自學(xué)考試《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》題集.doc

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)模擬試題1參考答案一、 選擇（10分，每小題1分）1采用“少品種、大批量”的做法，強(qiáng)調(diào)的是“規(guī)模效益”，這種制造模式被稱為 A 。A. “傳統(tǒng)模式” B. “精益生產(chǎn)”C. “敏捷制造” D. “精益敏捷柔性”2利用工具電極與工件之間的放電現(xiàn)象從工件上去除微粒材料達(dá)到加工要求的機(jī)床，稱為 C 。A. 電火花線切割機(jī)床 B. 電解加工機(jī)床C. 電火花加工機(jī)床 D. 電子束加工機(jī)床3利用一套標(biāo)準(zhǔn)元件和通用部件按加工要求組裝而成的夾具，稱為 A 。A. 組合夾具 B. 專用夾具C. 成組夾具 D. 隨行夾具4使用要求相同的零部件按照現(xiàn)行的各種標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造，稱為 C 。A. 產(chǎn)品系列化 B. 結(jié)構(gòu)典型化C. 標(biāo)準(zhǔn)化 D. 零部件通用化5機(jī)床傳動系統(tǒng)各末端執(zhí)行件之間的運(yùn)動協(xié)調(diào)性和均勻性精度，稱為 C 。A. 幾何精度 B. 運(yùn)動精度C. 傳動精度 D. 定位精度6要求導(dǎo)軌導(dǎo)向性好，導(dǎo)軌面磨損時，動導(dǎo)軌會自動下沉，自動補(bǔ)償磨損量，應(yīng)選 B 。A. 矩形導(dǎo)軌 B. 三角形導(dǎo)軌C. 燕尾形導(dǎo)軌 D. 圓柱形導(dǎo)軌7一個運(yùn)動功能式為的四自由度搬運(yùn)機(jī)器人是 D 。A. 關(guān)節(jié)型機(jī)器人 B. 求坐標(biāo)型機(jī)器人C. 圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人 D. 直角坐標(biāo)型機(jī)器人8一個料斗同時向幾臺機(jī)床供料時，通常使用 D 。A.上料器 B. 隔料器C.減速器 D. 分路器9磨床進(jìn)給量的單位為 C 。A.毫米/每轉(zhuǎn) B. 毫米/沖程C.毫米/分鐘 D. 轉(zhuǎn)/分鐘10機(jī)床主運(yùn)動空轉(zhuǎn)時由于傳動件摩擦、攪油、空氣阻力等原因使電動機(jī)消耗的一部分功率，稱為 C 。A.切削功率 B. 機(jī)械摩擦損耗功率C.空載功率 D. 額定功率二、填空（20分，每小題1分）120世紀(jì)末，世界已進(jìn)入_知識_經(jīng)濟(jì)時代。2加工后零件對理想尺寸、形狀和位置的符合程度，稱謂_加工精度_。3普通車床的主參數(shù)是在床身上的_最大回轉(zhuǎn)直徑_。4進(jìn)行產(chǎn)品的系列設(shè)計(jì)通常從_基型_產(chǎn)品開始。5機(jī)床_抗振能力_是指機(jī)床在交變載荷作用下，抵抗變形的能力。6快速運(yùn)動電動機(jī)_起動_時消耗的功率最大。7影響機(jī)械制造裝備加工精度的因素很多，與機(jī)械制造裝備本身有關(guān)的因素有幾何精度、傳動精度、運(yùn)動精度、定位精度和_低速運(yùn)動平穩(wěn)性_等。8正常人人耳能夠聽到的最小聲壓稱為聽閾，其值等于_210-5_Pa。9國產(chǎn)的GGB型直線滾動導(dǎo)軌副由制造廠用選配_不同直徑鋼球_的辦法確定間隙或預(yù)緊。10導(dǎo)軌間隙常用壓板、_鑲條_來調(diào)整。11主軸的旋轉(zhuǎn)精度是指裝配后，在無載荷、_低速_轉(zhuǎn)動條件下，在安裝工件或刀具的主軸部位的徑向和端面圓跳動。12在自動換刀裝置中，蝸桿、蝸輪傳動采用_單頭雙導(dǎo)程_蝸桿消除嚙合間隙。13在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中，齒輪傳動間隙的消除有剛性調(diào)整法和_柔性調(diào)整法_兩類方法。14用墊片式調(diào)整滾珠絲杠螺母副的間隙時，通過改變_墊片的厚薄_來改變兩螺母之間的軸向距離，實(shí)現(xiàn)軸向間隙消除和預(yù)緊。15導(dǎo)軌的卸荷方式有_機(jī)械卸荷_、液壓卸荷和氣壓卸荷。16在機(jī)器人關(guān)節(jié)坐標(biāo)軸軸線位置的選取中，對于回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，取_ Zi _與i關(guān)節(jié)的軸線重合。17齊次坐標(biāo)變換矩陣是將和_0R1_合寫在一起表示。18在末端執(zhí)行器上所夾持工件的角速度是所有回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的_角速度_的矢量和。19升降臺銑床的主參數(shù)是工作臺工作面的寬度，主要性能指標(biāo)是工作臺工作面的_長度_。20各種類型機(jī)床對溫升都有一定限制，如精密機(jī)床，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)條件下允許溫升為_1520_。三、問答（15分，每小題3分）1試述確定標(biāo)準(zhǔn)公比的原則？