机械制造装备基础模拟题(DOC)

1、2. p89 题 1-33. 例 5-1 例 5-24. 习题 5-11 5-14二、填空1 20 世纪末，世界已进入 知识 经济时代。2加工后零件对理想尺寸、形状和位置的符合程度，称谓_加工精度 。3普通车床的主参数是在床身上的 最大回转直径 。4进行产品的系列设计通常从 基型 产品开始。5机床 _抗振能力 是指机床在交变载荷作用下，抵抗变形的能力。6快速运动电动机 起动 时消耗的功率最大。7影响机械制造装备加工精度的因素很多，与机械制造装备本身有关的因素有 几何精度、传动精度、运动精度、定位精度和 _低速运动平稳性 等。8 正常人人耳能够听到的最小声压称为听阈，其值等于 2X 10-5Pa

2、。9国产的GGB型直线滚动导轨副由制造厂用选配 同直径钢球_的办法确定间隙或预紧。10导轨间隙常用压板、 镶条 _来调整。11 主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷、 _低速 转动条件下，在安装工件或刀具的主轴部位的径向和端面圆跳动。12在自动换刀装置中，蜗杆、蜗轮传动采用 单头双导程 蜗杆消除啮合间隙。13在数控机床进给系统中，齿轮传动间隙的消除有刚性调整法和 柔性调整法两类方法。14用垫片式调整滚珠丝杠螺母副的间隙时，通过改变 垫片的厚薄 来改变两螺母之间的轴向距离，实现轴向间隙消除和预紧。15导轨的卸荷方式有 _机械卸荷 _、液压卸荷和气压卸荷。 16在机器人关节坐标轴轴线位置的选取中，对

3、于回转关节，取 Zi 与 i 关节的轴线重合。17齐次坐标变换矩阵、是将°R和_°Ri合写在一起表示。18. 在末端执行器上所夹持工件的角速度3是所有回转关节的角速度R _ 的矢量和。19. 升降台铣床的主参数是工作台工作面的宽度，主要性能指标是工作台工作面的 长度。2°.各种类型机床对温升都有一定限制，如精密机床，连续运转条件下允许温升为 _152°C。1. 机械制造业的生产能力和发展水平标志着一个国家和地区国民经济 现代化的程度。2. 适应控制分约束适应控制、最佳适应控制和 _学习适应控制 _等。3. 摇臂钻床的主参数是 最大钻孔直径 。4. 在系列

4、型谱中， 结构最典型、应用最广泛的是所谓的 “基型产品”。5. 当运动部件低速运动时，主动件匀速运动，从动件往往出现明显的速度不均匀的跳跃式运动，这种现象，称为 爬行。6. 工业机器人额定负载主要根据作用于机械接口处的力和_力矩来确定。7. 额定负载是指在机器人规定的性能范围内，机械接口处所能承受的负载的 _允许值 。8 摇臂钻床的主要性能指标是主轴中心线至立柱母线的 最大距离。9机床的几何精度是指机床空载条件下，在不运动或运动速度较低时各主要部件的形状，相互位置和 相对运动 的精确程度。10机床的抗振性包括两个方面： 抵抗受迫振动和抵抗 自激振动 的能力。11传动轴通过轴承在箱体内轴向固定的

5、方法有一端固定和_两端固定 两类。12滑动导轨间隙常用 压板 和镶条来调整。13目前在刀架的定位机构中， 多采用锥销定位和 端面齿盘 定位。14滚珠丝杠常采用预拉伸方式，以提高其拉压刚度和补偿其_热变形 。15一般可取机器人处于机械原点时的状态作为基准状态。也可以取机器人各 关节轴线与基座直角坐标系轴线 _平行 时的状态作为基准状态。16吸附式末端执行器（又称吸盘） ，有气吸 式和磁吸式两种。17双公比变速传动系统是在常规变速传动系统基础上，通过将基本组的级比 指数增大到 1+2n 演变来的， n 是大于 1 的正整数。18机械手的手爪在抓住刀具后还必须有 锁刀 功能，以防止换刀过程中掉刀或刀

6、具被甩出。19三联滑移齿轮的最大和次大齿轮之间的齿数差应大于或等于 4，以保证滑移时齿轮外圆不相碰。20直线伺服电动机可直接驱动工作台进行直线运动，据文献介绍，它的最大 进给速度可达到 100m/min，最大加 / 减速度为 18g。导轨按运动性质可分为： 、 、 机床夹具的组成部分为 、 、 变速组根据变速扩大情况可分为 和在主轴组件上常用的滚动轴承类型有：、组合机床总体设计包括三图一卡，分别是1. 铣床夹具中定位键的作用是 和2. 电动机功率的确定方法常有： 、3. 变速组根据变速扩大情况可分为 和4. 在主轴组件上常用的滚动轴承类型有：、5. 机床运动包括： 、 、选择题工件以平面定位，

