機(jī)械制造裝備設(shè)計復(fù)習(xí)題

1、復(fù)習(xí)題一、 選擇題1.下面哪一項不屬于數(shù)字化制造支撐技術(shù)。 A. 虛擬現(xiàn)實 B. 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)C. 快速原型 D. LAF生產(chǎn)系統(tǒng)2. 下面哪一項不屬于現(xiàn)代生產(chǎn)和管理技術(shù)。 A. “剛性”生產(chǎn) B. 準(zhǔn)時生產(chǎn)C. 快速可重組制造 D. 并行工程3. 機(jī)床的總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計中，刀具只有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的運(yùn)動分配式為 。A. B. C. D. 4. 與機(jī)床振動無直接關(guān)聯(lián)的因素是 。A. 機(jī)床剛度 B. 機(jī)床阻尼C. 機(jī)床系統(tǒng)固有頻率 D. 機(jī)床熱變形5. 用于對形狀相似尺寸不同的工件的特定表面，按特定的工序進(jìn)行加工的機(jī)床，稱為 。A. 通用機(jī)床 B. 專用機(jī)床C. 專門化機(jī)床 D. 數(shù)控機(jī)床6. 為防止爬行

2、，在設(shè)計低速運(yùn)動部件時，主要應(yīng)采取下列那項措施。 。A. 提高傳動精度 B. 提高抗振能力C. 減少熱變形 D. 減少靜、動摩擦系數(shù)之差7. 下面哪一項不屬于機(jī)械進(jìn)給傳動系的設(shè)計特點。 。A. 前密后疏 B. 恒轉(zhuǎn)矩傳動C. 前疏后密 D. 采用傳動間隙消除機(jī)構(gòu)8. 下列哪一項不屬于主變速傳動系設(shè)計中擴(kuò)大變速范圍的方法。 。A.增加變速組 B. 采用分支傳動C.采用雙公比傳動系 D. 采用交換齒輪9. 在系列型譜中，結(jié)構(gòu)最典型、應(yīng)用最廣泛的是所謂的 。A. 縱系列產(chǎn)品 B. 橫系列產(chǎn)品C. 跨系列產(chǎn)品 D. 基型產(chǎn)品10. 可加工多種尺寸和形狀的工件的多種加工面的機(jī)床，稱為 。A. 通用機(jī)床

3、B. 專用機(jī)床C. 專門化機(jī)床 D. 數(shù)控機(jī)床11. 下面哪一項不屬于主變速傳動系設(shè)計的一般原則。 。A. 前密后疏 B. 前多后少C. 前疏后密 D. 前慢后快12. 下列哪一項不屬于主變速傳動系設(shè)計中擴(kuò)大變速范圍的方法。 。A.增加變速組 B. 采用分支傳動C.采用雙公比傳動系 D. 采用多速電機(jī)13. 機(jī)床上用來完成工件一個待加工表面幾何形狀的生成和金屬的切除任務(wù)的運(yùn)動，稱為 。A. 表面成形運(yùn)動 B. 表面非成形運(yùn)動C. 獨(dú)立運(yùn)動 D. 復(fù)合運(yùn)動14下列哪一項不是影響機(jī)床振動的主要原因 。A. 機(jī)床的剛度 B. 機(jī)床的阻尼特性C. 機(jī)床系統(tǒng)固有頻率 D. 機(jī)床的熱變形15沿斜置坐標(biāo)系的

4、Z軸運(yùn)動可表示為： 。A. B. C. D. 16最大相對轉(zhuǎn)速損失率為29%的標(biāo)準(zhǔn)公比是 。A. 1.12 B. 1.26 C. 1.41 D. 1.58 17設(shè)計機(jī)床主變速傳動系時，為避免從動直齒圓柱齒輪尺寸過大而增加箱體的徑向尺寸，一般限制降速最小傳動比為 。A. B. C. D. 18下列為雙公比變速傳動系的結(jié)構(gòu)式為 。A. B. C. D. 19. 兩個方向的推力軸承分別布置在前、后兩個支承處的配置形式稱為 。A. 前端配置 B. 后端配置C. 兩端配置 D. 中間配置20. 提高支承件結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性的主要方法中，不包括下列哪項。 。A. 控制溫升 B. 采用熱對稱結(jié)構(gòu)C. 改善阻尼特性

