机械制造装备设计习题.docx

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1、1 .钻床的主运动参数为主轴的转速，品的主参数应尽可能采纳 优先数系。2 .帮助支承和可调支承的区分 帮助支承起定位作用,可调支承不起定位作用。3 .产品系列化设计的“三化”是指 系列化、标准化、通用化。4 ,磨床的主运动是指 砂轮的回转运动。5 .主轴的变速范围是指 主轴的最大转速与最小转速的比值.有级变速主轴转速一般按等比级数 排列。7.进给系统中，各传动件的计算转速是最高转速8 .机床支承件常用的材料是 铸铁.设计分级变速箱时，变速箱公比取大于电动机的恒功率调速范围，变速箱结构 简洁，主传动系功 率特性图缺口 。9 .专用机床夹具至少必需由定位装置、夹紧装置和底座三个基本局部组成。10

2、.在夹具中采纳偏心轮夹紧工件比用螺旋压板夹紧工件的动作遮_,但其自锁性要比后者 差。11 .料仓式上料装置的基本组成是 料仓,隔料器,上料器,上料杆和卸料杆 。12 .在选择机床主轴滚动轴承时,后轴承精度常比前轴承精度 o.磨床运动功能图的运动功能式为W/CfZfXfBaCp /T13 .无论是方形、圆形或矩形，空心截面的刚度都比实心截面的大,圆形截面的抗扭刚度比方形截 面 大，抗弯刚度比方形截面.小 o二、计算题：（10%）工件定位的三种方案如下图,要求加工外表DB距孔尺寸为A,试分析计算各种定位方案的定位误差?哪 种定位方案较好？*0引02B - D解=0.4 + 0.17/2sin45

3、= 0.52mm金=0.4 + 0.17/2 = 0.485品=0.4 + （0.17 + 0.17 + 0.08） = 0.82 B 方案较好。三、分析题：（15%）设计升降台铳床主传动系统用=1.41,主轴转速为n二452000r7inin,电动机转速为电=1440r/min。写出结构式（2）画出转速图L答:十二级转速为：45r/min, 63r/min, 90r/min, 125r/min, 180r/min, 250r/min, 355r/min, 500r/min, 71Or/min, lOOOr/min, 1400r/min, 2000r/min12=31X23X262,某机床主轴

4、的转速图如下图，假设主轴计算转速为160r/min,要求确定各中间传动轴及各齿轮的计算转速。答：1)各传动轴的计算转速:IV轴的计算转速为160r/min, ID轴的计算转速为160 r/min, II轴的计算转速为250 r/min I轴的计算转 速为 630 r/min o2)齿轮的计算转速：DI-IV轴之间，Z11齿轮为250r/min, 11-111之间，27齿轮为400 r/min, 1-11轴之间，Z1齿轮为630 r/min。四、问答题：(55%).如下图，传动轴二端是什么轴承,轴向力如何传递?轴承间隙如何调整？(8%)答:轴的二端用的是圆锥滚子轴承，轴向载荷由二端承受，通过轴、

5、轴承内圈、轴承外圈、箱盖传到箱体。通过调整螺钉2,压盖1及锁紧螺母3来调整滚子轴承的间隙。1 .说明下列图背轮机构避开高速空转的措施。(7%)77U4-m4 .指出图中的设计有什么不正确的地方,并提出改进意见。(8%)夹紧力不应产生影响加工精度的变形夹紧力不应产生影响加工精度的变形答：(1)夹紧力尽量与切削力方向全都;5 .CNC型车床主轴部件如下列图，前后轴承采纳什么轴承?轴向载荷如何承受?这种配置的主轴部件适用于什 么场合？为什么？ (8%)答：主轴前支承采纳双列圆柱滚子轴承承受径向载荷和角接触双列球轴承承受二个方向的轴向载荷,后 支承采纳双列圆柱滚子轴承承受径向载荷,这种轴承配置适用于中

6、等转速和切削负荷较大,要求刚度高 的机床。6 .说明块状零件的自动定向方法。(6%)答：二次定向，第一次定向零件进入定向沟(2分)其次次定向通过档板，使工件定向为短圆柱向下。7 .如下是托架钻模,试分析：(12%)该工序要保证的精度?工件如何定位?件号2、5、8、9、10、11、的作用是什么?88 .5 0.15托架钻模总图1 一活动V形块2斜楔辅助支承3夹具体4一钻模板5钻套6一定位心轴7夹紧密钉8一开口垫图9一分度盘10-圆柱对定销11 一锁紧螺母答：该工序要保证的精度：1) 6 10.1mm孔轴线与6 33H7孔轴线的夹角为25。20 ; 2) (M0.1mm孔到6 33H7孔轴线的距离

