機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)習(xí)題

1.鉆床的主運(yùn)動(dòng)參數(shù)為主軸的轉(zhuǎn)速，品的主參數(shù)應(yīng)盡可能采納優(yōu)先數(shù)系。

2.幫助支承和可調(diào)支承的區(qū)分幫助支承起定位作用，可調(diào)支承不起定位作用。

3.產(chǎn)品系列化設(shè)計(jì)的“三化”是指系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化.

4.磨床的主運(yùn)動(dòng)是指砂輪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

5.主軸的變速范圍是指主軸的盤大疊速與最小轉(zhuǎn)速的比值。

6.有級(jí)變速主軸轉(zhuǎn)速一般按等比級(jí)數(shù)排列。

7.進(jìn)給系統(tǒng)中，各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速是最高轉(zhuǎn)速。

8.機(jī)床支承件常用的材料是鑄鐵°

9.設(shè)計(jì)分級(jí)變速箱時(shí)，變速箱公比取大于電動(dòng)機(jī)的恒功率調(diào)速范圍，變速箱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，主傳動(dòng)系功

率特性圖缺口。

10.專用機(jī)床夾具至少必需由定位裝置、夾緊裝置和底座三個(gè)基本部分組成。

11.在夾具中采納偏心輪夾緊工件比用螺旋壓板夾緊工件的動(dòng)作但其自鎖性要比后者差。

12.料倉(cāng)式上料裝置的基本組成是料倉(cāng),隔料器,上料器,上料桿和卸料桿°

13.在選擇機(jī)床主軸滾動(dòng)軸承時(shí),后軸承精度常比前軸承精度—。

14.磨床運(yùn)動(dòng)功能圖的運(yùn)動(dòng)功能式為W/CfZfXfBaCp/T。

15.無(wú)論是方形、圓形或矩形，空心截面的剛度都比實(shí)心截面的_壟，圓形截面的抗扭剛度比方形截

面大，抗彎剛度比方形截面_小-o

二、計(jì)算題:(10%)

工件定位的三種方案如圖所示,要求加工表面DB距孔尺寸為A,試分析計(jì)算各種定位方案的定位誤差?哪

種定位方案較好？

Z

O

+OI

O

I

解:(1)4)=0.4+0.17/2sin45c=0.52〃叼

(2)AD=0.4+0.17/2=0.485mm

(3)AD=0.4+(0.17+0.17+0.08)=0.82mmB方案較好。

三、分析題：(15%)

設(shè)計(jì)升降臺(tái)銃床主傳動(dòng)系統(tǒng),(p=1.41,主軸轉(zhuǎn)速為n=45~2000r/niin,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為%i=1440r/min。

(1)寫出結(jié)構(gòu)式(2)畫出轉(zhuǎn)速圖

1.答:十二級(jí)轉(zhuǎn)速為：

45r/min,63r/min,90r/min,125r/min,180r/min,250r/min,355r/min,500r/min,710r/min,

lOOOr/min,1400r/min,2000r/min

12=31X23X26

2.某機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速圖如圖所示，若主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速為160r/min,要求確定各中間傳動(dòng)軸及各齒輪的計(jì)算

轉(zhuǎn)速。

答：1）各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：

IV軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為160i7min,ID軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為160r/min,II軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為250r/minI軸的計(jì)算轉(zhuǎn)

速為630r/min。

2）齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速：

IH-IV軸之間,Zu齒輪為250r/min,II-HI之間，Z7齒輪為400r/min,I-11軸之間,Z1齒輪為630

r/min。

四、問答題：（55%）

1.如圖所示，傳動(dòng)軸二端是什么軸承,軸向力如何傳遞?軸承間隙如何調(diào)整？（8酚

答:軸的二端用的是圓錐滾子軸承，軸向載荷由二端承受，通過(guò)軸、軸承內(nèi)圈、軸承外圈、箱蓋傳到箱體。

通過(guò)調(diào)整螺釘2,壓蓋1及鎖緊螺母3來(lái)調(diào)整滾子軸承的間隙。

2.說(shuō)明下圖背輪機(jī)構(gòu)避開高速空轉(zhuǎn)的措施。（7%）

4.指出圖中的設(shè)計(jì)有什么不正確的地方,并提出改進(jìn)意見。（8%）

5.CNC型車床主軸部件如下圖，前后軸承采納什么軸承?軸向載荷如何承受?這種配置的主軸部件適用于什

么場(chǎng)合?為什么？（8%）

答：主軸前支承采納雙列圓柱滾子軸承承受徑向載荷和角接觸雙列球軸承承受二個(gè)方向的軸向載荷,后

支承采納雙列圓柱滾子軸承承受徑向載荷,這種軸承配置適用于中等轉(zhuǎn)速和切削負(fù)荷較大,要求剛度高

的機(jī)床。

6.說(shuō)明塊狀零件的自動(dòng)定向方法。（6%）

答：二次定向，第一次定向零件進(jìn)入定向溝（2分）其次次定向通過(guò)檔板，使工件定向?yàn)槎虉A柱向下。

表3?5標(biāo)準(zhǔn)公比程

<p1.061.121.261.411.581.782

rro9T62orionorib20rib

75yno423空啖2

5.7%ii%21%29%37%44%50%

與1.06關(guān)系I.0611.0621.0641.066I.0681.06'°1.0612

表3-6標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列

12481631.563125250500100020004000800()