5、 D. 采用熱補(bǔ)償裝置二、填空1. 滾珠絲杠的支承方式中，一端固定，另一端自由方式，常用于短絲杠和_ _。2. 絲杠傳動的綜合拉壓剛度主要由絲杠的拉壓剛度，支承剛度和_ _三部分組成。3. 主軸前軸頸直徑一般按機(jī)床類型、主軸傳遞的_ _或最大加工直徑選取。4. 支承件結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計是應(yīng)在最小質(zhì)量條件下，具有最大_ _。5. 開式導(dǎo)軌的特點是結(jié)構(gòu)簡單，但不能承受較大_ _力矩的作用。6. 磁性識別法是利用磁性材料和非磁性材料_ _強(qiáng)弱不同，通過感應(yīng)線圈讀取代碼。7. 滾珠絲杠的支承方式中，兩端固定，用于長絲杠或_ _，要求高拉壓剛度的場合。8. 絲杠的預(yù)拉伸量應(yīng)能補(bǔ)償絲杠的_ _。9. 臥式車床

6、的主軸孔徑d通常不小于主軸平均直徑的_ _。10. 支承件結(jié)構(gòu)的靜剛度主要包括彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度，均與截面慣性矩成_ _。11. 運(yùn)動功能設(shè)計包括確定機(jī)床所需運(yùn)動的個數(shù)、形式、功能及排列順序，最后畫出機(jī)床的運(yùn)動_ _圖。12. 工件加工表面的發(fā)生線是通過刀具切削刃與工件接觸并產(chǎn)生相對運(yùn)動而形成的，有_ _、成形法、相切法和展成法。13. 公比值小則相對轉(zhuǎn)速損失_ _。14. 進(jìn)給運(yùn)動消耗的功率遠(yuǎn)_ _于主傳動功率。15. 在變速傳動系中，既是前一變速組的從動齒輪，又是后一變速組的主動齒輪，稱為_ _齒輪。16. 雙公比變速傳動系是在常規(guī)變速傳動系基礎(chǔ)上，通過改變基本組的_ _演變來的。17.

7、最嚴(yán)重情況時，齒輪處于軸的中部時，應(yīng)驗算在齒輪處軸的_ _。18. 為了擴(kuò)大恒功率調(diào)速范圍，在變速電動機(jī)和主軸之間串聯(lián)一個_ _。19. 基本參數(shù)設(shè)計包括尺寸參數(shù)、運(yùn)動參數(shù)和_ _參數(shù)設(shè)計。20. 工件加工表面的發(fā)生線是通過刀具切削刃與工件接觸并產(chǎn)生相對運(yùn)動而形成的，有軌跡法、_ _、相切法和展成法。21. 公比值小，當(dāng)變速范圍一定時變速級數(shù)將_ _。22. 快速運(yùn)動電動機(jī)起動時消耗的功率_ _。23. 采用公用齒輪可以_ _齒輪的數(shù)目，簡化結(jié)構(gòu)，縮短軸向尺寸。24. 如要演變成雙公比變速傳動系，基本且的傳動副數(shù)常選為_ _。25. 最嚴(yán)重情況時，當(dāng)齒輪處于軸的兩端附近時，應(yīng)驗算齒輪的_ _。

8、26. 無級變速裝置作為傳動系中的基本組，而分級變速作為擴(kuò)大組，其公比理論上應(yīng)等于無級變速裝置的_ _。27. 傳動系統(tǒng)設(shè)計包括傳動方式、傳動原理圖及傳動_ _圖設(shè)計。28. 工件加工表面的發(fā)生線是通過刀具切削刃與工件接觸并產(chǎn)生相對運(yùn)動而形成的，有軌跡法、成形法、_ _和展成法。29. 公比值小，當(dāng)變速范圍一定時變速級數(shù)將增多，變速箱的結(jié)構(gòu)_ _。30. 無級變速傳動可以在一定的變速范圍內(nèi)連續(xù)改變轉(zhuǎn)速，以便得到最有利的_ 。三、問答題1. 在設(shè)計分級變速箱時，考慮機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性要求等因素，變速箱公比的選取有哪幾種情況? 答：1）變速箱的公比等于電動機(jī)的恒功率調(diào)速范圍，即，功率特性