7、若定位面为已加工面，选用的支承钉应用（A、球头型； B、平头型； C、齿纹型； D、任意型。2.小锥度心轴限制工件的（自由度。3.点； B三占. C八、四点；D 、五点。F列钻模板钻孔精度最高的是（A、固定式钻模板;、铰链式钻模板;C、分离式钻模板;、可卸式钻模板。4.多点接触的浮动支承限制工件的。自由度。5.6.7.点； B点； C三点； D 、不限制。主运动变速传动系统设计时，下列齿轮极限传动比限制正确的是（11A、U min 二；B、U min ； C、U max 2.5 3；24用于通用机床主传动之中的机床输出轴转速数列是：D、U max3 3.5。A、按等比级数排列;C、按泰勒级数排

8、列；B、按等差级数排列;D、无规则排列。以下几种材料最适合中等精度、转速的主轴材料是（A 45 钢；B、40Cr； C、轴承钢 GCr15; D、20CrMnT。8.F列钻套钻孔精度最高的是（）A、固定钻套；B、可换钻套；C快换钻套；D、小孔钻套。9. 定位机构的安装位置对滑移件定位精度的影响不同，定位机构布置在（。上的位置精度最高。A、操纵件上；B、执行件上；C、滑移件上；D、控制件上。10. 假设计 1.41，以下几种12级转速的变速系统方案，其最佳结 构式为（。°A 12=3 X 2oX 22；B 、12=3）X 2/ 22；C、12 = 31X 22X 2o；D 、12=32

9、X 21X 2o°四，简答题：1、采用背轮机构的特点是什么？2, 导轨功能是什么？3、对支承件的基本要求是什么？4、数控机床对进给系统的要求有哪些？5、如何确定制动器安装位置？6、行星轮系装配后能正常运转条件是什么？7、卷料送料机构如何组成？有何作用？8、机器人手部设计要求是什么？9、夹紧力作用点的选择原则是什么？10、保证一批工件在夹具中足够的定位精度应考虑哪两个方面因素？产生定位 误差的原因是什么？11、总体布局是指确定机床的组成部件以及各部件和操纵、控制机构在整台机 床中的配置，并作出机床的总联系尺寸图。12、运动参数是指专机的主运动和辅助运动的执行件的运动速度、位移、轨迹 等

10、，如主轴、工作台、刀架等执行件的运动速度。13、主轴部件：是由主轴、主轴轴承和安装在主轴上的传动件、密封件等组成。14、顺序变速是指各级转速的变换按一定的顺序进行，即从某一转速转换到按 顺序为非相邻的另一种转速时，滑移齿轮必须按顺序经过中间各级转速的啮合 位置。15、工艺基准：零件在加工、检验和装配过程中所采用的基准，称为工艺基准。16、数控工具系统：是机床主轴到刀具之间的各种连接刀柄的总称，其主要作 用是连接主轴与刀具，使刀具达到所要求的位置与精度，传递切削所需扭矩及 保证刀具的快速更换。17、什么叫加工示意图？18、什么叫转速图？19、定位误差定义是什么？有几部分组成？20、计算转速是什么

11、？有何意义？21机床夹具功用是什么？主要由哪几部分组成？（6分）22画图说明为何在选择机床主轴滚动轴承时，前轴承精度常比后轴承高一级？23试述确定标准公比的原则？答：因为转速由“min至nmax必须递增，所以公比应大于1；为了限制转速损失的最大值Am ax不大于50%则相应的公比 不得大于2,故12 ；为了使用记忆方便，转速数列中转速呈 10倍比关系，故 应在E110（ E1为正整数）中取数；如采 用多速电动 机驱动，通常电动机 为（3000/1500）r/min 或（3000/1500/750）r/min，故 也应在 E-2 （ E2为正整数）中取数。（1分）24. 试确定机床的最高转速nm

12、ax和最低nmin转速？答：按照典型工序的切削速度和刀具（工件）直径，可由下式算出机床的最高 转速nmax和最低门皿山转速：n maxlOOOVmaxd minr/min（1 分）n min1000Vminr/min（1 分）max式中Vmax、Vmin可根据切削用量手册、现有机床使用情况调查或切削试验确定。dmax、dmin不是机床上可能加工的最大最小直径，而是指实际使用情况下，采用Vmax、Vmin时常用的经济加工直径。（1分）25. 对于普通机床，如何确定常用的经济加工直径dmax、dmin ?答：对于普通机床 dmax KD （ 1分）d minRd d max （ 1 分）式中：D为

