2012年10月《机械制造装备设计》复习资料(共19页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上机械制造装备设计复习题（2012年10月）第一章 金属切削机床设计一、单项选择题2. 与机床振动无直接关联的因素是 D 。A. 机床刚度 B. 机床阻尼C. 机床系统固有频率 D. 机床热变形3. 用于对形状相似尺寸不同的工件的特定表面，按特定的工序进行加工的机床，称为 C 。A. 通用机床 B. 专用机床C. 专门化机床 D. 数控机床4. 为防止爬行，在设计低速运动部件时，主要应采取下列那项措施。 D 。A. 提高传动精度 B. 提高抗振能力C. 减少热变形 D. 减少静、动摩擦系数之差5. 下面哪一项不属于机械进给传动系的设计特点。 A 。A. 前密后疏 B.

2、恒转矩传动C. 前疏后密 D. 采用传动间隙消除机构6. 下列哪一项不属于主变速传动系设计中扩大变速范围的方法。 D 。A.增加变速组 B. 采用分支传动C.采用双公比传动系 D. 采用交换齿轮8. 在系列型谱中，结构最典型、应用最广泛的是所谓的 D 。A. 纵系列产品 B. 横系列产品C. 跨系列产品 D. 基型产品9. 可加工多种尺寸和形状的工件的多种加工面的机床，称为 A 。A. 通用机床 B. 专用机床C. 专门化机床 D. 数控机床10. 下面哪一项不属于主变速传动系设计的一般原则。 C 。A. 前密后疏 B. 前多后少C. 前疏后密 D. 前慢后快12. 下列哪一项不属于主变速传动

3、系设计中扩大变速范围的方法。 D 。A.增加变速组 B. 采用分支传动C.采用双公比传动系 D. 采用多速电机13. 机床上用来完成工件一个待加工表面几何形状的生成和金属的切除任务的运动，称为 A 。A. 表面成形运动 B. 表面非成形运动C. 独立运动 D. 复合运动15沿斜置坐标系的Z轴运动可表示为： A 。A. B. C. D. 16最大相对转速损失率为29%的标准公比是 C 。A. 1.12 B. 1.26 C. 1.41 D. 1.58 17设计机床主变速传动系时，为避免从动直齿圆柱齿轮尺寸过大而增加箱体的径向尺寸，一般限制降速最小传动比为 B 。A. B. C. D. 18下列为双

4、公比变速传动系的结构式为 B 。A. B. C. D. 19机床主轴或各传动件的计算转速定义为： A 。A. 传递全部功率的最低转速 B. 传递全部功率的最高转速C. 传递全部扭矩的最低转速 D. 传递全部功率的转速 21. 设计机床主变速传动系时，为避免扩大传动误差，减少振动噪声，一般限制直齿圆柱齿轮的最大升速比 A 。A. B. C. D. 22.下列为双公比变速传动系的结构式为 B 。A. B. C. D. 23.机床进给传动系中各传动件的计算转速是其： D 。A. 传递全部扭矩的最低转速 B. 传递全部功率的最高转速C.最低转速 D. 最高转速25.机床上各运动之间无严格运动关系，称为

5、 C 。A. 表面成形运动 B. 表面非成形运动C. 独立运动 D. 复合运动4下列哪一项不是影响机床振动的主要原因 D 。A. 机床的刚度 B. 机床的阻尼特性C. 机床系统固有频率 D. 机床低速运动的平稳性26.坐标系的Z轴为进给运动可表示为： C 。A. B. C. D. 27.最大相对转速损失率为21%的标准公比是 B 。A. 1.12 B. 1.26 C. 1.41 D. 1.5828.设计机床主变速传动系时，为避免扩大传动误差，减少振动噪声，一般限制斜齿圆柱齿轮的最大升速比 C 。A. B. C. D. 29.下列为双公比变速传动系的结构式为 B 。A. B. C. D. 30.

