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1、“机械制造装备设计”最全答案习题解答2-31 求图2-61所示的车床各轴、各齿轮的计算转速。 解：如下图所示，根据教材p103表2-9所示，各轴的计算转速用红色的圈标注在图中，各对齿轮中小齿轮的计算转速用红色箭头标注在图中。第一章：1-3 柔性化指的是什么？试分析组合机床、普通机床、数控机床、加工中心和柔性制造系统的柔性化程度。其柔性表现在哪里？ 答：机械制造装备的柔性化是机床可以调整以满足不同工件加工的性能。柔性化包括产品结构柔性化和功能柔性化。按照柔性化从高到低排列应为：普通机床、数控机床、加工中心、fms、组合机床（专用机床）。普通机床柔性化表现在功能多、适应性强，为功能柔性化；数控机床

2、和加工中心改变加工程序即可适应新的需要，结构柔性化；fms加工效率较高，改变调度和程序可适应新的需要，为结构柔性化；组合机床（专用机床）生产率高，专门设计，适应性差，基本上无柔性。1-9 机械制造装备设计有哪些类型？它们的本质区别是什么？ 答：机械制造装备设计类型有创新设计、变型设计和模块化设计三种类型。 它们的本质区别：创新设计是一种新的理论、概念的设计，变型设计是在原设计基础上改变部分部件、参数或者结构的设计，模块化设计是采用预先设计的模块进行组合的一种设计方法。 目前大多为变型设计，模块化设计缩短了新产品设计开发的时间，创新设计的产品很少。1-15 设计的评价方法很多，结合机械制造装备设

3、计，指出哪些评价方法较为重要，为什么？答：设计的评价方法有：技术经济评价、可靠性评价、人机工程学评价、结构工艺性评价、产品造型评价、标准化评价六种。对于机械制造装备设计，这六种评价方法按重要程度由高向低排队一般是：可靠性评价、人机工程学评价、结构工艺性评价、标准化评价、技术经济评价、产品造型评价。其原因是机械制造装备投资较大，使用周期较长。为了保证产品质量、降低成本、提高可靠性和竞争能力，六种评价都是不可缺少的。可靠性评价对产品质量与可靠性进行评价；人机工程学评价产品设计在人机工程方面的合理性；结构工艺性评价是对产品结构便于加工制造的性能进行评价，以降低生产成本，缩短生产时间；技术经济评价综合

4、评价产品技术的先进性和经济的合理性；标准化评价是在标准化方面对产品进行评价；而产品造型评价是对产品的外观设计的合理性和新颖性进行评价。1-17可靠性指的是什么？有哪些可靠性衡量指标？它们之间有哪些数值上的联系？ 答：可靠性是指产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定任务的能力。 衡量指标有：可靠度r(t)、累计失效概率f(t)、失效率、平均寿命和平均无故障工作时间、可靠寿命、维修度、修复率、平均修复时间等（p37-38）。 它们之间的主要联系：f(t)=1-r(t)。1-18 从系统设计的角度，如何提高产品的可靠性？答：从系统设计角度，提高产品可靠性要提高其组成各单元的可靠性水平，因此要进行系

5、统和单元可靠性的预测。（p39）此外要将系统可靠性指标合理分配到各组成单元中，明确各组成单元的可靠性设计要求。（p42）第二章：2-4 机床系列型谱含意是什么？答：先选择用量大的机床为“基型系列”，然后在此基础上派生出若干“变型系列”，基型和变型即为机床的系列型谱。例如，中型卧式车床的简略系列型谱如表2-1所示（p76）。2-8 工件表面的形成方法是什么？（p63） 答：工件表面的形成方法有四种：轨迹法，如图2-2(a),(b)；成形法，如图2-2(c),(d)；相切法，如图2-2(e)；展成法，如图2-2(f)。2-11 机床的复合运动、内联系传动链、运动轴的联动的含义及关系如何？（p69-

6、71）答：机床的复合运动：运动之间有严格的运动关系（p65）。如车床主轴旋转和车螺纹的纵向移动。内联系传动链：机床执行件与执行件之间的传动链成为内联系传动链，内链将两个或以上的运动组成复合成形运动。车床车螺纹的传动链即为内联系传动链。运动轴的联动：数控机床各运动轴之间通过伺服电机联动可实现内链的复合成形运动，联动即为协调的运动。2-14 机床运动功能式和运动功能图表达的含义是什么？答：运动功能式（p67）：表示机床运动的个数、形式（直线或回转运动）、功能（主运动、进给运动、非成形运动）及排列顺序，是描述机床运动功能最简洁的表达形式。运动功能图（p68）：与机床运动功能式对应的图成为运动功能图，

