机械制造装备设计及答案要点.doc

选择1从 20世纪 60年代以来, 世界经济出现了两个重要发展趋势, 一是发达国家进入 B 。 A. 劳动密集型产业时代 B. “后工业社会”和信息时代 C. “夕阳产业”时代 D. 世界制造业中心2从 20世纪 90年代开始,为了对世界生产进行快速响应,逐步实现社会制造资源的快速集 成,要求机械制造装备的柔性化程度更高,采用 D 。 A. “刚性”生产制造模式 B. 柔性制造系统C. 快速可重组制造技术 D. 虚拟制造和快速成型制造技术 3将一种或多种金属或非金属粉末混合,放在模具的模腔内加压成形,再烧结成制品,该模 具称为 D 。A. 冷冲磨具 B. 压铸模具C. 锻压磨具 D. 粉末冶金模具4机床空载并以工作速度运动时,执行部件的几何位置精度称为 B 。A. 几何精度 B. 运动精度C. 传动精度 D. 定位精度5发生线是由切削刃在刀具与工件作展成运动时所形成的一系列轨迹的包络线, 该发生线的 生成方法为 D 。A. 轨迹法 B. 成形法C. 相切法 D. 展成法6要求导轨承载能力大、刚度高、制造简便、检验和维修方便,应选 A 。A. 矩形导轨 B. 三角形导轨C. 燕尾形导轨 D. 圆柱形导轨7具有摩擦系数低、耐磨性高、抗撕伤能力强、低速不易爬行、运动平稳、工艺简单、化学 性能好、成本低等为特点的导轨为 D 。A. 铸铁导轨 B. 镶钢导轨C. 有色金属导轨 D. 塑料导轨8以刚度和精度高,但灵活性差,工作空间范围小为特点的机器人是 D 。A. 关节型机器人 B. 求坐标型机器人C. 圆柱坐标型机器人 D. 直角坐标型机器人9滚齿机床进给量的单位为 A 。A. 毫米 /每转 B. 毫米 /冲程C. 毫米 /分钟 D. 转 /分钟10要求刀库容量较大,当采用多环时,外形较紧凑,占用空间较小,应选 B 。A. 鼓轮式刀库 B. 链式刀库C. 格子箱刀库 D. 直线式刀库填空1_装备制造业 _是一个国家综合制造能力的集中体现。2机电一体化是指机械技术与微电子、传感监测、 _、自动控制和电力电子等技 术,按系统工程和整体优化的方法,有机地组成的最佳技术系统。3摇臂钻床的主参数系列公比为 。4机床刚度是指机床受载时抵抗变形的能力,通常用 _表示。5机床的基本参数包括尺寸参数、运动参数及 _动力 _参数。6工业工程是对人、物料、 _、能源和信息所组成的集成系统进行设计、改善和实施的一门学科。7刀具编码由八个大小直径的圆环便可组成能区别 _255128=-_种刀具,通常全部为 零的代码不许使用。8齿轮处于轴的中部时,应验算齿轮处的挠度,齿轮处于轴的两端附近时,应验算齿轮处的 _倾角 _。9操作机通常由 、手腕、手臂及机座组成。10工业机器人的性能指标按作业要求确定,一般指位姿准确度及位姿 _(点位 控制 。11机器人的自由度数相当于机床的 _,都表示运动的个数。12自由度是表示工业机器人动作灵活程度的参数,以直线运动和回转运动的 _独立运动 _数表示。13取变速箱的公比 f _电动机恒功率的变速范围 dN R , 功率特性图是连续的, 无缺口和无重合。14交流调速电动机额定功率为 18.5kW , 电动机恒功率的变速范围 67. 2=dN R , 取变速箱的 公比 95. 5=f ,则功率特性图中缺口处的功率为 。15直线伺服电动机可直接驱动工作台进行直线运动,使工作台加 /减速度提高到传统机床的 1020倍,速度提高 _34倍 _。16影响传动精度的主要因素是传动系统的设计,传动元件的的制造和 _精度。 17各种类型机床对温升都有一定限制,如高精度机床,连续运转条件下允许温升为 。18双公比变速传动系统是在常规变速传动系统基础上,通过将基本组的 _10=x 增大到 1+2n 演变来的, n 是大于 1的正整数。19工业机器人总体方案的设计方法可以分为分析式设计方法和 _创成式 _设计方法。 20采用公用齿轮时,两个变速组的 _必须相同,尽可能选择变速组内较大的齿 轮为公用齿轮。 问答1主轴变速箱设计中,为什么要遵循“前慢后快”的原则?答:从电机轴到主轴之间总的趋势是降速传动, 在分配各变速祖传动比时, 应前面变速组降 速慢些,后面快些,以使中间传动轴具有较高的转速,以减少扭矩,从而减少传动件尺寸。 2机床导轨应满足那些要求? 答: (1导向精度高。(2 承载能力大、刚度好 (3 精度保持性好 (4 低速运动平稳3若主轴刚度高,支承刚度低,主轴跨距应如何选择?答:主轴跨距应大于最佳跨距 0l ,此时主轴刚度高,主轴综合刚度也高。 4主轴组件前、后支承的精度应如何选择?答:主轴轴承中,前后轴承的精度对主轴旋转精度的影响是不同的,前轴承轴心有偏移 a ,后轴承轴心偏移量为零,由偏移量 a 引起的主轴端轴心偏移为 a a LaL +=1 后轴承轴心有偏移 b ,前轴承轴心偏移量为零,由偏移量 b 引起的主轴端轴心偏移为b b La =1 显然, 前支撑的精度比后支撑对主轴部件的旋转精度影响较大。