损或产生 巨大热量 。普通三角形螺纹的牙型角为 ___60―度。 紧螺栓联接按拉伸强度计算时，考虑到拉伸应力和扭转切应力复合作用，应将拉抻 载荷 增大至 1.3 ___________倍。 受轴向工作载荷的紧螺栓联接，设螺栓刚度 C1远远小于被联接件的刚度 C2,则不 论工作载荷F 是否变化，螺栓中的总拉力F 2接近— 紧力 ___________ 。 带传动中，带的弹性滑动是带传动的 ______ 固有 _____ 性，是_不可 ________ 免的。 带传动的最大有效圆周力随着初拉力、包角、摩擦系数的增大而增大。 若齿轮传动的传动比、中心距和齿宽不变，增加两轮的齿数和，则弯曲强度 ____________________ 减 小 ____ ，接触强度 ______ 变 22.
1、要求三台电动机lM 、2M 、3M 按一定顺序启动：即1M 启动后，2M 才能启动，2M 启动后3M 才能启动；停车时则同时停。试设计此控制线路? 试用PLC 设计出控制程序。 解：此题的关键技术在于：将前一台电动机的交流接触器的辅助常开触点串接在下一台电动机的交流接触器线圈回路中。继电器-接触器控制线路图如下；PLC 外部接线图如下； 梯形图及程序； 2、试设计一台电动机的控制线路。要求能正反转并能实现能耗制动。
3、设计一台异步电动机的控制线路。要求：①能实现启、停的两地控制；③)能实现点动调整； ②能实现单方向的行程保护；④要有短路和长期过载保护； 4、试设计一条自动运输线，有两台电动机，1M拖动运输机，2M拖动卸料机。要求： ①1M先启动后，才允许2M启动；②2M先停止，经一段时间后1M才自动停止，且2M可以单独停止； ③两台电动机均有短路、长期过载保护。试用PLC设计出控制程序。
1SB、2SB分别是 3SB是停止按纽。 5、下图为机床自动间歇润滑的控制线路图，其中接触器KM为润滑油泵电动机启停用接触器(主电路未画出)，控制线路可使润滑有规律地间歇工作。试分析此线路的工作原理，并说明开关S和按钮SB的作用? 试用PLC设计出控制程序。 答：这是一个自动间歇润滑的控制线路。开关S、按钮1SB的作用及电路的工作过程如下： （1）S是进行自动间歇润滑的控制开关，1KT-决定润滑时间，2KT-决定不润滑时间，电路的工作过程：合上开关S，KM的线圈得电，电动机M转动，进行润滑； 1KT的线圈得电，触点1KT延时后闭合，K的线圈得电，常开触点K闭合，自锁；常闭触点K断开，KM线圈失电，停止润滑；1KT的线圈失电。 2KT的线圈得电，延时后常闭触点2KT断开，K的线圈失电，常开触点K断开，2KT的线圈失电，2KT的常闭触点瞬时合。常闭触点K闭合，KM线圈又得电，润滑。1KT的线圈又得电，延时重复以上动作。 （2）1SB为手动（点动）润滑操作按钮。
3-1 何谓构件？何谓运动副及运动副元素？运动副是如何进行分类的？ 解答：构件是机器中每一个独立运动的单元体，是组成机构的基本要素之一。运动副是由两个构件直接接触而组成的可动连接，是组成机构的基本要素之一。运动副元素是两构件能够参加接触而构成运动副的表面，如点线面等。运动副分类： a) 按两构件接触情况分为低副和高副； b) 按两构件相对运动情况分为平面运动副和空间运动副。 2 机构运动简图有何用处？它能表示出原机构哪些方面的特征？如何绘制机构运动简图? 答：机构运动简图：表达各种构件的相对运动关系，确切表达机构的运动规律和特性，用规定符号表示构件和运动副，并按比例绘制的图形。 机构运动简图的用处：表达各种构件的相对运动关系，确切表达机构的运动规律和特性。 4 在计算机构的自由度时，应注意哪些事项？通常在哪些情况下存在虚约束？答：在计算机构的自由度时，应注意复合铰链、局部自由度、虚约束。虚约束通常存在情况有：1.两构件组成多个导路相互平行或重合的移动副，只有一个移动副起约束作用，其余为虚约束；2两构件构成高副，两处接触且法线重合或平行；3. 轨迹重合：在机构中，若被联接到机构上的构件，在联接点处的运动轨迹与机构上的该点的运动轨迹重合时，该联接引入的约束是虚约束；4、机构中存在对传递运动不起独立作用的对称部分。 **平面机构中的低副和高副各引入几个约束？ 答：每个自由构件具有3个自由度，高副引入一个约束，还有两个自由度；低副引入两个约束，还有一个自由度。 4-1 什么是连杆机构的急回特性？他用什么表达？什么叫极位角？它与机构的急回特性有什么关系？
