機械制造裝備設計復習題

1、復習題一、 選擇題1.下面哪一項不屬于數(shù)字化制造支撐技術。 A. 虛擬現(xiàn)實 B. 計算機網(wǎng)絡C. 快速原型 D. LAF生產(chǎn)系統(tǒng)2. 下面哪一項不屬于現(xiàn)代生產(chǎn)和管理技術。 A. “剛性”生產(chǎn) B. 準時生產(chǎn)C. 快速可重組制造 D. 并行工程3. 機床的總體結構方案設計中，刀具只有旋轉(zhuǎn)運動的運動分配式為 。A. B. C. D. 4. 與機床振動無直接關聯(lián)的因素是 。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5. 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 。A. 通用機床 B. 專用機床C. 專門化機床 D. 數(shù)控機床6. 為防止爬行

2、，在設計低速運動部件時，主要應采取下列那項措施。 。A. 提高傳動精度 B. 提高抗振能力C. 減少熱變形 D. 減少靜、動摩擦系數(shù)之差7. 下面哪一項不屬于機械進給傳動系的設計特點。 。A. 前密后疏 B. 恒轉(zhuǎn)矩傳動C. 前疏后密 D. 采用傳動間隙消除機構8. 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。 。A.增加變速組 B. 采用分支傳動C.采用雙公比傳動系 D. 采用交換齒輪9. 在系列型譜中，結構最典型、應用最廣泛的是所謂的 。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10. 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. 通用機床

3、B. 專用機床C. 專門化機床 D. 數(shù)控機床11. 下面哪一項不屬于主變速傳動系設計的一般原則。 。A. 前密后疏 B. 前多后少C. 前疏后密 D. 前慢后快12. 下列哪一項不屬于主變速傳動系設計中擴大變速范圍的方法。 。A.增加變速組 B. 采用分支傳動C.采用雙公比傳動系 D. 采用多速電機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. 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 。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

4、Z軸運動可表示為： 。A. B. C. D. 16最大相對轉(zhuǎn)速損失率為29%的標準公比是 。A. 1.12 B. 1.26 C. 1.41 D. 1.58 17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，一般限制降速最小傳動比為 。A. B. C. D. 18下列為雙公比變速傳動系的結構式為 。A. B. C. D. 19. 兩個方向的推力軸承分別布置在前、后兩個支承處的配置形式稱為 。A. 前端配置 B. 后端配置C. 兩端配置 D. 中間配置20. 提高支承件結構熱穩(wěn)定性的主要方法中，不包括下列哪項。 。A. 控制溫升 B. 采用熱對稱結構C. 改善阻尼特性

5、 D. 采用熱補償裝置二、填空1. 滾珠絲杠的支承方式中，一端固定，另一端自由方式，常用于短絲杠和_ _。2. 絲杠傳動的綜合拉壓剛度主要由絲杠的拉壓剛度，支承剛度和_ _三部分組成。3. 主軸前軸頸直徑一般按機床類型、主軸傳遞的_ _或最大加工直徑選取。4. 支承件結構的合理設計是應在最小質(zhì)量條件下，具有最大_ _。5. 開式導軌的特點是結構簡單，但不能承受較大_ _力矩的作用。6. 磁性識別法是利用磁性材料和非磁性材料_ _強弱不同，通過感應線圈讀取代碼。7. 滾珠絲杠的支承方式中，兩端固定，用于長絲杠或_ _，要求高拉壓剛度的場合。8. 絲杠的預拉伸量應能補償絲杠的_ _。9. 臥式車床

6、的主軸孔徑d通常不小于主軸平均直徑的_ _。10. 支承件結構的靜剛度主要包括彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度，均與截面慣性矩成_ _。11. 運動功能設計包括確定機床所需運動的個數(shù)、形式、功能及排列順序，最后畫出機床的運動_ _圖。12. 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(chǎn)生相對運動而形成的，有_ _、成形法、相切法和展成法。13. 公比值小則相對轉(zhuǎn)速損失_ _。14. 進給運動消耗的功率遠_ _于主傳動功率。15. 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_ _齒輪。16. 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_ _演變來的。17.

7、最嚴重情況時，齒輪處于軸的中部時，應驗算在齒輪處軸的_ _。18. 為了擴大恒功率調(diào)速范圍，在變速電動機和主軸之間串聯(lián)一個_ _。19. 基本參數(shù)設計包括尺寸參數(shù)、運動參數(shù)和_ _參數(shù)設計。20. 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(chǎn)生相對運動而形成的，有軌跡法、_ _、相切法和展成法。21. 公比值小，當變速范圍一定時變速級數(shù)將_ _。22. 快速運動電動機起動時消耗的功率_ _。23. 采用公用齒輪可以_ _齒輪的數(shù)目，簡化結構，縮短軸向尺寸。24. 如要演變成雙公比變速傳動系，基本且的傳動副數(shù)常選為_ _。25. 最嚴重情況時，當齒輪處于軸的兩端附近時，應驗算齒輪的_ _。

