《机械制造装备设计》模拟试题1答案

1、机械制造装备设计模拟试题1参考答案一、选择（10分，每小题1分）1 .采用“少品种、大批量”的做法，强调的是“规模效益”，这种制造模式被称为A 。A. “传统模式”B.“精益生产”C. “敏捷制造”D.“精益一敏捷一柔性”2 .利用工具电极与工件之间的放电现象从工件上去除微粒材料达到加工要求的机床，称为C 。A.电火花线切割机床B.电解加工机床C.电火花加工机床D.电子束加工机床3 .利用一套标准元件和通用部件按加工要求组装而成的夹具，称为 A 。A.组合夹具B.专用夹具C.成组夹具D.随行夹具4 .使用要求相同的零部件按照现行的各种标准和规范进行设计和制造，称为C 。A.产品系列化B.结构典

2、型化C.标准化D.零部件通用化5 .机床传动系统各末端执行件之间的运动协调性和均匀性精度，称为 C 。A.几何精度B.运动精度C.传动精度D.定位精度6 .要求导轨导向性好，导轨面磨损时，动导轨会自动下沉，自动补偿磨损量，应选B 。A.矩形导轨B.三角形导轨C.燕尾形导轨D.圆柱形导轨7 . 一个运动功能式为 O/XYZ /M的四自由度搬运机器人是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8 . 一个料斗同时向几台机床供料时，通常使用D 。A.上料器B.隔料器C.减速器D.分路器9 .磨床进给量的单位为C 。10.机床主运动空转时由于传动件摩擦、称为C。A

3、.切削功率B.C.空载功率D.二、填空（20分，每小题1分）1. 20世纪末，世界已进入 期迟搅油、空气阻力等原因使电动机消耗的一部分功率,机械摩擦损耗功率额定功率经济时代。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

4、称为听阈，其值等于 2X 10-5 Pa。9 .国产的GGB©直线滚动导轨副由制造厂用选配 不同直彳S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、 低逵转动条件下，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

5、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，对于回转关节，取 Z 与i关节的轴线重合。17 .齐次坐标变换矩阵0T1是将0P1和 Ml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是所有回车t关节的一角速度R 的矢量和。19 .升降台铳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氏ft。20 .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1520 C 。三、问答（15分，每小题3分）1 .试述确定标准公比的原则？答：因为转速由nmin至nmax必须递增，所以公比应大于1 ； （ 1分）为了限制转速损失的最大值 Amax不大

6、于50%则相应的公比不得大于2,故12； （1分）为了使用记忆方便，转速数列中转速呈10倍比关系，故 应在 汴（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'/2 （ E?为正整数）中取数。（1分）2 .试确定机床的最高转速 nmax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nmin转速:n max1000Vmaxdminr/min（1分）n min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

7、试验确定。d max、d min1000vmin" r/min （1 分） d max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）3 .对于普通机床，如何确定常用的经济加工直径dmax、dmin?mi axHin答：对于普通机床 dmax KD （1分）d minRd d max （1 分）式中：D为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,Rd0.2 0.25 （1 分）4 .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

8、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等更大的公比，以简化机床结构。（1分）5.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

9、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max2。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maxu主max/u主min（22.5）/0.25 810 （1分）mh iaxh iaxiin（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）四、分析推导（12分，每小题3分）1 .试述图1所示谐波减速器工作原理，求出当波发生器主动，刚轮固定，柔轮从动时的

10、传动比 iHR ?（4 分）答：（1）柔轮在波发生器作用下变成椭圆，使 其长轴两端的齿与刚轮完全啮合，短轴完全脱 开，其余的齿视回转方向的不同分别处于“啮 入”、“啮处”状态，由于柔轮比刚轮少两个齿， 当波发生器连续回转时，啮入啮出区将随着椭 圆长短轴的相位的变化而依次变化，于是柔轮 就相对于不动的刚轮沿波发生器转向相反的方 向作低速回转。（2分） nG_nH_ zRnR nH Zg当刚轮固定时，nG 0则传动比为：iGR 也 Zr （2分） nRZg Zr2 .试述采用齿差式调整滚珠丝杠间隙的方法，求出两螺母相对轴向位移 S0 ?（4分）答：（1）左右螺母法兰盘外圆上制有外齿轮，齿数 常相差

