機械制造裝備設計復習重點

1、第一章 機械制造及裝備設計方法一、單項選擇題1. 下 面 哪 一 項 不 屬 于 數 字 化 制 造 支 撐 技 術 。 D A. 虛擬現(xiàn)實B. 計算機網絡C.快速原型D. LAF生產系統(tǒng)2. 下 面 哪 一 項 不 屬 于 現(xiàn) 代 生 產 和 管 理 技 術 。 A A. “剛性”生產B. 準時生產C. 快速可重組制造D. 并行工程3. 20 世紀 50 年代末出現(xiàn)的人工智能技術，它不包括下列哪一項。 D 。A. 專家系統(tǒng)B. 人工神經網絡C. 遺傳算法D. 綠色制造4. 下列哪 一項不屬 于機械制 造裝備應 滿足 的一般功 能要求。 D 。A. 技術經濟方面的要求B. 加工穩(wěn)定性方面的要求

2、D. 自動化方面的要C. 耐用度方面的要求 求5. 下列哪一項不屬于機械制造裝備應滿足的一般功能要求 D 。B.加工穩(wěn)定性方D.精密化方面的A. 強度、剛度和抗振性方面的要求面的要求C.耐用度方面的要求要求二、填空題6. 現(xiàn)代化機械制造裝備向高效、高速、 高精度方向發(fā)展。7. 系列型譜內產品擴展的方式有縱系列、橫系列和跨系列擴 展三類。8. 現(xiàn)代化機械制造裝備多功能復合化、柔性自動化的產品稱為發(fā)展的主流。9. 系列型譜內一組功能、工作原理和結構相同，而尺寸和性能參數不同的產品稱為縱系列 產品。10. 現(xiàn)代化機械制造裝備 智能制造技術和智能化裝備有了新的 發(fā)展。11. 系列型譜內采用相同的主要基

3、礎件和通用部件的不同類型產品 稱為跨系列產品。第二章 金屬切削機床設計一、單項選擇題1. 機床的總體結構方案設計中，刀具只有旋轉運動的運動分配式為D 。A. W/Xf ,Zf ,Yf ,Cp/TB. W/Xf Zf,Yf,Cp/TC. W/Xf ,Zf *Yf ,Cp/TD. W/Xf ,Zf ,Yf *Cp/T2. 與機床振動無直接關聯(lián)的因素是D 。A.機床剛度B.機床阻尼C.機床系統(tǒng)固有頻率D.機床熱變形3. 用于對形狀相似尺寸不同的工件的特定表面，按特定的工序進行加工的機床，稱為C 。A.通用機床B.專用機床C.專門化機床D.數控機床4. 為防止爬行，在設計低速運動部件時，主要應采取下列

4、那項措施 D 。B.提咼抗振能力D.減少靜、動摩擦系A.提高傳動精度C.減少熱變形數之差5. 下面哪一項不屬于機械進給傳動系的設計特點動D.采用傳動C.前疏后密 間隙消除機構6. 下列哪一項不屬于主變速傳動系設計中擴大變速范圍的方法。D 。A. 增加變速組C采用雙公比傳動系7. 機床的總體結構方案設計中，工件具有配式為C 。A. WMXf ,Zf ,Yf ,Cp/TC. W/Xf ,Zf *Yf ,Cp/T8. 在系列型譜中，結構最典型、D 。A. 縱系列產品品C.跨系列產品B.采用分支傳動D.采用交換齒輪X和Z方向運動的運動分B. W/Xf Zf ,Yf,Cp/TD. W/Xf, Zf ,Y

5、f *Cp/T應用最廣泛的是所謂的B.橫系列產D.基型產品9. 可加工多種尺寸和形狀的工件的多種加工面的機床，稱為A 。A.通用機床B.專用機床C.專門化機床D.數控機床10. 下面哪一項不屬于主變速傳動系設計的一般原則C 。C.前疏后密D.前慢后快11. 機床的總體結構方案設計中，刀具具有Y方向平動和繞Z軸轉動的運動分配式為C 。A. WMXf ,Zf ,Yf ,Cp/TB. W/Xf Zf,Yf,Cp/TC. W/Xf ,Zf *Yf ,Cp/TD. W/X f ,Zf ,Yf *Cp/T12. 下列哪一項不屬于主變速傳動系設計中擴大變速范圍的方法。D 。A.增加變速組B.采用分支傳動C米