8、26. 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，其公比理論上應等于無級變速裝置的_ _。27. 傳動系統(tǒng)設計包括傳動方式、傳動原理圖及傳動_ _圖設計。28. 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(chǎn)生相對運動而形成的，有軌跡法、成形法、_ _和展成法。29. 公比值小，當變速范圍一定時變速級數(shù)將增多，變速箱的結構_ _。30. 無級變速傳動可以在一定的變速范圍內(nèi)連續(xù)改變轉(zhuǎn)速，以便得到最有利的_ 。三、問答題1. 在設計分級變速箱時，考慮機床結構復雜程度，運轉(zhuǎn)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）變速箱的公比等于電動機的恒功率調(diào)速范圍，即，功率特性

9、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(shù)應少些，變速箱公比可取大于電動機的恒功率調(diào)速范圍，即滬。這時，變速箱每檔內(nèi)有部分低轉(zhuǎn)速只能恒轉(zhuǎn)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(nèi)的轉(zhuǎn)速時，為限制轉(zhuǎn)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(shù)控機床為了恒線速切削需在運轉(zhuǎn)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，在主傳動系功率特性圖上有小段重合。2. 試導出主軸變速箱設計中，變速范圍、公比和級數(shù)Z之間的關系式？答：目前，多數(shù)機床主軸轉(zhuǎn)速是按等比級數(shù)排列，則轉(zhuǎn)速數(shù)列為，由等比級數(shù)規(guī)律

10、可知；即 兩邊取對數(shù)，可寫成；故 3. 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，即時走時停或者時快時慢的現(xiàn)象。這中在低速運動時產(chǎn)生的運動不平穩(wěn)性稱為爬行。2）機床運動部件產(chǎn)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(shù)之差；提高傳動機構的剛度和降低移動件的質(zhì)量等。4. 小于的微量進給機構有哪幾種？ 答：1）彈性力傳動是利用彈性元件（如彈簧片、彈

11、性模片等）的彎曲變形或彈性桿件的拉壓變形實現(xiàn)微量進給。適用于作補償機構和小行程的微量進給。2）磁致伸縮傳動是靠改變軟磁材料（如鐵鉆合金、鐵鋁合金等）的磁化狀態(tài)，使其尺寸和形狀產(chǎn)生變化，以實現(xiàn)步進或微量進給。適用于小行程微量進給。3）電致伸縮是壓電效應的逆效應。當晶體帶電或處于電場中，其尺寸發(fā)生變化，將電能轉(zhuǎn)換為機械能以實現(xiàn)微量進給。其進給量小于，適用于小行程微量進給。4）熱應力傳動是利用金屬桿件的熱伸長驅(qū)使執(zhí)行部件運動，來實現(xiàn)步進式微量進給，進給量小于，其重復定位精度不太穩(wěn)定。5. 有哪些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，主要方法是：1）根據(jù)支承件受力情況合理

12、地選擇支承件的材料、截面形狀和尺寸、壁厚，合理地布置肋板和肋條；2）可以用有限元方法進行定量分析，以便在較小質(zhì)量下得到較高的靜剛度和固有頻率；3）改善支承件間的接觸剛度以及支承件與地基聯(lián)結處的剛度。 （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。 6. 試述導軌有哪些組合形式？各有何特點？（1）雙三角形導軌，不需要鑲條調(diào)整間隙，接觸剛度好，導向性和精度保持性好。但是，工藝性差，加工、檢驗和維修不方便。多用在精度要求較高的機床中，如絲杠車床、導軌磨床、齒輪磨床等。 （2）雙矩形導軌，承載能力大，制造簡單

13、。多用在普通精度機床和重型機床中，如重型車床、組合機床、升降臺銑床等。 （3）矩形和三角形導軌的組合，這類組合的導向性好，剛度高，制造方便，應用最廣。如車床、磨床、龍門銑床的床身導軌。 （4）矩形和燕尾形導軌的組合 能承受較大力矩，調(diào)整方便，多用在橫梁、立柱、搖臂導軌中。 7. 試述陶瓷滾動軸承得特性。 答： 陶瓷滾動軸承的材料為氮化硅(Si3N4),密度為，僅為鋼()的40%，線膨脹系數(shù)為，比軸承鋼小得多（），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(zhì)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(shù)小，溫升較低，軸承在

14、運轉(zhuǎn)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。8. 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(zhuǎn)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(zhì)量。 5）因此磁浮軸承特別適用于高速、超高速加工。 9. 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)采用熱補償裝置四、計算題1. 設計一臺8級轉(zhuǎn)速的車床主傳動系統(tǒng)，主軸最高轉(zhuǎn)速為nmax = 1400 r/min。要求采用轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速圖 答：（1）結構式：（2） 公比：； （3）最后變速組的變速范圍， 合格。（4）分配降速比； r/min，取 r/min（5）繪制轉(zhuǎn)速圖2. 根據(jù)圖示某車床主傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖，回答下