《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》復(fù)習(xí)題(2015年8月)

1、選擇題（每題1分）1. 現(xiàn)代化機(jī)械制造裝備向高效、高速、高（c）方向發(fā)展。A.剛度B.強(qiáng)度C.精度D.能耗2. 現(xiàn)代化機(jī)械制造裝備多功能復(fù)合化（D）自動(dòng)化的產(chǎn)品稱為發(fā)展的主流A.剛性B.多品種C.性能D.柔性3. 系列型譜內(nèi)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）產(chǎn)品A.縱系列B.橫系列C.跨系列D.基型7. 下列哪一項(xiàng)不屬于機(jī)械制造裝備應(yīng)滿足的一般功能要求。DA.技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面的要求B.加工穩(wěn)定性方面的要求C.耐用度方面的要求D.自動(dòng)化方面的要求二、填空（每空1分）I. 數(shù)字化制造支撐技術(shù)包括虛擬現(xiàn)實(shí)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、快速原型等。3. 現(xiàn)代生產(chǎn)和管理技術(shù)主要內(nèi)容有準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)

2、、快速可重組制造、并行工程。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. 可加工多種尺寸和形狀的工件的多種加工面的機(jī)床稱為通用機(jī)床6. 20世紀(jì)50年代末出現(xiàn)的人工智能技術(shù)，它包括專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法。7. 用于特定工件的特定表面、特定尺寸和特定工序加工的機(jī)床稱為專用機(jī)床。8. 機(jī)械制造裝備應(yīng)滿足的一般功能包括加工精度方面、強(qiáng)度、剛度和抗振性方面、II. 可行性分析通常包括技術(shù)分析、經(jīng)濟(jì)分析、社會(huì)分析等。13. 機(jī)床柔性表現(xiàn)在機(jī)床可進(jìn)行調(diào)整以滿足不同工件的加工，采用的調(diào)整方法包括備用主軸和位置可調(diào)主軸、工夾量具成組化、工作程序軟件化。選擇題（每題1分）1. 機(jī)

3、床的總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)中，刀具只有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分配式為DoA.W/X,Z,Y,C/TB.W/XZ,Y,C/TfffpfffpC.W/X,ZY,C/TD.W/X,Z,YC/T2. 機(jī)床的總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)中，工件具有X和Z方向運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分配為CoA.W/X,Z,Y,C/TB.W/XZ,Y,C/TfffpfffpC.W/X,ZY,C/TD.W/X,Z,YC/T3. 機(jī)床的總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)中，刀具具有Y方向平動(dòng)和繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分配式為（c）A.W/X,Z,Y,C/TB.W/XZ,Y,C/TfffpfffpC.W/X,ZY,C/TD.W/X,Z,YC/T4. 下列為雙公比變速傳動(dòng)系的結(jié)構(gòu)式為(b)A.

4、16=2x2x2x2B.16=2x2x2x221482548C.16=2x2x2x2D.16=2x2x2x25. 機(jī)床的總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)中，車床的運(yùn)動(dòng)功能式為A。A.W/C,Z,X/TB.W/X,Y,Z,C/TpfffffpC.W/X,Z,Y/TD.W/C,Z,X,B,C/T7.機(jī)床的總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)中，刨床的運(yùn)動(dòng)功能式為C。A.W/C,Z,X/TB.W/X,Y,Z,C/TpfffffpC.W/X,Z,Y/TD.W/C,Z,X,B,C/T9. 主軸傳動(dòng)采用齒輪傳動(dòng)時(shí)最高線速度通常小于C。A.18m/sB.20m/sC.12m/sD.5m/s12. 機(jī)床爬行現(xiàn)象一般發(fā)生于C的運(yùn)動(dòng)情況下A高速重載

5、B高速輕載C低速重載D低速輕載13. 擬將一臺(tái)普通車床數(shù)控化，希望改造費(fèi)用較低，宜采用的進(jìn)給電動(dòng)機(jī)是CA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)14. 刨床的主運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)它的主運(yùn)動(dòng)參數(shù)BA.每小時(shí)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)16.運(yùn)動(dòng)功能設(shè)計(jì)包括確定機(jī)床所需運(yùn)動(dòng)的個(gè)數(shù)、形式、功能及排列順序，最后畫出機(jī)床的運(yùn)動(dòng)A圖。A.功能B.傳遞C.原理D.簡(jiǎn)化18. 公比甲值小則相對(duì)轉(zhuǎn)速損失B。A.大B.小C.不變D.與甲值無(wú)關(guān)19. 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)消耗的功率遠(yuǎn)B于主傳動(dòng)功率。A.大于B.小于C.等于D.無(wú)法比較21. 基本參數(shù)設(shè)計(jì)包括尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和C參

