机械制造装备设计总复习

1、机械制造装备设计总复习 第一章 绪论 1. 机械制造装备的分类。 1、机械制造装备指的是什么？共分哪几大类？ 答：机械制造业中所使用的装备就是机械制造装备。 它共分为四大类：加工装备、工艺装备、物料储运装备和辅助装备。 1-1 、加工装备都包括哪些装备？ 答：加工装备主要指机床，包括金属切削机床、特种加工机床、锻压机床和木 工机床四大类。 1-2 、工艺装备都包括哪些装备？ 答：工艺装备包括：刀具、夹具、模具、量具、辅助工具等。 1-3 、物料储运装备都包括哪些装备？ 答：物料储运装备包括：物料输送装置、机床上下料装置、各级仓储装置与立 体仓库等。 1-4 、辅助装备都包括哪些装备？ 答：辅助

2、装备包括：清洗机、排屑装置、测量设备和包装设备等。 第二章 机械制造装备的设计方法 1. 机械制造装备设计的类型。 2. 机械制造装备设计的方法。 3. 机械创新设计的思维和方法。 1、利用各种创新方式，举出多种关于热水瓶（或水杯、笔、尺）的创意， 包括功能、附加物、使用方便等，要求有详细说明。 答：如红外遥控或声控的热水瓶， 附加移动装置，可以方便使用；使用经过 特殊处理的材料，制成有药效功能的热水瓶或摔不破、挤不破的热水瓶；附加 净化装置的可以净化水的热水瓶；装上定时定量装置，能自动加水烧水的热水 瓶；节能环保的太阳能热水瓶；可以按需要的温度出水的热水瓶；瓶身能够表 示瓶内水温的热水瓶（杯

3、+玻璃+刻度-刻度杯；杯+套（真空密封）- 保温杯（保热保冷）；杯+金属+电 电热杯；杯 +温度计 温度指示杯；杯 + 图文-知识观赏杯；杯+盖 +指南针-可指南带盖杯） 2、利用各种创新方式，用“可折叠”对除折叠伞以外的各类物品进行改进。要 求有详细说明，包括功能、附加物、使用方便等。 （试举 2 例） 答： 3、为方便盲人使用，自选一件物品利用各种创新方式进行尝试，包括功能、附 加物、使用方便等等，要求有详细说明。 答：如探路手杖，手杖端部安装探头，碰到障碍回有方向提示音，引导盲 人回避；下方附加折叠凳，走路时间长了可以坐下休息；手杖能够折叠，不用 时可以放入包内； 又如眼镜上安装摄像仪，

4、通过导线连接到司管视觉的器官，盲人戴上后马 上就能恢复视觉 第三章 金属切削机床设计 3.1 设计要求、方法和步骤 1. 机床设计的内容与步骤。 3.2 机床总体设计 1. 机床主要技术参数的确定（主要是运动参数的确定） 。 1、普通机床采用有级变速时，机床的运动参数如何确定 ?（3-4 ） 答：机床的运动参数由主运动参数和进给运动参数两大类组成。普通机床采用 有级变速时，两类参数的确定方法如下： 1 、主运动参数的确定 （1）最高和最低转速的确定； （2）主运动数列的公比或级数的选取。 2 、进给运动参数的确定 （1）最大和最小进给量的确定； （2）进给量数列的公比或级数的选取。 2、机床主

5、轴转速采用等比数列的主要原因是什么？（ 3-6 ） 答：主要原因就是希望机床主轴每级转速的使用机会都相等。因为此时，应该 使最大相对转速损失Amax为一个定值（常数），这就要求相邻两级转速的比 值是一个常数，而这个比值实际上就是等比数列的公比 ，所以，机床主轴 转速采用的是等比数列。 3、拟定变速系统时： （ 1）若公比 取得太大或太小各有什么缺点？较小的和中等的标准公比各适用 于哪些场合？ （ 2）若采用三速电动机，可以取哪些标准公比？（ 3-7 ） 答：（1）公比取得太大，相对速度损失 Amax就会增大，一般Amaxc 50%故公 比 2;公比取得太小，转速级数就会增多，将使机床的结构趋于