答：因?yàn)檗D(zhuǎn)速由至必須遞增，所以公比應(yīng)大于1；（1分）為了限制轉(zhuǎn)速損失的最大值不大于50%，則相應(yīng)的公比不得大于2，故；（1分）為了使用記憶方便，轉(zhuǎn)速數(shù)列中轉(zhuǎn)速呈10倍比關(guān)系，故應(yīng)在（為正整數(shù)）中取數(shù)；如采用多速電動機(jī)驅(qū)動，通常電動機(jī)為（3000/1500）r/min或（3000/1500/750）r/min，故也應(yīng)在（為正整數(shù)）中取數(shù)。（1分）2試確定機(jī)床的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速？答：按照典型工序的切削速度和刀具（工件）直徑，可由下式算出機(jī)床的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速：r/min（1分）r/min （1分）式中、可根據(jù)切削用量手冊、現(xiàn)有機(jī)床使用情況調(diào)查或切削試驗(yàn)確定。、不是機(jī)床上可能加工的最大最小直徑，而是指實(shí)際使用情況下，采用、時常用的經(jīng)濟(jì)加工直徑。（1分）3對于普通機(jī)床，如何確定常用的經(jīng)濟(jì)加工直徑、？答：對于普通機(jī)床 （1分）（1分）式中：為機(jī)床能安裝的最大工件直徑，臥式車床：，搖臂鉆床：，（1分）4在機(jī)床分級主軸變速箱設(shè)計(jì)中，如何選用公比？答：（1）對于通用機(jī)床，輔助時間和準(zhǔn)備結(jié)束時間長，機(jī)動時間在加工周期中占的比重不是很大，轉(zhuǎn)速損失不會引起加工周期過多的延長，為了機(jī)床變速箱結(jié)構(gòu)不過于復(fù)雜，一般取或1.41等較大的公比；（1分）（2）對于大批大；大批大量生產(chǎn)的專用機(jī)床、專門化機(jī)床及自動機(jī)，情況卻相反，通常取或1.26等較小的公比；（1分）（3） 對于非自動化小型機(jī)床，加工周期內(nèi)切削時間遠(yuǎn)小于輔助時間，轉(zhuǎn)速損失大些影響不大，常采用、1.78甚至2等更大的公比，以簡化機(jī)床結(jié)構(gòu)。（1分）5在設(shè)計(jì)機(jī)床傳動系統(tǒng)時，如何限制齒輪的最大傳動比和最小傳動比及各傳動組的最大變速范圍？答：（1）設(shè)計(jì)機(jī)床主傳動系統(tǒng)時，為避免從動齒輪尺寸過大而增加箱體的徑向尺寸，一般限制直齒圓柱齒輪的最小傳動比，為避免擴(kuò)大傳動誤差，減少振動噪聲，一般限制直齒圓柱齒輪的最大升速比。斜齒圓柱齒輪傳動較平穩(wěn)，可取。（1分）（2）各傳動組的最大變速范圍為（1分）（3）設(shè)計(jì)機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)時，由于轉(zhuǎn)速通常較低，傳動功率小，零件尺寸也較小，上述限制可放寬為，最大變速范圍為（1分）四、分析推導(dǎo)（12分，每小題3分）1試述圖1所示諧波減速器工作原理，求出當(dāng)波發(fā)生器主動，剛輪固定，柔輪從動時的傳動比？ （4分）答：（1）柔輪在波發(fā)生器作用下變成橢圓，使其長軸兩端的齒與剛輪完全嚙合，短軸完全脫開，其余的齒視回轉(zhuǎn)方向的不同分別處于“嚙入”、“嚙處”狀態(tài)，由于柔輪比剛輪少兩個齒，當(dāng)波發(fā)生器連續(xù)回轉(zhuǎn)時，嚙入嚙出區(qū)將隨著橢圓長短軸的相位的變化而依次變化，于是柔輪就相對于不動的剛輪沿波發(fā)生器轉(zhuǎn)向相反的方向作低速回轉(zhuǎn)。（2分）（2）當(dāng)剛輪固定時，則傳動比為：（2分）2試述采用齒差式調(diào)整滾珠絲杠間隙的方法，求出兩螺母相對軸向位移？ （4分）答：（1）左右螺母法蘭盤外圓上制有外齒輪，齒數(shù)常相差1。這兩個外齒輪又與固定在螺母體兩側(cè)的兩個齒數(shù)相同的內(nèi)齒圈相嚙合。調(diào)整方法是兩個螺母相對其嚙合的內(nèi)齒圈同向都轉(zhuǎn)一個齒。則兩個螺母相對軸向位移為： （2分）（2） 當(dāng)兩齒輪齒數(shù)相差1，并同時轉(zhuǎn)過1個齒：則 式中：L滾珠絲杠導(dǎo)程； k同時轉(zhuǎn)過的齒數(shù)（2分）3試證明三聯(lián)滑移齒輪的最大和次大齒輪之間的齒數(shù)差應(yīng)大于或等于4。（4分）答：（2分）因?yàn)樗砸虼?（2分）五、轉(zhuǎn)速圖設(shè)計(jì)（13分）某數(shù)控車床，主軸最高轉(zhuǎn)速 r/min，最低轉(zhuǎn)速r/min。采用直流調(diào)速電動機(jī)，電動機(jī)功率 kW，電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速r/min，最高轉(zhuǎn)速 r/min。試設(shè)計(jì)分級變速箱傳動系統(tǒng)（要求無功率缺口）。（13分）（1）確定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速。（2分）（2）確定變速級數(shù)和公比。（4分）（3）確定主電動機(jī)最低轉(zhuǎn)速。（2分）（4）畫出轉(zhuǎn)速圖和功率特性圖。