机械制造装备设计复习题2及答案

1、2009年1月份机械制造装备设计复习题（二）、选择（10分，每小题1分）1下列结构式中，符合级比规律的是C 。B. 12 二 2i 32 27A. 12 =3i 2a 25C. 12 =3221 26D. 12 二 23 31252齿轮、滚动轴承及其它传动元件的振动摩擦产生的噪声称为A 。A.机械噪声B.液压噪声C.电磁噪声D.空气动力噪声3铳床的主要性能指标（第二主参数）是 D 。A.床身上的最大回转直径B.最大的工件长度C.工作台工作面宽度D.工作台工作面长度4刀具是线切削刃，与工件发生线吻合，因此发生线由刀刃实现，发生线不需要刀具与工件 的相对运动，该发生线的生成方法为B 。A.轨迹法B

2、.成形法C.相切法D.展成法5清楚的表明机床的形式和布局，规定各部件的轮廓尺寸及相互间的装配关系和运动关系， 是展开各部件设计的依据，该资料称为C。A.被加工零件工序图B.加工示意图C机床总联系尺寸图D.生产率计算卡6具有良好的抗振性、工艺性和耐磨性等为特点的导轨为A 。A.铸铁导轨B.镶钢导轨C.有色金属导轨D.塑料导轨7刀库的特点是结构简单紧凑，应用较广，容量较小，一般不超过32把刀具，指的是A 。A.鼓轮式刀库B.链式刀库C.格子箱刀库D.直线式刀库8控制阀将来自气泵的压缩空气自喷嘴通入，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，该吸盘称为B。B.气流负压式吸盘D

3、.磁吸式吸盘A.挤压排气式吸盘C.真空泵排气式吸盘9在刀具识别位置上，利用光学系统将刀具的形状投影到带有许多光电元件组成的屏幕上， 从而将刀具的形状变成电信号，经信息处理后存入记忆装置中，该刀具识别法称为C 。A.非接触式磁性识别法C.图像识别技术10首先应用在平面多关节型（ SCARA 型）C 。A.直流伺服电动机C.双定子结构直接驱动电动机B.光学纤维刀具识别D. PLC实现随机换刀装配机器人中的驱动机器人关节轴的电机是B.交流伺服电动机D.步进电动机二、填空（20分，每小题1分）1普通车床和升降台铳床的主参数系列公比为1252一般机械传动元件的速度增加一倍，噪声增加3 一般机械传动元件的

4、载荷增加一倍噪声增加 3dB。4水射流加工是利用具有很高速度的细水柱或参有_磨料的细水柱，冲击工件的被加工部位，使被加工部位上的材料剥离。5可接近性是指机床与物流系统之间进行物料流动的方便程度。6 传动比 用主动齿轮与从动齿轮的齿数比或主动带轮与从动带轮的直径比表示。7米用多速电动机的缺点之一就是当电动机在咼速时，没有完全发挥其能力 。8齿轮的齿槽到孔壁或键槽底部的壁厚a应大于或等于 2m,以保证齿轮具有足够的强度。9导向精度是导轨副在空载或切削条件下运动时，实际运动导轨与给定运动轨迹之间的偏差。10影响低速运动平稳性的因素有导轨的结构形式，润滑情况，导轨摩擦面的静、动摩擦因素的差值，以及传动

5、导轨的传动系统刚度。11在机床设计中，既要考虑各个部件的刚度，同时也要考虑结合部刚度及各部件间的刚度 匹配。12当激振频率和机床的固有频率接近时，机床将呈现“共振 ”现象，使振幅激增，加工表面粗糙度也将大大增加。13磁浮轴承利用磁力来支撑运动部件使其与固定部件脱离接触来实现轴承功能。14气体静压轴承摩擦小，功率损耗小，能在极高 转速或极低温度下工作，振动噪声特别小，旋转精度高，寿命长，基本上不需要维护。15手腕能实现绕空间三个坐标轴的转动，即回转运动（日）、左右偏摆运动（申）和俯仰运动（一：）。16工作进给长度等于被加工部位的长度与刀具切入长度和一切岀长度之和。17由各关节的运动量求机器人的位

6、置及姿态，称为机器人的正运动学解析。18机器人各关节的运动都是坐标运动，坐标运动可用 齐次坐标变换 矩阵表示。19机器人末端执行器与机座之间的相对运动可以用 运动矩阵表示。20由机器人末端执行器的位资求关节运动量，称为机器人的逆运动学解析。三、问答（15分，每小题3分）1何谓算转速？如何确定中型普通车床等比传动的计算转速？答：主轴和各传动件传递全部功率的最低转速。（2分）-4nj =nmin3（ 1 分）2试述防止低速运动部件产生爬行的措施? 答：1应减少静、动摩擦系数之差；2提高传动机构的刚度；3降低移动部件的质量4增大系统阻尼。（答对3个，即得3 分）3采用公用齿轮传动的系统有何特点？（3

7、分）答：（1）可以减少齿轮的数目，简化结构，减少轴向尺寸；（2 ）两个变速组的模数必须相等；（3 ）弯曲疲劳需用应力比非公用齿轮要低，尽可能选择较大的齿轮作公用齿轮;（4 ）双公用齿轮降速传动时，其传动顺序与扩大顺序不一致。（答对3个，即得3 分）4试述传动件在主轴上轴向位置合理布置的原则？ （3分）答：1传动力Q引起的主轴弯曲要小（1分）；2引起主轴前轴端在加工精度敏感方向上的位移要小；（1分）3因此，主轴上传动件轴向布置时，应尽量靠近前支承， 有多个传动件时，其中最大件应靠近前支承。（1分）5试述双列短圆柱滚子轴承的特点？（ 3分）答：（1）内圈有1:12得锥孔，与主轴的锥形轴颈相匹配，轴