6、复杂。 较小的标准公比适用于自动机床；中等的标准公比适用于通用机床。 （ 2）若采用三速电动机，可以取 2 进位转速数列的公比。 3.3 主传动设计 1. 机床主传动的变速方式。 2. 机床主传动的启停、制动和换向方式。 3. 转速图的组成及其基本原理。 4. 结构网和结构式。 5. 主传动系统图与转速图的对应关系。 6. 主传动运动设计要点。 7. 传动件的计算转速。 8. 齿轮在轴上的布置与排列。 4、机床主传动的变速方式有哪几种？（ 3-8 ） 答：机床主传动的变速方式有无级变速和有级变速两种。 无级变速分为： 1、机械无级变速; 2、液压无级变速; 3、电气无级变速等。 有级变速分为：

7、 1 、滑移齿轮变速机构变速; 2、交换齿轮变速机构变速; 3、多速电动机变速; 4、离合器变速机构变速等。 4-1 、变速用离合器在主传动系统中的安装位置应注意哪两个问题?为什么？ 答：变速用离合器在主传动系统中的安装位置应注意两个问题 : 1、尽量将离合器放置在高速轴上，这样可以减少传递的转矩，缩小离合器 的尺寸 2、应避免超速现象。超速现象会加剧传动件和离合器的磨损，增加空载功 率的损失，增加发热和噪声。 5、机床主传动的启停、制动和换向方式各有哪几种？（3-9 ） 答： 1、机床主传动的启停方式有电动机启停和机械启停两种。 2、机床主传动的制动方式有电动机制动和机械制动两种。 机械制动

8、又分为 1、闸带式制动器； 2、闸瓦式制动器； 3、片式摩擦制动器 3、机床主传动的换向方式有电动机换向和机械换向两种。 5-1 、为什么要尽可能将启停装置放在传动链前面而且转速较高的传动轴上？ 答：尽可能将启停装置放在传动链前面而且转速较高的传动轴上，这时传递转 矩小，结构紧凑，停车后大部分传动件停转，减小空载功率损失。 5-2 、为什么要将制动器放在接近主轴且转速较高的传动件上？ 答：将制动器放在接近主轴且转速较高的传动件上，这样制动力矩小，结构紧 凑，制动平稳。 6、什么是变速组的级比和级比指数？常规变速传动系的各变速组的级比指数有 什么规律性？（ 3-10 ） 答： 1、为了分析问题方

9、便，通常将变速组传动比数列中相邻两个传动比的比值 称为级比，用 xi 表示；并将其指数为级比指数或特性指数。 2、常规变速传动系的各变速组的级比指数规律有： 1）基本组的级比指数等于 1，即 X0=1； 2）任一扩大组的级比指数均大于 1，且等于基本组的传动副数与该扩大组 之前各扩大组的传动副数的乘积。 7、转速图由什么组成？ 答：转速图由“三线一点” 即传动轴格线、转速格线、传动线、转速点组成。 8、画出结构式18=29?33?31的结构网，并分别求出当=1.26时，第二变速组和 第二扩大组的级比、级比指数和变速范围。 （3-12） 答：1、对称分布和非对称分布的结构网分别如下 17 / 1

10、5 级比指数：X1=3;级比：浓 、第 1.26 3 变速范围：r1 u1max u / u1min 3、第二扩大组（第三变速组） .X1 ( P11) 1.263(3-1)1.2664。 级比指数：X=1;级比：1.26 ; 变速范围: U 2 max . / U2 min 1 X2( P2 1 ) P 1.26 1 (3-1)1.2621.59。 9、根据所给的传动系统图，进行主传动转速图的改错，画出正确的主传动转速 图并写出其结构式；并求出该车床各轴、 各齿轮的计算转速。（3-16） 答： .j 4-FJL I44Q转分 17 i）m轴和w轴之间的传动路线断了; 六级高转速的获得有明显错