7、为885 0. 15mm。定位:一短面一长销限制五个自由度,一个活动V型块限制一个转动自由度。件号2是帮助支承，支承在钻孔处，提高钻孔处的刚度，件号5是外套，起导向作用，件号8是开口 垫圈，用于快速装卸工件，件号9是分度盘，用于工件的分度，件号1 0是对定销，用于工件完成后的 对定，件号11是锁紧螺母，用于工件分度完成后的锁紧。表3-5标准公比9夕1 .061.121.261.411.581.782VlbTioToTTo2rioZToZTo2orrb，讹/Io汽技41“行6英2 JA mm5.7%11%21%29%37%44%50%与1.（）6关系1.061I.0621.0641 .0661.

8、06h1,O6101.0612表3-6标准数列124X1631.56312525()50010002000400080001.062. 124.258.51733.567132265530106021204250850()1.122.244.59.01835.57114028056011202240450090001.182.364.759.51937.57515030060011802360475095001.252.55.010204080160315630125025005000100001.322.655.310.621.242.5851703356701320265053001060

9、01.42.85.611.222.44590180355710140028005600112001.53.06.011.823.647.5951903757501500300060001 18001.63.156.312.525 i50100200400800160031506300125001.73.356.713.226.553106212425850170033506700132001.83.557.1142856112224450900180035507100141001.93.757.515306011823647595019003750750015000一、填空题1、工件外表的形成

10、原理是：通过机床上刀具与工件的相对运动而形成。2.机械制造装备设计可分为创新设计、变型设计和模块化设计（组合设计）等三大类型。装备系列化产品中的“基 型产品”通常采纳创新设计方法完成。3、扩大机床传动系变速范围的方法有 增加变速组、采纳背轮机构、采纳双公比的传动系、采纳分支机构 四种 方法。4、牢靠度是牢靠性的度量化指标，是指产品在规定条件下和规定时间内完成规定任务的概率。5、进给传动系设计应满意的基本要求包括：具有足够的静刚度和动刚度、具有良好的快速响应性、抗振性好、具有足 够宽的调速范围、进给系统的传动精度和定位精度高,结构简洁，加工和装配工艺性好。6、主轴部件的传动方式有齿轮传动、带传动

11、、电动机直接驱动。7、机械制造过程是从原材料开头，经过热、冷加工，装配成产品，对产品进行调试和检测、包装和发运的全过程，所使用的装备类型繁多，大致可划分为加工装备、工艺装备、仓储传送装备和帮助装备四大类。8、在主变速传动系中，扩大传动系变速范围的方法有 增加变速组；采纳背轮机构；采纳双公比的传动系；采纳分支 传动。9、在40度角接触球轴承、双列短圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、推力轴承中，同时能承受径向力和轴向载荷的轴承 有 角接触轴承、圆锥滚子轴承,只能承受径向载荷的轴承有双列圆柱滚子轴承，只能承受轴向载荷的轴承有310、机床运动安排式和机床运动功能式的区分在于 是否确定“接地”位置 ；对机床运

12、动安排式进行评价时，通常依据“避重就轻”的原那么进行评价。二、简答题1、请简述主变速传动系设计的一般原那么。答：1.传动副前多后少原那么主变速传动系从电动机到主轴，通常为降速传动，接近电动机的传动件转速较高，传递的转矩较小，尺寸小一些; 反之，靠近主轴的传动件转速较低，传递的转矩较大，尺寸就较大。因此在制定主变速传动系时，应尽可能将传动副 较多的变速组支配在前面，传动副数少的变速组放在后面，使主变速传动系中更多的传动件在高速范围内工作，尺寸 小一些，以便节约变速箱的造价，削减变速箱的形状尺寸。2 .传动挨次与扩大挨次相全都的原那么变速组的扩大挨次与传动挨次全都，即基本组在最前面，依次为第一扩大

13、组，其次扩大组，各变速组的变速范围 渐渐扩大。假如不满意该原那么，那么在传递相同功率的状况下，受的转矩更大，传动件的尺寸更大，从而影响变速箱的造价和 形状尺寸。3 .变速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动机到主轴之间的总趋势是降速传动，在安排各变速组传动比时，为使中间传动轴具有较高的转速，以削减传动 件的尺寸，前面的变速组降速要慢些，后面变速组降速要快些，也就是“疝口之为神之孙。但是，中间轴的转速不应过 高，以免产生振动、发热和噪声。通常，中间轴的最高转速不超过电动机的转速。2、机床主传动系的传动方式主要有哪两种？其各自的特点是什么？答：主要有集中传动方式和分别传动方式

