自学考试《机械制造装备设计》题集

1、机械制造装备设计模拟试题1参考答案一、选择（10分，每小题1分）1 .采用“少品种、大批量”的做法，强调的是“规模效益”，这种制造模式被称为A。A.“传统模式”B.“精益生产”C.“敏捷制造”D.“精益一敏捷一柔性”2.利用工具电极与工件之间的放电现象从工件上去除微粒材料达到加工要求的机床，称为CoA.电火花线切割机床B.电解加工机床C.电火花加工机床D.电子束加工机床3 .利用一套标准元件和通用部件按加工要求组装而成的夹具，称为AoA.组合夹具B.专用夹具C.成组夹具D.随行夹具4 .使用要求相同的零部件按照现行的各种标准和规范进行设计和制造，称为CoA.产品系列化B.结构典型化C.标准化D

2、.零部件通用化5 .机床传动系统各末端执行件之间的运动协调性和均匀性精度，称为CoA.几何精度B.运动精度C.传动精度D.定位精度6 .要求导轨导向性好，导轨面磨损时，动导轨会自动下沉，自动补偿磨损量，应选BoA.矩形导轨B.三角形导轨C.燕尾形导轨D.圆柱形导轨7 .一个运动功能式为O/XYZY/M的四自由度搬运机器人是D。A.关节型机器人B.求坐标型机器人C.圆柱坐标型机器人D.直角坐标型机器人8 .一个料斗同时向几台机床供料时，通常使用D。A.上料器B.隔料器C.减速器D.分路器9 .磨床进给量的单位为CoA.毫米/每转B.毫米/冲程C.毫米/分钟D.转/分钟10 .机床主运动空转时由于

3、传动件摩擦、搅油、空气阻力等原因使电动机消耗的一部分功率，称为CoA.切削功率B.机械摩擦损耗功率C.空载功率D.额定功率二、填空（20分，每小题1分）1 .20世纪末，世界已进入知退经济时代。2 .加工后零件对理想尺寸、形状和位置的符合程度，称谓加工精度o3 .普通车床的主参数是在床身上的最大回车直径o4 .进行产品的系列设计通常从基型产品开始。5 .机床抗振能力是指机床在交变载荷作用下，抵抗变形的能力。6 .快速运动电动机起动时消耗的功率最大。7 .影响机械制造装备加工精度的因素很多，与机械制造装备本身有关的因素有几何精度、传动精度、运动精度、定位精度和低速运动平稳性等。8 .正常人人耳能

4、够听到的最小声压称为听阈，其值等于2X10-5Pa。9 .国产的GG觊直线滚动导轨副由制造厂用选配不同直彳g：钢球的办法确定间隙或预紧。10 .导轨间隙常用压板、堡也来调整。11 .主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷、低遐转动条件下，在安装工件或刀具的主轴部位的径向和端面圆跳动。12 .在自动换刀装置中，蜗杆、蜗轮传动采用单头双导程蜗杆消除啮合间隙。13 .在数控机床进给系统中，齿轮传动间隙的消除有刚性调整法和柔性调整法两类方法。14 .用垫片式调整滚珠丝杠螺母副的间隙时，通过改变垫片的厚薄来改变两螺母之间的轴向距离，实现轴向间隙消除和预紧。15 .导轨的卸荷方式有机械卸荷_、液压卸荷和气压卸

5、荷。16 .在机器人关节坐标轴轴线位置的选取中，对于回转关节，取Zj与i关节的轴线重合。17 .齐次坐标变换矩阵0T1是将0P1和0R合写在一起表示。18 .在末端执行器上所夹持工件的角速度3是所有回转关节的一角速度eR的矢量和。19 .升降台铳床的主参数是工作台工作面的宽度，主要性能指标是工作台工作面的区堡o20 .各种类型机床对温升都有一定限制，如精密机床，连续运转条件下允许温升为1520co三、问答（15分，每小题3分）1.试述确定标准公比中的原则？答：因为转速由nmin至nmax必须递增，所以公比中应大于1；（1分）为了限制转速损失的最大值Amax不大于50%则相应的公比中不得大于2,