6、數(shù)設(shè)計(jì)。A.結(jié)構(gòu)B.形狀C.動(dòng)力D.詳細(xì)22. 如要演變成雙公比變速傳動(dòng)系，基本且的傳動(dòng)副數(shù)p常選B。0A.1B.2C.3D.423. 無(wú)級(jí)變速裝置作為傳動(dòng)系中的基本組，而分級(jí)變速作為擴(kuò)大組，其公比理論上應(yīng)C無(wú)級(jí)變速裝置的變速范圍R。fdA.大于B.小于C.等于D.無(wú)關(guān)系24. 車床和銃床后軸頸的直徑d等于A倍的前軸頸的直徑d。21A.0.70.85B.0.91.05C.1.11.25D.0.40.5525. 系列型譜內(nèi)采用相同的主要基礎(chǔ)件和通用部件的不同類型產(chǎn)品稱為C產(chǎn)品。A.橫系列B.縱系列C.跨系列D.基型30. 臥式車床的主軸孔徑d通常不小于主軸平均直徑的CA.45%50%B.40%4

7、2%C55%56%D.62%63%31. 在主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)中，通常，中間軸的最高轉(zhuǎn)速不超過(guò)C的速。A.I軸B.II軸C.電機(jī)D.主軸32. 采用公用齒輪時(shí)，兩個(gè)變速組的B必須相同。A.齒數(shù)B.模數(shù)C.分度圓直徑D.軸距33. 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展已經(jīng)模糊了粗、精加工的工序概念，車削中心又把車、銃、鏜、鉆等工序集中到B上來(lái)完成，完全打破了傳統(tǒng)的機(jī)床分類。A.同一模塊B.同一機(jī)床C.同一工作臺(tái)D.同一生產(chǎn)線34. 當(dāng)激振頻率D機(jī)床的固有頻率時(shí)，機(jī)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。A.遠(yuǎn)大于B.遠(yuǎn)小于C.嚴(yán)格相等D.相接近35. 機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件產(chǎn)生爬行，會(huì)影響機(jī)床的A、工件的加工

8、精度和表面粗糙度。A.定位精度B.剛度C.強(qiáng)度D.固有頻率36. 采用A齒輪時(shí)，兩個(gè)變速組的模數(shù)必須相同A.公用B.滑移C.直D.斜37. 機(jī)床主軸或各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速定義為cA.傳遞全部功率的最高轉(zhuǎn)速B.傳遞全部扭矩的最低轉(zhuǎn)速C.傳遞全部扭矩的最高轉(zhuǎn)速D.傳遞全部功率的轉(zhuǎn)速二填空（每空1分）I. 與機(jī)床振動(dòng)直接關(guān)聯(lián)的因素有機(jī)床剛度、機(jī)床阻尼、機(jī)床系統(tǒng)固有頻率等。2為防止爬行，在設(shè)計(jì)低速運(yùn)動(dòng)部件時(shí)，主要應(yīng)采取減少靜、動(dòng)摩擦系數(shù)之差的措施。3. 機(jī)械進(jìn)給傳動(dòng)系的設(shè)計(jì)特點(diǎn)有恒轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)、前疏后密、采用傳動(dòng)間隙消除機(jī)構(gòu)。4. 主變速傳動(dòng)系設(shè)計(jì)中擴(kuò)大變速范圍的方法包括增加變速組、采用分支傳動(dòng)、采用雙公比

9、傳動(dòng)系、采用公用齒輪。5. 主變速傳動(dòng)系設(shè)計(jì)的一般原則包括前密后疏，前多后少，前慢后快。6. 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。7. 機(jī)床的熱變形使產(chǎn)生的加工誤差最大可占全部誤差的70%左右。8. 機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)包括尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)、動(dòng)力參數(shù)。9. 提高支承件結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性的主要方法包括控制溫升、采用熱對(duì)稱結(jié)構(gòu)、采用熱補(bǔ)償裝置。10機(jī)床上用來(lái)完成工件一個(gè)待加工表面幾何形狀的生成和金屬的切除任務(wù)的運(yùn)動(dòng)，稱為表面成形運(yùn)動(dòng)。II. 沿斜置坐標(biāo)系的z軸運(yùn)動(dòng)可表示為:z。12. 最大相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率為29%的標(biāo)準(zhǔn)公比甲是1.41。13. 設(shè)計(jì)機(jī)床主變速傳動(dòng)系時(shí)，為避免從動(dòng)直齒圓柱

10、齒輪尺寸過(guò)大而增加箱體的徑向尺寸，一般限制降速最小傳動(dòng)比為14。14. 機(jī)床主軸或各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速定義為傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速15. 機(jī)床上刀具和工件運(yùn)動(dòng)之間有嚴(yán)格運(yùn)動(dòng)關(guān)系，稱為復(fù)合運(yùn)動(dòng)。16. 坐標(biāo)系的Z軸為主運(yùn)動(dòng)可表示為：z。17. 最大相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率為11%的標(biāo)準(zhǔn)公比甲是竺。18. 設(shè)計(jì)機(jī)床主變速傳動(dòng)系時(shí)，為避免擴(kuò)大傳動(dòng)誤差，減少振動(dòng)噪聲，一般限制直齒圓柱齒輪的最大升速比不大于2。19. 機(jī)床上各運(yùn)動(dòng)之間無(wú)嚴(yán)格運(yùn)動(dòng)關(guān)系，稱為獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。20. 坐標(biāo)系的Z軸為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可表示為：z。21. 最大相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率為21%的標(biāo)準(zhǔn)公比甲是126。22. 設(shè)計(jì)機(jī)床主變速傳動(dòng)系時(shí)，為避免擴(kuò)大傳動(dòng)誤差，減