9、圖是連續(xù)的，無缺口和無重合。2）若要簡化變速箱結(jié)構(gòu)，變速級數(shù)應(yīng)少些，變速箱公比可取大于電動機(jī)的恒功率調(diào)速范圍，即滬。這時，變速箱每檔內(nèi)有部分低轉(zhuǎn)速只能恒轉(zhuǎn)矩變速，主傳動系功率特性圖中出現(xiàn)“缺口”，稱之功率降低區(qū)。使用“缺口”范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速時，為限制轉(zhuǎn)矩過大，得不到電動機(jī)輸出的全部功率。為保證缺口處的輸出功率，電動機(jī)的功率應(yīng)相應(yīng)增大。3）如果數(shù)控機(jī)床為了恒線速切削需在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速時，取變速箱公比甲；小于電動機(jī)的恒功率變速范圍，即，在主傳動系功率特性圖上有小段重合。2. 試導(dǎo)出主軸變速箱設(shè)計中，變速范圍、公比和級數(shù)Z之間的關(guān)系式？答：目前，多數(shù)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速是按等比級數(shù)排列，則轉(zhuǎn)速數(shù)列為，由等比級數(shù)規(guī)律

10、可知；即 兩邊取對數(shù)，可寫成；故 3. 試述何為爬行？對機(jī)床和工件加工有何影響？如何防治？答：1）機(jī)床上有些運(yùn)動部件，需要作低速或微小位移。當(dāng)運(yùn)動部件低速運(yùn)動時，主動件勻速運(yùn)自，從動件往往出現(xiàn)明顯的速度不均勻的跳躍式運(yùn)動，即時走時?；蛘邥r快時慢的現(xiàn)象。這中在低速運(yùn)動時產(chǎn)生的運(yùn)動不平穩(wěn)性稱為爬行。2）機(jī)床運(yùn)動部件產(chǎn)生爬行，會影響機(jī)床的定位精度、工件的加工精度和表面粗糙度。在精密、自動化及大型機(jī)床上，爬行的危害更大。3）防止爬行，在設(shè)計低速運(yùn)動部件時，應(yīng)減少靜、動摩擦系數(shù)之差；提高傳動機(jī)構(gòu)的剛度和降低移動件的質(zhì)量等。4. 小于的微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)有哪幾種？ 答：1）彈性力傳動是利用彈性元件（如彈簧片、彈

11、性模片等）的彎曲變形或彈性桿件的拉壓變形實現(xiàn)微量進(jìn)給。適用于作補(bǔ)償機(jī)構(gòu)和小行程的微量進(jìn)給。2）磁致伸縮傳動是靠改變軟磁材料（如鐵鉆合金、鐵鋁合金等）的磁化狀態(tài)，使其尺寸和形狀產(chǎn)生變化，以實現(xiàn)步進(jìn)或微量進(jìn)給。適用于小行程微量進(jìn)給。3）電致伸縮是壓電效應(yīng)的逆效應(yīng)。當(dāng)晶體帶電或處于電場中，其尺寸發(fā)生變化，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能以實現(xiàn)微量進(jìn)給。其進(jìn)給量小于，適用于小行程微量進(jìn)給。4）熱應(yīng)力傳動是利用金屬桿件的熱伸長驅(qū)使執(zhí)行部件運(yùn)動，來實現(xiàn)步進(jìn)式微量進(jìn)給，進(jìn)給量小于，其重復(fù)定位精度不太穩(wěn)定。5. 有哪些提高支承件結(jié)構(gòu)性能的措施？ 答：（1）提高支承件的靜剛度和固有頻率，主要方法是：1）根據(jù)支承件受力情況合理