6、故1中2;（1分）为了使用记忆方便，转速数列中转速呈10倍比关系，故中应在中=号而（E1为正整数）中取数；如采用多速电动机驱动，通常电动机为（3000/1500）r/min或（3000/1500/750）r/min,故甲也应在中二知2（E2为正整数）中取数。（1分）nmax和最低nmin转速:2 .试确定机床的最高转速nmax和最低nmin转速？答：按照典型工序的切削速度和刀具（工件）直径，可由下式算出机床的最高转速nmaxnmin1000vmaxr/min11分）-Tdmin1000vminr/min（1分）dmax式中Vmax、Vmin可根据切削用量手册、现有机床使用情况调杳或切削试验确定

7、。dmax、dmin不是机床上可能加工的最大最小直径，而是指实际使用情况下，采用vmax、vmin时常用的经济加工直径。（1分）3 .对于普通机床，如何确定常用的经济加工直径dmax、dmin?答：对于普通机床dmax=KD（1分）dmin=Rddmaxd分)式中：D为机床能安装的最大工件直径，卧式车床：K=0.5,摇臂钻床：K=1.0,Rd=0.20.25（i分）4 .在机床分级主轴变速箱设计中，如何选用公比中?答：（1）对于通用机床，辅助时间和准备结束时间长，机动时间在加工周期中占的比重不是很大，转速损失不会引起加工周期过多的延长，为了机床变速箱结构不过于复杂，一般取中=1.26或1.41

8、等较大的公比；（1分）（2）对于大批大；大批大量生产的专用机床、专门化机床及自动机，情况却相反，通常取邛=1.12或1.26等较小的公比；（1分）（3） 对于非自动化小型机床，加工周期内切削时间远小于辅助时间，转速损失大些影响不大，常采用邛=1.58、1.78甚至2等更大的公比，以简化机床结构。（1分）5 .在设计机床传动系统时，如何限制齿轮的最大传动比Umax和最小传动比Umin及各传动组的最大变速范围Rmax?答：（1）设计机床主传动系统时，为避免从动齿轮尺寸过大而增加箱体的径向尺寸，一般限制直齿圆柱齿轮的最小传动比u主min21/4,为避免扩大传动误差，减少振动噪声，一般限制直齿圆柱齿轮

9、的最大升速比U主max42o斜齿圆柱齿轮传动较平稳，可取U主max42.5。（1分）(2)各传动组的最大变速范围为R±max=u±max/u±minw(22.5)/0.25=810(1分)（3）设计机床进给传动系统时，由于转速通常较低，传动功率小，零件尺寸也较小，上述限制可放宽为U进maxW2.8,U进min之1/5,最大变速范围为R进max三14（1分）四、分析推导（12分，每小题3分）啮合图1谐波幅轮传动啮今过程示意图波发生器主动，长轴两端的齿与 方向的不同分别 少两个齿，当波 轴的相位的变化 发生器转向相反1.试述图1所示谐波减速器工作原理，求出当刚轮固定，

10、柔轮从动时的传动比iGR?（4分）(2)nG -nH = ZrnR -nH Zg答：（1）柔轮在波发生器作用下变成椭圆，使其刚轮完全啮合，短轴完全脱开，其余的齿视回转处于“啮入”、“啮处”状态，由于柔轮比刚轮发生器连续回转时，啮入啮出区将随着椭圆长短而依次变化，于是柔轮就相对于不动的刚轮沿波的方向作低速回转。（2分）当刚轮固定时，nG=0则传动比为：iGR=DH-=(2分)nRZg-Zr2.试述采用齿差式调整滚珠丝杠间隙的方法，求出向位移S0?（4分）答：（1）左右螺母法兰盘外圆上制有外齿轮，齿数常个外齿轮又与固定在螺母体两侧的两个齿数相同的内调整方法是两个螺母相对其啮合的内齿圈同向都转一螺母

11、相对轴向位移为1 1k（z2-z1）LSo=k（一一一）L=22分）ZlZ2ZlZ2两螺母相对轴相差1。这两齿圈相啮合。个齿。则两个（2）当两齿轮齿数相差1,并同时转过1个齿：则图2滚珠丝杠间隙调整和预紧尚差式）】-一丝杆2左蜂母4一右螺母5。左位圈6右齿圈7,-支座So二Z1Z2式中：L滚珠丝杠导程;k同时转过答:a =；m(z1 +z1)之r/min ,最低转速率 N 电二15 kW,n d m a x= 450 0口)。(13 分)的齿数（2分）3.试证明三联滑移齿轮的最大和次大齿轮之间的齿数差应大于或等于4。（4分）1*、1,*、2m(Z2+2ha)+2m(z1+2ha)(2分).*.