6、用雙公比傳動系D.米用多速電機13. 機床上用來完成工件一個待加工表面幾何形狀的生成和金屬的 切除任務的運動，稱為A 。A.表面成形運動B.表面非成形運動C.獨立運動D.復合運動14下列哪一項不是影響機床振動的主要原因D 。A.機床的剛度B.機床的阻尼特性C.機床系統(tǒng)固有頻率D.機床的熱變形 15 沿斜置坐標系的 Z 軸運動可表示為：C. ZfD.乙16最大相對轉速損失率為29%的標準公比是C 。A. 1.12B. 1.26C. 1.41D. 1.5817設計機床主變速傳動系時，為避免從動直齒圓柱齒輪尺寸過大而增加箱體的徑向尺寸，-B 。A. U 主 min 2C. U 主 min 2.518

7、 下列為雙公比變B 。A. 16 =22 21 24 28C. 16 = 21 22 24 2819機床主軸或各傳動A 。A.傳遞全部功率的最低轉速最咼轉速般限制降速最小傳動比為B. u主 min 亠4D. U主 min -1/5速傳動系的結構式為B. 16 二 22 25 24 28D. 16 二 22 24 26 28件的計算轉速定義為：B. 傳遞全部功率的C.傳遞全部扭矩的最低轉速轉速D.傳遞全部功率的20. 機床的總體結構方案設計中，車床的運動功能式為 A 。A. W/Cp,Zf,Xf/TB.W/Xf,Yf,Zf,Cp/TC. W/Xp,Za,Yf /TD.W/Cf ,Zf ,Xf,B

8、a,Cp/T21. 設計機床主變速傳動系時，為避免擴大傳動誤差，減少振動噪聲， 一般限制直齒圓柱齒輪的最大升速比A 。A. U主max - 2B. u主 max - 1/ 4C. U主max 一25D. U主max 1 / 522. 下列為雙公比變速傳動系的結構式為B 。A. 16=22212428B. 16=222彳242$C. 16= 21222428D. 16= 22222$23. 機床進給傳動系中各傳動件的計算轉速是其：D 。A.傳遞全部扭矩的最低轉速B.傳遞全部功率的最咼轉速C最低轉速D.最高轉速24. 機床的總體結構方案設計中，刨床的運動功能式為W/Xf,Yf,Zf,Cp/TC.

9、W/Xp, Za,Yf/TD.W/Cf ,Zf ,Xf,Ba,Cp/T25. 機床上各運動之間C 。A.表面成形運動C. 獨立運動4下列哪一項不是影D 。A.機床的剛度C.機床系統(tǒng)固有頻率平穩(wěn)性26. 坐標系的 Z軸為C 。A. ZC. Zf27. 最大相對轉速B 。無嚴格運動關系，稱為B. 表面非成形運動D. 復合運動響機床振動的主要原因B. 機床的阻尼特性D.機床低速運動的進給運動可表示為：B. ZpD. Za損失率為 21%的標準公比是B. 1.26D. 1.58A. 1.12C. 1.4128. 設計機床主變速傳動系時，為避免擴大傳動誤差，減少振動噪聲,般限制斜齒圓 柱齒輪 的最大升速

10、比C 。A. U 主 max 2C. u主 max _2.529. 下列為雙公比變B 。A. 16 =22 2i 24 28C. 16 = 21 22 24 2830. 機床主軸或各傳動C 。A.傳遞全部功率的最咼轉速最低轉速C. 傳遞全部扭矩的最高轉速 轉速B. U主 max -1/4D. U主max - 1 / 5速傳動系的結構式為B.16 =22242528D. 16 二22242628件的計算轉速定義為：B.傳遞全部扭矩的D. 傳遞全部功率的二、填空題31. 運動功能設計包括確定機床所需運動的個數、形式、功能及排列順序，最后畫出機床的運動原理_圖。32. 工件加工表面的發(fā)生線是通過刀具

11、切削刃與工件接觸并產生相 對運動而形成的，有 _軌跡法_、成形法、相切法和展成法。33. 公比值小則相對轉速損失小 。35. 在變速傳動系中，既是前一變速組的從動齒輪，又是后一變速組的主動齒輪，稱為公用齒輪。36. 雙公比變速傳動系是在常規(guī)變速傳動系基礎上，通過改變基本組的級比指數演變來的。37. 最嚴重情況時，齒輪處于軸的中部時，應驗算在齒輪處軸的_撓度 。38. 為了擴大恒功率調速范圍，在變速電動機和主軸之間串聯(lián)一個_分級變速箱_。39. 基本參數設計包括 尺寸參數、運動參數和動力_參數設計。40. 工件加工表面的發(fā)生線是通過刀具切削刃與工件接觸并產生相 對運動而形成的，有 軌跡法、_成形