6、机床主轴或各传动件的计算转速定义为： C 。A. 传递全部功率的最高转速 B. 传递全部扭矩的最低转速C. 传递全部扭矩的最高转速 D. 传递全部功率的转速二、填空题31. 运动功能设计包括确定机床所需运动的个数、形式、功能及排列顺序，最后画出机床的运动_原理_图。32. 工件加工表面的发生线是通过刀具切削刃与工件接触并产生相对运动而形成的，有_轨迹法_、成形法、相切法和展成法。33. 公比值小则相对转速损失_小_。34. 进给运动消耗的功率远_小_于主传动功率。35. 在变速传动系中，既是前一变速组的从动齿轮，又是后一变速组的主动齿轮，称为_公用_齿轮。36. 双公比变速传动系是在常规变速传

7、动系基础上，通过改变基本组的_级比指数_演变来的。38. 为了扩大恒功率调速范围，在变速电动机和主轴之间串联一个_分级变速箱_。39. 基本参数设计包括尺寸参数、运动参数和_动力_参数设计。40. 工件加工表面的发生线是通过刀具切削刃与工件接触并产生相对运动而形成的，有轨迹法、_成形法_、相切法和展成法。41. 公比值小，当变速范围一定时变速级数将_增多_。42. 快速运动电动机起动时消耗的功率_最大_。43. 采用公用齿轮可以_减少_齿轮的数目，简化结构，缩短轴向尺寸。44. 如要演变成双公比变速传动系，基本且的传动副数常选为_2_。46. 无级变速装置作为传动系中的基本组，而分级变速作为扩

8、大组，其公比理论上应等于无级变速装置的_变速范围_。47. 传动系统设计包括传动方式、传动原理图及传动_系统_图设计。48. 工件加工表面的发生线是通过刀具切削刃与工件接触并产生相对运动而形成的，有轨迹法、成形法、_相切法_和展成法。49. 公比值小，当变速范围一定时变速级数将增多，变速箱的结构_复杂_。51. 在主传动系设计中，通常，中间轴的最高转速不超过_电动机_的转速。52. 采用公用齿轮时，两个变速组的_模数_必须相同。53. 分支传动是指在串联形式变速传动系的基础上，增加并联分支以扩大_变速范围_。54. 为了扩大恒功率调速范围，在变速电动机和主轴之间串联一个_分级变速箱_，这种方法

9、广泛用于数控机床、大型机床中。58. 齿轮传动间隙的消除有刚性调整法和_柔性_调整法两类方法。59. 机床精度包括几何精度、_传动精度_、运动精度、定位和重复定位精度、工作精度62. 分支传动是指在串联形式变速传动系的基础上，增加并联分支以_扩大_变速范围。63. 为了扩大_恒功率_调速范围，在变速电动机和主轴之间串联一个分级变速箱，这种方法广泛用于数控机床、大型机床中。68. 齿轮传动间隙的消除有_刚性_调整法和柔性调整法两类方法。69. 机床精度包括几何精度、传动精度、_运动精度_、定位和重复定位精度、工作精度和精度保持性等。71. 据统计，由于机床_热变形_而使产生的加工误差最大可占全部

10、误差的70%左右。72. 机床运动部件产生爬行，会影响机床的定位精度、工件的加工精度和_表面粗糙度_。73. 进给运动与主运动合用一个电动机，如普通卧式车床、钻床等。进给运动_消耗_的功率远小于主传动功率。74. 无级变速传动能在负载下变速，便于车削大端面时保持恒定的_切削速度_，以提高生产效率和加工质量。75. 在主传动系设计中，通常，_中间轴_的最高转速不超过电动机的转速。76. 采用公用齿轮时，两个变速组的模数必须_相同_。77. 分支传动是指在串联形式变速传动系的基础上，增加_并联分支_以扩大变速范围。78. 为了_扩大_恒功率调速范围，在变速电动机和主轴之间串联一个分级变速箱，这种方

11、法广泛用于数控机床、大型机床中。三、简答题84. 在设计分级变速箱时，考虑机床结构复杂程度，运转平稳性要求等因素，变速箱公比的选取有哪几种情况? 答：1）变速箱的公比等于电动机的恒功率调速范围，即，功率特性图是连续的，无缺口和无重合。2）若要简化变速箱结构，变速级数应少些，变速箱公比可取大于电动机的恒功率调速范围，即沪。这时，变速箱每档内有部分低转速只能恒转矩变速，主传动系功率特性图中出现“缺口”，称之功率降低区。使用“缺口”范围内的转速时，为限制转矩过大，得不到电动机输出的全部功率。为保证缺口处的输出功率，电动机的功率应相应增大。3）如果数控机床为了恒线速切削需在运转中变速时，取变速箱公比甲