12、因为ha=1a所以（z1z1）.（z22）（z12）因此z1z2之4（2分）五、转速图设计（13分）某数控车床，主轴最高转速nmax=4000nmin=40r/min。采用直流调速电动机，电动机功电动机额定转速nd=1500r/min,最高转速r/min。试设计分级变速箱传动系统（要求无功率缺（1）确定主轴计算转速。（2分）（2）确定变速级数z和公比邛f。（4分）（3）确定主电动机最低转速。（2分）（4）画出转速图和功率特性图。（5分）0.30.3答：（1）nj=nmin'nmax=40，4000=159.24r/min（2分）jnmin.40RnNMax_4000nj159.24Rd

13、Nndmax_4500nd1500髀'='=空/2=8.37Q分)RdN3当z=2时，中f=8.37ARdN有功率“缺口”；当z=3时，中f=2.89<RdN无功率“缺口”，但降速比1500=9.42,159.24如果带轮部分降速比为2,仍有降速比4.71>4不可选用;当z=4时，f=2.03<RdN无功率“缺口”，可选用。（2分）（3）njnd=;nminndmin_nminndndmin=nj150040-八=376.79r/min（2分）159.24（4）1）分级变速箱传动系统结构式：4=21M222）分配降速比111111376.79-2.033.17

14、-1T-07T飞403）验算最后变速组变速范围：r=<px（p,）=2.032（2为=4.1谷格4）绘制转速图（5分）六、机器人设计计算（10分）试求三自由度机器人运动功（10分）答：式中：ct=P=90,c1=cosa,C2=cos82,S2=sin82（7分）C1c000图3.关节机器人-S1T0,m=：0C1S2S1s2C20C1C2s1c2S20C1C2c3ZS1C2c3Za2+a2）S2c3Z3a2'c1'c01（3分）七、手腕（10分）图示为三自由度的机械传动手腕的机构简图，试转，T轴以转动时，由行星轮2和14自传运动-''抓的回车专运动n7和

15、手腕俯仰运动n9。（10分）答：（1）当S、B轴不转，T轴旋转时，齿轮Z2、轮，壳体10成为行星架，齿轮Z2、Z3、乙3、构成两行星轮系，则行星轮Z2自传运动诱导出附运动n7:n2-nT_Z3n3-nTZ2阁L三自由度机械传动手腕JJL121Ml内轮r-手取g,jojE一壳第求当S、B轴不诱导出附加的手Z14为行星齿Z14连同壳体10加的手抓的回转CZ3Z2飞=0，.n2-nT,Z2ZaZJZqZ9）n2产生诱导运动n7：n7=-nT；（5分）Z7Z5Z2'行星轮Z14自传运动诱导出附加的手腕俯仰运动n9:n14-nTZ13Z13'Z14=n13=0，n14=nT,n13tZ1

16、4Z14、一.,Z12（Z13Z14）n14广生诱导运动n9：n9=-nT（5分）Z11Z14八、抓手（10分）求滑槽杠杆式回转型夹持器中，夹紧力FN和驱动力Fd之间的关系p夹持器的特性。（10分）答：（1）受力分析如图所示（3分）''Fp（2）推导计算2FpC0sa=Fp；Fp=p一ppp2cos：（Fpcos:=Fzb；lFpaFpaFn=2bcos-2bcos:（5分）（3）讨论该夹持器的特性：在驱动力Fp一定时，口增大，则夹紧大，但这将加大杆2（活塞杆）的行程和滑槽的长度。导致结构尺分）机械制造装备设计模拟试题2式，并讨论该力Fn将增寸加大。（2参考答案一、选择（10分