（5分）答：（1）r/min（2分）(2); ; （2分）當(dāng)時，有功率“缺口”； 當(dāng)時，無功率“缺口”，但降速比，如果帶輪部分降速比為2，仍有降速比4.714不可選用；當(dāng)時，無功率“缺口”，可選用。（2分）（3）； r/min（2分）（4）1）分級變速箱傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)式：2）分配降速比3）驗(yàn)算最后變速組變速范圍：合格4）繪制轉(zhuǎn)速圖 （5分）六、機(jī)器人設(shè)計(jì)計(jì)算（10分）試求三自由度機(jī)器人運(yùn)動功能矩陣T0,m（10分）答： 式中：，（7分）（3分）七、手腕（10分）圖示為三自由度的機(jī)械傳動手腕的機(jī)構(gòu)簡圖，試求當(dāng)S、B軸不轉(zhuǎn)，T軸以轉(zhuǎn)動時，由行星輪2和14自傳運(yùn)動誘導(dǎo)出附加的手抓的回轉(zhuǎn)運(yùn)動和手腕俯仰運(yùn)動。（10分）答：（1）當(dāng)S、B軸不轉(zhuǎn)，T軸旋轉(zhuǎn)時，齒輪、為行星齒輪，殼體10成為行星架，齒輪、連同殼體10構(gòu)成兩行星輪系，則行星輪自傳運(yùn)動誘導(dǎo)出附加的手抓的回轉(zhuǎn)運(yùn)動： ，產(chǎn)生誘導(dǎo)運(yùn)動：；（5分）行星輪自傳運(yùn)動誘導(dǎo)出附加的手腕俯仰運(yùn)動： ，產(chǎn)生誘導(dǎo)運(yùn)動：（5分）八、抓手（10分）求滑槽杠桿式回轉(zhuǎn)型夾持器中，夾緊力和驅(qū)動力之間的關(guān)系式，并討論該夾持器的特性。（10分）答：（1）受力分析如圖所示（3分）（2）推導(dǎo)計(jì)算 ； （5分）（3）討論該夾持器的特性：在驅(qū)動力一定時，增大，則夾緊力將增大，但這將加大桿2（活塞桿）的行程和滑槽的長度。導(dǎo)致結(jié)構(gòu)尺寸加大。（2分）機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)模擬試題2參考答案一、選擇（10分，每小題1分）1采用“消滅一切浪費(fèi)”和“不斷完善”，以最優(yōu)的質(zhì)量和最低成本的產(chǎn)品提供給市場，這種制造模式被稱為 B 。A. “傳統(tǒng)模式” B. “精益生產(chǎn)”C. “敏捷制造” D. “并行工程”2借助模具對板料施加外力，迫使材料按模具形狀、尺寸進(jìn)行剪裁和塑性變形，得到要求的金屬板制件的設(shè)備，稱為 B 。A. 擠壓機(jī) B. 沖壓機(jī)C. 軋制機(jī) D. 鍛造機(jī)3一組功能、工作原理和結(jié)構(gòu)相同，而尺寸和性能參數(shù)不同的產(chǎn)品，稱為 A 。A. 縱系列產(chǎn)品 B. 橫系列產(chǎn)品C. 跨系列產(chǎn)品 D. 基型產(chǎn)品4機(jī)床定位部件運(yùn)動達(dá)到規(guī)定位置的精度，稱為 D 。A. 幾何精度 B. 運(yùn)動精度C. 傳動精度 D. 定位精度5為了降低導(dǎo)軌面的壓力，減少摩差阻力，提高導(dǎo)軌的耐磨性和低速運(yùn)動的平穩(wěn)性，應(yīng)選 B 。A. 滑動導(dǎo)軌 B. 卸荷導(dǎo)軌C. 滾動導(dǎo)軌 D. 動壓導(dǎo)軌6一個四自由度圓柱坐標(biāo)型搬運(yùn)機(jī)器人，其運(yùn)動功能式為 C 。A. B. C. D. 7在的導(dǎo)向系統(tǒng)中裝有陀螺儀，該導(dǎo)航方式稱為 B 。A.電磁引導(dǎo) B. 慣性導(dǎo)航C.光學(xué)引導(dǎo) D. 激光導(dǎo)航8適應(yīng)中等轉(zhuǎn)速和切削負(fù)載較大，要求剛度高的機(jī)床主軸軸承配置形式應(yīng)選擇 B 。A.速度型 B. 剛度型C.速度剛度型 D. 抗振型9銑床進(jìn)給量的單位為 C 。A.毫米/每轉(zhuǎn) B. 毫米/沖程C.毫米/分鐘 D. 轉(zhuǎn)/分鐘10要求導(dǎo)軌可以承受較大的顛覆力矩，高度較小，結(jié)構(gòu)緊湊，間隙調(diào)整方便，應(yīng)選 C 。A. 矩形導(dǎo)軌 B. 三角形導(dǎo)軌C. 燕尾形導(dǎo)軌 D. 圓柱形導(dǎo)軌二、填空（20分，每小題1分）1當(dāng)前提高制造生產(chǎn)能力的決定因素不再是勞動力和_資本_的密集積累。2機(jī)械制造裝備的精密化成為普遍的發(fā)展趨勢，從微米級發(fā)展到亞微米級，乃至_納米級_。3升降臺銑床的主參數(shù)是工作臺工作面的_寬度_。4任何一個表面都可以看成一條曲線（或直線）沿著另一條曲線（或直線）運(yùn)動的軌跡。這兩條曲線（或直線）稱為該表面的_發(fā)生線_。5把聽閾作為基準(zhǔn)聲壓，用相對量的對數(shù)值表示，稱之為聲壓級Lp（dB），其表達(dá)式為_ Lp = 20 lg（ p / p0 ）_。6機(jī)床抗振性是指機(jī)床在_交變載荷_作用下，抵抗變形的能力。7當(dāng)運(yùn)動部件低速運(yùn)動時，主動件勻速運(yùn)動，被動件往往出現(xiàn)明顯的速度不均勻的跳躍式運(yùn)動，即時走時停或者時塊時慢的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象稱為_爬行_ 。8設(shè)計(jì)機(jī)床主傳動系統(tǒng)時，為避免從動齒輪尺寸過大，一般限制直齒圓柱齒輪的最小傳動比_，為避免擴(kuò)大傳動誤差，限制最大傳動比。