11、少振動(dòng)噪聲，一般限制斜齒圓柱齒輪的最大升速比不大于25。23. 由刀具的點(diǎn)切削刃作直線運(yùn)動(dòng)形成軌跡的方法稱為軌跡法。24. 運(yùn)動(dòng)功能設(shè)計(jì)包括確定機(jī)床所需運(yùn)動(dòng)的個(gè)數(shù)、形式、功能及排列順序，最后畫出機(jī)床的運(yùn)動(dòng)原理圖。25.工件加工表面的發(fā)生線是通過(guò)刀具切削刃與工件接觸并產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而形成的，有軌跡法、成形法、相切法和展成法。26. 機(jī)床精度包括幾何精度、傳動(dòng)精度、運(yùn)動(dòng)精度、定位和重復(fù)定位精度、工作精度和精度保持性等。27. 齒輪傳動(dòng)間隙的消除有剛性調(diào)整法和柔性調(diào)整法兩類方法。28. 系列化設(shè)計(jì)原則，簡(jiǎn)稱“三化”，包括產(chǎn)品系列化、零部件通用化、零部件標(biāo)準(zhǔn)化。三、問(wèn)答題（每題5分）1. 簡(jiǎn)述機(jī)床噪聲來(lái)

12、源。答：機(jī)床噪聲源主要來(lái)自四個(gè)方面：（1分）1）機(jī)械噪聲。2）液壓噪聲。3）電磁噪聲。4）空氣動(dòng)力噪聲。2. 如何選擇通用機(jī)床、大批量生產(chǎn)的專用機(jī)床、專門化機(jī)床、自動(dòng)機(jī)以及非自動(dòng)化小型機(jī)床主軸變速箱的公比申？答：1）對(duì)于通用機(jī)床，輔助時(shí)間和準(zhǔn)備結(jié)束時(shí)間長(zhǎng)，機(jī)動(dòng)時(shí)間在加工周期中占的比重不是很大，轉(zhuǎn)速損失不會(huì)引起加工周期過(guò)多的延長(zhǎng)，為了機(jī)床變速箱結(jié)構(gòu)不過(guò)于復(fù)雜，一般取申=1.26或1.41等較大的公比；（2分）2）對(duì)于大批量生產(chǎn)的專用機(jī)床、專門化機(jī)床及自動(dòng)機(jī)，情況卻相反，通常取1.12或1.26等較小的公比；（2分）3）對(duì)于非自動(dòng)化小型機(jī)床，加工周期內(nèi)切削時(shí)間遠(yuǎn)小于輔助時(shí)間，轉(zhuǎn)速損失大些影響不大，

13、常采用申=1.58、1.78甚至2等更大的公比，以簡(jiǎn)化機(jī)床結(jié)構(gòu)。（1分）3. 舉例說(shuō)明在機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，通過(guò)增加變速組來(lái)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大變速范圍的方法。（5分）答：在原有的變速傳動(dòng)系內(nèi)再增加一個(gè)變速組，是擴(kuò)大變速范圍最簡(jiǎn)便的方法。但由于受變速組極限傳動(dòng)比的限制，增加的變速組的級(jí)比指數(shù)往往不得不小于理論值，并導(dǎo)致部分轉(zhuǎn)速的重復(fù)。例如，公比為申=1.41，結(jié)構(gòu)式為12=3x2x2的常規(guī)變速傳動(dòng)系，其最后擴(kuò)大組的級(jí)比指數(shù)為6，變速范圍1已3達(dá)到6極限值8。如再增加一個(gè)變速組作為最后擴(kuò)大組，理論上其結(jié)構(gòu)式應(yīng)為：24=3x2x2x2，最后擴(kuò)大組的變速范圍將等于1.4112=64，大大超出極限值，是無(wú)法實(shí)現(xiàn)

14、的。需將新增加的最后擴(kuò)大組的變速范圍限制在極限值內(nèi)，其級(jí)比指數(shù)仍取6,使其變速范圍R=1.416=8。這樣做的結(jié)果是在最后兩個(gè)變速組2x2中重復(fù)了一個(gè)轉(zhuǎn)速，只能得到3級(jí)變速，傳動(dòng)系的變速級(jí)數(shù)只有3X2X（2X2-1）=18級(jí)，重復(fù)了6級(jí)轉(zhuǎn)速，變速范圍可達(dá)R=1.4118-1=344，結(jié)構(gòu)式可寫成18=3x2x（2x21）。n13664. 在設(shè)計(jì)分級(jí)變速箱時(shí)，變速箱公比的選取有哪幾種情況?（5分）答：1）變速箱的公比申等于電動(dòng)機(jī)的恒功率調(diào)速范圍R，即fdNP=R，功率特性圖是連續(xù)的，無(wú)缺口和無(wú)重合。（2分）fdN2）若要簡(jiǎn)化變速箱結(jié)構(gòu)，變速級(jí)數(shù)應(yīng)少些，變速箱公比申可取大于電動(dòng)機(jī)的恒功率調(diào)速范圍R