17、，每小题1分）1 .采用“消灭一切浪费”和“不断完善”，以最优的质量和最低成本的产品提供给市场，这种制造模式被称为B。A.“传统模式”B.“精益生产”C.“敏捷制造”D.“并行工程”2 .借助模具对板料施加外力，迫使材料按模具形状、尺寸进行剪裁和塑性变形，得到要求的金属板制件的设备，称为B。B.冲压机D.锻造机A.挤压机C.轧制机3 .一组功能、工作原理和结构相同，而尺寸和性能参数不同的产品，称为A。A.纵系列产品B.横系列产品C.跨系列产品D.基型产品4 .机床定位部件运动达到规定位置的精度，称为D。A.几何精度B.运动精度C.传动精度D.定位精度5 .为了降低导轨面的压力，减少摩差阻力，提

18、高导轨的耐磨性和低速运动的平稳性，应选BA.滑动导轨B.卸荷导轨C.滚动导轨D.动压导轨6 .一个四自由度圆柱坐标型搬运机器人，其运动功能式为C。A.O/i234/MB.O/i2Z3/MC.O/1ZX2/Md.o/xyz/m7 .在AGV的导向系统中装有陀螺仪，该导航方式称为B。A.电磁引导B.惯性导航C.光学引导D.激光导航8 .适应中等转速和切削负载较大，要求刚度高的机床主轴轴承配置形式应选择B。A.速度型B.刚度型C.速度刚度型D.抗振型9 .铳床进给量的单位为C。A.毫米/每转B.毫米/冲程C.毫米/分钟D.转/分钟10 .要求导轨可以承受较大的颠覆力矩，高度较小，结构紧凑，间隙调整方

19、便，应选CA.矩形导轨B.三角形导轨C.燕尾形导轨D.圆柱形导轨二、填空（20分，每小题1分）1 .当前提高制造生产能力的决定因素不再是劳动力和资至的密集积累。2 .机械制造装备的精密化成为普遍的发展趋势，从微米级发展到亚微米级，乃至纳米级3 .升降台铳床的主参数是工作台工作面的宽度oLp(dB),其表达式为 Le = 20 lg ( p / 也)4 .任何一个表面都可以看成一条曲线（或直线）沿着另一条曲线（或直线）运动的轨迹。这两条曲线（或直线）称为该表面的发生线。5 .把听阈作为基准声压，用相对量的对数值表示，称之为声压级6 .机床抗振性是指机床在交变载荷作用下，抵抗变形的能力7 .当运动

20、部件低速运动时，主动件匀速运动，被动件往往出现明显的速度不均匀的跳跃式运动，即时走时停或者时块时慢的现象。这种现象称为w。8 .设计机床主传动系统时，为避免从动齿轮尺寸过大，一般限制直齿圆柱齿轮的最小传动比u±min>1/4,为避免扩大传动误差，限制最大传动比u主max<2omIHHImlax9 .滚动轴承的预紧力分为三级，轻预紧适用于高速主轴，中预紧适用于中、低速主轴，_重预紧适用于分度主轴。10 .角接触球轴承及圆锥滚子轴承有泵油效应，润滑油必须由小口进入。11 .工作空间是指工业机器人正常运行时，壬鹿参考点能在空间活动的最大范围。12 .额定负载是指在机器人规定的性

21、能范围内，机械接口处所能承受负载的允许值。13 .在末端执行器上的参考点P相对于基座坐标系的速度，可通过相应位置变量对时间的微分而得到。14 .机床主参数是代表机床规格大小及反映机床最大工作能力的一种参数。15 .系列化设计应遵循“产品系列化、零部件通用化、标准化”原则，简称“三化”原则。16 .主轴组件的精度保持性是指长期保持其原始制造精度的能力。17 .卸荷系数ah表示导轨一卸荷量的大小，由aH=FN/FW式确定。18 .机器人的机械结构类型特征，用它的结构坐标形式和自由度数表示。19 .工业机器人额定速度是指工业机器人在额定负载、匀速运动过程中，机械接口中心的最大速度o20 .各种类型机

22、床对温升都有一定限制，如普通机床，连续运转条件下允许温升为3040Co三、问答（15分，每小题3分）1.试述机床的基本参数包括哪些内容？答：（1）尺寸参数：指机床主要结构尺寸参数，通常包括与被加工零件有关的尺寸；标准化工具或夹具安装面尺寸。（1分）（2）运动参数：机床执行件如主轴、工件安装部件（工作台）的运动速度。（1分）（3）动力参数：包括机床驱动的各种电动机的功率或转矩。（1分）2 .非接触式刀具识别装置有何特点？常用哪两种识别法？答：1非接触式刀具识别装置没有机械直接接触，因而无磨损、无噪声、寿命长、反应速度快，适用于高速、换刀频繁的工作场合。（2分）2常用的种识别方法为：磁性识别法和光