7、如图2-4，又称机床运动原理图。2-18 机床运动分配式的含义是什么？（p70）答：运动分配式：带有接地符号“”符号的运动功能式。一个运动功能式可能有几种运动分配式。如铣床运动功能式w /xf, zf, yf, cp /t，可能有下列4种运动分配式：w /xf, zf, yf, cp/ tw /xfzf, yf, cp/ tw /xf, zfyf, cp/ tw /xf, zf, yfcp/ t 2-20 机床的主参数及尺寸运动参数根据什么确定？（p80-81）答：对于通用机床，机床的主参数及尺寸参数主要根据国家标准gb/t 15375-1994确定。对于专用机床，应根据加工工件要求，参照通用

8、机床的有关标准来确定。 机床的运动参数的确定主要依据所设计机床加工工件的尺寸、主传动类型和采用刀具的材质和类型等确定的。比如车床的设计，一定材质的车刀所承受的切削速度是一定的，工件直径增大，主轴转速应减小；反之，工件直径减小，主轴转速应增大。2-24 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？答：级比：主动轴上同一点传往从动轴相邻两传动线的比值；用表示；其中指数称为级比指数，它相当于由相邻两传动线与从动轴交点之间相距的格数。常规变速传动系的各传动组的级比指数有什么规律是：基本组的级比指数x0=1；，第一扩大组的级比指数x1=p0（p0基本组的传动副数）；第二

9、扩大组的级比指数x2=p0p1（p1为第一扩大组的传动副数）。 如12级传动的传动结构式为，排列为基本组、一扩、二扩；下角标为级比指数。2-26某车床的主轴转速为n=401800 r/min，公比=1.41，电动机的转速n电=1440 r/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。解：(1)确定转速级数：根据教材式（3-2）， 其中，所以转速级数 (2) 确定传动结构式选择传动方案：，考虑到主传动设计前密后疏的原则，传动结构式应为，(3)绘制转速图根据表3-6标准数列，经圆整可以得到12级转速为：40, 56, 80, 112, 160, 224, 3

10、15, 450, 630, 900, 1250, 1800确定定比传动比：取轴的转速值为900r/min，则电机轴与轴的传动比为： 确定各变速组最小传动比从转速点900 r/min到40r/min共有10格，按照前缓后急的原则，第二变速组最小传动线下降2格；第一变速组最小传动线下降1格；第二变速组下降3格，第三变速组最小传动线下降4格，最大上升2格。则，转速图如下： (a) 初步设计的转速图 (b) 最后确定的转速图(4)传动系图设计（包括计算齿轮齿数、带轮直径）参考教材p85，图3-13，可以得到本设计传动系图为(5)验算实际转速误差，与标注转速相比，没有误差；，实际误差；，实际误差。 转速

11、误差小于5%，符合设计要求。2-27某机床主轴转速n=1001120 r/min，转速级数z=8，电动机转速n电=1440 r/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。解：(1)计算公比根据教材式（3-2），可以得到，由于， 所以 (2)确定传动结构式根据传动组和传动副拟定原则，可选方案有： z=42； z=24； z=222在方案，中，可减少一根轴，但有一个传动组内有四个传动副，增加传动轴轴向长度，所以选择方案：z=222 根据前疏后密原则，选择结构式为： 8=212224 (3) 转速图的设计根据表3-6标准数列，经圆整可以得到8级转速为：100, 140,

12、200, 280, 400, 560, 800, 1120 r/min确定定比传动比：取轴的转速值为800r/min，则电机轴与轴的传动比为： 确定各变速组最小传动比从转速点800 r/min到100r/min共有6格，三个变速组的最小传动线平均下降两格，按照前缓后急的原则，第二变速组最小传动线下降2格；第一变速组最小传动线下降2-1=1格；第三变速组最小传动线下降2+1=3格。(4)绘制转速图(5)传动系简图设计2-28 试从级变速机构的各种传动方案中选出其最佳方案，并写出结构式、画出转速图和传动系图。 解：主传动最佳传动方案的传动结构式为 ，基本组传动副为3，第一扩大组传动副为3，级比指数