1.062.124.258.51733.5671322655301060212042508500

1.122.244.59.01835.5711402805601120224045009000

1.182.364.759.51937.5751503006001180236047509500

1.252.55.01020408016031563012562500500010000

1.322.655.310.621.242.58517033567013202650530010600

1.42.85.611.222.4459018035571014002800560011200

1.53.06.011.823.647.59519037575015003000600011800

1.63.156.312.5255010020040080016003150630012500

1.73.356.713.226.55310621242585017003350670013200

1.83.557.114285611222445090018003550710014100

1.93.757.51530601182364759501900375075001500()

一、填空題

1、工件表面的形成原理是：通過(guò)機(jī)床上刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而形成.

2.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)可分為創(chuàng)新設(shè)計(jì)、變型設(shè)計(jì)和模塊化設(shè)計(jì)（組合設(shè)計(jì)）等三大類型。裝備系列化產(chǎn)品中的“基

型產(chǎn)品”通常采納創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法完成。

3、擴(kuò)大機(jī)床傳動(dòng)系變速范圍的方法有增加變速組、采納背輪機(jī)構(gòu)、采納雙公比的傳動(dòng)系、采納分支機(jī)構(gòu)四種

方法。

4、牢靠度是牢靠性的度量化指標(biāo)，是指產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定任務(wù)的概率。

5、進(jìn)給傳動(dòng)系設(shè)計(jì)應(yīng)滿意的基本要求包括：具有足夠的靜剛度和動(dòng)剛度、具有良好的快速響應(yīng)性、抗振性好、具有足

夠?qū)挼闹e速范圍、進(jìn)給系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和定位精度高,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，加工和裝配工藝性好。

6、主軸部件的傳動(dòng)方式有齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。

7、機(jī)械制造過(guò)程是從原材料開頭，經(jīng)過(guò)熱、冷加工，裝配成產(chǎn)品，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)試和檢測(cè)、包裝和發(fā)運(yùn)的

全過(guò)程，所使用的裝備類型繁多，大致可劃分為加工裝備、工藝裝備、倉(cāng)儲(chǔ)傳送裝備和幫助裝備四大類。

8、在主變速傳動(dòng)系中，擴(kuò)大傳動(dòng)系變速范圍的方法有增加變速組；采納背輪機(jī)構(gòu)；采納雙公比的傳動(dòng)系；采納分支

傳動(dòng)。

9、在40度角接觸球軸承、雙列短圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承、推力軸承中，同時(shí)能承受徑向力和軸向載荷的軸承

有角接觸軸承、圓錐滾子軸承,只能承受徑向載荷的軸承有雙列圓柱滾子軸承，只能承受軸向載荷的軸承有

力軸承,

10、機(jī)床運(yùn)動(dòng)安排式和機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能式的區(qū)分在于是否確定“接地”位置；對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)安排式進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，通常

依據(jù)“避重就輕”的原則進(jìn)行評(píng)價(jià)。

二、簡(jiǎn)答題

1、請(qǐng)簡(jiǎn)述主變速傳動(dòng)系設(shè)計(jì)的一般原則。

答：1,傳動(dòng)副前多后少原則

主變速傳動(dòng)系從電動(dòng)機(jī)到主軸，通常為降速傳動(dòng)，接近電動(dòng)機(jī)的移動(dòng)件轉(zhuǎn)速較高，傳遞的轉(zhuǎn)矩較小，尺寸小?些;

反之，靠近主軸的傳動(dòng)件轉(zhuǎn)速較低，傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，尺寸就較大。因此在制定主變速傳動(dòng)系時(shí)，應(yīng)盡可能將傳動(dòng)副

較多的變速組支配在前面.，傳動(dòng)副數(shù)少的變速組放在后面.，使主變速傳動(dòng)系中更多的傳動(dòng)件在高速范圍內(nèi)工作，尺寸

小一些，以便節(jié)約變速箱的造價(jià)，削減變速箱的形狀尺寸。

2.傳動(dòng)挨次與擴(kuò)大挨次相全都的原則

變速組的擴(kuò)大挨次與傳動(dòng)挨次全都，即基本組在最前面，依次為第一擴(kuò)大組，其次擴(kuò)大組，各變速組的變速范圍

漸漸擴(kuò)大。

假如不滿意該原則，則在傳遞相同功率的狀況下，受的轉(zhuǎn)矩更大，傳動(dòng)件的尺寸更大，從而影響變速箱的造價(jià)和

形狀尺寸。

3.變速組的降速要前慢后快,中間軸的轉(zhuǎn)速不宜超過(guò)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速