11、误。 I960 176 见正确的转速图。 2)结构式： 12=23 3i (1+1) 或 12=23x 3iX( 1+1) (2)该车床各轴、各齿轮的计算转速。 转速单位r/min 轴的序号 V (主轴) IV n I 计算转速 120 410 360 750 1440 Z58/120 Z17/410 Z63/410 Z27/958 齿轮/ Z32/750 Z34/750 Z39/530 Z28/750 计算转速 Z45/360 Z32/750 Z22/2160 Z33/1440 Z34/750 Z19/1440 9-1、根据传动系统图，指出主传动转速图中的错误，画出正确的主传动转速图 创為一

12、 0In川w 并写出其结构式；并求出该车床各轴、各齿轮的计算转速。 1400 1000 710 500 355 250 180 125 90 63 45 31.5 答：1)第二变速组的传动线有错误，应该对应两两平行，如改正图所示 轴的序号 W （主轴） n I O 计算转速 90 125 355 710 1440 齿轮/ 计算转速 Z30/250 Z60/125 Z72/90 Z18/355 Z42/355 Z42/355 Z62/125 Z22/355 Z36/710 Z36/710 Z42/500 Z30/710 Z48/355 Z24/710 256/710 126/1440 （2）该车

13、床各轴、各齿轮的计算转速。 转速单位r/min 10、某机床主传动的转速图如图 所示，若主轴的计算转速为 63r/min ,试确定各中间轴及各齿 轮的计算转速。（3-17） 2）结构式： 12=3i 23 26 或 12=3iX 23 X 26 0I川W 1440 1400 1000 710 500 355 250 180 125 90 63 45 31.5 答：主轴（V轴）的计算转速为 63r/min , 转速单位r/min 轴的序号 V （主轴） IV n I 计算转速 63 63 180 710 1420 齿轮/ 计算转速 Z67/63 Z67/63 Z47/710 Z70/63 Z25

14、/180 Z67/63 Z24/180 Z44/500 Z31/710 Z60/180 Z15/710 Z31/1420 Z31/1420 Z37/1000 Z26/1420 Z40/710 Z20/1420 3.4进给传动系统的设计 1. 进给传动的类型。 2. 滚珠丝杠的支承方式。 11、进给传动的类型有哪些？ 答：进给传动的类型有：机械传动、液压传动、电气传动。 12、滚珠丝杠的支承方式有哪些？ 答：滚珠丝杠的支承方式有：一端固定、另一端自由；一端固定、另一端简支; 两端固定。 3.5主轴组件设计 1. 推力支承位置的配置形式。 2. 主轴的传动方式。 3. 主轴传动件轴向位置的合理布置

15、。 13、 主轴轴向定位方式（推力支承位置的配置形式）有哪几种？ （ 3-25） 答：主轴轴向定位方式有以下种： 1、前端配置；2、后端配置；3、两端配置。 14、主轴传动方式有哪几种？ 答：主轴传动方式：齿轮传动、带传动、电动机直接传动、蜗杆蜗轮传动、带 传动。 15、主轴传动件的轴向位置有哪几种合理布置形式？ 答：主轴传动件位置的合理布置有：主轴两支承间承受传动力、主轴前端承受 传动力、主轴尾端承受传动力。 3.6 支承件设计 1. 支承件截面形状的选择。 2. 支承件肋板和肋条的布置。 3. 支承件的材料。 16、根据什么选择支承件的截面形状？（ 3-34 第一问） 答：合理的支承件结构