15、，即滬P>R。這時(shí)，變速箱每檔內(nèi)dNfdN有部分低轉(zhuǎn)速只能恒轉(zhuǎn)矩變速，主傳動(dòng)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(shí)，為限制轉(zhuǎn)矩過(guò)大，得不到電動(dòng)機(jī)輸出的全部功率。為保證缺口處的輸出功率，電動(dòng)機(jī)的功率應(yīng)相應(yīng)增大。（2分）3）如果數(shù)控機(jī)床為了恒線速切削需在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速時(shí)，取變速箱公比甲；小于電動(dòng)機(jī)的恒功率變速范圍，即9<R，在主傳動(dòng)系功率特fdN性圖上有小段重合，（1分）5. 什么是爬行？對(duì)機(jī)床和工件加工有何影響？如何避免爬行現(xiàn)象？答：1）機(jī)床上有些運(yùn)動(dòng)部件，需要作低速或微小位移。當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件低速運(yùn)動(dòng)時(shí)，主動(dòng)件勻速運(yùn)自，從動(dòng)件往往出現(xiàn)明顯的速度不均勻的跳躍式運(yùn)

16、動(dòng)，即時(shí)走時(shí)?；蛘邥r(shí)快時(shí)慢的現(xiàn)象。這中在低速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)性稱為爬行。（1分）2）機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件產(chǎn)生爬行，會(huì)影響機(jī)床的定位精度、工件的加工精度和表面粗糙度。在精密、自動(dòng)化及大型機(jī)床上，爬行的危害更大3）防止爬行，在設(shè)計(jì)低速運(yùn)動(dòng)部件時(shí)，應(yīng)減少靜、動(dòng)摩擦系數(shù)之差；提高傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的剛度和降低移動(dòng)件的質(zhì)量等。（2分）6. 什么是機(jī)床的抗振能力？機(jī)床振動(dòng)有何危害？哪些因素會(huì)影響機(jī)床振動(dòng)？答：（1）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。它包括兩個(gè)方面：抵抗受迫動(dòng)的能力和抵抗自激振動(dòng)的能力（2）機(jī)床振動(dòng)會(huì)降低加工精度、工件表面質(zhì)量和刀具壽命，影響生產(chǎn)率并加速機(jī)床的損壞，而且會(huì)產(chǎn)生噪聲，使

17、操作者疲勞等（3）影響機(jī)床振動(dòng)的主要原因有：1）機(jī)床的剛度。如構(gòu)件的材料選擇、截面形狀、尺寸、肋板分布，接觸表面的預(yù)緊力、表面粗糙度、加工方法、幾何尺寸等。2）機(jī)床的阻尼特性。提高阻尼是減少振動(dòng)的有效方法。機(jī)床結(jié)構(gòu)的阻尼包括構(gòu)件材料的內(nèi)阻尼和部件結(jié)合部的阻尼。結(jié)合部阻尼往往占總阻尼的70%一90%左右，應(yīng)從設(shè)計(jì)和工藝上提高結(jié)合部的剛度和阻尼。3）機(jī)床系統(tǒng)固有頻率。若激振頻率遠(yuǎn)離固有頻率，將不出現(xiàn)共振。7. 機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則？答：（1）傳動(dòng)副前多后少的原則（2）傳動(dòng)順序與擴(kuò)大順序相一致的原則,當(dāng)各傳動(dòng)軸最高轉(zhuǎn)速相同時(shí)，前密可使最低轉(zhuǎn)速提高，從而減少傳動(dòng)件尺寸。（3）變數(shù)組的降速要前慢

18、后快，中間軸的轉(zhuǎn)速不宜超過(guò)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。8. 試說(shuō)明在機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，如何采用雙公比的傳動(dòng)系來(lái)擴(kuò)大變速范圍。（5分）答：在通用機(jī)床的使用中，每級(jí)轉(zhuǎn)速使用的機(jī)會(huì)不太相同。經(jīng)常使用的轉(zhuǎn)速一般是在轉(zhuǎn)速范圍的中段，轉(zhuǎn)速范圍的高、低段使用較少。雙公比傳動(dòng)系就是針對(duì)這一情況而設(shè)計(jì)的。主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列有兩個(gè)公比，轉(zhuǎn)速范圍中經(jīng)常使用的中段采用小公比，不經(jīng)常使用的高、低段用大公比。（2分）雙公比變速傳動(dòng)系是在常規(guī)變速傳動(dòng)系基礎(chǔ)上，通過(guò)改變基本組的級(jí)比指數(shù)演變來(lái)的。設(shè)常規(guī)變速傳動(dòng)系16=2x2x2x2，申=1.26，變速范圍R二申16-1二32，基本組是第二個(gè)變速組,，其級(jí)比指數(shù)Xo=n1；如要演變成雙公比變

19、速傳動(dòng)系，基本且的傳動(dòng)副數(shù)P。常選為2o將基本組的級(jí)比指數(shù)Xo=1增大到1+2n,n是大于1的正整數(shù)。本例中，n=2,基本組的級(jí)比指數(shù)成為5,結(jié)構(gòu)式變成16=2x2x2x2，主軸轉(zhuǎn)速范圍的高、低段各出現(xiàn)n=2個(gè)轉(zhuǎn)速空擋，各有'2級(jí)轉(zhuǎn)速的公比等于申2=1.58，比原來(lái)常見(jiàn)變速傳動(dòng)系增加了4級(jí)轉(zhuǎn)速的變速范圍，即從原來(lái)的變速范圍32增加到R=920-1=80o（1分）n9模塊化設(shè)計(jì)除類似系列化設(shè)的優(yōu)點(diǎn)外還有哪些優(yōu)點(diǎn)？答：1）根據(jù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，便于用新技術(shù)設(shè)計(jì)性能更好的模塊，取代原有舊的模塊，書高產(chǎn)品的性能，組合出功能更完善、性能更先進(jìn)的組合產(chǎn)品，加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代。2）采用模塊化設(shè)計(jì)，只需