11、1。这两个外齿轮又与固定在螺母体两侧的两 个齿数相同的内齿圈相啮合。调整方法是两个螺母 相对其啮合的内齿圈同向都转一个齿。则两个螺母相对轴向位移为：s0 k（ ）L k（z一辿Z1 Z2Z1 Z2图二灌珠纹打:间隙两整和顼紧，码聚式，I丝杆2左鼻砒4一心螺班5 左的*7 -支座（2分）（2）当两齿轮齿数相差1,并同时转过1个齿：则s0LZ1Z2式中：L滚珠丝杠导程；k同时转过的齿数（2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）111答：a -m（z1 z1） -m（z2 2ha） 3 m（4 2ha）（2 分）*因为ha 1所以（ZiZi） 2） （Zi

12、2）因此Zi Z24（2分）图3三联滑移齿轮五、转速图设计（13分）某数控车床，主轴最高转速nmax 4000 r/min ,最低转速 nmin 40 r/min。采用直流调速电动机，电动机功率N电15 kW,电动机额定转速11500 r/min ,最高转速n d max4500 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）（4）确定主电动机最低转速。画出转速图和功率特性图。（2分）（5分）答:（1） njnmin0.3 nmaxnmin0.3400040 一40159.24 r/min （

13、2 分）（2）RnNnmaxnj4000159.2425.12RdNnd maxnd4500 31500RnNRdN25.128.37（2分）2时,8.37RdN有功率“缺口”3时,2.89RdN无功率“缺口”但降速比1500159.249.42,如果带轮部分降速比为2,仍有降速比4.71>4不可选用;当Z 4时,f 2.03 RdN无功率“缺口”可选用。（2分）njLnmin； nd min nd minnminnd1500 40nj159.24376.79 r/min （2 分）（4） 1）分级变速箱传动系统结构式：4 21 222）分配降速比11C "3.172.0337

14、6.79403）验算最后变速组变速范围：r4）绘制转速图（5分）11113.170.1712x( p 1)2.032(2 1)4.1省格电I口m某数控车床主传动系统T0,m (10图3.关节机器人六、机器人设计计算（10分） 试求三自由度机器人运动功能矩阵 分）答:0123T0,m 0丁丁工丁2工口371000C10 10 0s001c0000010§0010C100 0C 1010 0S 10010000C2S200S 10 S2c20 0C 1G00100100010001Z301000100 0 01 0 00 1 C30 0 1式中:cos 2 , S1sin 1, S2 s

15、in 2 （7分）T0,mS1C1S2C1C2C1S1S2S1C20C2S2000C1CS1CC3C3Z3Z3a2a2S2 C3Z3 a2C1C01（3分）0S 2a21000110001000II 12 13 i4 K 16凰1三向由度机械传动手苞轮 K F叭机1M16代怫七、手腕（10分）图示为三自由度的机械传动手腕的机构简图，试求当S、B轴不转，T轴以nT转动时，由行星轮2一 . . 一 '和14自传运动诱导出附加的手抓的回转运动n7和手腕俯仰运动n9。（10分）答：（1）当S、B轴不转，T轴旋转时，齿轮 Z2、Z14为行星齿轮，壳体10成为行星架，齿轮Z2、Z3、Z13、Z14

16、连同壳体10构成两行星轮系，则行星轮Z2自传运动诱导出附加的手抓的回转运动n7 ：n2nT% nTZ3Z2n30n2Z3 Z2Z2nTn2产生诱导运动n7 ： n7Z6Z4N3Z2）nT ;Z7Z5Z2（5分）行星轮Z14自传运动诱导出附加的手腕俯仰运动叫 :n14nTn13nTZ13Z14“30 n1414n>n14产生诱导运动飞：n9乙2（Z13Z11Z14Z14） nT（5分）八、抓手（10分）求滑槽杠杆式回转型夹持器中,夹紧力系式，并讨论该夹持器的特性。（10 分）答：（1）受力分析如图所示3分）（2）推导计算 2FpC0SpFp ；FpFp2 cosFn和驱动力Fp之间的关h;