16、设计应能保证在最小质量条件下，具有最大静刚度。静 刚度与截面惯性矩成正比。故应根据抗弯惯性矩和抗扭惯性矩选择截面形状。 17、简述肋板的支承型式和作用。 （ 3-34 第二问） 答：肋板的支承形式和作用如下 1 、纵向肋板，其作用主要是提高抗弯刚度。 2 、横向肋板，其作用主要是提高抗扭刚度。 3 、斜向肋板，其作用兼有上述两种效果。 18、支承件常用的材料有哪些？（ 3-33 ） 答：支承件常用的材料有铸铁、钢板和型钢、预应力钢筋混凝土、天然花岗岩、 树脂混凝土等。 3.7 导轨设计 1. 常用的导轨材料。 2. 直线运动导轨的截面形状。 3. 直线运动滑动导轨的间隙调整方法。 4. 导轨的

17、卸荷方式。 19、导轨常用的材料有哪些？ 答：导轨常用的材料有：铸铁、钢、有色金属、塑料（塑料软带、复合导轨板） 20、直线运动滑动导轨的间隙调整方法有哪些？（ 3-37 ） 答：直线运动滑动导轨的间隙调整方法有 1、压板调节； 2、镶条调节； 3、导向调整板调节。 21、导轨的卸荷方式有哪几种？（ 3-38 ） 答：导轨的卸荷方式有机械卸荷、液压卸荷和气压卸荷等三种。 3.8 机床刀架装置设计 1. 刀架装置类型。 2. 加工中心的刀库类型。 3. 自动换刀装置的形式。 4. 自动选刀的方式。 22、加工中心的刀库类型有哪些？ 答：加工中心的刀库类型有：鼓轮式、链式、格子箱式、直线式。 23

18、、自动换刀装置有哪几种形式？（ 3-41 ） 答：自动换刀装置主要有转塔头自动换刀装置、带刀库的自动换刀装置两种。 24、自动选刀方式有哪几种？ （3-42） 答：自动选刀方式主要有顺序选刀和任意选刀两种方式。 第四章 机床夹具设计 4.1 概述 1. 机床夹具的组成。 1、任何夹具不可缺少哪三个组成部分？ 答：定位元件、夹紧装置和夹具体是任何夹具不可缺少的三个组成部分。 4.2 工件的定位和夹具的定位设计 1. 六点定位原理。 2. 分析工件定位时所需限制的自由度。 3. 工件的定位形式。 4. 工件典型表面的定位方式。 2、工件的定位形式有哪几种？其中哪一种是绝对不允许的？ 答：工件的定位

19、形式有完全定位、不完全定位、欠定位、过定位。其中，欠定 位是绝对不允许的。 3、工件在夹具中定位时凡有六个支承点即为“完全定位” ，这种说法对吗？为 什么？（ 4-4 ） 答：不对。因为可能有多个支承点限制了同一个自由度。 3-1、工件装夹在夹具中，凡是有六个定位支承点，就不会出现欠定位。 答：不对。因为可能所有支承点都未能限制必须限制的自由度。 3-2、工件装夹在夹具中，凡是不超过六个定位支承点，就不会出现过定位。 答：不对。因为可能这几个支承点正好限制了同一个自由度。 3-3、在工件的定位安装中，定位支承点的数目越多工件越稳定。 答：不对。因为定位支承点的数目越多工件越容易出现过定位。 3

20、-4、工件夹紧后，位置不会再变化，因而也就定位了。这种说法对吗？为什么? 答：不对。因为工件的夹紧位置很多，但是正确的位置只有一个。所以应该是 定位在前，夹紧在后，即“先定位，后夹紧”。 3-5、过定位是指工件实际被限制的自由度多于加工所必须限制的自由度。这种 说法对吗？为什么？ 答：不对。因为过定位是指工件的部分自由度被不同 的定位元件重复限制了。 4、加工如图所示工件，分析其定位时理论上所需限制 的自由度。（4-5） 答：6个自由度都必须限制。 4-1、过正方体工件中心垂直于某一表面打一通孔，必须限制几个自由度 答：必须限制5个自由度。 4-2、如图所示在球体上铣平面，要求保证尺寸H,必须