20、更換部分模塊，或設(shè)計(jì)制造個(gè)別模塊和專用部件，便可快翅滿足用戶提出的特殊訂貨要求，大大縮短設(shè)計(jì)和供貨周期。3）模塊化設(shè)計(jì)方法推動(dòng)了整個(gè)企業(yè)技術(shù)、生產(chǎn)、管理和組織體制的改革。由于產(chǎn)品創(chuàng)大多數(shù)零部件由單件小批生產(chǎn)性質(zhì)變?yōu)榕可a(chǎn)，有利于采用成組加工等先進(jìn)工藝，有利于組織專業(yè)化生產(chǎn)，既提高質(zhì)量，又降低成本。4）模塊系統(tǒng)中大部分部件由模塊組成，設(shè)備如發(fā)生故障，只需更換有關(guān)模塊，維護(hù)催理更為方便，對(duì)生產(chǎn)影響少。10. 機(jī)械進(jìn)給傳動(dòng)系設(shè)計(jì)有哪些特點(diǎn)？答：（1）進(jìn)給傳動(dòng)是恒轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)（1分）（2）進(jìn)給傳動(dòng)系中各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速是其最高轉(zhuǎn)速（1分）（3）進(jìn)給傳動(dòng)的轉(zhuǎn)速圖為前疏后密結(jié)構(gòu)（1分）（4）進(jìn)給傳動(dòng)系變速組

21、的變速范圍可取比主變速組較大的值，即1/5<u<2.8，變速范圍r<14。（1分）（5）進(jìn)進(jìn)給傳動(dòng)系采用傳動(dòng)間隙消除機(jī)構(gòu)（1分）（6）快速空程傳動(dòng)的采用（7）微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)的采用11某傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)式Z=23X32X26，W根據(jù)此討論下列問(wèn)題：（1）該傳動(dòng)系統(tǒng)在傳動(dòng)上有何特點(diǎn)？（1分）（2）可以采用的最大公比申是多少？（2分）（3）如采用雙速電機(jī)時(shí)，公1比申應(yīng)為多少？（2分）答：1）無(wú)基本組，雙公比，上下各空一級(jí)轉(zhuǎn)速。（1分）2）/r=px3（p3-i）=p6（2-1）<8，.申=1.41（2分）3max3）/r=px（p-1）=p3（21）=2，.p=1.26（2分）13.

22、 試述電進(jìn)給傳動(dòng)系設(shè)計(jì)要能滿足基本要求。答：1）具有足夠的靜剛度和動(dòng)剛度；2）具有良好的快速響應(yīng)性；做低速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)或微量進(jìn)給時(shí)不爬行運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，靈敏度高。3）抗震性好，不會(huì)因摩擦自振而引起傳動(dòng)件的抖動(dòng)或齒輪傳動(dòng)的沖擊噪聲4）具有足夠?qū)挼恼{(diào)速范圍，保證實(shí)現(xiàn)所要求的進(jìn)給量，以適應(yīng)不同的加工材料；5）進(jìn)給系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和定位精度要高；6）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工和裝配工藝性好。調(diào)整維修方便，操縱輕便靈活四、計(jì)算題1. 設(shè)計(jì)一臺(tái)8級(jí)轉(zhuǎn)速的車床主傳動(dòng)系統(tǒng)，主軸最高轉(zhuǎn)速為max=1400r/min。要求采用轉(zhuǎn)速為1440/710r/min的雙速電機(jī)。（1）寫出結(jié)構(gòu)式（2）求出公比p（3）驗(yàn)算最后變速組的變速范圍（4）

23、分配降速比（5）畫出轉(zhuǎn)速圖答：結(jié)構(gòu)式：8=2x2x2214公比p:r=px(p-1)=p2(2-1)u2；.p=1.41電710最后變速組的變速范圍r=px（p-1）=1.414（2-1）=4<8合格分配降速比Rn取.n125min11nn1400max申z1.nmax126.35nmin申z-11.418-1minr/minn電nmin7101251111u=xx1.415.055申5申0申2申3采用雙速電機(jī)的車床主傳動(dòng)系統(tǒng)2. 已知某中型車床，主軸最高轉(zhuǎn)速n-2000r/min，主軸最低轉(zhuǎn)速n.-45r/min，公比申1.41。采用異步電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速11440r/min。試設(shè)