4-2什么叫死点？ 5-18、请指出凸轮机构从动件常用运动规律有哪些？并说明每一种运动规律的冲击特性及其应用场合。答：凸轮机构从动件常用运动规律有：（1）等速运动规律；）等速运动规律有刚性冲击，用于低速轻载的场合；（2）等加速等减速运动规律，等加速等减速运动规律有柔性冲击，用于中低速的场合；（3）简谐运动规律（余弦加速度运动规律）；简谐运动规律（余弦加速度运动规律）当有停歇区间时有柔性冲击，用于中低速场合；当无停歇区间时无柔性冲击，用于高速场合。 9、何为带传动的弹性滑动？何为带传动的打滑？请具体说明二者最主要的区别。答：由于带的紧边与松边拉力不等，使带产生弹性变形而引起的带在带轮表面上滑动的现象，称为弹性滑动。 当带传动工作过程中作用到从动轮上的阻力矩大于带和带轮间的极限摩 擦力矩时，带与带轮的接触面就会发生相对滑动的现象，称为打滑。 区别：打滑是有过载引起的，是可以避免的，不过载就不会打滑； 而弹性滑动是由于传动带具有弹性且紧边与松边存在拉力差而产生的，它是带传动中所固有的物理现象，是不可以避免的。 6-2直齿圆柱齿轮的基参数？ （1）齿数z: 齿轮整个圆周上轮齿的总数 2）模数m: 分度圆的周长l=πd=zp，则有分度圆直径d=p/π*z 由于π是无理数，给齿轮的设计、制造及检测带来不便。为此，人们将比值p/π为简单的有理数（如1,2,3…）并将该比值为模数，用m表示，单位是：mm。因此分度圆直径d=mz，分度圆齿距p=πm。模数是决定齿轮尺寸重要参数，齿数相同的齿轮，模数越大，其尺寸也越大。 3）压力角α：渐开线上各点的压力角是不同的。压力角太大对传动不利，我国规定压力角为20度。 4）齿顶高系数ha *和顶隙系数c*。齿轮齿顶高和齿根高得计算：ha = ha *m， hf =
《机械设计基础》试题七答案 一、填空（每空1分，共20分） 1、渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，正确啮合条件是模数相等，压力角相等。 2、凸轮机构的种类繁多，按凸轮形状分类可分为：盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮。 3、 V带传动的张紧可采用的方式主要有：调整中心距和张紧轮装置。 4、齿轮的加工方法很多，按其加工原理的不同，可分为范成法和仿形法。 5、平面四杆机构中，若各杆长度分别为a=30，b=50，c=80，d=90，当以a为机架，则该四杆机构为双曲柄机构。 6、凸轮机构从动杆的运动规律，是由凸轮轮廓曲线所决定的。 7、被联接件受横向外力时，如采用普通螺纹联接，则螺栓可能失效的形式为__拉断。 二、单项选择题（每个选项0.5分，共20分） （）1、一对齿轮啮合时 , 两齿轮的 c 始终相切 (A)分度圆 (B) 基圆 (C) 节圆 (D) 齿根圆 （）2、一般来说， a 更能承受冲击，但不太适合于较高的转速下工作。 (A) 滚子轴承 (B) 球轴承 (C) 向心轴承 (D) 推力轴承 （）3、四杆机构处于死点时，其传动角γ为A 。 （A）0°（B）90°（C）γ>90°（D）0°<γ<90° （）4、一个齿轮上的圆有 b 。 （A）齿顶圆和齿根圆（B）齿顶圆，分度圆，基圆和齿根圆 （C）齿顶圆，分度圆，基圆，节圆，齿根圆（D）分度圆，基圆和齿根