21、限制几个自由度 答：必须限制5个自由度。 4-3、在球体上铣平面，若采用图示的一一匚匚 方法定位，则实际限制了几个自由度。工- 答：必须限制3个自由度。 5、如图所示，连杆在夹具中的平面及 圆柱销和V型块上定位，试问此定位是否合 理？若不合理应如何改进？（ 4-6） 答：会产生过定位。 改进方法：将定位元件长圆柱销 A改短, 并将定位元件固定式V型块B改为浮动式。 6工件典型表面的定位方式有哪几种？ 答：工件典型表面的定位方式有平面定位、圆孔表面定位、外圆表面定位、组 合表面定位。 4.3工件的夹紧及夹具机构设计 1. 夹紧力的确定。 2. 常用夹紧机构。 7、试分析题4-17图示各夹紧机构中

22、夹紧力的方向和作用点是否合理？若不合 理应如何改进？（ 4-17） (a)(b) (d)(e)(f) 题4-17图 答：（a）夹紧力的方向正确，但夹紧力作用点不合理，应往下正对支承点。 （b）夹紧力的方向正确，但两个夹紧力作用点均不合理，应往中间和上方移 动，使其处于定位面内。 （c）夹紧力的方向正确，但夹紧力作用点不合理，应往左正对支承点。 （d）夹紧力的方向正确，但夹紧力作用点不合理，应往左正对右支承点。 （e）夹紧力的方向正确，但夹紧力作用点不合理，应往上正对支承点。 （f）夹紧力的方向和作用点都不对，应往左夹紧，以保证加工孔与工件左定 位面的垂直度。 8、常用的夹紧机构有哪些? 答：常

23、用的夹紧机构有： 1、基本夹紧机构：斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构、偏心夹紧机构。 2、定心夹紧机构。 3、联动夹紧机构。 4.4 夹具的其他装置 1. 夹具的其他装置。 9、夹具的其他装置有哪些？ 答：夹具的其他装置有：孔加工刀具的导向装置、对刀装置、分度装置和对定 装置。 4.5 机床专用夹具的设计方法 4.6 典型机床夹具的结构特点 1. 钻模的结构形式。 10、钻模有哪些结构形式？ 答：钻模的结构形式有固定式钻模、回转式钻模、移动式钻模、翻转式钻模、 盖板式钻模和滑柱式钻模。 4.7 可调整夹具设计 4.8 组合夹具设计 第五章 金属切削刀具与刀具系统设计 5.1 成形车刀设计 1. 成形

24、车刀的前角和后角。 1、成形车刀切削刃上各点前角、后角是否相同？为什么？（ 5-2 ） 答：不同。这是由于切削刃上各点的切削平面和基面的位置在变动而导致的。 5.2 成形铣刀设计 1. 成形铣刀的种类。 2、成形铣刀有哪几种齿背结构？（ 5-9 ） 答：成形铣刀按齿背结构有尖齿成形铣刀和铲齿成形铣刀两种。 5.3 圆孔拉刀设计 5.4 复合孔加工刀具设计 5.5 数控刀具与刀具系统 1. 数控刀具常用的更换方法。 2. 数控刀具的工具系统。 3、试述数控刀具常用的更换方法。 （5-20 ） 答：数控刀具常用的更换方法有：刀片转位或更换刀片；更换刀头模块；更换 刀夹；手动更换刀柄；自动换刀。 4、数控刀具的工具系统都包括哪些部分？（ 5-22 第二问） 答：数控刀具的工具系统包括了实现刀具快换所必需的定位、夹持、拉紧、动 力传递和刀具保护等部分。 第六章 物流系统及其自动化装置 6.1 概述 1. 物流系统的组成环节。 1、物流系统的组成环节有哪些？（ 6-2 第一问） 答：物流系统的组成环节有：原材