24、計(jì)主軸變速箱傳動(dòng)系統(tǒng)。（1）確定主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)（2）寫出結(jié)構(gòu)式。（3）驗(yàn)算最后變速組變速范圍（4）分配降速比5）畫出轉(zhuǎn)速圖。l2000答:（1）z-里Rn+1-三亙+1-12lg申lg1.41（2）123x2x2136（3）1.416（2-i）8<8滿足要求（4）分配降速比11111111Uxxx總降n14401.4110.09q10.09q1.09q2q3q4dn45（5）繪制轉(zhuǎn)速圖電IIIIIIIV2000140010007105003552501801259063453. 根據(jù)圖示某車床主傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖，回答下列問(wèn)題？(1) 寫出其結(jié)構(gòu)式2)寫出III-W軸間變速組的變速范圍(3)

25、W軸變速范圍公式及其大小4)找出各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速(5) 找出III軸上齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速1400r/min1000710500355250180125906345答：(1)結(jié)構(gòu)式：12二3x2x2136；2)r=申x(p-i)二1.416(2-1)二8；3)R=rrr=p1(3-1)p3(2-1)p6(2-1)=p11=1.411144n1231400；u44；31.5nmaxn4)nj=n(minp3-1=31.5121x1.413-1u90r/min軸號(hào)IIIIIIVn71035512590齒輪1Z18Z60Z62Z42n355125125355minn31.54.某車床的主軸轉(zhuǎn)速為n=4018

26、00r/min，公比申=1.41，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n=1440r/min,電（1）確定主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)（2）寫出結(jié)構(gòu)式3）驗(yàn)算最后變速組變速范圍4）分配降速比。5）畫出轉(zhuǎn)速圖。答（1）該主軸的變速范圍為:R二nmax二1800二45nn40min根據(jù)變速范圍、公比可求變速的級(jí)數(shù)Z=空+1=空+1沁12lg申lg1.41（2）擬定結(jié)構(gòu)式。根據(jù)級(jí)比規(guī)律和傳動(dòng)副前多后少、傳動(dòng)線前密后疏的原則確定12二3x2x2最后擴(kuò)大組的變速范圍：136R=9Xi（Pi-1）=1.416（2-1）=8符合要求i4）11111111U=xxx總降n14401.4110.43910.4391.43929394dn40（5）查表

27、可獲得12級(jí)轉(zhuǎn)速為40、56、80、112、160、224、315、450、630、900、1250、1800作轉(zhuǎn)速圖如下：1JIII1800r/min1440r/minf12500:406304503151605.某機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n電=1440（1）確定公比9。in,轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)z=8,電動(dòng)機(jī)1001120r/mr/min，試：2）寫出結(jié)構(gòu)式3）驗(yàn)算最后變速組變速范圍。40】124）分配降速比5）畫出轉(zhuǎn)速圖。解：1）1120max100二11.2min1.2二1.412）擬定8級(jí)轉(zhuǎn)速的結(jié)構(gòu)式：根據(jù)級(jí)比規(guī)律和傳動(dòng)副前多后少、傳動(dòng)線前密后疏的的原則確定8=2x2x2124(3)最后擴(kuò)大組的變速范圍

28、：r=申xM-1)=1.414(2一1)=4<8符合i要求(4)11111111U=xxx總降n14401.417.8©7.8©1.8®1©2©3dn100min(5)查表可獲得8級(jí)轉(zhuǎn)速為100，140，200，280，400，560，800，1120一、單項(xiàng)選擇題（每題1分）1. CA6140車床主軸前支承釆用B。A滑動(dòng)軸承B雙列圓柱滾子軸承C.靜壓滑動(dòng)軸承D.動(dòng)壓滑動(dòng)軸承2. 要求導(dǎo)軌導(dǎo)向性好,導(dǎo)軌面磨損時(shí),動(dòng)導(dǎo)軌會(huì)自動(dòng)下沉,自動(dòng)補(bǔ)償磨損量時(shí)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3. 直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的截面形狀主要有四種

29、：矩形、A,燕尾形和圓柱形，并可互相組合。A.三角形B.凹形C.凸形D.環(huán)形4. 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AA.速度型B.剛度型C.速度剛度D.抗振型6. 雙矩形組合導(dǎo)軌有制造簡(jiǎn)單及C的優(yōu)點(diǎn)。A調(diào)整簡(jiǎn)單B.精度保持性好C承載能力大D承受較大傾覆力矩7. 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中采用齒輪傳動(dòng)副時(shí)如果不采用消隙措施會(huì)DA.增大驅(qū)動(dòng)功率B降低傳動(dòng)效率C增大摩擦力D造成反向死區(qū)8. 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(dòng)載荷D靜止載荷9. 主軸箱的功用是支承主軸并把動(dòng)力經(jīng)變速機(jī)構(gòu)傳給主軸，使主軸帶動(dòng)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(dòng)B進(jìn)給運(yùn)動(dòng)C主運(yùn)動(dòng)D輔助運(yùn)動(dòng)10.