13、机床能安装的最大工件直径，卧式车床：K 0.5，摇臂钻床：K 1.0，Rd 0.2 0.25 （1 分）26. 在机床分级主轴变速箱设计中，如何选用公比 ？答：（1）对于通用机床，辅助时间和准备结束时间长，机动时间在加工周期中 占的比重不是很大，转速损失不会引起加工周期过多的延长，为了机床变速箱结构不过于复杂，一般取1.26或1.41等较大的公比；（1分）（2）对于大批大；大批大量生产的专用机床、专门化机床及自动机，情况却相反，通常取1.12或1.26等较小的公比；（1分）（3）对于非自动化小型机床，加工周期内切削时间远小于辅助时间，转速损失大些影响不大，常采用 1.58、1.78甚至2等更大

14、的公比，以简化机床结构。（1分）27. 在设计机床传动系统时，如何限制齿轮的最大传动比Umax和最小传动比Umin及各传动组的最大变速范围Rmax ?答：（1）设计机床主传动系统时，为避免从动齿轮尺寸过大而增加箱体的径向尺寸，一般限制直齿圆柱齿轮的最小传动比 U主min 1/4，为避免扩大传动误差，减少振动噪声，一般限制直齿圆柱齿轮的最大升速比U主max 2。斜齿圆柱齿轮传动较平稳，可取U主max 2.5。（ 1分）（2）各传动组的最大变速范围为 R主max U主max九主min （2 2.5） /0.25810 （ 1分）（3）设计机床进给传动系统时，由于转速通常较低，传动功率小，零件尺寸也

15、较小，上述限制可放宽为U进max 2.8，U进min 1/5，最大变速范围为R进max 14（1分）28. 主轴变速箱设计中，为什么要遵循“前多后少”的原则？ （3分）答：（1）主变速传动系统从电动机到主轴，通常为降速传动。接近电动机传动 件转速较高，根据公式M 9550 N可知，传动的转矩M较小，尺寸小些；（1分） n（2） 反之，靠近主轴的传动件转速较低，传递的转矩较大，尺寸较大。（1分）（3）因此，在拟定主变速系统时，尽可能将传动副较多的变速组安排在前面， 将传动副较少的变速组安排在后面，使主变速传动系统中更多的传动件在高速范围内工作，尺寸小些，以便节省变速箱的造价，减少变速箱的外形尺寸

16、。（1分）29. 机床主传动系统设计中，扩大变速范围的方法有哪些？ （3分）答：（1）增加变速组；是扩大变速范围最简单的方法，但增加的变速组的级比 指数不得不小于理论值，导致部分转速重复。（2）采用背轮机构 高速直连传动时，应使背轮脱开，以减少空载功率损失、 噪声和发热及避免超速现象。（3）采用双公比的传动系统（4）采用分支传动30. 试述变速箱内传动轴的轴向固定方法及特点？ 答：有一端固定和两端固定两种，（1分）采用单列向心球轴承时，可以一端固定也可以两端固定； 米用圆锥滚子轴承时，则必须两端固定。（1分） 一端固定的优点是轴受热后可以向另一端自由伸长，不会产生热应力，因此， 宜用于长轴。3

17、1若主轴刚度低，支承刚度高，主轴跨距应如何选择？ （3分）答：可选主轴跨距略小于最佳跨距10 （2分）此时主轴综合刚度主要受轴承影响， 即轴承支撑刚度高，主轴综合刚度也高。（1 分）32.回转型夹持器与平移型夹持器各有何特点？（3分）答：（1）回转型夹持器结构较简单，但所夹持工件直径有变动时，将引起工件 轴线的偏移；（2分）（2）平移型夹持器结构较复杂、体积大、制造精度要求高，但工件直径变化不影响工件轴心的位置（1分）五、分析题1、如图所示工件的定位方式，已知工件直径D 90。°.2 mm B 35oO.3 mmA 4Oo025 mn,450，试计算、分析此定位方案能否满足加工尺寸A