9滾動軸承的預(yù)緊力分為三級，輕預(yù)緊適用于高速主軸，中預(yù)緊適用于中、低速主軸， _重_預(yù)緊適用于分度主軸。10角接觸球軸承及圓錐滾子軸承有泵油效應(yīng)，潤滑油必須由_小口_進(jìn)入。11工作空間是指工業(yè)機(jī)器人正常運(yùn)行時，_手腕_參考點(diǎn)能在空間活動的最大范圍。12額定負(fù)載是指在機(jī)器人規(guī)定的性能范圍內(nèi)，_機(jī)械接口_處所能承受負(fù)載的允許值。13在末端執(zhí)行器上的參考點(diǎn)P相對于基座坐標(biāo)系的速度，可通過相應(yīng)_位置_變量對時間的微分而得到。14機(jī)床主參數(shù)是代表機(jī)床規(guī)格大小及反映機(jī)床最大_工作能力_的一種參數(shù)。15系列化設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“產(chǎn)品系列化、零部件_通用化_、標(biāo)準(zhǔn)化”原則，簡稱“三化”原則。16主軸組件的精度保持性是指長期保持其_原始制造精度_的能力。17卸荷系數(shù)H表示導(dǎo)軌_卸荷量_的大小，由式確定。18機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)類型特征，用它的結(jié)構(gòu)坐標(biāo)形式和_自由度_數(shù)表示。19工業(yè)機(jī)器人額定速度是指工業(yè)機(jī)器人在額定負(fù)載、勻速運(yùn)動過程中，機(jī)械接口中心的_最大速度_。20各種類型機(jī)床對溫升都有一定限制，如普通機(jī)床，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)條件下允許溫升為_3040_。三、問答（15分，每小題3分）1試述機(jī)床的基本參數(shù)包括哪些內(nèi)容？答：（1）尺寸參數(shù)：指機(jī)床主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)，通常包括與被加工零件有關(guān)的尺寸；標(biāo)準(zhǔn)化工具或夾具安裝面尺寸。（1分）（2）運(yùn)動參數(shù)：機(jī)床執(zhí)行件如主軸、工件安裝部件（工作臺）的運(yùn)動速度。（1分）（3）動力參數(shù)：包括機(jī)床驅(qū)動的各種電動機(jī)的功率或轉(zhuǎn)矩。（1分）2非接觸式刀具識別裝置有何特點(diǎn)？常用哪兩種識別法？答：1非接觸式刀具識別裝置沒有機(jī)械直接接觸，因而無磨損、無噪聲、壽命長、反應(yīng)速度快，適用于高速、換刀頻繁的工作場合。（2分）2常用的種識別方法為：磁性識別法和光電識別法。（1分）3試述SK型懸掛式鏈條與HP型套筒式鏈條組成刀庫的形式有何不同？答：（1） SK型懸掛式鏈條組成的刀庫，只能是“外轉(zhuǎn)型”，故當(dāng)?shù)稁鞛榉叫螘r，就不能充分利用中間空間；（1分）（2）HP型套筒式鏈條組成的刀庫，再刀套“內(nèi)轉(zhuǎn)”時，不發(fā)生刀套之間的干涉；（1分）（3）故刀庫空間利用率比懸掛式高（1分）4主軸變速箱設(shè)計(jì)中，為什么要遵循“前多后少”的原則？（3分）答：（1）主變速傳動系統(tǒng)從電動機(jī)到主軸，通常為降速傳動。接近電動機(jī)傳動件轉(zhuǎn)速較高，根據(jù)公式可知，傳動的轉(zhuǎn)矩M較小，尺寸小些；（1分）（2）反之，靠近主軸的傳動件轉(zhuǎn)速較低，傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，尺寸較大。（1分）（3）因此，在擬定主變速系統(tǒng)時，盡可能將傳動副較多的變速組安排在前面，將傳動副較少的變速組安排在后面，使主變速傳動系統(tǒng)中更多的傳動件在高速范圍內(nèi)工作，尺寸小些，以便節(jié)省變速箱的造價，減少變速箱的外形尺寸。（1分）5機(jī)床主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，擴(kuò)大變速范圍的方法有哪些？（3分）答：（1）增加變速組；是擴(kuò)大變速范圍最簡單的方法，但增加的變速組的級比指數(shù)不得不小于理論值，導(dǎo)致部分轉(zhuǎn)速重復(fù)。（2）采用背輪機(jī)構(gòu) 高速直連傳動時，應(yīng)使背輪脫開，以減少空載功率損失、噪聲和發(fā)熱及避免超速現(xiàn)象。（3）采用雙公比的傳動系統(tǒng)（4）采用分支傳動注：答對3個即滿分四、分析推導(dǎo)（12分，每小題4分）1試述主軸液體靜壓滑動軸承的工作原理。（4分）答：（1）當(dāng)有外載荷F向下作用時，軸徑失去平衡，沿載荷方向偏移一個微小位移e。油腔3間隙減小，即間隙液阻增大，流量減小，節(jié)流器的壓力降減少，因供油壓力是定值，故油腔壓力隨著增大；（2分）（2）同理，上油腔1間隙增大，即間隙液阻減小，流量增大，節(jié)流器的壓力降增大，油腔壓力隨著減??；（1分）（3）兩者的壓力差，將主軸推回中心以平衡外載荷F。（1分）2桿件動坐標(biāo)系Oj相對于參考坐標(biāo)系Oi先繞Zi軸轉(zhuǎn)90再繞Xj軸轉(zhuǎn)90然后平移。求齊次變換矩陣iTj。（4分）答：1 3根據(jù)結(jié)構(gòu)式Z = 233226分析，（1）該傳動系統(tǒng)有何特點(diǎn)？