机械制造装备设计课后习题答案

1、第二章1、机床设计应满足哪些基本要求，其理由是什么？（p57）（1）工艺范围（2）柔性：机床的柔性是指其适应加工对象变化的能力，包括空间上的柔性（功能柔性）和时间上的柔性（结构柔性）。（3）与物流系统的可接近性：可接近性是指机床与物流系统之间进行物料（工件、刀具、切屑）流动的方便程度。（4）刚度：加工过程中，在切削力作用下，抵抗刀具相对与工件在影响加工精度方向变形的能力，包括静刚度、动刚度、热刚度。（5）精度：机床的精度主要是指机床的几何精度和工作精度。（6）噪声（7）成产率和自动化（8）成本（9）生产周期（10）可靠性（11）造型与色彩7、工件表面发生线的形成方法有哪些？（p63）1 ）成形

2、法：利用成形刀具对工件进行加工的方法；2 ）展成法：利用工件和刀具对工件进行加工的方法；3 ）轨迹法：利用刀具作一定规律的运动来对工件进行加工的方法；4 ）相切法：利用刀具边旋转边做轨迹运动来对工件进行加工的方法。10、机床的主运动与形状创成运动的关系如何？进给运动与形状创成运动的关系如何？（p66）11、机床上的复合运动、内联系传动链、运动轴的联动的含义及关系如何？（p65）16、分析图2-14所示各种机床的运动功能图，说明各个运动的所属类型、作用及工件加工表面的形成方法。（p67）17、机床的传动原理如何表示？它与机床运动功能图的区别是什么？（p70）常用一些简明的符号把传动原理和传动路线

3、表示出来，这就是传动原理图。23、机床主传动系都有那些类型？由那些部分组成？（p89）主传动系一般由动力源（如电动机）、变速装置及执行件（如主轴、刀架、工作台），以及开停、换向和制动机构等部分组成。1 .主传动系分类按驱动主传动的电动机类型：交流电动机驱动、直流电动机驱动按传动装置类型：机械传动装置、液压传动装置、电气传动装置以及它们的组合按变速的连续性：分极变速传动、无极变速传动24、什么是传动组的级比和级比指数？常规变速传动系的各传动组的级比指数有什么规律性？（p92）25、主变速传动系设计的一般原则1）传动副前多后少的原则2 ）传动顺序与扩大顺序相一致的原则（前密后疏原则）3）变速组的变

4、速要前慢后快，中间轴的转速不宜超过电动机的转速103、110、113例题机床类型：中型车床。Z=12,=1.41,主轴转速为31.5,45,63,90,125,180,250,355,500,710,1000,1400。电动机转速n电=1440r/min。1 .传动组和传动副数的确定传动组和传动副数可能的方案有：12=3X412=4X312=3X2X212=2X3X212=2X2X3第一行方案有时可以省掉一根轴。缺点是有一个传动组内有四个传动副。如果用一个四联滑移齿轮，则会增加轴向尺寸；如果用两个双联滑移齿轮，则操纵机构必须互锁以防止两个滑移齿轮同时啮合。所以一般少用。第二行的三个方案可根据下

5、述原则比较：从电动机到主轴，一般为降速传动。接近电动机处的零件，转速较高，从而转矩较小，尺寸也就较小。如使传动副较多的传动组放在接近电动机处，则可使小尺寸的零件多些，大尺寸的零件就可以少些，就省材料了。这就是“前多后少”的原则。从这个角度考虑，以取12=3X2X2的方案为好。2 .结构网或结构式各种方案的选择在12=3X2X2中，又因基本组和扩大组排列顺序的不同而有不同的方案。可能的六种方案，其结构网和结构式见下图：在这些方案中，可根据下列原则选择最佳方案：(1)传动副的极限传动比和传动组的极限变速范围在检查传动组的变速范围时，只需检查最后一个扩大组。因为其它传动组的变速范围都比它小。(2)基

6、本组和扩大组的排列顺序：原则是选择中间传动轴(本例如轴n、m)变速范围最小的方案。因为如果各方案同号传动轴的最高转速相同，则变速范围小的，最低转速较高，转矩较小，传动件的尺寸也就可以小些。3 .拟定转速图本例所选定的结构式共有三个传动组，变速机构共需4轴。加上电动机轴共5轴。故转速图需5条竖线。主轴共12速，电动机轴转速与主轴最高转速相近，故需12条横线。注明主轴的各级转速。电动机轴转速也应在电动机轴上注明。中间各轴的转速可以从电动机轴开始往后推，也可以从主轴开始往前推。通常，以往前推比较方便。即先决定轴出的转速。可知两个传动副的传动比必然是前文叙述的极限值:ax传动组c的变速范围为：11Ic

7、14丁422一.Ic2=7=V25、什么是传动组的变速范围？各传动组的变速范围之间有什么关系？26、某车床的主轴转速为n=401800r/min,公比=1.41,电动机的转速n电=1440r/min，试拟定结构式，转速图；确定齿轮齿数，带轮直径，验算转速误差；画出主传动系图。27、某机床主轴转速n=1001120r/min,转速级数z=8,电动机转速n电=1440r/min,试设计该机床主传动系，包括拟定结构式和转速图，画出主传动系图。31、求下图所示的车床各轴、各齿轮的计算转速。35、进给传动系设计要能满足的基本要求是什么？（p118）具有足够的静刚度和动刚度；具有良好的快速响应性，不爬性；