12、法_、相切法和展成法。41. 公比值小，當變速范圍一定時變速級數將 _增多_。42. 快速運動電動機起動時消耗的功率最大 。43. 采用公用齒輪可以一減少_齒輪的數目，簡化結構，縮短軸向尺 寸。44. 如要演變成雙公比變速傳動系，基本且的傳動副數Po常選為_2_。45. 最嚴重情況時，當齒輪處于軸的兩端附近時，應驗算齒輪的_傾角_。46. 無級變速裝置作為傳動系中的基本組，而分級變速作為擴大組， 其公比f理論上應等于無級變速裝置的 變速范圍 蘭_。47. 傳動系統(tǒng)設計包括傳動方式、傳動原理圖及傳動系統(tǒng)圖設48. 工件加工表面的發(fā)生線是通過刀具切削刃與工件接觸并產生相 對運動而形成的，有軌跡法、

13、成形法、_相切法_和展成法。49. 公比值小，當變速范圍一定時變速級數將增多，變速箱的結構 復雜。50. 無級變速傳動可以在一定的變速范圍內連續(xù)改變轉速，以便得到 最有利的切削速度_；51. 在主傳動系設計中，通常，中間軸的最高轉速不超過一電動機_的轉速。52. 采用公用齒輪時，兩個變速組的攜數必須相同。53. 分支傳動是指在串聯(lián)形式變速傳動系的基礎上，增加并聯(lián)分支以 擴大 變速范圍 。54. 為了擴大恒功率調速范圍，在變速電動機和主軸之間串聯(lián)一個_分級變速箱_，這種方法廣泛用于數控機床、大型機床中。55. 數控機床的發(fā)展已經模糊了粗、精加工的工序概念，車削中心又把車、銑、鏜、鉆等工序集中到同

14、一機床 上來完成，完全打破了傳統(tǒng)的機床分類。58. 齒輪傳動間隙的消除有剛性調整法和 柔性調整法兩類方法。59. 機床精度包括幾何精度、傳動精度_、運動精度、定位和重復定位精度、工作精度和精度保持性等。60. 當激振頻率與機床的固有頻率接近 時，機床將呈現(xiàn)“共振”現(xiàn)象，使振幅激增，加工表面的粗糙度也將大大增加。61. 據統(tǒng)計，由于機床熱變形而使產生的加工_誤差最大可占全部誤差的70%左右。62. 分支傳動是指在串聯(lián)形式變速傳動系的基礎上，增加并聯(lián)分支以 一擴大_ 變速范圍。63. 為了擴大一恒功率調速范圍，在變速電動機和主軸之間串聯(lián)一 個分級變速箱，這種方法廣泛用于數控機床、大型機床中。69.

15、 機床精度包括幾何精度、傳動精度、一運動精度、定位和重復定位精度、工作精度和精度保持性等。70. 當激振頻率與機床的固有頻率 接近時，機床將呈現(xiàn)“共振”現(xiàn)象，使振幅激增，加工表面的粗糙度也將大大增加。71. 據統(tǒng)計，由于機床一熱變形一而使產生的加工誤差最大可占全部 誤差的70%左右。72. 機床運動部件產生爬行，會影響機床的定位精度、工件的加工精 度和_表面粗糙度_。74. 無級變速傳動能在負載下變速，便于車削大端面時保持恒定的_切削速度，以提高生產效率和加工質量。75. 在主傳動系設計中，通常， 一中間軸_的最高轉速不超過電動機 的轉速。76. 采用公用齒輪時，兩個變速組的模數必須相同。77

16、. 分支傳動是指在串聯(lián)形式變速傳動系的基礎上，增加 并聯(lián)分支以擴大變速范圍。78. 為了 擴大_恒功率調速范圍,在變速電動機和主軸之間串聯(lián)一個分級變速箱，這種方法廣泛用于數控機床、大型機床中83.齒輪傳動_間隙的消除有剛性調整法和柔性調整法兩類方法三、簡答題84.在設計分級變速箱時，考慮機床結構復雜程度，運轉平穩(wěn)性要求 等因素，變速箱公比的選取有哪幾種情況 ？答：1）變速箱的公比f等于電動機的恒功率調速范圍RdN，即f二RdN， 功率特性圖是連續(xù)的，無缺口和無重合。2）若要簡化變速箱結構，變速級數應少些，變速箱公比f可取大于電動機的恒功率調速范圍RdN，即滬f - RdN。這時，變速箱每檔 內