（1分）（2）可以采用的最大公比是多少？（1分）（3）如采用雙速電機(jī)時，公比應(yīng)為多少？（2分）答：（1）無基本組，雙公比，上下各空一級轉(zhuǎn)速。 （1分）（2） ，（1分）（3），（2分）五、轉(zhuǎn)速圖設(shè)計(jì)（13分）設(shè)計(jì)一臺12級轉(zhuǎn)速的車床主傳動系統(tǒng)，主軸最高轉(zhuǎn)速為nmax = 1500 r/min。要求采用轉(zhuǎn)速為1500/750 r/min的雙速電機(jī)。（13分）（1）寫出結(jié)構(gòu)式（2分）（2）求出公比（2分）（3）驗(yàn)算最后變速組的變速范圍（2分）（4）分配降速比（2分）（5）畫出轉(zhuǎn)速圖（5分）答：（1）結(jié)構(gòu)式：（2分）(2) 公比：； （2分）（3）最后變速組的變速范圍 合格（2分）（4）分配降速比； r/min（2分）（5）繪制轉(zhuǎn)速圖（5分）六、機(jī)器人設(shè)計(jì)計(jì)算（10分）試求三自由度機(jī)器人運(yùn)動功能矩陣T0,m 。（10分）答： 式中：，（7分）（3分）七、手腕（10分）圖示為三自由度的機(jī)械傳動手腕的機(jī)構(gòu)簡圖，試求當(dāng)S、T軸不轉(zhuǎn)，B軸以轉(zhuǎn)動時，驅(qū)動殼體9的俯仰運(yùn)動，及由誘導(dǎo)出齒輪7的自轉(zhuǎn)運(yùn)動。（10分）答：B軸單獨(dú)旋轉(zhuǎn)時，驅(qū)動殼體9的俯仰運(yùn)動為： （4分）由于殼體9的轉(zhuǎn)動，也將引起圓錐齒輪7作行星運(yùn)動：由誘導(dǎo)出齒輪7的自轉(zhuǎn)運(yùn)動為： ，產(chǎn)生誘導(dǎo)運(yùn)動 （6分）八、抓手（10分）如圖齒條平行連桿式平移型夾持器中，夾緊力和驅(qū)動力之間的關(guān)系式，并討論該夾持器的特性。（10分）答：（1）受力分析如圖所示（3分） （2）推導(dǎo)計(jì)算； ； （5分）（3）討論該夾持器的特性：在驅(qū)動力和一定時，夾緊力將隨增大而增大。當(dāng)時，為極小值（2分）機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)模擬試題3參考答案一、選擇（10分，每小題1分）1為了快速響應(yīng)市場，提出了許多新的制造模式，例如 D 。A. “剛性”生產(chǎn)制造模式 B. 計(jì)算機(jī)輔助制造C. 成組技術(shù) D. “精益敏捷柔性”2借助磨具對板料施加外力，迫使材料按磨具形狀、尺寸進(jìn)行剪裁和塑性變形，得到要求的金屬板制件的設(shè)備，稱為 B 。A. 擠壓機(jī) B. 沖壓機(jī)C. 軋制機(jī) D. 鍛造機(jī)3普通車床的主要性能指標(biāo)（第二主參數(shù)）是 B 。A. 床身上的最大回轉(zhuǎn)直徑 B. 最大的工件長度C. 工作臺工作面寬度 D. 工作臺工作面長度4機(jī)床在空轉(zhuǎn)條件下，在不運(yùn)動或運(yùn)動速度較低時各主要部件的形狀、相互位置和相對運(yùn)動的精確程度，稱為 A 。A. 幾何精度 B. 運(yùn)動精度C. 傳動精度 D. 定位精度5稱為機(jī)器人機(jī)械本體，也可稱為主機(jī)的是 D 。A. 手臂 B. 末端執(zhí)行器C. 機(jī)座 D. 操作機(jī)6一個四自由度平面關(guān)節(jié)型搬運(yùn)（SCARA）機(jī)器人，其運(yùn)動功能式為 B 。A. B. C. D. 7表示被加工零件在機(jī)床上的加工過程和加工方法的技術(shù)資料，稱為 。A.被加工零件工序圖 B. 加工示意圖C.機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖 D. 生產(chǎn)率計(jì)算卡8刨床進(jìn)給量的單位為 B 。A.毫米/每轉(zhuǎn) B. 毫米/沖程C.毫米/分鐘 D. 轉(zhuǎn)/分鐘9把毛坯從料倉送到機(jī)床加工位置的裝置，稱為 。A.上料器 B. 隔料器C.減速器 D. 分路器10適應(yīng)高速輕載或精密機(jī)床的主軸軸承配置形式應(yīng)選擇 A 。A.速度型 B. 剛度型C.速度剛度型 D. 抗振型二、填空（20分，每小題1分）1機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)能力和發(fā)展水平標(biāo)志著一個國家和地區(qū)國民經(jīng)濟(jì)_現(xiàn)代化_的程度。2適應(yīng)控制分約束適應(yīng)控制、最佳適應(yīng)控制和_學(xué)習(xí)適應(yīng)控制_等。3搖臂鉆床的主參數(shù)是_最大鉆孔直徑_。4在系列型譜中，結(jié)構(gòu)最典型、應(yīng)用最廣泛的是所謂的“_基型_產(chǎn)品”。5當(dāng)運(yùn)動部件低速運(yùn)動時，主動件勻速運(yùn)動，從動件往往出現(xiàn)明顯的速度不均勻的跳躍式運(yùn)動，這種現(xiàn)象，稱為_爬行_。6工業(yè)機(jī)器人額定負(fù)載主要根據(jù)作用于機(jī)械接口處的力和_力矩_來確定。7額定負(fù)載是指在機(jī)器人規(guī)定的性能范圍內(nèi)，機(jī)械接口處所能承受的負(fù)載的_允許值_。