8、抗振性好；具有足够宽的调速范围；进给系统的传动精度和定位精度高；结构简单，加工和装配工艺性好。36、试述进给传动与主传动相比较，有那些不同的特点？（p118）通常情况下：进给传动的精度远远大于主传动，主传动传递的功率扭矩大于进给传动37、内联传动链的设计原则？主轴所传递的功率或转矩与转速之间的关系，称为主轴的功率或转矩特性。主轴从最高转速，到某一转速之间，主轴应能传递电动机的全部功率。在这个区域内，主轴的最大输出转矩应随转速的降低而加大。从以下直到最低转速，这个区域内的各级转速并不需要传递全部功率。主轴的输出转矩不再随转速的降低而加大，而是保持时的转矩不变。所能传递的功率，则随转速的降低而降低

9、。是主轴能传递全功率的最低转速，称为主轴的计算转速。传动链中其余传动件的计算转速，可根据主轴的计算转速及转速图决定。传递全功率的最低转速，就是该零件的计算转速。第三章1、主轴部件应满足那些基本要求？（p142）答：1.在一定的转速下传递一定的转矩；保证轴上的传动件和轴承正常的工作条件。2 .旋转精度3.刚度4.抗振性5.温升和热变形6.精度保持性2、主轴轴向定位方式有那几种？各有什么特点？适用场合。（p151）答：速度型：主轴前后轴承都采用角接触球轴承（两联或三联）。轴向切削力越大，角度应越大，且大角度的刚度也大。具有良好的高速性能，承载能力小，适用于高速轻载或精密机床。如高速CNX床刚度型：

10、前支承采用双列短圆柱滚子轴承承受径向载荷和60度角接触双列向心推力轴承承受轴向载荷；后支承采用双列短圆柱滚子轴承，这种轴承配置的主轴部件，适用于中等转速和切削负载较大、要求刚度高的机床。如数控车床主轴刚度速度型：前轴承采用三联角接触球轴承，后支承采用双列短圆柱滚子轴承。前轴承的配置特点是外侧的两个角接触球轴承大口朝向主轴工作端，承受主要方向的轴向力；第三个角接触球轴承则通过轴套与外侧的两个轴承背靠背配置，使三联角接触球轴承有一个较大支承跨，以提高承受颠覆力矩的刚度。如卧式铳床主轴4、试分析下图所示三种主轴轴承的配置型式的特点和适用场合。9、在支承件设计中，支承件应满足那些基本要求？（p162）

11、答：1.应具有足够的刚度和较高的刚度一一质量比3 .应具有良好的动态特性，各阶频率不致引起结构共振4 .热稳定性好4.排屑畅通、调运安全，并具有良好的结构工艺性11、根据什么原则选择支承件的截面形状，如何布置支承件上的肋板和肋条？（p164）答：支承件结构的合理设计是应在最小重量条件下，具有最大静刚度。静刚度包括弯曲刚度和扭转刚度，均与截面惯性矩成正比。支承件截面形状不同，即使同一材料、相等的截面面积，其抗弯和扭转惯性矩也不同。比较后可知：空心截面的刚度都比实心的大。圆（环）形截面的抗扭刚度比方形好，而抗弯刚度比方形低。封闭截面的刚度远远大于开口截面的刚度，特别是抗扭刚度。筋板是指连接支承件四

12、周外壁的内板，它能使支承件外壁的局部载荷传递给其他壁板，从而使整个支承件承受载荷，加强支承件的自身和整体刚度。布置方式：水平、垂直、斜向。一般将筋条配置在支承件的某一内壁上，主要为了减小局部变形和薄壁振动，用来提高支承件的局部刚度。筋条的布置：纵向、横向和斜向，常常布置成交叉排列。13、导轨设计中应满足那些要求？（p172）答：导轨应满足精度高、承载能力大、刚度好、摩擦阻力小、运动平稳、精度保持性好、寿命长、结构简单、工艺性好，便于加工、装配、调整和维修、成本低等要求。五个要求:导向精度；承载能力大，刚度好；精度保持性好；低速运动平稳；结构简单、工艺性好14、镶条和压板有什么作用？（P174）

13、答：调整导轨间隙。压板用来调整导轨面的间隙和承受颠覆力矩。条调整矩形导轨和燕尾形导轨的侧向间隙。15、导轨的卸荷方式有那几种？各有什么特点？（p178）16、提高道轨精度、刚度和耐磨性的措施？答：1、合理选择导轨的材料和热处理；2、导轨的预紧：合理地将滚动导轨预紧可以提高其承载能力、运动精度和刚度。3、导轨的良好润滑和可靠防护导轨的良好润滑和可靠防护，可以降低摩擦力，减少磨损，降低温度和防止生锈，延长寿命。4、争取无磨损、少磨损、均匀磨损，磨损后应能补偿磨损量磨损的原因：导轨结合面在一定压强作用下直接接触并相对运动而造成。争取不磨损的条件：让结合面在运动时不接触。方法：保证完全的液体润滑。第六章2、物流系统的组成环节有哪些？物流系统设计时应满足哪些要求？4、料仓式装置和料斗式上料装置的基本组成及其根本区别是什么？6、目前机床间工件传输装置有哪几种？各适用于哪些场合？7、