12、；小于电动机的恒功率变速范围，即，在主传动系功率特性图上有小段重合。85. 试导出主轴变速箱设计中，变速范围、公比和级数Z之间的关系式？答：目前，多数机床主轴转速是按等比级数排列，则转速数列为，由等比级数规律可知；即 两边取对数，可写成；故 86. 试述何为爬行？对机床和工件加工有何影响？如何防治？答：1）机床上有些运动部件，需要作低速或微小位移。当运动部件低速运动时，主动件匀速运自，从动件往往出现明显的速度不均匀的跳跃式运动，即时走时停或者时快时慢的现象。这中在低速运动时产生的运动不平稳性称为爬行。2）机床运动部件产生爬行，会影响机床的定位精度、工件的加工精度和表面粗糙度。在精密、自动化及大

13、型机床上，爬行的危害更大。3）防止爬行，在设计低速运动部件时，应减少静、动摩擦系数之差；提高传动机构的刚度和降低移动件的质量等。88. 试述主轴变速箱设计的一般原则？ 答：（1）传动副前多后少的原则1）主变速传动系统从电动机到主轴，通常为降速传动。接近电动机传动件转速较高，根据公式可知，传动的转矩M较小，尺寸小些，因此，在拟定主变速系统时，尽可能将传动副较多的变速组安排在前面。（2）传动顺序与扩大顺序相一致的原则当各传动轴最高转速相同时，前密可使最低转速提高，从而减少传动件尺寸。（3）变数组的降速要前慢后快，中间轴的转速不宜超过电动机的转速。从电机轴到主轴之间总的趋势是降速传动，在分配各变速组

14、传动比时，应前面变速组降速慢些，后面快些，以使中间传动轴具有较高的转速，以减少扭矩，从而减少传动件尺寸。91. 试用简图表示滚珠丝杠的三种支承方式并分别说明其适用场合？ 答：滚珠丝杠的支承方式有三种，如图3-49所示。(1)图3-49a为一端固定，另一端自由方式；常用于短丝杠和竖直丝杠。 (2)图3-49b为一端固定，一端简支承方式，常用于较长的卧式安装丝杠。 (3)图3-49c为两端固定，用于长丝杠或高转速，要求高拉压刚度的场合。 答题图答题91图 滚珠丝杠支撑方式92. 根据结构式Z = 233226讨论下列问题：（1）该传动系统在传动上有何特点？ （2）可以采用的最大公比是多少？ （3）

15、如采用双速电机时，公比应为多少？ 答：1） 无基本组，双公比，上下各空一级转速。 2） ， 3） ， 93. 常用的消除齿轮传动间隙的方法有哪几类？各有何特点？ （1）齿轮传动间隙的消除有刚性调整法和柔性调整法两类方法。 （2）刚性调整法是调整后的齿侧间隙不能自动进行补偿，如偏心轴套调整法、变齿厚调整法、斜齿轮轴向垫片调整法等。特点是结构简单，传动刚度较高。但要求严格控制齿轮的齿厚及齿距公差，否则将影响运动的灵活性。 （3）柔性调整法是指调整后的齿侧间隙可以自动进行补偿，结构比较复杂，传动刚度低些，会影响传动的平稳性。主要有双片直齿轮错齿调整法，薄片斜齿轮轴向压簧调整法，双齿轮弹簧调整法等。

16、94. 试解释主轴变速箱设计中，“前多后少”原则的含义？ 答：1）主变速传动系统从电动机到主轴，通常为降速传动。接近电动机传动件转速较高，根据公式可知，传动的转矩M较小，尺寸小些； 2） 反之，靠近主轴的传动件转速较低，传递的转矩较大，尺寸较大。 3）因此，在拟定主变速系统时，尽可能将传动副较多的变速组安排在前面，将传动副较少的变速组安排在后面，使主变速传动系统中更多的传动件在高速范围内工作，尺寸小些，以便节省变速箱的造价，减少变速箱的外形尺寸。 四、计算题95. 设计一台8级转速的车床主传动系统，主轴最高转速为nmax = 1400 r/min。要求采用转速为1440/710 r/min的双