8搖臂鉆床的主要性能指標(biāo)是主軸中心線至立柱母線的_最大距離_。9機(jī)床的幾何精度是指機(jī)床空載條件下，在不運(yùn)動或運(yùn)動速度較低時各主要部件的形狀，相互位置和_相對運(yùn)動_ 的精確程度。10機(jī)床的抗振性包括兩個方面：抵抗受迫振動和抵抗_自激振動_的能力。11傳動軸通過軸承在箱體內(nèi)軸向固定的方法有一端固定和_兩端固定_兩類。12滑動導(dǎo)軌間隙常用_壓板_和鑲條來調(diào)整。13目前在刀架的定位機(jī)構(gòu)中，多采用錐銷定位和_端面齒盤_定位。14滾珠絲杠常采用預(yù)拉伸方式，以提高其拉壓剛度和補(bǔ)償其_熱變形_。15一般可取機(jī)器人處于機(jī)械原點(diǎn)時的狀態(tài)作為基準(zhǔn)狀態(tài)。也可以取機(jī)器人各關(guān)節(jié)軸線與基座直角坐標(biāo)系軸線_平行_時的狀態(tài)作為基準(zhǔn)狀態(tài)。16吸附式末端執(zhí)行器（又稱吸盤），有_氣吸_式和磁吸式兩種。17雙公比變速傳動系統(tǒng)是在常規(guī)變速傳動系統(tǒng)基礎(chǔ)上，通過將基本組的級比指數(shù)增大到_1+2n _演變來的，n是大于1的正整數(shù)。18機(jī)械手的手爪在抓住刀具后還必須有_鎖刀_功能，以防止換刀過程中掉刀或刀具被甩出。19三聯(lián)滑移齒輪的最大和次大齒輪之間的齒數(shù)差應(yīng)大于或等于_4_，以保證滑移時齒輪外圓不相碰。20直線伺服電動機(jī)可直接驅(qū)動工作臺進(jìn)行直線運(yùn)動，據(jù)文獻(xiàn)介紹，它的最大進(jìn)給速度可達(dá)到_100m/min_，最大加/減速度為18g。三、問答（15分，每小題3分）1試述變速箱內(nèi)傳動軸的軸向固定方法及特點(diǎn)？答：有一端固定和兩端固定兩種，（1分）采用單列向心球軸承時，可以一端固定也可以兩端固定；采用圓錐滾子軸承時，則必須兩端固定。（1分）一端固定的優(yōu)點(diǎn)是軸受熱后可以向另一端自由伸長，不會產(chǎn)生熱應(yīng)力，因此，宜用于長軸。（1分）2工業(yè)機(jī)器人與機(jī)床在基本功能和工作原理上有何異同?答：（1）相同：1）兩者的末端執(zhí)行器都有位姿變化要求。2）兩者都是通過坐標(biāo)運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器的位姿變化要求。（1分）（2）不同：1）機(jī)床以直角坐標(biāo)形式為主，機(jī)器人以按關(guān)節(jié)形式運(yùn)動為主。（1分2）機(jī)床的剛度精度要求很高，其靈活性相對較低；而機(jī)器人靈活性要求很高，其剛度精度相對較低。（1分3在生產(chǎn)線專用機(jī)床的總體設(shè)計(jì)中，“三圖一卡”的設(shè)計(jì)工作指的是什么？（3分）答：（1） 被加工零件工序圖，（1分）（2）加工示意圖（1分）（3）機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖（1分）（4）生產(chǎn)率計(jì)算卡4若主軸剛度低，支承剛度高，主軸跨距應(yīng)如何選擇？（3分）答：可選主軸跨距略小于最佳跨距（2分）此時主軸綜合剛度主要受軸承影響，即軸承支撐剛度高，主軸綜合剛度也高。（1分）5回轉(zhuǎn)型夾持器與平移型夾持器各有何特點(diǎn)？（3分）答：（1）回轉(zhuǎn)型夾持器結(jié)構(gòu)較簡單，但所夾持工件直徑有變動時，將引起工件軸線的偏移；（2分）（2） 平移型夾持器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、體積大、制造精度要求高，但工件直徑變化不影響工件軸心的位置（1分）四、分析推導(dǎo)（12分，每小題4分）1某數(shù)控機(jī)床工作臺驅(qū)動系統(tǒng)及參數(shù)如圖2所示，求轉(zhuǎn)換到電機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量JL 。(4分)答：1（2分）（2分）2在數(shù)控機(jī)床變速箱中，采用調(diào)速電動機(jī)無級調(diào)速。試導(dǎo)出變速箱的公比等于電動機(jī)恒功率調(diào)速范圍時，變速箱的變速級數(shù)Z的表達(dá)式。（4分）答：1 （2分）當(dāng)時 （2分）3試述根據(jù)什么原則選擇支撐件的截面形狀，搖臂鉆床搖臂的截面為何種形狀，為什么為該形狀？（4分）答：（1）無論是方形、圓形或矩形空心截面的剛度都比實(shí)心的大，同樣截面形狀和面積，外形尺寸大而壁薄的截面比外形尺寸小而壁厚的截面的抗彎剛度和抗扭剛度都高；（1分）（2）圓（環(huán)）形截面抗扭剛度比方形的好，而抗彎剛度比方形的低；（1分）（3）封閉界面的剛度遠(yuǎn)大于開口截面的剛度，特別是抗扭剛度；（1分）（4）搖臂鉆床搖臂在加工時，即受彎又受扭，因此選非圓非方空心封閉形狀。且高度尺寸大于寬度尺寸。俗稱“耳朵”形。（1分）五、轉(zhuǎn)速圖設(shè)計(jì)（13分）根據(jù)圖2所示Z3040搖臂鉆床主傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖，回答下列問題？（13分）(1)寫出其結(jié)構(gòu)式：（2分）(2)寫出-軸間變速組的變速范圍公式及其大小（2分）(3)寫出軸變速范圍公式及其大?。?