13、为3；第二扩大组传动副为2，级比指数为9。根据标准数列表，取转速为：31.5, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600。 设电机转速为1440r/min。确定定比传动比：取轴的转速值为800r/min，则电机轴与轴的传动比为： 定比传动皮带轮的直径分别为130和234mm。 确定各变速组最小传动比：从转速点800 r/min到31.5r/min共有14格，按照前缓后急的原则，基本组最小传动线下降2格，基本组相邻两变速组下降1格；第一变速组下降6格，其中相邻两变速组下降3

14、格；第二变速组最小传动线下降6格，最大上升3格。初步确定的转速图如图1所示。 图(a) 初步设计确定的转速图 图(b) 确定齿轮齿数后的转速图假定同一变速组内每对齿轮的齿数和相等，根据教材表2-8(p100- -101)，可以确定齿轮的齿数，齿轮齿数确定结果如图2所示。(4) 确定主轴的计算转速根据教材表2-9(p103)，中型通用机床主轴计算转速为：r/min 图(c)设计的主传动系统图2-29 用于成批生产的车床，主轴转速n=45500 r/min，为简化机构采用双速电动机，n电=720/1440 r/min，试画出该机床的转速图和传动系图。解：(1)计算公比确定转速级数根据教材式（3-2

15、），由于，设转速级数z=8，则 ， 所以 (2)确定传动结构式选择方案：z=222，根据前疏后密原则，考虑到电动机的情况，选择结构式为： 8=222124其中第一级是由双速电机确定的，实际变速箱的结构式为：4=2124 。(3) 转速图的设计根据表3-6标准数列，经圆整可以得到8级转速为：45, 63, 90, 125, 180, 250, 355, 500 r/min确定定比传动比：取轴的转速值为710, 355r/min，则电机轴与轴的传动比为： 确定各变速组最小传动比从转速点355 r/min到45r/min共有6格，按照前缓后急的原则，第一变速组最小传动线下降2格；第二变速组最小传动线

16、下降4格。(4)绘制转速图 (a) 初步设计的转速图 b) 最后确定的转速图(5)传动系简图设计2-31 求图2-61所示的车床各轴、各齿轮的计算转速。 解：如下图所示，根据教材p103表2-9所示，各轴的计算转速用红色的圈标注在图中，各对齿轮中小齿轮的计算转速用红色箭头标注在图中。2-32求图2-62中各齿轮、各轴的计算转速。解：如下图所示，根据教材p103表2-9所示，各轴的计算转速用红色的圈标注在图中，各对齿轮中小齿轮的计算转速用红色箭头标注在图中。2-34 数控机床主传动设计有哪些特点？（p111-116） 答：主传动采用直流或交流电动机无极调速；驱动电动机和主轴功率的匹配性设计；数控

17、机床的高速主传动设计；采用部件标准、模块化结构设计；柔性化、复合化设计；并联机床设计。 （本题需要适当展开、解释！）2-36 进给传动与主传动相比较，有哪些不同的特点？答：机床主传动设计特点：主传动采用恒功率传动；除主轴之外，各轴计算转速为最低转速；转速图为前密后疏结构；采用背轮机构、双公比传动、双速电机等方式。机床进给传动设计特点：进给传动是恒转矩传动；各传动件的计算转速是其最高转速；转速图为前疏后密结构；变速范围可比主传动大；采用传动间隙消除机构；采用快速空程传动和微量进给机构。第三章：3-2 主轴轴向定位方式有哪几种？各有什么特点？适用于那些场合？（p145，如图3-4）答：前端配置：前

18、支承轴承较多，发热大，温升高，但主轴受热后向后伸长，不影响轴向精度，精度高，刚度较高，适于高精度机床或数控机床。后端配置：前支承轴承较少，发热小大，温升低，但主轴受热伸长后向前伸长，影响轴向精度，适于普通机床，如立铣床、车床等。两端配置：当主轴受热伸长时，影响主轴承的轴向间隙，可采用弹簧消隙和补偿热膨胀措施，适于短主轴，如组合机床等。中间配置：可减少主轴的悬伸量，并使主轴热膨胀后向后伸长，但前支承复杂，温升较高。3-9 在支承件设计中，支承件应满足哪些基本要求？（p162） 答：(1)具有足够的刚度和刚度-质量比；(2)具有较好的动态特性（动刚度大、低阶固有频率高、无薄壁噪声等）：(3)热稳定