17、滑报n杆大师轩野来持日4 -1 H i 因符晌 4 WTF（3）讨论该夹持器的特性:Fpa b cos在驱动力夹紧力Fn将增大，但这将加大杆2长度。导致结构尺寸加大。（2分）第一章Fpa本h（5分）Fp 一定时， 增大，则（活塞杆）的行程和滑槽的“机械加工基础”课程习题1 . 一个典型的机械制造企业是有哪几个系统组成？其含义分别是什么?2 .简述机械制造技术的发展概况。第二章o、 a o、 K r、 入 S 如1.刀具正交平面参考系平面 、ps、po及刀具角度丫 何定义？用图表示。2分别绘制简图表示车端面和车内孔的已加工表面、过渡表面、待加工表面、背吃刀量、切削层公称宽度和切削层公称厚度？3入

18、4.刀具标注角度坐标系和工作角度坐标系有何不同？端5对刀具切削部分的材料有何要求？目前常用的刀具材料有哪几类？面=6超硬刀具材料有哪些？各有何特点？各适用在何种场合下？车67绘简图表示切削过程的三个变形区，说明三个变形区的变形特点？刀°8切屑与刀具前面之间的摩擦有何特点？、的9衡量切削变形用什么方法？如何表示？与什么因素有关？亚a 1= 6积揩蒯晒何用网孤富f加州牌H桶洞影聃上若要避免产生积屑瘤交要采取哪些措施？平11 影响切削温度的主要因素有哪些？如何影响？面12切削液有何作用？有哪些种类？适用什么场合？参13试述刀具的正常磨损形式及刀具磨损的原因？高速钢刀具、硬质合金考刀具在中速

19、、高速时产生磨损是什么原因？系14什么是刀具耐用度？耐用度与磨钝标准有何关系？几15试分析切削用量的三要素对刀具耐用度的影响？何16试述前角和后角的作用和选择方法？角17欲使刀具有较大的前角，而强度又不致有明显削弱，一般采用哪些措度施？£r第三章1 常 用的车刀有哪几大类，各有何特点？42 孔 加工刀具有哪些类型？5°3 为 了防止钻孔时钻头轴线偏斜，应采取哪些措施？r=15°、n=10°、4 如 何选择钻削用量？5 为 什么镗孔的加工质量高于钻孔和扩孔？6 铣 刀有哪些类型？各有什么用途？7什么是顺铣？什么是逆铣？各有什么特点？8常用的螺纹刀具有几种？

20、9拉刀有哪特点？何谓拉刀的齿升量？10砂轮的组织号、粒度、硬度是如何规定的？第四章1、举例说明通用机床、专门化机床和专用机床的主要区别是什么？其适用范围如何？2、说明下列机床的名称所代表的含义。CM6132 C1336 Z304R T6112、XK504Q B2021A MGB14323、举例说明何谓主运动？何谓进给运动？其本质区别是什么？4、卧式车床主要由哪些部件组成？其作用如何？5、什么是内联系传动链？什么是外联系传动链？其区别和联系有哪些？6、在CA614C6卜式车床上P=3mrmj公制螺纹，分析其传动路线表达式。7、在CA6140 卧式车床中，能否用双向齿轮式离合器代替双向摩擦片式离合

21、器，实现主轴的开停及换向？在进给传动中，能否用单向摩擦片式离合器代替齿轮式离合器，实现切削进给？为什么？8、卧式车床进给传动中，一般都设置有丝杠和光杠，可否设置单独的丝杠（或光杠）实现刀架的直线运动？为什么？9、为什么卧式车床溜板箱中要设置互锁机构？10、若在CA614C6卜式车床上车削时发生闷车现象，分析其产生原因，并指 出解决办法。11、 机床附件有何作用？车削细长轴时， 主要应选用哪些附件， 如何使用？12、分度头主要应用在何种机床中？其主要作用有哪些？第五章1 常用铣床有哪些类型？其主要特点是什么？各适于何种加工？2摇臂钻床如何调整主轴位置？3比较在车床、镗床上加工孔时，各有何特点？4

22、为何坐标镗床适于加工精密孔系？5万能外圆磨床磨削圆锥面有哪几种方法？各适用于何种情况？如何进行机床调整？6无心内、外圆磨床的工作原理和加工特点是什么？7比较成形法与展成法加工特点是什么？第六章1 . 什么叫生产过程、工艺过程、工艺规程？2 . 划分工序的主要依据是什么？什么叫安装和工位？举两个多工位的例子。3 . 什么叫工步？构成工步的要素有那些？4 .某机床厂年产CA6140t通车床250台，已知机床主轴的备品率为10%机械加工废品率为2%。试计算主轴的年生产纲领，并说明属于何种生产类型，工艺过程有何特点？5 . 制定工艺规程时，为什么要划分加工阶段？什么情况下可以不划分或不严格划分加工阶段