分）(4)找出軸III的計(jì)算轉(zhuǎn)速（4分）(5)找出軸上齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速：（4分）答：（1）結(jié)構(gòu)式： ； （2分） (2) ；（2分）（3）或 ； （1分）齒輪Z20Z61Z44Z34nc315100100250（4）軸號IIInc50020010080(5)六、機(jī)器人設(shè)計(jì)計(jì)算（10分）試求三關(guān)節(jié)平面機(jī)器人運(yùn)動功能矩陣T0,m 。（10分）答：（1）變成基準(zhǔn)狀態(tài)后，建立運(yùn)動功能矩陣T0,m式中：，（6分）式中：，（4分）七、手腕（10分）圖示為由圓錐齒輪傳動所構(gòu)成的三自由度的機(jī)械傳動手腕的機(jī)構(gòu)簡圖，試求當(dāng)B、C軸不轉(zhuǎn)動，A軸以轉(zhuǎn)速單獨(dú)轉(zhuǎn)動時，手抓繞軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動n5，以及當(dāng)A、C軸不轉(zhuǎn)動，B軸以轉(zhuǎn)速單獨(dú)旋轉(zhuǎn)時，產(chǎn)生的手抓繞軸回轉(zhuǎn)的誘導(dǎo)運(yùn)動。（10分）答：（1）A軸以轉(zhuǎn)速單獨(dú)轉(zhuǎn)動時，手抓繞軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動n5 （2分）（2）當(dāng)A、C軸不轉(zhuǎn)動，B軸以轉(zhuǎn)速單獨(dú)旋轉(zhuǎn)時，（1分）殼體6、組成行星輪系，為行星齒輪，殼體6，為行星輪架，產(chǎn)生的手抓繞軸回轉(zhuǎn)的誘導(dǎo)運(yùn)動。 （2分），（5分）八、抓手（10分）求楔塊杠桿式回轉(zhuǎn)型夾持器中，夾緊力FN和驅(qū)動力Fp之間的關(guān)系式，并討論該回轉(zhuǎn)型夾持器的特性。（10分）答：（1）受力分析如圖所示（3分） （2）推導(dǎo)計(jì)算； ；（5分）（3）討論該夾持器的特性：角增大，將使夾緊力減小。楔塊和滾子間為滾動接觸，摩擦力小，活動靈活，且結(jié)構(gòu)簡單，但夾緊力小，適用于輕載場合。（2分）2011年自考機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)預(yù)測試卷1一、單項(xiàng)選擇題（每小題1分）在每小題列出的四個備選項(xiàng)中只有一個是符合題目要求的，請將其代碼填寫在題后的括號內(nèi)。錯選、多選或未選均無分。 1主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算是主軸傳遞全部功率時的（ ）。 【 B 】A最高轉(zhuǎn)速B最低轉(zhuǎn)速C平均轉(zhuǎn)速 D瞬時轉(zhuǎn)速2主軸箱的功用是支承主軸并把動力經(jīng)變速機(jī)構(gòu)傳給主軸，使主軸帶動工件按規(guī)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)（ ）。 【 C 】A旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 B進(jìn)給運(yùn)動C主運(yùn)動D輔助運(yùn)動3刨床的主運(yùn)動是直線運(yùn)動，它的主運(yùn)動參數(shù)是（ ）。 【 B 】A每小時的往復(fù)次數(shù) B每分鐘的往復(fù)次數(shù)C每秒鐘的往復(fù)次數(shù) D每毫秒的往復(fù)次數(shù)4滾珠絲杠的主要載荷是（ ）。 【 B 】A徑向載荷B軸向載荷C運(yùn)動載荷 D靜止載荷5雙三角形組合導(dǎo)軌有導(dǎo)向精度高及（ ）的優(yōu)點(diǎn)。 【 B 】A調(diào)整簡單 B磨損后相對位置不變 C承載能力大 D承受較大力矩6機(jī)床爬行現(xiàn)象一般發(fā)生于（ ）的運(yùn)動情況下。 【 C 】A高速重載 B高速輕載 C低速重載 D低速輕載7機(jī)床熱變形對精度的影響大體分角度變化、工作臺等部件運(yùn)動的直線性及（ ）三類?！?A 】A線性位移變化B非線性位移變化C直線位移變化 D爬行現(xiàn)象8有軌式無人輸送小車(RGV)多用于（ ）導(dǎo)軌。 【 A 】A直線布局 B曲線布局 C環(huán)形布局 D網(wǎng)絡(luò)形布局9機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)是一種（ ）。 【 C 】A速度控制系統(tǒng)B電流控制系統(tǒng) C位置控制系統(tǒng)D壓力控制系統(tǒng)10擬將一臺普通車床數(shù)控化，希望改造費(fèi)用較低，宜采用的伺服電動機(jī)是（ ）。 【 C 】A交流伺服電機(jī)B直流伺服電機(jī) C步進(jìn)電機(jī)D同步電機(jī)11滾珠絲杠副中，絲杠相對于螺母旋轉(zhuǎn)2p弧度時，螺母上基準(zhǔn)點(diǎn)的軸向位移稱為（）。 【 D 】A導(dǎo)程 B螺距C節(jié)距D基本導(dǎo)程12數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中采用齒輪傳動副時，如果不采用消隙措施，將會( )。 