19、性好；(4)排屑畅通、吊运安全，结构工艺性好。3-10 支承件常用的材料有哪些？有什么特点？（p166-167） 答：铸铁：铸造性能好、容易成型，具有一定的吸振性能，但综合机械性能较差、生产周期较长；钢板焊接结构：生产周期短，综合机械性能较好，但抗振性能较差；预应力钢筋混凝土：抗振性较好、成本较低，但脆性大，耐腐蚀性能差；天然花岗岩：热稳定性好，精度保持性好，抗振性好，但脆性较大，抗冲击性能差；树脂混凝土：刚度高，抗振性好，热稳定性好，密度较低。3-12 提高支承件结构刚度和动态性能有哪些措施？（p168-170） 答：提高机床支承件结构刚度和固有频率的方法是：合理选择支承件材料、截面形状和尺

20、寸、壁厚，合理布置肋板和肋条，减少质量提高固有频率，改善支承件之间的接触刚度和与地基的联结强度。提高动态性能的措施是：改善阻尼特性（铸件砂芯不清除、充填型砂或混凝土；焊接结构采用断续焊缝、支承件表面采用阻尼涂层等），采用新材料制造支承件，如采用树脂混凝土材料制造支承件可使动刚度提高几倍。3-14 镶条和压板有什么作用？（p174）答：压板的作用调整辅助导轨面的间隙和承受颠覆力矩；镶条的作用是调整矩形和燕尾形导轨的侧向间隙，有平镶条和斜镶条两种。3-15 导轨的卸荷方式有哪几种？各有什么特点？（p178-179） 答：机械卸荷、液压卸荷和自动调节气压卸荷三种，（各种卸荷导轨特点请自己总结！）。3

21、-16 提高导轨耐磨性有哪些措施？（p183-184） 答：导轨的预紧、导轨的润滑和防护、导轨的减摩处理（如导轨贴塑、涂层，滑动改滚动导轨、卸荷导轨等）。（需要自己总结发挥！）3-19 何谓端面齿盘定位？有何特点？（p193）答：齿盘定位是两个齿形相同的端面齿盘啮合而成的定位机构，由于啮合时各个齿的误差抵消，起到误差均化作用，定位精度高。其特点是定位精度高、重复定位精度好、定位刚性好、承载能力大。该机构在数控机床回转刀架、加工中心鼓轮式刀具库以及机床回转工作台分度、定位机构中得到应用。3-20 加工中心自动换刀装置包括些什么？（p195） 答：加工中心自动换刀装置包括：刀具库（伺服驱动电机、传

22、动机构、鼓轮式或链式结构等）、自动换刀机械手（驱动装置、传动机构、手臂和手爪等）等。3-21 加工中心上刀库的类型有哪些？各有何特点？（p195-196）答：有四种：鼓轮式刀库、链式刀库、格子箱式刀库和直线式刀库。鼓轮式刀库：结构简单、紧凑，但刀具容量较小，鼓轮回转惯性较大。链式刀库：外形紧凑、占用空间较小、刀具容量大。格子箱式刀库：结构紧凑、空间利用率高、刀库容量较大，但布局不灵活。直线式刀库：结构简单、刀库容量较小。第四章：4-2 工业机器人由哪几部分组成？比较它们与数控机床组成的区别？（p219-220） 答：工业机器人由操作机、驱动单元和数控装置三部分组成。操作机有机座、手臂、手腕和末

23、端执行器组成。数控机床由机床、驱动单元和数控装置等组成。其中机床部分由立柱、支座、工作台、主轴箱刀具等部分组成。工业机器人和数控机床的区别在操作机和机床部分，机器人的作用是搬运和操作工具，机床主要是加工工件，数控机床可以说是一种特殊的机器人。4-19 谐波减速器的工作原理是什么？特点是什么？了解在机器人设计中的一些典型用法。（p235）答： 工作原理：谐波齿轮减速器由刚轮（内齿）、柔轮（外齿）和谐波发生器组成，柔轮在刚轮之内，谐波发生器在柔轮内部。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

24、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。其速比关系可以写成：当波发生器主动，刚轮固定、柔轮从动时，波发生器与柔轮的减速比为, 则传动比为： 当波发生器主动，柔轮固定、刚轮从动时，波发生器与刚轮的减速比为式中：zg, zr分别为刚轮和柔轮的齿数；nh, nr, ng分别为波发生器、柔轮和刚轮的转速。谐波齿轮减速器体积小、结构紧凑，输入和输出同轴；在工业机械人底座、手臂和手腕的传动中使用很普遍，典型使用见图4-29（p245）。4-20 机器人的驱动方式有哪些？如何选用？（p238-240）答：机