17、速电机。（1）写出结构式 （2）求出公比 （3）验算最后变速组的变速范围 （4）分配降速比 （5）画出转速图 答：（1）结构式：（2） 公比：； （3）最后变速组的变速范围， 合格。（4）分配降速比； r/min，取 r/min（5）绘制转速图96. 根据图示某车床主传动系统转速图，回答下列问题？（1）写出其结构式 （2）写出-轴间变速组的变速范围 （3）写出轴变速范围公式及其大小 （4）找出各轴的计算转速 （5）找出轴上齿轮的计算转速 答：（1）结构式： ； （2） ； （3）或 ； （4） r/min选 r/min轴号IIIIIInj700315185齿轮Z25Z59Z81Z72nj643

18、1531544597. 某数控车床，主轴最高转速 r/min，最低转速r/min。采用直流调速电动机，电动机功率 kW，电动机额定转速r/min，最高转速 r/min。试设计分级变速箱传动系统（要求无功率缺口）。（1）确定主轴计算转速。 （2）确定变速级数和公比。 （3）确定主电动机最低转速。 （4）画出转速图。 答：（1）r/min（2）; 当时，有功率“缺口”； 当时，有功率“缺口”；当时，无功率“缺口”，可选用。（3）； r/min（4） 1）分级变速箱传动系统结构式：2）分配降速比3）验算最后变速组变速范围： 8 合格（5）绘制转速图 98. 已知某中型车床，主轴最高转速 r/min，

19、主轴最低转速 r/min，公比。采用异步电动机，电动机额定转速r/min。试设计主轴变速箱传动系统。（1）确定主轴转速级数。 （2）写出结构式。 （3）验算最后变速组变速范围。 （4）分配降速比。 （5）画出转速图。 答：（1） （2） （3） 满足要求 （4）分配降速比 （5）绘制转速图 100. 根据图示某车床主传动系统转速图，回答下列问题？（1）写出其结构式 （2）写出-轴间变速组的变速范围 （3）轴变速范围公式及其大小 （4）找出各轴的计算转速 （5）找出轴上齿轮的计算转速 答： （1）结构式： ； （2）； （3）或 ； （4） r/min轴号IIIIIInj71035512590（

20、5）齿轮Z18Z60Z62Z42nj355125125355101. 设计一台12级转速的车床主传动系统，主轴最高转速为 r/min。要求采用转速为3000/1500/750 r/min的三速电机。1求出公比。 2写出结构式。 3验算最后变速组的变速范围。 4分配降速比。 5画出转速图。 答： （1）公比：； （2） 结构式：（3）最后变速组的变速范围 合格（4）分配降速比； r/min，（标准转速67r/min）（5）绘制转速图第二章 典型部件设计一、单项选择题1. 两个方向的推力轴承都配置在前支承处的配置形式称为 A 。A. 前端配置 B. 后端配置C. 两端配置 D. 中间配置2. 两个

21、方向的推力轴承分别布置在前、后两个支承处的配置形式称为 C 。A. 前端配置 B. 后端配置C. 两端配置 D. 中间配置3. 提高支承件结构热稳定性的主要方法中，不包括下列哪项。 C 。A. 控制温升 B. 采用热对称结构C. 改善阻尼特性 D. 采用热补偿装置二、填空题4. 滚珠丝杠的支承方式中，一端固定，另一端自由方式，常用于短丝杠和_竖直丝杠_。5. 丝杠传动的综合拉压刚度主要由丝杠的拉压刚度，支承刚度和_螺母刚度_三部分组成。6. 主轴前轴颈直径一般按机床类型、主轴传递的_功率_或最大加工直径选取。7. 支承件结构的合理设计是应在最小质量条件下，具有最大_静刚度_。8. 开式导轨的特