23、？6 . 何谓“工序集中” “工序分散”？什么情况下采用“工序集中”？什么情况下采用“工序分散”？影响工序集中与分散的主要因素是什么？7 . 加工余量如何确定？影响工序间加工余量的因素有那些？举例说明是 否在任何情况下都要考虑这些因素？8 .试述机械加工过程中安排热 处理工序的目的及其安排顺序。9 .粗基准选择的原则有那些？ 举例说明。10 .精基准选择的原则有那些？图6-17 题14图举例说明。11 .什么叫基准不重合误差?当“基准统一”时有无基准不重合误差？ 为什么？举例说明。12 .何谓工艺尺寸链？常运用在哪些 场合？如何确定封闭环、增环和减环？写 出尺寸链计算公式。13 .图6-16零

24、件加工时，图样要求保 证尺寸6±，但这一尺寸不便于测量，只好 通过度量L来间接保证。试求工序尺寸 L 及其上下偏差。图6-16 题13图14 .图6-17所示零彳若以A面定位,用调整法铳平面 G D及槽E。已知：L1=60± 0.2mmL=20± 0.4mmQ。试确定其 工序尺寸及其偏差。15 .某零件的加工路线如图6-18所示，工序I:粗车小端外圆、台肩面及 端面；工序H:车大端外圆图6-18 题15图及端面；工序田：精车小端外圆、台肩面及端面。试校核工序出精车小端面的余量是否合适？若余量不够应如何改进？16 .图6-19所示一套筒零件，除缺口 B外，其余表面均

25、已加工。试分析当 加工缺口 B,保证尺寸8 0.20 mm时有几种定位方案，并算出每种定位方案的工序尺寸及偏差。17 .如图6-20所示，加工轴上一键槽,要求键槽深度为4 0.16 mm加工过程如下：1）车轴外圆至力28.5 0.1°mm 2）在铳床上按尺寸H铳键槽；3）热处理;4）磨外圆 28 0.008 mm试确定工序尺寸H及其上、下偏差第七章1. 何谓加工精度？何谓加工误差？两者有何区别与联系？2. 获得零件尺寸的精度的方法有那些？影响尺寸精度的主要因素是什么？试举例说明。3. 获得零件有关加工表面之间位置精度的加工方法有那些？影响加工表 面间位置精度的主要因素是什么？试举例说

26、明。4. 获得零件形状精度的方法有那些？影响形状精度的主要因素是什么？ 试举例说明。5. 机器零件的表面质量包括那几方面内容？为什么说零件的表面质量与 加工精度对保证机器的工作性能来说具有同等重要意义？6. 在车床上用三爪卡盘定位加紧精镗加工一薄壁套筒的内孔，若车床的几 何精度很高，试分析加工后内孔的尺寸、形状及其与外圆同轴度产生误差的主 要因素有那些？7. 何谓劳动生产率？提高机械加工劳动生产率的主要措施有那些？第八章1 装配精度包括哪些内容？装配精度与零件的加工精度有何区别？它们之 间又有何关系？2 装配尺寸链如何构成？装配尺寸链封闭环是如何确定的？它与工艺尺寸 链的封闭环有何区别？3保证

27、装配精度的方法有哪几种？各适用于什么场合？4制定装配工艺规程的原则和内容包括哪些？第九章1 . 一般轴类零件的典型工艺路线是什么？为什么这样安排？2 . 锥堵和锥套心轴在何种场合下使用？它起何作用？使用中应注意什么 问题？3 . 试叙述细长轴加工的特点，为防止细长轴加工中弯曲变形，在工艺上要采取那些措施?4 . 一根长为100mm勺轴，材料为12CrNi3A渗碳钢，外圆直径小10H7,表 面粗糙度Ra m,外圆表面要求渗碳、淬火，渗碳淬火后表面硬度为5560HRC 试选择该外圆的加工方法，并安排加工工艺路线。5 .编制图9-12所示衬套零件的机械加工工艺过程，零件材料为锡青铜， 生产类型为中批生产。6 .箱体零件的结构特点及主要技术要求有那些？这些