（）5、如图所示低碳钢的σ－ε曲线，，根据变形发生的特点，在塑性变形阶段的强化阶段(材料恢复抵抗能力)为图上 C 段。 （A）oab （B）bc （C）cd （D）de （）6、力是具有大小和方向的物理量，所以力是 d 。 （A）刚体（B）数量（C）变形体（D）矢量 （）7、当两轴距离较远，且要求传动比准确，宜采用。 (A) 带传动 (B)一对齿轮传动 (C) 轮系传动（D）螺纹传动 （）8、在齿轮运转时，若至少有一个齿轮的几何轴线绕另一齿轮固定几何轴线转动，则轮系称为 a 。 (A) 行星齿轮系 (B) 定轴齿轮系 (C)定轴线轮系（D）太阳齿轮系 （）9、螺纹的a 被称为公称直径。 (A) 大径 (B)小径 (C) 中径（D）半径 （）10、一对能满足齿廓啮合基本定律的齿廓曲线称为 D 。 (A) 齿轮线 (B) 齿廓线 (C)渐开线（D）共轭齿廓 （ B ）11、在摩擦带传动中是带传动不能保证准确传动比的原因，并且是不可避免的。 (A) 带的打滑 (B) 带的弹性滑动 (C) 带的老化（D）带的磨损 （ D）12、金属抵抗变形的能力，称为。 (A) 硬度 (B)塑性 (C)强度（D）刚度 （ B）13、凸轮轮廓与从动件之间的可动连接是 B。 （A）转动副(B) 高副 (C) 移动副（D）可能是高副也可能是低副 （ B）14、最常用的传动螺纹类型是 c 。 （A）普通螺纹(B) 矩形螺纹(C) 梯形螺纹（D）锯齿形螺纹 （）15、与作用点无关的矢量是 c 。 （A）作用力(B) 力矩 (C) 力偶（D）力偶矩 （）16、有两杆，一为圆截面，一为正方形截面，若两杆材料，横截面积及所受载荷相同，长度不同，则两杆的 c 不同。 （A）轴向正应力σ(B) 轴向线应变ε(C) 轴向伸长△l（D）横向线应变
《机电传动控制》试卷A 适用专业：机制考试日期： 考试时间：120分钟考试形式：闭卷试卷总分：100分 一、填空（每空1分）： 1. 直流电动机的调速方法有____ __ ，和。 2．一台三相异步电动机的额定转速为980r/min，则其极数为，同步转速为，起动时转差率为，额定转差率为。 3．鼠笼型异步电动机的减压起动方法有、、和。 4. 通电延时的时间继电器有两种延时动作的触头。即，符号为；和符号为。 5. 电气控制系统中常设的保护环节有、 和、。 6. F-40M型PLC的内部等效继电器有、、 、和几种。 二、简答题。（每小题5分） 1．交流电器的线圈能否串联使用？为什么？ 2．三相鼠笼式电动机在运行中断了一根电源线未及时发现会导致什么后果？3．简述直流电动机能耗制动的方法。 4．当三相交流异步电动机在额定负载下运行时，由于某种原因，电源电压降低了30%，问此时通入电动机定子绕组的电流是增大还是减少？为什么？5. 试说明下图几种情况下，系统的运行状态是加速？减速？还是匀速？（图中箭头方向为转矩的实际方向）。 a b c d e 12分）： 1. 一台U N=220V，I N=136.5A，R a=0.22Ω的他励直流电动机。 1）如直接起动，起动电流I St是多少？ 2）若要求起动电流是额定电流的两倍，采用电枢回路串电阻起动，应串多大的电阻？采用降低电源电压起动，电压应降至多少？ 2. 一台交流三相鼠笼式异步电动机，其额定数据为：P N=10kW，n N=1460r/min，U N=380 V，△接法，ηN=0.868，cosφ=0.88；试求：1）额定输入电功率；2）额定电流；3）输出的额定转矩；4）采用Y-△换接启动时的启动转矩。 四、设计题： 1. 设计某机床刀架进给电动机的控制线路，应满足如下的工艺要求： 按下启动按钮后，电机正转，带动刀架进给，进给到一定位置时，刀架停止，进行无进刀切削，经一段时间后刀架自动返回，回到原位又自动停止。试画出主电路和控制线路。（本题15分） 2. 试用F—40M型PLC设计一台小于10KW的三相鼠笼式异步电动机正反转的控制程序，要求：（本题12分） 1）绘出电动机主电路（应有必要的保护）2）绘出PLC的安装接线图 3）绘出PLC的梯形图4）写出PLC的指令程序