17、有部分低轉速只能恒轉矩變速，主傳動系功率特性圖中出現(xiàn)“缺 口”稱之功率降低區(qū)。使用“缺口”范圍內的轉速時，為限制轉矩 過大，得不到電動機輸出的全部功率。為保證缺口處的輸出功率，電 動機的功率應相應增大。3）如果數控機床為了恒線速切削需在運轉中變速時，取變速箱 公比甲；小于電動機的恒功率變速范圍，即f RdN，在主傳動系功率特性圖上有小段重合。85試導出主軸變速箱設計中，變速范圍 Rn、公比和級數Z之間的 關系式？ 答：目前，多數機床主軸轉速是按等比級數排列，則轉速數列為ni 一 nmin ,n2 一 nmin , n3 - nmin ,* * *n nmin由等比級數規(guī)律可知Rn =皿； 即卩

18、一（“）尺兩邊取對數，可寫成lgRn =（z-1）lg行故lgRn . 1ig86. 試述何為爬行？對機床和工件加工有何影響？如何防治？答：1）機床上有些運動部件，需要作低速或微小位移。當運動部件 低速運動時，主動件勻速運自，從動件往往出現(xiàn)明顯的速度不均勻的 跳躍式運動，即時走時?；蛘邥r快時慢的現(xiàn)象。這中在低速運動時產 生的運動不平穩(wěn)性稱為爬行。2）機床運動部件產生爬行，會影響機床的定位精度、工件的加 工精度和表面粗糙度。在精密、自動化及大型機床上，爬行的危害更 大。3）防止爬行，在設計低速運動部件時，應減少靜、動摩擦系數 之差；提高傳動機構的剛度和降低移動件的質量等。87. 何為機床抗振能力

19、？機床振動會帶來哪些危害？影響機床振動 的主要原因有哪些？答：（1）機床抗振能力是指機床在交變載荷作用下，抵抗變形的能力。它包括兩個方面：抵抗受迫動的能力和抵抗自激振動的能力。（2）機床振動會降低加工精度、工件表面質量和刀具壽命，影響 生產率并加速機床的損壞，而且會產生噪聲，使操作者疲勞等。（3）影響機床振動的主要原因有：1）機床的剛度。2）機床的阻尼特性。3）機床系統(tǒng)固有頻率。88. 試述主軸變速箱設計的一般原則？答：（1）傳動副前多后少的原則（2）傳動順序與擴大順序相一致的原則(3) 變數組的降速要前慢后快，中間軸的轉速不宜超過電動機的轉速。89. 舉例說明在機床主傳動系統(tǒng)設計中，采用雙公

20、比的傳動系來實現(xiàn)擴大變速范圍的方法。答：在通用機床的使用中，每級轉速使用的機會不太相同。經常使用 的轉速一般是在轉速范圍的中段，轉速范圍的高、低段使用較少。雙 公比傳動系就是針對這一情況而設計的。主軸的轉速數列有兩個公 比，轉速范圍中經常使用的中段采用小公比，不經常使用的高、低段 用大公比。雙公比變速傳動系是在常規(guī)變速傳動系基礎上，通過改變基本組 的級比指數演變來的。設常規(guī)變速傳動系16 = 22 2i 24 2s，=1.26 ,變速范圍Rn二;：161 =32，基本組是第二個變速組，其級比指數 Xo = 1；如要演變成雙公比變速傳動系，基本組的傳動副數 P。常選為2。 將基本組的級比指數Xo

21、= 1增大到1+2n, n是大于1的正整數。本例中，n = 2 ,基本組的級比指數成為5,結構式變成 16 =22 25 24 2s，主軸轉速范圍的高、低段各出現(xiàn)n二2個轉速空擋， 各有2級轉速的公比等于2 =1.58，比原來常見變速傳動系增加了 4 級轉速的變速范圍，即從原來的變速范圍 32增加到Rn二2=80。91. 試用簡圖表示滾珠絲杠的三種支承方式并分別說明其適用場合？答：滾珠絲杠的支承方式有三種，如圖3-49所示。(1) 圖3-49a為一端固定，另一端自由方式；常用于短絲杠和豎直絲杠(2) 圖3-49b為一端固定，一端簡支承方式，常用于較長的臥式安 裝絲杠。(3) 圖3-49c為兩端

22、固定，用于長絲杠或高轉速，要求高拉壓剛度 的場合。答題圖b)圖丄49瀝珠絲杠支承方式G 端固定，一端自由b)端固定，一輪簡支c)兩端固定答題91圖滾珠絲杠支撐方式92. 根據結構式Z = 2X 32X 26討論下列問題:(1) 該傳動系統(tǒng)在傳動上有何特點？(2) 可以采用的最大公比ax是多少？(3) 如采用雙速電機時，公比應為多少？答：1)無基本組，雙公比，上下各空一級轉速。2)；$xW叫)乞8，: max =1-413)打電=x(PJ)=心=2， : =1.2693. 常用的消除齒輪傳動間隙的方法有哪幾類？各有何特點？(1) 齒輪傳動間隙的消除有剛性調整法和柔性調整法兩類方法。(2) 剛性調