30、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B。A.長(zhǎng)絲杠B.豎直絲杠C大導(dǎo)程絲杠D.細(xì)絲杠11. 最嚴(yán)重情況時(shí)，齒輪處于軸的中部時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算在齒輪處軸的DA.曲率B.剛度C.強(qiáng)度D.撓度12. 絲杠傳動(dòng)的綜合拉壓剛度主要由絲杠的拉壓剛度，支承剛度和AA.螺母剛度B.靜剛度C.動(dòng)剛度D.接觸剛度13. 支承件結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)是應(yīng)在最小質(zhì)量條件下，具有最大A.A.靜剛度B.動(dòng)剛度C.局部剛度D.接觸剛度14. 在磁路構(gòu)造上，A伺服電動(dòng)機(jī)一般做成雙邊型，磁場(chǎng)對(duì)稱，不存在單邊磁拉力，在磁場(chǎng)中受到的總推力可較大。A.直線B.直流C.同步交流D.異步交流二、填空題（每空1分）1. 兩個(gè)方向

31、的推力軸承都配置在前支承處的配置形式稱為前端配置2. 兩個(gè)方向的推力軸承都配置在后支承處的配置形式稱為后端配置3. 兩個(gè)方向的推力軸承分別布置在前、后兩個(gè)支承處的配置形式稱為兩端配置4. 開式導(dǎo)軌的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但不能承受較大的顛覆力矩。5. 非接觸式刀具識(shí)別方法主要包括磁性識(shí)別法、光電識(shí)別法、圖像識(shí)另U法。6刀庫(kù)容量較大，當(dāng)采用多環(huán)時(shí)，外形較緊湊，占用空間較小為特點(diǎn)的刀庫(kù)是鏈?zhǔn)降稁?kù)。7. 為了降低導(dǎo)軌面的壓力，減少摩擦阻力，提高導(dǎo)軌的耐磨性和低速運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性,應(yīng)選卸荷導(dǎo)8. 絲杠的預(yù)拉伸量應(yīng)能補(bǔ)償絲杠的熱變形。9. 在光導(dǎo)纖維中傳播的光信號(hào)比在導(dǎo)體中傳播的電信號(hào)具有的抗干擾能力更高。10.

32、 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，稱為組合夾具。11. 齒輪傳動(dòng)間隙的消除有剛性調(diào)整法和柔性調(diào)整法兩類方法。三、問(wèn)答題（每題5分）1. 提高支承件結(jié)構(gòu)性能的措施有哪些？答：（1）提高支承件的靜剛度和固有頻率，（2）提高動(dòng)態(tài)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(duì)稱結(jié)構(gòu)，3）采用熱補(bǔ)償裝置。2. 導(dǎo)軌有哪些組合形式？各自的特點(diǎn)為何？（1）雙三角形導(dǎo)軌，不需要鑲條調(diào)整間隙，接觸剛度好，導(dǎo)向性和精度保持性好。但是，工藝性差，加工、檢驗(yàn)和維修不方便。多用在精度要求較高的機(jī)床中，如絲杠車床、導(dǎo)軌磨床、齒輪磨床等。（2）雙矩形導(dǎo)軌，承載能力大，制造簡(jiǎn)

33、單。多用在普通精度機(jī)床和重型機(jī)床中，如重型車床、組合機(jī)床、升降臺(tái)銑床等。（1分）（3）矩形和三角形導(dǎo)軌的組合，這類組合的導(dǎo)向性好，剛度高，制造方便，應(yīng)用最廣。如車床、磨床、龍門銑床的床身導(dǎo)軌。（4）矩形和燕尾形導(dǎo)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(dǎo)軌中。（1分）3. 機(jī)床導(dǎo)軌應(yīng)滿足哪些要求？答：（1）導(dǎo)向精度高（2）承載能力大，剛度好，（3）精度保持性好（4）低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，（5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性好（1分）4. 簡(jiǎn)述滾珠絲杠的三種支承方式，并分別說(shuō)明其適用場(chǎng)合。(5分)答：滾珠絲杠的支承方式有三種：一端固定一端自由方式；一端固定一端簡(jiǎn)支方式；兩端固定方式(1) 一端固定，另

34、一端自由方式；常用于短絲杠和豎直絲杠。(2) 一端固定，一端簡(jiǎn)支承方式，常用于較長(zhǎng)的臥式安裝絲杠。(3) 兩端固定，用于長(zhǎng)絲杠或高轉(zhuǎn)速，要求高拉壓剛度的場(chǎng)合。7. 主軸組件前軸承精度為何高于后軸承？答：主軸軸承中，前后軸承的精度對(duì)主軸旋轉(zhuǎn)精度的影響是不同的，前軸承軸心有偏移6,后軸承軸心偏移量為零，由偏移量6引aa起的主軸端軸心偏移為6=L+a6(2分)a1La后軸承軸心有偏移6，前軸承軸心偏移量為零，由偏移量6引起的bb主軸端軸心偏移為6=-6b1Lb顯然，前支撐的精度比后支撐對(duì)主軸部件的旋轉(zhuǎn)精度影響較大。因此，選取軸承精度時(shí)，前軸承的精度要選得高一點(diǎn)，一般比后軸承的精度高一級(jí)。8. 端齒盤

