机械制造装备设计试题三

1、机械制造装备设计试题三一、 选择（每小题1分，共10分）1对经济增长的直接贡献率超过了其它生产要素贡献的总和是 D 。A. 人力 B. 物力C. 财力 D. 知识2机床的总体结构方案设计中，工件只有X方向进给运动的运动分配式为 B 。A. B. C. D. 3在室温下借助阳模对金属板料施加外力，迫使材料按阴模型腔的形状、尺寸进行裁剪或塑性变形，该模具称为 A 。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刀具切削刃与工件发生线相吻合，该发生线的生成方

2、法为 B 。A. 轨迹法 B. 成形法C. 相切法 D. 展成法6除能承受轴向载荷外，还能承受一定的径向载荷，但不能承受较大的颠覆力矩为特点的回转运动导轨为 A 。A. 锥面环形导轨 B. 平面环形导轨C. 双锥面导轨 D. 圆柱形导轨7具有摩擦系数小，耗能低；动、静摩擦系数接近，低速运动平稳性好等为特点的导轨为 D 。A.铸铁导轨 B. 镶钢导轨C.有色金属导轨 D. 塑料导轨8下列不是标准公比的数值是 D 。A. 1.26 B. 1.41C. 1.58 D. 1.609一个四自由度平面关节型机器人，其运动功能式为 B 。A. B. C. D. 10刀库容量较大，当采用多环时，外形较紧凑，占

3、用空间较小为特点的刀库是B 。A.鼓轮式刀库 B. 链式刀库C.格子箱刀库 D. 直线式刀库二、填空（每小题1分，共20分）11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。12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。13导轨的卸荷方式有机械卸荷、液压卸荷和_气压卸荷_。14在机器人关节坐标轴轴线位置的选取中，对于_回转_关节，取Zi与i关节的轴线重合。15齐次坐标变换矩阵是将和0R1_合写_在一起表示。16一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（或大部分关节

4、轴线）与机座直角坐标系轴线_平行_时的状态作为基准状态。17升降台铣床的主参数是工作台工作面的_宽度_。18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。19操作机通常由末端执行器、_手腕_、手臂及机座组成。20回转型夹持器结构较简单，但当所夹持工件的直径有变动时，将引起工件轴心的偏移。这个偏移量称为_夹持误差_。21对平移型夹持器，工件直径的变化不影响其_轴心_的位置。但其结构较复杂，体积大，制造精度要求高。22吸附式末端执行器（又称吸盘），有气吸式和_磁吸_式两种。23额定速度。指工业机器人在额定负载、匀速运动过程中，机械接口中心的_最大_速度。24机器

5、人运动功能设计可采用_分析式_设计方法和创成式设计方法。25系列化设计应遵循“产品系列化、零部件通用化、_标准化_”原则，简称“三化”原则。26主轴组件的精度_保持性_是指长期保持其原始制造精度的能力。27卸荷系数H表示导轨卸荷量的大小，由_式确定。28由机器人的末端执行器的位姿求关节运动量，称为机器人的逆运动学解析。其解往往不是_唯一的_。29谐波齿轮传动装置是由三个基本构件组成的即具有内齿的_刚轮G_，具有外齿容易变形的、薄壁圆筒状柔轮R和波发生器H。30各种类型机床对温升都有一定限制，如_普通_机床，连续运转条件下允许温升为3040。三、问答（每小题5分，共30分）31有哪些消除齿轮传动

6、间隙的方法？各有何特点？ （1）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。（1分）（2）刚性调整法是调整后的齿侧间隙不能自动进行补偿，如偏心轴套调整法、变齿厚调整法、斜齿轮轴向垫片调整法等。特点是结构简单，传动刚度较高。但要求严格控制齿轮的齿厚及齿距公差，否则将影响运动的灵活性。（2分）（3）柔性调整法是指调整后的齿侧间隙可以自动进行补偿，结构比较复杂，传动刚度低些，会影响传动的平稳性。主要有双片直齿轮错齿调整法，薄片斜齿轮轴向压簧调整法，双齿轮弹簧调整法等。（2分）32试解释主轴变速箱设计中，“前多后少”原则的含义？（5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

7、电动机传动件转速较高，根据公式可知，传动的转矩M较小，尺寸小些；（2分）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。（2分）33试导出一端轴向固定的丝杠预拉伸量和预拉伸力表达式答：1 （）（3分）式中：A螺纹底径处的截面积（mm2）E弹性模量（钢为：）（）螺母至固定端的距离（m）2 （2分）式中：丝杠螺纹底径（m）丝杠预拉伸力（N）34如图所示的机器人，若其关节运动范

8、围限定为，试用作图法画出其工作空间。 答：机器人工作空间35简述气吸式末端执行器按形成负压的方法分为几种方式？各有何特点？答：气吸式末端执行器有挤压排气式吸盘、气流负压式吸盘和真空泵排气式吸盘三种。（2分） (1) 挤压排气式吸盘 靠向下挤压力将吸盘3内的空气排出，使其内部形成负压，将工件4吸住。结构简单、质量小，成本低的优点，但吸力不大，多用于吸取尺寸不大，薄而轻物体。（1分） (2)气流负压式吸盘 控制阀将来自气泵的压缩空气自喷嘴通人，形成高速射流，将吸盘内腔中的空气带走而形成负压，使吸盘吸住物体。这种吸盘比较方便，且成本低。（1分）(3)真空泵排气式吸盘 利用电磁控制阀将吸盘与真空泵相联

9、，当抽气时，吸盘腔内的空气被抽出，形成负压而吸住物体。这种吸盘工件可靠，吸力大，但需配备真空泵及其控制系统，费用较高。（1分）36我国国家标准GB/12643-1997是如何定义工业机器人和操作机的？答：工业机器人定义：“是一种能自动控制、可重复编程、多功能、多自由度的操作机，能搬运材料、工件或挟持工具，用以完成各种作业”；（3分）操作机定义：“具有和人手臂相似的动作功能，可在空间抓放物体或进行其它操作的机械装置”。（2分）五、机床转速图设计（14分）设计一台12级转速的车床主传动系统，主轴最高转速为 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

10、分）2写出结构式。（2分）3验算最后变速组的变速范围。（2分）4分配降速比。（2分）5画出转速图。（6分）答：（1）公比：； (2) 结构式：（3）最后变速组的变速范围 合格（4）分配降速比； r/min，（标准转速67r/min）（5）绘制转速图五、机器人运动学计算（14分）试求两自由度机器人运动功能矩阵T0,m 。两自由度机器人答：（8分）式中：，（2分）（4分）六、机器人夹持器计算（12分）根据图示连杆杠杆式回转型夹持器，回答下列问题（12分）（1）试简述该夹持器的工作原理。（2分）（2）进行摆动钳爪受力分析。（3分）（3）求夹紧力和驱动力之间的关系式（5分）（4）讨论该夹持器的特性。（2分）答：（1）如图4所示，当驱动器推动杆1上下移动时，由杆1、连杆2，摆动的钳爪3和夹持器体构成四杆机构，迫使钳爪（手指）完成夹紧和松开动作。（2）受力分析如图所示： （3）推导计算； ；（4）讨论该夹持器的特性：在结构尺寸b、c和驱动力一定时， 夹紧力 与角的