14、1 .集中传动方式1）主传动系的全部传动和变速机构集中装在同一个主轴箱内，称为集中传动方式。2）通用机床中多数机床的主变速传动系都采纳这种方式。适用于一般精度的大中型机床，结构紧凑，便于实现 集中操纵，安装调整便利。缺点是运转的传动件在运转过程中所产生的振动、热量，会使主轴产生变形，使主轴回转 中心线偏离正确位置而直接影响加工精度。2 .分别传动方式1）主传动系中的大局部的传动和变速机构装在远离主轴的单独变速箱中，然后通过带传动将运动传到主轴箱 的传动方式，称为分别传动方式。2）特点是变速箱各传动件所产生的振动和热量不能直接传给或少传给主轴，从而削减主轴的振动和热变形， 有利于提高机床的工作精

15、度。运动由皮带经齿轮离合器直接传动，主轴传动链短，使主轴在高速运转时比拟平稳， 空载损失小；当主轴需作低速运转时，运动那么由皮带轮经背轮机构的两对降速齿轮传动后，转速显著降低，到达扩 大变速范围的目的。3、在机械制造装备设计中，模块化设计的主要优点有哪些？答：（1） 便于专心技术设计性能更好的模块，取代原有旧的模块，提高产品的性能，组合出功能更完善、性能更先 进的组合产品，加速产品的更新换代；（2）只需要更换局部模块，或设计制造个别模块和专用部件，便可快速满意用户提出的特别订货要求，大大缩 短设计和供货周期；（3） 有利于采纳成组加工等先进工艺，有利于组织专业化生产，既提高质量，又降低本钱；模

16、块系统中大局部部件由模块组成，设施如发生故障，只需要更换相关模块，维护修理更为便利，对生产 影响少。解:Rn=3000/180 =16. 67,三、分析题（本大题共3小题，各小题分别为10分、10分、16分，共36分）1、某数控车床，主轴最高转数力的=3000 r/min,最低转数4尸35 r/min,计算转速尸180 r/min,采纳直流电动机,试设计分级变速箱的传动系统，画出其转速图。试设计分级变速箱的传动系统，画出其转速图。电动机的额定转速为尸1500 r/min,最高转速为4000 r/min,Rd=4000/1500=2. 67 , Rn= Rd*取 Z=2 , 0=16. 67/2

17、. 67=6. 24转数图2、简述速度型、刚度型、刚度速度型主轴轴承配置 形式的特点，并指出下列图为哪种配置形式。答：1）速度型。主轴前后轴承都采纳角接触球轴承（两联或三联）。角接触轴承具有良好的高速性能，但它的承载力 量较小，因而适用于高速轻载或精密机床，如高速键削单元、高速CNC车床等。2）刚度型。前轴承采纳双列圆柱滚子轴承承受径向载荷，角接触双列推力球轴承承受轴向载荷，后轴承采纳 双列圆柱滚子轴承。这种轴承配置的主轴部件，适用于中等转速和切削负载较大、要求刚度高的机床。如数 控车床主轴、链削主轴单元等。3)刚度速度型。前轴承采纳三联角接触球轴承，后轴承采纳双列圆柱滚子轴承。主轴的动力从后

18、端传入，后轴 承要承受较大的传动力，所以采纳双列圆柱滚子轴承。前轴承的配置特点是：外侧的两个角接触球轴承大口 朝向主轴工作端，收成主要方向的轴向力；第三个角接触球轴承那么通过轴套与外侧的两个轴承背靠背配置， 使三联角接触球轴承有一个较大的支承跨距，以提高承受颠覆力矩的刚度。(4)上图为高度CNC车床的主轴轴承配置形式，对应于速度型配置形式。3、下列图为多刀半自动车床的主变速传动系图，请据此写出该主传动系的结构式，画出转速图，分析具有多速电机的主 变速传动系的特点，并指出基本组、第一扩大组和其次扩大组。答：多刀半自动车床采纳双速电动机，电动机变速范围为2,转速级数共8级。公比1. 41,其结构式为8 = 2zx2| X2, 电变速组作为第l扩大组，i 一 n轴间的变速组为基本组，传动副数为2, nin轴间变速组为其次扩大组，传动副数 为2,可简化机床的机械结构，使用便利，并可在运转中变速，适于半自动、自动机床及一般机床。缺点是当电动机在 高速时，没有完全发挥其力量。