25、器人的驱动方式主要是电机驱动方式，有直流伺服电机、步进电机和交流伺服电机三种。其特点是无需能量转换、控制灵活、使用方便，噪声较低、起动转矩大等，用于额定负载1kn以下的工业机器人。液压和气压驱动方式，液压驱动主要在经济型机器人、重型工业机器人和喷漆机器人中使用；气压驱动主要在轻负荷搬运、上下料点位操作工业机器人中使用。4-21 机器人手臂设计要求是什么？了解一些典型机器人手臂工作原理结构及特点。（p241-245）答：(1)应满足机器人完成作业任务提出的工作空间要求；(2)合理选择手臂截面形状，使用高强度的轻型材料；(3)尽量减小手臂质量和相对其关节回转轴的转动惯量和偏心力矩；(4)设法减小机

26、械间隙引起的运动误差，提高运动精确性和运动刚度。典型机器人手臂结构如图4-22，图4-24，图4-27，图4-28和4-29.4-23 机器人手腕设计要求是什么？了解一些典型的机器人手腕工作原理、结构和特点。答：(1)力求手腕结构紧凑，减轻其质量和体积；(2)不应盲目增加手腕的自由度数，一般最多为三个自由度；(3)提高手腕动作的精确性，提高传动刚度，减小间隙反转回差；(4)设置限位开关和机械挡块，防止动作超限而造成事故。典型结构见图4-31，图4-32，图4-33等。4-31 什么是智能机器人？（p264） 答：智能机器人是按照人工智能决定行动的机器人。智能机器人分为适应控制机器人和学习控制机

27、器人。4-33 在机械制造系统中工业机器人的选择与布局设计原则是什么？（p267）答：(1)满足作业技术参数要求；(2) 性能价格比好；(3) 满足系统生产节拍的要求；(4) 在不发生干涉的条件下，优化与前后连接装备之间的布置，减小占地面积，缩短运动路径。第六章：6-2 物流系统的组成环节有哪些？物料系统设计时应满足哪些条件？（p328, 332）答：物流系统组成环节如图6-1所示，有原材料及配套件的调入、储存、加工制造、检验、装配、包装、成品储存、发送等。物流系统设计应满足的条件：连续性与流畅性；平行性与交叉性；比例性与协调性；均衡性与节奏性；准时性；柔性和适应性。6-6 目前机床间工件传输

28、装置有哪几种？各适用于哪些场合？（p369-380）答：机床间工件传输装置有托盘与托盘交换器、随行夹具、传送装置、有轨运输小车、无轨运输小车。托盘交换器常用于机床和传送装置的连接；随行夹具用于结构形状复杂而缺少可靠运输面工件传送、滚道和带式传送机用于机床之间或装配线上工件的传输、有轨运输小车和无轨运输小车则用于车间内fms系统工件在机床或工作站之间运输和传送。6-13 自动化仓库的工作原理是什么？（p388） 答：如图6-73所示。简单说是：进库、传送、入库、出库、返回原始位置；（应详细叙述、发挥）6-15 车间物料设计的原则是什么？（p346） 答：（共6条，应回答！） 6-16 物料搬运装

29、备的选择原则是什么？（p354）答：(1) 适用于短距离和低物流量简单传送装备，如叉车、电瓶车、传送滚道等。(2) 适用于短距离和高物流量复杂传送装备，如搬运机械手或机器人等。(3) 适用于长距离和低物流量简单运输设备，如汽车等运输车辆。(4) 适用于长距离和高物流量复杂运输装备，如火车、船舶等。第七章：7-1 什么是机械加工生产线？它的主要组成类型及特点有哪些？（p393-394）答：机械加工生产线将加工装备按照一定顺序依次排列，并用一些输送装置与辅助装置将它们连接成一个整体，使之能够完成工件的指定加工过程。组成类型有：通用机床生产线：建线周期短，成本低，用于盘类、轴、套、齿轮等中小旋转体工