23、整法是調整后的齒側間隙不能自動進行補償，特點是結 構簡單，傳動剛度較高。但要求嚴格控制齒輪的齒厚及齒距公差，否 則將影響運動的靈活性。(3) 柔性調整法是指調整后的齒側間隙可以自動進行補償，結構比 較復雜，傳動剛度低些，會影響傳動的平穩(wěn)性。四、計算題95. 設計一臺8級轉速的車床主傳動系統(tǒng)，主軸最高轉速為nmax = 1400r/min。要求采用轉速為1440/710 r/min的雙速電機。(1) .寫出結構式(2) .求出公比(3) .驗算最后變速組的變速范圍(4) .分配降速比(5) .畫出轉速圖答：(1)結構式：8= 22 21 24(2)公比：；電J440八X(P4八心：、2 ；=42

24、.= 1.41電710(3)最后變速組的變速范圍rx(p4) =1.41心)=4 _ 8 ,合格(4)分配降速比Rnn max ： I z -4 .n minnmin取.nminmax14001.41= 126.35 r/min ,nmin= 125 r/min7101251.415.055(5)繪制轉速圖電in川丨 *L斗-4L|JT-R1u1采用雙速電機的車床主傳動系統(tǒng)96. 根據圖示某車床主傳動系統(tǒng)轉速圖，回答下列問題?(1) 寫出其結構式(2) 寫出n -皿軸間變速組的變速范圍(3) 寫出皿軸變速范圍公式及其大小(4) 找出各軸的計算轉速(5) 找出n軸上齒輪的計算轉速答：（1）結構式

25、：8 = 22 21 24 ；(2).x（p）=1.414（2）=4 ；(3)Rn 寸心32（2W4（j7 “7，11或Rnnmax _ 100011；1440* r/minr _t*坯Q町Eid_3fX64(rNIIIll10OOr/min電7008534525518512590nmin90(4)Z j8選nj= 185 r/min=nmin3=90 1.413159.57 r/min軸號IIIIIInj700315185齒輪Z25Z59Z81Z72nj6431531544597. 某數控車床，主軸最高轉速nm a 4 5 0 0 r/min ,最低轉速 nmin =45r/min。采用直流

26、調速電動機，電動機功率 N電5 kW,電動 機額定轉速nd -1500 r/min，最高轉速ndmax = 4000 r/min。試設計分級 變速箱傳動系統(tǒng)（要求無功率缺口）。（1）確定主軸計算轉速。（2）確定變速級數z和公比f。（3）確定主電動機最低轉速。（4）畫出轉速圖。/0.3嚴、0.3答:（ 1）in max4500 1“ L ,.=nmin !=45 |=179.15r/minjminmin 丿I 45 丿(2)尺Nnmaxnj4500179.15-25. 12 ; RdNn d maxnd4000融心7；z4 fRnNRdN25.129.412.67當 z=2 時，f =9.41

27、Rd 2.67 有功率“缺口” ；當 z=3 時， =3.07 Rd 2.67 有功率“缺口” ；當z=4時，J =2.11 ： Rd” =2.67無功率“缺口”，可選用(3)nmin nd minnd minnmin ndnj1500 45179.15= 376.78 r/min（4） 1）分級變速箱傳動系統(tǒng)結構式：4 = 21 222）分配降速比 376 = 2.1128-2.8 = 下85453)驗算最后變速組變速范圍:r =2.112(2勻=4.458合格(5) 繪制轉速圖電I山某數控車床主傳動系統(tǒng)98. 已知某中型車床，主軸最高轉速nmax=2000 r/min，主軸最低轉速=45

28、r/min，公比叩=1.41。采用異步電動機，電動機額定轉速nd =1440 r/min。試設計主軸變速箱傳動系統(tǒng)。(1) 確定主軸轉速級數。(2) 寫出結構式。(3) 驗算最后變速組變速范圍(4) 分配降速比。nmin(5) 畫出轉速圖。,2000答：(1)z lg Rn z 二g 451 (5)繪制轉速圖1 -12lgg1.41（2）12 p232 6（3）r = ：x(p)= 1.416（2）=8 乞 8滿足要求（4）分配降速比U 1 1 1 1 1111U總降=可=1440 =14嚴二匚1009100. 根據圖示某車床主傳動系統(tǒng)轉速圖，回答下列問題?(1) 寫出其結構式(2) 寫出皿-