8、向移动内圈可以将内圈涨大用 来调整轴承的径向间隙和预紧。（1分）（2） 轴承的滚动体为滚子，能承受较大的径向载荷和较高的转速；（1分）（3）轴承有两列滚子交叉排列，数量较多，因此刚度很高；（4）不能承受轴向载荷。（答对3个，即得3 分） 四、分析推导（15分，每小题5分）1某一丝杠，导程为10 mm，直径d = 40 mm ?全长共有110圈螺纹，跨距L = 1300 mm，工作时丝杠温度预计比床身高.t=2C，钢的热膨胀系数=11 10占1/ C，求预拉伸量（预拉伸量应略大于热伸长量）。（5分）答： 螺纹段长度=10 110mm =1100mm螺纹段热伸长量 L 二：心:t =11 10“

9、1100 2mm =0.0242mn预拉伸量应略大于：L1，取螺纹段预拉伸量 0.04mm，当温升2 C后，还有 4 -L = 0.0158mm的剩余拉伸量，与拉伸力有所下降，但未完全消失，补偿了热膨胀引起的变形。装配时丝杠的预拉伸力通常由测量丝杠伸长量来控制，丝杠全长上预拉伸量为:0.04 1300L11100mm = 0.0473mm2试导出快速运动电动机起动时克服惯性力所需的功率表达式（5分）答：（1）只惯=M惯 - M惯2 n1000 60(kW)M惯n9550(kW)( 2 分)（2）t为电动机的起动时间（s）,对于重型机床t = 0.5s，对于大型机床 t =1.0s （1 分）j

10、l 八 Jkk（3）各运动部件折算到电动机轴上的转动惯量1 2 二K1 K D K（4） J kmK RK（ 1 分）2 323试述同步齿形带传动的优点？（5分）答：（1 ）同步齿形带无相对滑动，传动比准确，传动精度高；（2）可传递100kW以上的功率；（3） 厚度小、质量小、传动平稳、噪声小、适用于高速传动，可达50m/s ；（4）无需特别张紧，对轴和轴承压力小，传动效率高；（5）不需要润滑，耐水耐腐蚀，能在高温下工作；（6 ）传动比大，可达 1 :10,。（答出5个序号中的第一句话即可满分）图2.搬运机器人五、计算题（本大题共 2题，每小题10分，共20 分）1. 设计平面搬运机器人的运动

11、功能方案，作业动 作功能要求将工件 W从a平面搬运到b平面上， 手抓抓取工件Xw方向（工件窄方向），如图所示。试用创成式设计法（0/ 1ZX 2 / M ）建立四自答：变成基准状态后，建立运动功能矩阵T,m二口口心匹切厲汕丁仆由度机器人运动功能矩阵T,m。（ 10分）C1_S1000印_100XC4_ S40a3_1000S1C10b010b1010b2S4C40b30Ca_So（0001C0001乙001C2001C30SaCac001 一001 一0001 一2001 一卫001 一T 0,mC1C4 - $ S4S1C4 +C1S40C1S4S1C4S1 S4 - C1C400-1C1a

12、3Sd-牡30（印X）bja。63S1（Xa1）C1（b2bi）bc c3 c2 Co Z1式中：Cw 二 cos -二 cos 6， Sw二 sin 人，S4 二 sin 匕，? -180（ 5 分）Z13 Z14Z14nT，（ 3 分）S轴不转，T、B轴同时以相同旋向图 三自虫強帆啊传勿手航2. 图示为三自由度的机械传动手腕的机构简图，试求当 旋转时，手腕的俯仰运动 N9。（10分）答：（1）B轴单独旋转时,Z12Z15, 八、逼；（ 2 分）Z11Z14（2）T轴单独旋转时，乙3、Z14为行星传动：n14 nT _ Z13n13 nTZ14乙2 （Z13 乙4 ）片4产生诱导运动 n9

13、:门9门丁 （ 3分）Z11Z14合成运动N9 二 n9r)9Z12Z15Z12(Z13 Z14)nB 一Z11Z14Z11Z14(2 分)六、综合应用（本大题共2题，每小题10分，共20 分）电IU山W图.某车床主传动系统1根据图1所示某车床主传动系统 转速图，回答下列问题？（1 ）写出其结构式：（2分）（2）写出川-W轴间变速组的变速范 围及（2分）（3 ）W轴变速范围公式及其大小：（2分）（4）找出各轴的计算转速（2分）（5 ）找出川轴上齿轮的计算转速：（2分）答：（1 ）结构式：12 = 322623;(2 分)“ “书=1.263(2书=2 ；(2 分)(3)Rn=r1r2r3=/2(34)6(2 J)3(24)=13 =2613=20或Rnn maxnmin160080(2 分)(4) nj =nminRn =80 20 =196.5 取 200r/min（2 分）轴号IIIIIIIVnc800310200200（5）（2 分）齿轮Z8Z10Z13Z11nc2005002003152.求内撑连杆杠杆式夹持器中，夹紧力