12、地選擇支承件的材料、截面形狀和尺寸、壁厚，合理地布置肋板和肋條；2）可以用有限元方法進(jìn)行定量分析，以便在較小質(zhì)量下得到較高的靜剛度和固有頻率；3）改善支承件間的接觸剛度以及支承件與地基聯(lián)結(jié)處的剛度。 （2）提高動態(tài)特性，1）改善阻尼特性，2）采用新材料制造支承件。 （3）提高熱穩(wěn)定性，1)控制溫升，2)采用熱對稱結(jié)構(gòu)，3)采用熱補(bǔ)償裝置。 6. 試述導(dǎo)軌有哪些組合形式？各有何特點？（1）雙三角形導(dǎo)軌，不需要鑲條調(diào)整間隙，接觸剛度好，導(dǎo)向性和精度保持性好。但是，工藝性差，加工、檢驗和維修不方便。多用在精度要求較高的機(jī)床中，如絲杠車床、導(dǎo)軌磨床、齒輪磨床等。 （2）雙矩形導(dǎo)軌，承載能力大，制造簡單

13、。多用在普通精度機(jī)床和重型機(jī)床中，如重型車床、組合機(jī)床、升降臺銑床等。 （3）矩形和三角形導(dǎo)軌的組合，這類組合的導(dǎo)向性好，剛度高，制造方便，應(yīng)用最廣。如車床、磨床、龍門銑床的床身導(dǎo)軌。 （4）矩形和燕尾形導(dǎo)軌的組合 能承受較大力矩，調(diào)整方便，多用在橫梁、立柱、搖臂導(dǎo)軌中。 7. 試述陶瓷滾動軸承得特性。 答： 陶瓷滾動軸承的材料為氮化硅(Si3N4),密度為，僅為鋼()的40%，線膨脹系數(shù)為，比軸承鋼小得多（），彈性模量為315GPa，比軸承鋼大。在高速下，陶瓷滾動軸承與鋼制滾動軸承相比：質(zhì)量小，作用在滾動體上的離心力及陀螺力矩較小，從而減小了壓力和滑動摩擦；滾動體線脹系數(shù)小，溫升較低，軸承在

14、運(yùn)轉(zhuǎn)中預(yù)緊力變化緩慢，運(yùn)動平穩(wěn)；彈性模量大，軸承的剛度增大。8. 試述磁浮軸承的特點?1）磁浮軸承的特點是無機(jī)械磨損，理論上無速度限制； 2）運(yùn)轉(zhuǎn)時無噪聲，溫升低、能耗??；不需要潤滑，不污染環(huán)境，省掉一套潤滑系統(tǒng)和設(shè)備； 3）能在超低溫和高溫下正常工作，也可用于真空、蒸汽腐蝕性環(huán)境中。 4）裝有磁浮軸承的主軸可以適應(yīng)控制，通過監(jiān)測定子繞組的電流，靈敏地控制切削力，通過檢測切削力微小變化控制機(jī)械運(yùn)動，以提高加工質(zhì)量。 5）因此磁浮軸承特別適用于高速、超高速加工。 9. 試述提高支承件結(jié)構(gòu)性能的措施?答：(1) 提高支承件的靜剛度和固有頻率(2) 提高動態(tài)特性1) 改善阻尼特性2) 采用新材料制造支承件(3) 提高熱穩(wěn)定性1)控制溫升2)采用熱對稱結(jié)構(gòu)3)采用熱補(bǔ)償裝置四、計算題1. 設(shè)計一臺8級轉(zhuǎn)速的車床主傳動系統(tǒng)，主軸最高轉(zhuǎn)速為nmax = 1400 r/min。要求采用轉(zhuǎn)速為1440/710 r/min的雙速電機(jī)。（1）寫出結(jié)構(gòu)式 （2）求出公比 （3）驗算最后變速組的變速范圍 （4）分配降速比 （5）畫出轉(zhuǎn)速圖 答：（1）結(jié)構(gòu)式：（2） 公比：； （3）最后變速組的變速范圍， 合格。（4）分配降速比； r/min，取 r/min（5）繪制轉(zhuǎn)速圖2. 根據(jù)圖示某車床主傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖，回答下