29、W軸間變速組的變速范圍(3) W軸變速范圍公式及其大小(4) 找出各軸的計算轉速(5) 找出皿軸上齒輪的計算轉速電1Irn型Z/kzdvKNI1440 r/min140Q r/min100071050035525018Q12590634531.5答： （1）結構式：12 =3i 23 26(2) r 二 x(P)=1.416(2亠=8 ;（3） Rn寸心3心八心八心）汕=1.4卩：44或Rnnmax 1400d0*C），彈性模量為315GPa比軸承鋼大。在高速下，陶瓷 滾動軸承與鋼制滾動軸承相比：質量小，作用在滾動體上的離心力及 陀螺力矩較小，從而減小了壓力和滑動摩擦；滾動體線脹系數小，溫 升

30、較低，軸承在運轉中預緊力變化緩慢，運動平穩(wěn)；彈性模量大，軸 承的剛度增大。20. 試述磁浮軸承的特點？1）磁浮軸承的特點是無機械磨損，理論上無速度限制；2）運轉時無噪聲，溫升低、能耗??；不需要潤滑，不污染環(huán)境， 省掉一套潤滑系統(tǒng)和設備；3）能在超低溫和高溫下正常工作，也可用于真空、蒸汽腐蝕性環(huán) 境中。4）裝有磁浮軸承的主軸可以適應控制，通過監(jiān)測定子繞組的電流，靈敏地控制切削力，通過檢測切削力微小變化控制機械運動，以提高加工質量。5）因此磁浮軸承特別適用于高速、超高速加工。21. 證明主軸組件前軸承精度高于后軸承？答：主軸軸承中，前后軸承的精度對主軸旋轉精度的影響是不同的， 前軸承軸心有偏移，后

31、軸承軸心偏移量為零，由偏移量-a引起的主軸端軸心偏移為a LLa a后軸承軸心有偏移，前軸承軸心偏移量為零，由偏移量引起的主軸端軸心偏移為5=2L顯然，前支撐的精度比后支撐對主軸部件的旋轉精度影響較大。因此，選取軸承精度時，前軸承的精度要選得高一點，一般比后軸承的精度高一級。22試述提高支承件結構性能的措施？答：（1）提高支承件的靜剛度和固有頻率（2）提高動態(tài)特性1）改善阻尼特性2）采用新材料制造支承件（3）提高熱穩(wěn)定性1）控制溫升2）采用熱對稱結構3）采用熱補償裝置23試述粘貼塑料軟帶導軌的特性？答：采用較多的粘貼塑料軟帶是以聚四氟乙烯為基體，添加各種無機物和有機粉末等填料。其特點是：（1）

32、摩擦系數小，耗能低；動、靜摩擦系數接近，低速運動平穩(wěn) 性好；（2）阻尼特性好，能吸收振動，抗振性好；（ 3）耐磨性好，有自身潤滑作用，沒有潤滑油也能正常工作，使 用壽命長；（ 4）結構簡單，維護修理方便，磨損后容易更換，經濟性好。（ 5）但是，剛性較差，受力后產生變形，對精度要求高的機床有 影響。粘貼塑料軟帶一般粘貼在較短的動導軌上， 在軟帶表面常開出直線形或三字形油槽。配對金屬導軌面的粗糙度要求在 0.40.8卩m、硬度在25HRC以上。第四章工業(yè)機器人設計一、單項選擇題1. 一個三自由度球坐標型機器人，其運動功能式為B 。A. 0/二門2二3/皿B. 0/二門2丫3/皿C. O1Z2Y3/

33、MD. O /X1Z2Y3/ M2. 一個三自由度直角坐標型機器人，其運動功能式為D 。A. 0/二樣 2=3/MB. 0/二存 2Y3/MC. 0/二憶2丫3/皿D. O/X1Z2Y3/M3. 在機器人關節(jié)坐標軸軸線位置的選取中， 與i關節(jié)的運動方向一致的為B 。A. XiB. ZiC. YiD. Ci4. 額定負載是指在機器人規(guī)定的性能范圍內，機械接口處所能承受負載的允許值。不包括D 。A.末端執(zhí)行器的重力B.抓取工件的重力及慣性力（矩）C.外界的作用力（矩）D.手腕的重力 4.靠向下擠壓力將吸盤內的空氣排出，使其內部形成負壓，將工件吸住稱為A B.氣流負壓式A.擠壓排氣式吸盤吸盤C.真空