因此, 选取轴承精度时,前 轴承的精度要选得高一点,一般比后轴承的精度高一级。 5何为计算转速?如何确定进给系统中各传动件的计算转速 ? 答:1主轴或各传动件传递全功率的最低转度。2 进给传动系统中,各传动件的计算转速是其最高转速。分析推导1已知 O i 坐标系空间一点 P (5,4,3绕 Z i 转 90,再 绕 Y i 转 90到 P 点。求 P 点的坐标值。 答: =-=145313451000001000010100134510000100000100101000000100100100 P2试导出一端轴向固定的丝杠拉压刚度表达式?并建立丝杠预拉伸量和预拉伸力的关系式 答:1 11L AELL L AE L AE L A L F K =(m / N 式中:A 螺纹底径处的截面积(mm 2E 弹性模量(钢为:11102=E (2m / N1L 螺母至固定端的距离(m 2 Ed L F AE L F L 2004= 式中:0d 丝杠螺纹底径(m 0F 丝杠预拉伸力(N 3试述进给传动系统设计应满足的基本要求 ?i 图1.P点绕坐标轴的旋转与平移答:1具有足够的静刚度和动刚度。2具有良好的快速响应性。做低速进给或微量进给时不爬行,运动平稳,灵活度高。 3抗振性好。不会因摩擦自振而引起传动件的抖动或齿轮传动件的噪声。 4具有足够宽的调速范围。保证实现所要求的进给量(进给范围、数列 ,以适应不同的加 工要求,能传动较大的转矩。 5传动精度定位精度高。 6结构简单。计算题1.设计平面搬运机器人的运动功能方案,作 业动作功能要求将工件 W 从 a 平面搬运 到 b 平面上, 手抓抓取工件 Xw 方向 (工件 窄方向 ,如图所示。试根据运动功能式 (O /X Y Z /M 建立四自由度直角坐标机器人运动功能矩阵 T 0,m 。答:(1变成基准状态后,建立运动功能矩阵T 0,m :-=1000000001100100001000100010001100010001000110001000100013344344221100, 44, 33, 22, 11, 0, 0c C S S C c b C S a S C Z b a c Y a c b X T T T T T T m m 式中:180=, w w C cos =, 44cos =C , 44sin =S (2求出运动功能矩阵 T 0,m :+-+-+=+-+-=10010000100000130234412344013023444123444, 0Z c c c c Y b b b C S X a a a S C Z c c c c C S Y b b b S C C C SX a a a S S C S C T m 2.图示为由圆锥齿轮传动所构成的三自由度的机械传动 手腕的机构简图,试求当 C 轴不转, A 、 B 轴以相同方向图2.搬运机器人旋转时,手抓绕轴的回转运动 n 5。 答:(1 A 轴单独旋转时,A n Z Z Z Z n 42315=(2 B 轴单独旋转时,B n Z Z n 797=3Z 、 4Z 为行星传动:347573Z Z n n n n -=- 03=n , 7443 5n Z Z Z n +=, B n Z Z Z Z Z n 794435 (+= B A n Z Z Z Z Z n Z Z Z Z n n n 794434231555 (+-=-= 综合应用1. 设计一台 12级转速的车床主传动系统,主轴最高转速为 4250max =n r/min。要求采用 转速为 3000/1500/750 r/min的三速电机。(1求出公比 。(2写出结构式并验算最后变速组的变速范围。 (3分配降速比。 (4画出转速图。 答:(1公比 :4750300013(2 1(=-p x r 电 ; 1.414= (2结构式:61222312= 最后变速组的变速范围:881.4112(61(=-p x r 合格(4分配降速比1min max -=z n n n R ; 9741. 142501121max min =-z n n r/min, (标准转速 95 r/min 42066min111141. 119575011 =n n 电 (5绘制转速图采用三速电机的车床主传动系统电2通过受力分析，求连杆杠杆式回转型夹持器中，夹紧力 FN 和驱动力 FP 之间的关系式， 并讨论该回转型夹持器的特性。 答： （1）受力分析如图所示 （2）推导计算； Fp Fp tan = 2 ； F p = 2 tan Fp F p c = FN b FN = F p c b = Fp c 2b tan （3）讨论该夹持器的特性：