30、件。组合机床生产线：由组合机床联机构成，主要适用于加工箱体及杂类工件大批量生产。专用机床生产线：设计制造周期长，成本高，适于加工结构特殊、复杂的工件，大量生产类型。柔性连接生产线：以数控机床为主，适应工件品种变化的能力强。7-5 简述生产节拍平衡和生产线分段的意义和相应的措施？（p400-402）答：生产节拍平衡的意义：对生产全部工序进行平均化，调整各作业负荷，以使各作业时间尽可能相近。通过平衡，提高效率，减少工时，降低成本，减少在制品，实现有序流动。生产线平衡措施是：六条（p401，需要总结归纳！）生产线分段的意义：适应生产节拍平衡的需要和工件的输送的需要。生产线分段的措施和场合：四条（p4

31、01-402，需要总结归纳！）7-6 提高生产线可靠性的主要手段有哪些？（p403） 答：（共5条，需要归纳总结！）7-8 组合机床总体设计的内容有哪些？（p410-421）答：主要是三图一卡的设计，包括绘制被加工零件工序图、加工示意图、机床总联系尺寸图和编制生产率计算卡。（需展开简介三图一卡的含义！并注意三图一卡的定义。）7-10 柔性制造系统的概念、组成及类型？（p430-431）答：fms概念：是一个以网络为基础、面向车间的开放式集成制造系统，是实现cims的基础，它具有cad、数控编程、分布式 数控、工夹具管理、数据采集和质量管理等功能，它能根据制造任务和生产环境的变化迅速进行调整，适

32、用于多品种、中小批量生产。fms组成：（1）加工子系统：加工装备、辅助装备、工艺装备。（2）物流子系统：物料储存、传送和搬运。物料指工件和刀具，典型的物流过程：工件流，刀具流。（3）控制子系统：过程控制、过程监视。上述为三种基本组成，还包括fms的管理、操作与调整维护及编程等工作。fms类型：根据所含机床的数量、机床结构的不同，可将柔性制造系统分为柔性制造装置（fmu）、柔性加工单元（fmc）、柔性制造系统（fms）、柔性生产线（fml）。 机械制造装备设计关慧贞第三版课后习题答案1-1 为什么说机械制造装备在国民经济发展中起着重要的作用？ 制造业是国民经济发展的支柱产业，也是科技技术发展的载

33、体及使其转化为规模生产力的工具和桥梁。装备制造业是一个国家综合制造能力的集中表现，重大装备研制能力是衡量一个国家工业化水平和综合国力的重要标准。1-2 机械制造装备与其他工业化装备相比，特别强调应满足哪些要求？为什么？ 柔性化 精密化 自动化 机电一体化 节材节能 符合工业工程要求 符合绿色工程要求1-3 柔性化指的是什么？试分析组合机床、普通机床、数控机床、加工中心和柔性制造系统的柔性化程度。其柔性表现在哪里？ 柔性化有俩重含义：产品机构柔性化和功能柔性化。数控机床、柔性制造单元或系统具有较高的功能柔性化程度。在柔性制造系统中，不同工件可以同时上线，实现混流加工。组合机床其柔性表现在机床可进

34、行调整以满足不同工件的加工。1-7 对机械制造装备如何进行分类？ 加工装备：采用机械制造方法制造机器零件的机床。工艺装备：产品制造是用的各种刀具、模具、夹具、量具等工具。仓储运输装备：各级仓库、物料传送、机床上下料等设备。辅助装备：清洗机和排屑装置等设备。1-9 机械制造装备设计有哪些类型？他们的本质区别是什么？ 类型：创新设计、变型设计和模块设计1-12 哪些产品宜采用系列化设计方法？为什么？有哪些优缺点? 系列化设计方法是在设计的某一类产品中，选择功能、结构和尺寸等方面较典型产品为基型，运用结构典型化、零部件通用化、标准化的原则，设计出其他各种尺寸参数的产品，构成产品的基型系列。优点：1）

35、用较少品种规格的产品满足市场较大范围的需求。 2）可以减少设计工作量，提高设计质量，减少产品开发的风险，缩短产品的研制周期。 3）可以压缩工艺装备的数量和种类，有助于缩短产品的研制周期，降低生产成本。 4）零备件的种类少，系列中的产品结构相似，便于进行产品的维修，改善售后服务质量。 5）为开展变型设计提供技术基础缺点：用户只能在系类型谱内有限的品种规格中选择所需的产品，选到的产品，一方面其性能参数和功能特性不一定最符合用户的需求。另一方面有些功能还可能冗余。1-15 设计的评价方法很多，结合机械制造装备设计，指出哪些评价方法极为重要，为什么？技术经济评价 可靠性评价 人机工程学评价 结构工艺性