34、泵排氣式吸盤D.磁吸式吸盤5. 控制閥將來自氣泵的壓縮空氣自噴嘴通人，形成高速射流，將吸 盤內腔中的空氣帶走而形成負壓，使吸盤吸住物體稱為B 。A.擠壓排氣式吸盤B.氣流負壓式吸盤C. 真空泵排氣式吸盤D.磁吸式吸盤6. 下列哪項是工業(yè)機器人額定速度的定義B 。A. 指在最大負載、勻速運動過程中，機械接口中心的最大速度。B. 指在額定負載、勻速運動過程中，機械接口中心的最大速度。C指在額定負載、加速度運動過程中，機械接口中心的最大速度。D. 指在最大負載、加速度運動過程中，機械接口中心的最大速度。二、填空題7. 球坐標型機器人特點是靈活性好，工作空間范圍大，但剛度、 精度較差。8. 目前只在簡

35、易經濟型、重型工業(yè)機器人和噴漆機器人中，才考慮 米用_液壓_驅動方式。9. 直角坐標型機器人與機床相似，按直角坐標形式動作。剛度和精度高，但靈活性差工作空間范圍小。10. 對輕負荷的搬運，上、下料點位操作的工業(yè)機器人，則可以考慮 采用氣壓驅動方式。11. 機器人性能指標按作業(yè)要求確定。一般指位姿準確度及位姿重復性（點位控制）、軌跡準確度及軌跡重復性_ （軌跡控制）、最小定 位時間及分辨率等。12. 工業(yè)機器人的運動功能設計，也可稱為自由度設計。其設計內容 包括自由度個數、各 關節(jié) 運動的性質及排列順序，在基準狀態(tài)時 關節(jié)軸的方位等等。13. 對雙波傳動諧波齒輪減速裝置，剛輪和柔輪的齒數差應為_

36、2_。14. 機器人性能指標按作業(yè)要求確定。一般指位姿一準確度 及位姿 重復性（點位控制）、軌跡準確度及軌跡重復性（軌跡控制）、最小定 位時間及分辨率等。15. 工業(yè)機器人的運動功能設計，也可稱為自由度設計。其設計內容 包括自由度個數、各關節(jié)運動的性質及排列 順序，在基準狀態(tài)時 關節(jié)軸的方位等等。16. 對雙波傳動諧波齒輪減速裝置，_剛輪一和柔輪的齒數差應為2。17. 機器人性能指標按作業(yè)要求確定。一般指位姿準確度及位姿重復性（點位控制）、軌跡準確度及軌跡重復性（軌跡控制）、最小定位時 間及一分辨率等。18. 工業(yè)機器人的運動功能設計，也可稱為自由度設計。其設計內容 包括自由度個數_、各關節(jié)運

37、動的性質及排列順序，在基準狀態(tài)時 關節(jié)軸的方位等等。19. 對雙波傳動諧波齒輪減速裝置，剛輪和柔輪的齒數差應為2三、簡答題20. 簡述工業(yè)機器人按機械結構類型分為哪幾類 ？各有何特點？答：分為關節(jié)型機器人，球坐標型機器人，圓柱坐標型機器人和直角 坐標型機器人。(1) 關節(jié)型機器人，關節(jié)型機器人的特點是靈活性好，工作空間 范圍大(同樣占地面積情況下)，但剛度和精度較低。(2) 球坐標型機器人，其特點是靈活性好，工作空間范圍大，但 剛度、精度較差。(3) 圓柱坐標型機器人， 按圓柱坐標形式動作。其特點是靈活性 較好，工作空間范圍較大，剛度、精度較好。(4) 直角坐標型機器人，剛度和精度高，但靈活性

38、差，工作空間范 圍小。21. 簡述工業(yè)機器人的手腕及其功能。手腕是聯(lián)接手臂和末端執(zhí)行器的部件，其功能是通過機械接口連接并 支撐末端執(zhí)行器，在手臂和機座實現(xiàn)了末端執(zhí)行器在作業(yè)空間的三個 位置坐標(自由度)的基礎上，再由手腕來實現(xiàn)末端執(zhí)行器在作業(yè)空 間的三個姿態(tài)(方位)坐標，即實現(xiàn)三個旋轉自由度。通常腕能實現(xiàn)繞空間三個坐標軸的轉動，即回轉運動(二)、左右偏擺運動（）和俯仰運動（0）。當有特殊需要時，還可以實現(xiàn)小距離的 橫移運動。手腕的自由度愈多，結構和控制愈復雜。因此，應根據機 器人的作業(yè)要求來決定其應具有的自由度數目。在多數情況下，手腕具有一兩個自由度即可滿足作業(yè)要求。22試述工業(yè)機器人機座結構