22、点是结构简单，但不能承受较大_颠覆_力矩的作用。9. 磁性识别法是利用磁性材料和非磁性材料_磁感应_强弱不同，通过感应线圈读取代码。10. 滚珠丝杠的支承方式中，两端固定，用于长丝杠或_高转速_，要求高拉压刚度的场合。11. 丝杠的预拉伸量应能补偿丝杠的_热变形_。13. 支承件结构的静刚度主要包括弯曲刚度和扭转刚度，均与截面惯性矩成_正比_。14. 在滑动导轨副中又可分为普通滑动导轨、静压导轨和_卸荷_导轨等。三、简答题18. 试述导轨有哪些组合形式？各有何特点？（1）双三角形导轨，不需要镶条调整间隙，接触刚度好，导向性和精度保持性好。但是，工艺性差，加工、检验和维修不方便。多用在精度要求较

23、高的机床中，如丝杠车床、导轨磨床、齿轮磨床等。 （2）双矩形导轨，承载能力大，制造简单。多用在普通精度机床和重型机床中，如重型车床、组合机床、升降台铣床等。 （3）矩形和三角形导轨的组合，这类组合的导向性好，刚度高，制造方便，应用最广。如车床、磨床、龙门铣床的床身导轨。 （4）矩形和燕尾形导轨的组合 能承受较大力矩，调整方便，多用在横梁、立柱、摇臂导轨中。 21. 证明主轴组件前轴承精度高于后轴承？ 答：主轴轴承中，前后轴承的精度对主轴旋转精度的影响是不同的，前轴承轴心有偏移，后轴承轴心偏移量为零，由偏移量引起的主轴端轴心偏移为 后轴承轴心有偏移，前轴承轴心偏移量为零，由偏移量引起的主轴端轴心

24、偏移为 显然，前支撑的精度比后支撑对主轴部件的旋转精度影响较大。因此，选取轴承精度时，前轴承的精度要选得高一点，一般比后轴承的精度高一级。 第三章 工业机器人设计三、简答题20. 简述工业机器人按机械结构类型分为哪几类?各有何特点？答：分为关节型机器人，球坐标型机器人，圆柱坐标型机器人和直角坐标型机器人。 (1) 关节型机器人，关节型机器人的特点是灵活性好，工作空间范围大（同样占地面积情况下），但刚度和精度较低。 (2) 球坐标型机器人，其特点是灵活性好，工作空间范围大，但刚度、精度较差。 (3) 圆柱坐标型机器人， 按圆柱坐标形式动作。其特点是灵活性较好，工作空间范围较大，刚度、精度较好。

25、(4)直角坐标型机器人，刚度和精度高，但灵活性差，工作空间范围小。 22. 试述工业机器人机座结构设计要求。答：1)要有足够大的安装基面，以保证机器人工作时的稳定性。 2)机座承受机器人全部重力和工作载荷，应保证足够的强度、刚度和承载能力。 3)机座轴系及传动链的精度和刚度对末端执行器的运动精度影响最大。因此机座与手臂的联接要有可靠的定位基准面，要有调整轴承间隙和传动间隙的调整机构。 四、计算题31. 试求两自由度机器人运动功能矩阵T0,m 。 两自由度机器人答： 式中：， 平面机器人答： 式中：， 式中：， 七、在如图所示零件上铣槽，要求保证尺寸 和槽宽12h9。现有三种定位方案，如图 b、

26、c、d 所示，试计算三种方案的定位误差，从中选出最优方案。 解 1）分析 键宽尺寸，由铣刀的相应尺寸来保证。槽底位置尺寸540-0.14的加工误差，在三种定位方案中不同。方案 b、c 产生基准位移误差j . y（b）、j . y（c）和基准不重合误差j . b（b）、j . b（c）；方案 d 的定位基准与设计基准重合， j . b（d）=0。2）计算误差 已知工件内孔的TD = 0.03mm，工件外径的Td = 0.10mm，心轴的Td1 = 0.02mm，工件的54=0.14mm。方案b的定位误差 方案c的定位误差 方案d的定位误差 3）比较、判断 根据计算得： 因 而且 ，故方案d是能满足加工要求的最优方案。专心-专注-专业