【 D 】A增大驅(qū)動功率 B降低傳動效率 C增大摩擦力 D造成反向死區(qū)13滾珠導(dǎo)軌承受的載荷一定，結(jié)構(gòu)尺寸允許的情況下，為提高剛度并降低成本，應(yīng)采用的最為有利的方案是( )。 【B 】A增大滾珠直徑，適當(dāng)增加滾珠數(shù)目 B增大滾珠直徑，適當(dāng)減少滾珠數(shù)目C減小滾珠直徑，適當(dāng)增加滾珠數(shù)目 D減小滾珠直徑，適當(dāng)減少滾珠數(shù)目14直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速與勵磁電流的關(guān)系是（ ）。 【 A 】A正比例關(guān)系 B拋物線關(guān)系 C反比例關(guān)系 D無關(guān)15增加滾動導(dǎo)軌滾動體直徑時，在一定的負(fù)載下，摩擦阻力將（ ）。 【 C 】A以正比例增加 B以平方關(guān)系增加 C保持不變 D以反比減小16. 滾珠絲杠的組成中不包括（ ）。 【 C 】 A. 螺母； B. 回珠器； C. 防塵罩； D. 密封環(huán) 17. 機(jī)床噪聲來自（ ）四個方面。 【 A 】 A. 機(jī)械、液壓、電磁、空氣動力； B. 機(jī)械、零件、電磁、空氣動力；C. 機(jī)械、液壓、沖擊、空氣動力； D. 機(jī)械、液壓、電磁、環(huán)境18. 導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)類型中沒有（ ）。 【 B 】 A. 靜壓導(dǎo)軌； B. 動壓導(dǎo)軌； C. 滑動導(dǎo)軌； D. 卸荷導(dǎo)軌19. 按照用途分類，不屬于工業(yè)機(jī)器人的是： 【C 】 A. 焊接機(jī)器人； B. 沖壓機(jī)器人； C. 仿生機(jī)器人； D. 水下機(jī)器人20. 機(jī)床精度不包括（）。 【 D 】 A. 傳動精度； B. 定位精度； C. 加工精度； D. 運(yùn)動精度21. 美學(xué)原則不包括： 【 C 】 A.對稱與均衡； B. 對比與調(diào)和； C. 空間與時間； D. 節(jié)奏與韻律22. 同一材料、相等的截面積，圓（環(huán)）形截面的抗扭剛度( )方形截面。 【 B 】A等于 B大于 C小于 D摩擦小23. 為了提高蝸輪齒部耐磨性，常采用的材料是（ ）。 【 D 】A鑄鐵B鋼C工程塑料D銅24. 一個短圓柱銷限制工件（ ）個自由度。 【 B 】A1 B2C3 D425. 一面兩銷定位結(jié)構(gòu)中，兩銷指（ ）。 【 C 】A兩個圓柱銷 B一個圓柱銷一個圓錐銷C一個圓柱銷一個菱形銷 D兩個菱形銷26.鉆夾具中采用快換式鉆套，主要是因?yàn)? )。 【 B 】A它的精度很高 B維修方便C進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸多工步加工時更換方便 D摩擦小二、多項(xiàng)選擇題（每小題2分）在每小題列出的五個備選項(xiàng)中至少有兩個是符合題目要求的，請將其代碼填寫在題后的括號內(nèi)。錯選、多選、少選或未選均無分。 1. 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)思想須強(qiáng)調(diào)： 【ACDE 】A. 機(jī)電一體化； B. 個性化； C. 精密化；D. 綠色工程； E. 節(jié)能 2. 機(jī)械制造裝備包括（）。 【ABDE 】A. 加工裝備； B. 工藝裝備； C. 液壓裝備； D. 輔助裝備； E. 倉儲輸送裝備3. 下面的哪些工藝手段可以解決常規(guī)加工手段無法解決的工藝難題。 【ABD 】A. 大面積鏡面加工； B. 小徑長孔； C. 切斷加工；D. 微細(xì)加工； E. 螺紋加工4. 為滿足國防和高科技領(lǐng)域的需要，許多產(chǎn)品朝著（）方向發(fā)展。 【ABCDE】A. 高精度； B. 高速度； C. 高溫；D. 高壓； E. 大功率5. 按加工原理分類，特種加工機(jī)床可以分為（）等。 【ABCDE】A超聲波加工； B. 電加工； C. 電子束加工；D. 離子束加工； E. 激光加工6. 機(jī)床上常用的主軸軸承有（）。 【ABCD】A. 滾動軸承； B. 液體動壓軸承； C. 液體靜壓軸承；D. 空氣靜壓軸承； E. 自調(diào)磁浮軸承7. 按照使用范圍來劃分，機(jī)床夾具的5種類型分別是： 【ABDE】 A. 通用夾具； B. 專用夾具； C. 模具夾具；D. 組合夾具； E. 隨行夾具8普通車床能夠加工的回轉(zhuǎn)表面有： 【ABCDE 】A外圓柱表面 B水平圓表面 C螺旋面； D端面 E球面9鉆床的主要類型有： 【BCDE 】A手持電鉆 B臺式鉆床 C立式鉆床 D搖臂鉆床 E深孔鉆床10導(dǎo)軌副按工作性質(zhì)分類，可分為： 【ABC 】A主運(yùn)動導(dǎo)軌 B進(jìn)給運(yùn)動導(dǎo)軌 C移置導(dǎo)軌D直線運(yùn)動導(dǎo)軌 E圓周運(yùn)動導(dǎo)軌12電火花加工經(jīng)常采用的方法有： 【 CDE 】A快走絲 B慢走絲 C單電極平動 D多電極復(fù)合 E分解電極13錐齒輪加工機(jī)床的種類有： 【 BCE 】A滾齒機(jī) B銑齒機(jī) C拉齒機(jī) D珩齒機(jī) E弧齒錐齒輪銑齒機(jī)三、填空題（每空 2分） 請?jiān)诳崭裰刑顚懻_的答案。填