39、設計要求。答：1）要有足夠大的安裝基面，以保證機器人工作時的穩(wěn)定性。2）機座承受機器人全部重力和工作載荷，應保證足夠的強度、剛度和承載能力。3）機座軸系及傳動鏈的精度和剛度對末端執(zhí)行器的運動精度影響最大。因此機座與手臂的聯(lián)接要有可靠的定位基準面，要有調整軸承間隙和傳動間隙的調整機構。23. 我國國家標準 GB/12643-1997是如何定義工業(yè)機器人和操作機 的？答：工業(yè)機器人定義：“是一種能自動控制、可重復編程、多功能、 多自由度的操作機，能搬運材料、工件或挾持工具，用以完成各種作 業(yè)”操作機定義：“具有和人手臂相似的動作功能，可在空間抓放 物體或進行其它操作的機械裝置”。24. 回轉型夾持

40、器和平移型夾持器各有何特點？答：1）回轉型夾持器結構較簡單，但當所夾持工件的直徑有變動時， 將引起工件軸心的偏移。這個偏移量稱為夾持誤差。2）對平移型夾持器，工件直徑的變化不影響其軸心的位置。但其結構較復雜，體積大，制造精度要求高。3）當設計機械式夾持器時，在滿足工件定位精度要求條件下（工 件的定位精度取決于操作機的定位精度和夾持器的夾持誤差大?。?， 盡可能采用結構較簡單的回轉型夾持器。25. 如圖所示的機器人，若其關節(jié)運動范圍限定為-120：“心120，-90丄匕冬0， -150丄宀乞0試用作圖法畫出其工作空間。h3h2d1d00300IIIoX0答:O-i =0*26. 簡述氣吸式末端執(zhí)

41、行器分為幾種方式？各有何特點？答：氣吸式末端執(zhí)行器有擠壓排氣式吸盤、氣流負壓式吸盤和真空泵 排氣式吸盤三種(1) 擠壓排氣式吸盤 靠向下擠壓力將吸盤3內的空氣排出，使 其內部形成負壓，將工件4吸住。結構簡單、質量小，成本低的優(yōu)點, 但吸力不大，多用于吸取尺寸不大，薄而輕物體。(2) 氣流負壓式吸盤 控制閥將來自氣泵的壓縮空氣自噴嘴通人， 形成高速射流，將吸盤內腔中的空氣帶走而形成負壓， 使吸盤吸住物 體。這種吸盤比較方便，且成本低。(3) 真空泵排氣式吸盤 禾U用電磁控制閥將吸盤與真空泵相聯(lián)，當 抽氣時，吸盤腔內的空氣被抽出，形成負壓而吸住物體。這種吸盤工 件可靠，吸力大，但需配備真空泵及其控

42、制系統(tǒng)，費用較高。四、計算題27. 試求兩自由度機器人運動功能矩陣To,m。Z1ai _PLymZoXi廠001020mZ2Zmc0oXoT,m叭工匹2幾0 1000 01C0b 001 +10| Ci00Si0000-SlC10100001C0P001 一】0010 C100S100C20s齣a1115- S10011000 1100SyS0001000CP100010001乙001 一.0001一.0001 一0 C 100001001a/l0-10011000 100010010000100101-10000010001乙01 一001 一0001一0001 一00C1圖4 左右旋絲杠平

43、移型夾持器 】一電動機2-絲枉卻一導軌4鉗爪桿10 0 00 10 00 0 1 c2 p 0 01式中：:二=90 , G = cos t , E = sin 冇,-S1C100C1SG 憶 S jS1 (c2 + Z 2 + a1 )T0,m-010Co000128. 根據圖示左右旋絲杠平移型 夾持器，回答下列問題？(1) 試簡述該夾持器的工作原 理。(2) 取絲杠為研究對象，進行 受力分析。(3) 求夾緊力Fn和驅動力矩T之間的關系式(4) 討論該夾持器的特性。提供3答：(1)如圖所示，由電動機1驅動的一對旋向相反的絲杠2, 準確的平移夾緊動作。兩絲杠協(xié)調一致地安裝在同一軸上。由導軌 保證鉗爪桿4的平移運動。(2) 受力分析如圖所示1 -Fn(3) 推導計算;FnTdo絲杠螺紋的中經 1螺紋的螺旋角(4) 這種夾持器若配置一單獨的伺服電動機或步進電動機驅動，可方便地通過編程控制電動機的旋轉來夾緊和松開不同尺寸規(guī)格的工件。如果采用滾珠絲杠和滾動導軌，能得到很咼的重復定位精度（可達士 0.005mm）。平移型鉗爪可使工件自動定心，但其結構復雜，制造費用高。29. 試