18、的精度要求。若不能，应怎样改进，画图示意改进方法。（16分）1）.误差分析及计算 此定位方式属多基准定位。直接求出定位过程中一批工件工序基准在工序尺寸 A方向上的最大位置变动量，即为尺寸 A的定位误差 D,W。见图，当工件直径D和B均为最小值时，工序基准处于最低位置 O,当工件 D和B均为最大时，工序基准处于最高位置 Q,定位误差厶d,w为OQ在工序尺寸 方向的投影00。贝2）.判断 由于S a =0.25mm,A d,w> S a，所以不能满足尺寸 A的加工要求。3）.提改进方法 画图示意。2、根据以下工件某工序的加工要求，请分析其理论上应限制的自由度，并选择定 位元件，指出这些元件实

19、际上限制了哪些自由度。1 钻© 8孑L2. 铣平面3、下图所示小轴铣缺口，工件以外圆42°o.1在V型块上定位，若工序尺寸标注为A1 （或A2、A3）; H1 （或H2、H3，试分别计算确定它们的基准不重合误差 B、基准位移误差 Y和定位误差 D,并将计算结果填入下表。工序尺寸 B YDH143）.试述根据什么原则选择支撑件的截面形状，摇臂钻床摇臂的截面为何种形状，为什么为该形状？ （ 4分）答：（1）无论是方形、圆形或矩形空心截面的刚度都比实心的大，同样截面形 状和面积，外形尺寸大而壁薄的截面比外形尺寸小而壁厚的截面的抗弯刚度和 抗扭刚度都高；（1分）（2） 圆（环）形截

20、面抗扭刚度比方形的好，而抗弯刚度比方形的低；（1分）（3） 封闭界面的刚度远大于开口截面的刚度，特别是抗扭刚度；（1分）（4）摇臂钻床摇臂在加工时，即受弯又受扭，因此选非圆非方空心封闭形状。 且高度尺寸大于宽度尺寸。俗称“耳朵”形。（1分）& 3试证明三联滑移齿轮的最大和次大齿轮之间的齿数差应大于或等于4。（4分)I,1'1*1'*八答：a 口 乙)-m(z2 2ha) -m(z! 2ha) (2 分)因为h；1所以(Z1 Z；) (Z22) (z12)因此z1 z24( 2分)六、转速图设计1、根据图2所示Z3040摇臂钻床主传动系统转速图，回答下列问题？ （ 13分

21、）（1）写出其结构式：（2分）.写出V-切轴间变速组的变速范围公式及 其大小（2分）.写出切轴变速范围公式及其大小（1 分） .找出轴111切的计算转速（4分）（5）.找出V轴上齿轮的计算转速：（4分）答：（1）结构式：1622 25 24 28 ;图3.Z3040摇臂钻床主传动系统2000125080063050040031525020016012510080634025(3) Rn兀尿2(2 1)5(2 1)4(2 1)8(2 1)191.261980.7或Rnnmaxnmin20002580 ；（2）r x（p1）1.268（21）6.35 ；轴号IIIIVVnc50020010080齿

22、轮Z20Z61Z44Z34nc315P100100250 1N电15（4）2、某数控车床，主轴最nmax 4000 r/min ，最nmin 40 r/min。采用直动机，电动机功率kW电动机额定转速nd1500 r/min，最高转速 ndmax 4500 r/min。试设计分级变速箱传动系统（要求无功率缺口） 。（ 13分）（1）确定主轴计算转速。（2分）（2）确定变速级数z和公比f。（ 4分）（3）确定主电动机最低转速。（2分）（4）画出转速图和功率特性图。（5分）0.34000 03答:(1) njn minn maxi40 4000159.24 r/min(2 分)n min40RnN

23、nmax4000ndmax 450025.12;RdN3:nj159.24nd1500z 1 fRnN25.128.37 (2 分)RdN3当z2时，f8.37RdN有功率“缺口” ；当z3时，f2.89RdN无功率“缺口”，但降速比15009.42，如果带轮159.24部分降速比为2,仍有降速比4.71>4不可选用；当z4时，f2.03RdN无功率“缺口”，可选用。（2分）(3)njnd；nd minnmin nd1500 40 376.79 r/min（2分）nminnd minnj159.242）分配降速比376远4011113.170.17123）验算最后变速组变速范围：rx(p 1)2.032(2 1)4.1合格4）绘制转速图（5分）3、设计一台12级转速 的车床主传动系统，主 轴最高转速为n max= 1500 r/min。要求采用转速为1500/750 r/mi n 的双速 电机。（1）.写出结构式电In山（2）.求出公比某数控车床主传动系统（3）.验算最后变速组的变速范围（4）.分配降速比（5）.画出转速图答：（1）结构式：12 23 31 2e （2 分）（4） 1）分级变速箱传动系统结构式：4 2i 22公比1500?50x(p 1)3(2 1)2；3 21