從電動(dòng)機(jī)到主軸之間的總趨勢(shì)是降速傳動(dòng)，在安排各變速組傳動(dòng)比時(shí)，為使中間傳動(dòng)軸具有較高的轉(zhuǎn)速，以削減傳動(dòng)

件的尺寸，前面的變速組降速要慢些，后面變速組降速要快些，也就是露田之成小之外.。但是，中間軸的轉(zhuǎn)速不應(yīng)過(guò)

高，以免產(chǎn)生振動(dòng)、發(fā)熱和噪聲。通常，中間軸的最高轉(zhuǎn)速不超過(guò)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

2、機(jī)床主傳動(dòng)系的傳動(dòng)方式主要有哪兩種？其各自的特點(diǎn)是什么？

答：主要有集中傳動(dòng)方式和分別傳動(dòng)方式

L集中傳動(dòng)方式

1)主傳動(dòng)系的全部傳動(dòng)和變速機(jī)構(gòu)集中裝在同一個(gè)主軸箱內(nèi)，稱為集中傳動(dòng)方式。

2〕通用機(jī)床中多數(shù)機(jī)床的主變速傳動(dòng)系都采納這種方式。適用于一般精度的大中型機(jī)床，結(jié)構(gòu)緊湊，便「實(shí)現(xiàn)

集中操縱，安裝調(diào)整便利。缺點(diǎn)是運(yùn)轉(zhuǎn)的傳動(dòng)件在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的振動(dòng)、熱量，會(huì)使主軸產(chǎn)生變形，使主軸回轉(zhuǎn)

中心線偏離正確位置而直接影響加工精度。

2,分別傳動(dòng)方式

1)主傳動(dòng)系中的大部分的傳動(dòng)和變速機(jī)構(gòu)裝在遠(yuǎn)離主軸的單獨(dú)變速箱中，然后通過(guò)帶傳動(dòng)將運(yùn)動(dòng)傳到主軸箱

的傳動(dòng)方式，稱為分別傳動(dòng)方式。

2)特點(diǎn)是變速箱各傳動(dòng)件所產(chǎn)生的振動(dòng)和熱量不能直接傳給或少傳給主軸，從而削減主軸的振動(dòng)和熱變形，

有利于提高機(jī)床的工作精度。運(yùn)動(dòng)由皮帶經(jīng)齒輪離合器直接傳動(dòng)，主軸傳動(dòng)鏈短，使主軸在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)比較平穩(wěn)，

空載損失??；當(dāng)主軸需作低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，運(yùn)動(dòng)則由皮帶輪經(jīng)背輪機(jī)構(gòu)的兩對(duì)降速齒輪傳動(dòng)后，轉(zhuǎn)速顯著降低，達(dá)到擴(kuò)

大變速范圍的目的。

3、在機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)中，模塊化設(shè)計(jì)的主要優(yōu)點(diǎn)有哪些？

答：

(1)便于專心技術(shù)設(shè)計(jì)性能更好的模塊，取代原有舊的模塊，提高產(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，加速產(chǎn)品的更新?lián)Q代；

(2)只需要更換部分模塊，或設(shè)計(jì)制造個(gè)別模塊和專用部件，便可快速滿意用戶提出的特別訂貨要求，大大縮

短設(shè)計(jì)和供貨周期；

(3)有利于采納成組加工等先進(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)施如發(fā)生故障，只需要更換相關(guān)模塊，維護(hù)修理更為便利，對(duì)生產(chǎn)

影響少。

三、分析題（本大題共3小題，各小題分別為10分、10分、16分，共36分）

1、某數(shù)控車床，主軸最高轉(zhuǎn)數(shù)〃皿=3000r/min,最低轉(zhuǎn)數(shù)/為〃=35r/min,計(jì)算轉(zhuǎn)速〃,產(chǎn)180r/min,采納直流電動(dòng)機(jī),

電動(dòng)機(jī)他額定轉(zhuǎn)速為〃產(chǎn)1500r/min,最高轉(zhuǎn)速為4000r/min,試設(shè)計(jì)分級(jí)變速箱的傳動(dòng)系統(tǒng)，畫出其轉(zhuǎn)速圖。

解：Rn=3000/180=16.67,

Rd=4000/1500=2.67,Rn=①E

取Z=2,0=16.67/2.67=6.24

轉(zhuǎn)數(shù)圖

2、簡(jiǎn)述速度型、剛度型、剛度速度型主軸軸承配置

形式的特點(diǎn)，并指出下圖為哪種配置形式。

答：

1）速度型。主軸前后軸承都采納角接觸球軸承（兩聯(lián)或三聯(lián)）