36、评价 产品造型评价 标准化评价2-1 机床设计应满足哪些基本要求？其理由是什么? 工艺范围、柔性、与物流系统的可亲性、刚度、精度、噪声、成产率自动化、成本、生产周期、可靠性、造型与色彩2-4机床系列型谱的含义是什么？ 为了以最少的品种规格，满足尽可能多用户的不同需求，通常是按照该类机床的主参数标准，先确定一种用途最广、需要量较少的机床系列作为“基型系列”，在这系列的基础上，根据用户的需求派生出若干种变型机床，形成“变型系列”。“基型”和“变型”构成了机床的“系类型谱”。2-5机床的基本工作原理是什么？ 通过刀具与工件之间的相对运动，由刀具切除工件加工表面多余的金属材料，使工件具有要求的几何形状

37、和尺寸。2-7 工件表面发生线的形成方法有哪些？ 轨迹法、成形法、相切法、展成法2-20 机床的主参数及尺寸参数根据什么确定？ 通用机床的主参数和主参数系列国家已制订标准，设计时可根据市场的需求在主参数系列标准中选用相近的数值。专用机床的主参数是以加工零件或被加工面的尺寸参数来表示，一般也参照类似的通用机床主参数系列选取。2-23 机床主传动系都有哪些类型？由哪些部分组成？ 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、无极变速传动主传动系一般由动力源（如电动机）、变速装置及执行件（如

38、主轴、刀架、工作台），以及开停、换向和制动机构等部分组成。26、某车床的主轴转速n=401800r/min ，公比电动机的转速，试拟定结构式，转速图；确定齿轮的齿数、带轮的直径；演算转速误差；画出主传动系统图。 解：该主轴的变速范围为: 根据变速范围、公比可求变速的级数拟定结构式级数为12的传动副数为2或3的传动方案有以下几种： 根据级比规律和传动副前多后少、传动线前密后疏的的原则确定 查表可获得12级转速为 40、56、80、112、160、224、315、450、630、900、1250、1800作转速图如下：40568011216022431545063090012501800r/min

39、1440r/min电iiiiiiiv 符合要求符合要求最后扩大组的变速范围：符合要求带轮的直径计算（因功率参数等不详仅举例说明）：查表取小带轮的基准直径为125mm则大带轮直径 取0.015 197mm查表取大带轮的基准直径为200mm齿轮齿数的确定：i ii 轴之间的传动副共有3对 传动比为 1:1 1:1.41 1:2如果采用模数相同的标准齿轮， 则三对传动副的齿轮和相同查表可得40568011216022431545063090012501440r/min电iiiiiiiv取 可以确定 三个传动副的齿数为1800r/min1：1传动副 36 361：1.41传动副 30 421：2传动副

40、 24 48同理可确定ii iii 轴的齿数和取 84 1：1传动副齿数取 42 42 1：2.82传动副齿数取22 62iii iv之间的传动副齿数和取 902：1的传动副齿数取 60 301：4的传动副齿数取 18 72 转速误差的计算主轴各级转速所获得的实际转速按下面的公式计算123456789101112理论转速40568011216022431545063090012501800实际转速39.3256.1778.64110.81158.30221.63314.56449.38629.13886.51266.431773转速误差率（%）1.700.311.701.061.061.060

41、.140.140.141.51.311.5允许误差： 根据上表可知转速误差率在允许的范围内绘制传动系统图如下：36243036484242224262601830721440r/min27、某机床主轴转速n=1001120r/min ，转速级数，电动机的转速，试设计该机床的主传动系，包括拟定结构式和转速图，画出主传动系统图。1.41查表可获得8级转速为 100，140，200，280，400，560，800，1120拟定8级转速的结构式： 根据级比规律和传动副前多后少、传动线前密后疏的的原则确定10014020028040056080011201440r/min电iiiiiiiv 符合要求符合

42、要求最后扩大组的变速范围：符合要求带轮的直径计算（因功率参数等不详仅举例说明）：查表取小带轮的基准直径为125mm则大带轮直径 取0.015 221.625mm查表取大带轮的基准直径为224mm齿轮齿数的确定：i ii 轴之间的传动副共有2对 传动比为 1:1 1:1.41如果采用模数相同的标准齿轮， 则三对传动副的齿轮和相同查表可得取 可以确定 两个传动副的齿数为1：1传动副 24 241：1.41传动副 20 28同理可确定ii iii 轴的齿数和取 601：1传动副齿数取 30 30 1：2传动副齿数取20 40iii iv之间的传动副齿数和取 721.41：1的传动副齿数取 42 30