35、定位有何特點(diǎn)。1)定位精度高。2)重復(fù)定位精度好。3)定位剛性好，承載能力大。9常用的消除齒輪傳動(dòng)間隙的方法有哪幾種？簡(jiǎn)述各自特點(diǎn)？(1) 齒輪傳動(dòng)間隙的消除有剛性調(diào)整法和柔性調(diào)整法兩類方法。(2) 剛性調(diào)整法是調(diào)整后的齒側(cè)間隙不能自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，如偏心軸套調(diào)整法、變齒厚調(diào)整法、斜齒輪軸向墊片調(diào)整法等。特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)剛度較高。但要求嚴(yán)格控制齒輪的齒厚及齒距公差，否則將影響運(yùn)動(dòng)的靈活性。(2分)(3) 柔性調(diào)整法是指調(diào)整后的齒側(cè)間隙可以自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，傳動(dòng)剛度低些，會(huì)影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性。主要有雙片直齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法，薄片斜齒輪軸向壓簧調(diào)整法，雙齒輪彈簧調(diào)整法等。一單項(xiàng)選擇題(每題1分

36、)1. 一個(gè)三自由度圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人，其運(yùn)動(dòng)功能式為C。A.O/000/MB.O/00Y/M123123C.O/0ZY/MD.O/XZY/M1231232. 關(guān)節(jié)型機(jī)器人的特點(diǎn)是靈活性好，工作空間范圍大，但剛度和B較低A.強(qiáng)度B.精度C.柔度D.可靠性5. 對(duì)輕負(fù)荷的搬運(yùn)，上、下料點(diǎn)位操作的工業(yè)機(jī)器人，則可以考慮采用A驅(qū)動(dòng)方式。A.氣動(dòng)B.液壓C.電機(jī)D.磁力二填空（每空1分）4. 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。包括末端執(zhí)行器的重力、抓取工件的重力及慣性力（矩）、5. 下列哪項(xiàng)是工業(yè)機(jī)器人額定速度的定義指在額定負(fù)載、勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，機(jī)械接口中心的最大速度

37、。6. 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(guò)程中掉刀或刀具被甩出。7. 工業(yè)機(jī)器人常用的驅(qū)動(dòng)方式有電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)8. 稱為機(jī)器人機(jī)械本體，也可稱為主機(jī)的是操作機(jī)。9. 按照用途分類，工業(yè)機(jī)器人主要有焊接機(jī)器人、沖壓機(jī)器人和水下機(jī)器人等。10. 操作機(jī)通常包括手臂、末端執(zhí)行器、機(jī)座。12. 對(duì)雙波傳動(dòng)諧波齒輪減速裝置，剛輪和柔輪的齒數(shù)差應(yīng)為_2一13. 機(jī)器人性能指標(biāo)按作業(yè)要求確定。匸般指位姿準(zhǔn)確度及位姿重復(fù)性（點(diǎn)位控制）、軌跡準(zhǔn)確度及軌跡重復(fù)性（軌跡控制）、最小定位時(shí)間及分辨率等。14. 工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)功能設(shè)計(jì)，也可稱為自由度設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)內(nèi)容包括自由度個(gè)數(shù)、

38、各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)及排列順序，在基準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)關(guān)節(jié)軸的方位等等。三、問(wèn)答題（每題5分）1.簡(jiǎn)述工業(yè)機(jī)器人按機(jī)械結(jié)構(gòu)類型分為哪幾類?各有何特點(diǎn)？答：分為關(guān)節(jié)型機(jī)器人，球坐標(biāo)型機(jī)器人，圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人和直角坐標(biāo)型機(jī)器人。（1分）（1）關(guān)節(jié)型機(jī)器人，關(guān)節(jié)型機(jī)器人的特點(diǎn)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。（1分）（2）球坐標(biāo)型機(jī)器人，其特點(diǎn)是靈活性好，工作空間范圍大，但剛度、精度較差。（3）圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人，按圓柱坐標(biāo)形式動(dòng)作。其特點(diǎn)是靈活性較好，工作空間范圍較大，剛度、精度較好。（1分）（4）直角坐標(biāo)型機(jī)器人，剛度和精度高，但靈活性差，工作空間范圍小。（1分）4.工業(yè)機(jī)器人

39、機(jī)座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有哪些要求？答：1）要有足夠大的安裝基面，以保證機(jī)器人工作時(shí)的穩(wěn)定性。（2）機(jī)座承受機(jī)器人全部重力和工作載荷，應(yīng)保證足夠的強(qiáng)度、剛度和承載能力。（1分）3）機(jī)座軸系及傳動(dòng)鏈的精度和剛度對(duì)末端執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)精度影響最大。因此機(jī)座與手臂的聯(lián)接要有可靠的定位基準(zhǔn)面，要有調(diào)整軸承間隙和傳動(dòng)間隙的調(diào)整機(jī)構(gòu)。（2分）5.工業(yè)機(jī)器人和操作機(jī)在GB/12643-1997中是如何定義的？答：工業(yè)機(jī)器人定義：“是一種能自動(dòng)控制、可重復(fù)編程、多功能、多自由度的操作機(jī)，能搬運(yùn)材料、工件或挾持工具，用以完成各種作業(yè)”操作機(jī)定義：“具有和人手臂相似的動(dòng)作功能，可在空間抓放物體或進(jìn)行其它操作的機(jī)械裝置”四、計(jì)算題1.試求兩自由度機(jī)器人運(yùn)動(dòng)功能矩陣T0。TT1TT2T0,m1110000100001c000010000100022mC-S011SC01100100010010Sp1a1l巴1100I卜10Cp10100011000001-S00l1000l丫1C000100丫1010001Z20010001100100S100-S1C100001001al0-100l1000l10100001000001000