43、1：2.82的传动副齿数取 19 53转速误差的计算主轴各级转速所获得的实际转速按下面的公式计算12345678理论转速1001402002804005608001120实际转速100.98141.25201.78282.49394551.67881103.2转速误差率（%）0.890.890.890.891.51.51.51.5允许误差： 根据上表可知转速误差率在允许的范围内绘制传动系统图如下：20242830203040421930531440r/min2428试从，级变速机构的各种传动方案中选出最佳方案，并写出结构式，画出转速图和传动系统图。转速不重复的方案： 转速重复的方案 等根据级比

44、规律和传动副前多后少、传动线前密后疏的的原则确定 也可选择转速重复的方案。假定最小转速为31.5r/min 查表可得各级转速为31.5， 40，50，63，80，100，125，160，200，250，315，400，500，630，800，1000，1250，1600。125160200250315400500630800100012501600r/min1440r/min电iiiiiiiv31.540506380100 符合要求符合要求最后扩大组的变速范围：符合要求带轮的直径计算（因功率参数等不详仅举例说明）：查表取小带轮的基准直径为125mm则大带轮直径 取0.015 221.625mm

45、查表取大带轮的基准直径为224mm齿轮齿数的确定：i ii 轴之间的传动副共有2对 传动比为 1:1 1:1.25 1:1.6如果采用模数相同的标准齿轮， 则三对传动副的齿轮和相同查表可得取 可以确定 三个传动副的齿数为1：1传动副36 361：1.25传动副 32 401：1.6传动副 28 44同理可确定ii iii 轴的齿数和取 841：1传动副齿数取 42 42 1：2传动副齿数取28 561：4传动副齿数取17 67iii iv之间的传动副齿数和取902：1的传动副齿数取 60 301：4的传动副齿数取 18 7232283628564217601830404436425667721

46、440r/min转速误差的计算主轴各级转速所获得的实际转速按下面的公式计算123456789理论转速31.540506380100125160200实际转速31.8139.9849.9962.6878.898.5125.36157.6197转速误差率（%）0.980.030.030.511.51.50.291.51.5101112131415161718理论转速250315400500630800100012501600实际转速254.47319.90399.88492.5630.47881002.91260.81576转速误差率（%）1.791.511.50.030.6351.50.290.

47、8641.5允许误差： 根据上表可知转速误差率在允许的范围内29、用于成批生产的车床，主轴转速45500r/min，为简化机构选用双速电机，n电=720r/min和1440r/min，试画出该机床的转速度和传动系统图。 采用双速电机时公比一般取1.41和1.26 本例中取1.41查表可获得8级转速为45，63，90，125，180，250，360，500拟定8级转速的结构式： 选用多速电机是将多速电机作为第一扩大组放在传动式前面基本组放在第一扩大组的后面因此确定最后的结构式为i轴的带轮转速为720r/min查表取小带轮的基准直径为125mm则大带轮直径 取0.015 246.25mm查表取大带

48、轮的基准直径为250mm4563901251802503605001440r/min电iiiiii72010001440720r/min 符合要求符合要求最后扩大组的变速范围：符合要求齿轮齿数的确定：i ii 轴之间的传动副共有2对 传动比为 1:2 1:2.82如果采用模数相同的标准齿轮， 则三对传动副的齿轮和相同查表可得取 可以确定 三个传动副的齿数为1：2传动副23 461： 2.82传动副 18 51同理可确定ii iii 轴的齿数和取 721.41：1传动副齿数取 42 301：2.82传动副齿数取19 53231846194230531440r/min51720r/min转速误差的

49、计算主轴各级转速所获得的实际转速按下面的公式计算12345678理论转速456390125180250360500实际转速44.8763.5689.73127.12175.21248.22350.43496.44转速误差率（%）0.2970.890.2971.72.660.712.660.71允许误差： 根据上表可知转速误差率在允许的范围内33、某数控机床，主轴最高转速，最低转速，计算转速为，采用直流电动机，电动机功率=15kw，电动机的额定转速，最高转速为，试设计分级变速箱的传动系，画出转速图和功率特性图，以及主传动系统图。主轴要求的很功率范围为电机所能达到的恒功率范围取 =4.06 取z=4机械分级结构式可写作45004000400020003202000150013331333100010006676675005003603331671671608040r/min403