23、电识别法。（1分）3 .试述SK型悬挂式链条与HP型套筒式链条组成刀库的形式有何不同？答：（1）SK型悬挂式链条组成的刀库，只能是“外转型”，故当刀库为方形时，就不能充分利用中间空间；（1分）（2） HP型套筒式链条组成的刀库，再刀套“内转”时，不发生刀套之间的干涉；（1分）（3）故刀库空间利用率比悬挂式高（1分）4 .主轴变速箱设计中，为什么要遵循“前多后少”的原则？（3分）答：（1）主变速传动系统从电动机到主轴，通常为降速传动。接近电动机传动件转速较高，根据公式NM=9550可知，传动的转矩M较小，尺寸小些；（1分）n（2）反之，靠近主轴的传动件转速较低，传递的转矩较大，尺寸较大。（1分）

24、（3）因此，在拟定主变速系统时，尽可能将传动副较多的变速组安排在前面，将传动副较少的变速组安排在后面，使主变速传动系统中更多的传动件在高速范围内工作，尺寸小些，以便节省变速箱的造价，减少变速箱的外形尺寸。（1分）5 .机床主传动系统设计中，扩大变速范围的方法有哪些？（3分）答：（1）增加变速组；是扩大变速范围最简单的方法，但增加的变速组的级比指数不得不小于理论值，导致部分转速重复。（2）采用背轮机构高速直连传动时，应使背轮脱开，以减少空载功率损失、噪声和发热及避免超速现象。（3）采用双公比的传动系统（4）采用分支传动注：答对3个即满分四、分析推导（12分，每小题4分）1.试述主轴液体静压滑动轴

25、承的工作原理。（4分）答：（1）当有外载荷F向下作用时，轴径失去平衡，沿微小位移e。油腔3间隙减小，即h3=h-e间隙液阻节流器丁3的压力降减少，因供油压力ps是定值，故油大；（2分）（2）同理，上油腔1间隙增大，即h1=h+e载荷方向偏移一个增大，流量减小，腔压力p3随着增腔压力 pl随着减间隙液阻减小，流量增大，节流器丁3的压力降增大，油小；（1分）（3）两者的压力差Ap=p3P1,将主轴推外载荷F。（1分）2.杆件动坐标系Oj相对于参考坐标系Oi先绕绕Xj轴转90。然后平移。求齐次变换矩阵答：1回中心以平衡Zj|yj-3xjziyiZi轴转90°再iTjo(4分).Xi图1.坐

26、标系0相对于参考坐标绕坐标轴的旋转与平移一1iTj=-00 04 010-310 1500 011J0-10000 0 100 0 0 010 0 10 100000104-1 0 _ 1 00-300010501_0001_3.根据结构式Z=23*32X26分析，（1）该传动系统有何特点？（1分）（2）可以采用的最大公比是多少？（1分）（3）如采用双速电机时，公比应为多少？（2分）答：（1）无基本组，双公比，上下各空一级转速。（1分）丫3="("=中6(3W8,二邛=1.41(1分)(3) :r电=<PX(Pf=邛3(")=2,二邛=1.26(2分)五、转

27、速图设计（13分）nmax = 1500 r/min。要求采用转速为1500/750 r/min设计一台12级转速的车床主传动系统，主轴最高转速为的双速电机。（13分）（1） .写出结构式（2分）（2） .求出公比平（2分）（3） .验算最后变速组的变速范围（2分）（4）,分配降速比（2分）（5）.画出转速图（5分）答：（1）结构式：12=23M31M26（2分）公比中：:r电=1500=cpx（pA）=中3"=2；二中=72=1.26（2分）750（3）最后变速组的变速范围r=cpx（p）=1.266（2,）=4w8合格（2分）（4）分配降速比Rnnmax=邛minnmax1500

28、nminzd1.26=118r/min1111111乂乂丁=750=1268F=224（5）绘制转速图（5分）六、机器人设计计算（10分）试求三自由度机器人运动功能矩阵答：T0,m。（10分）（2分）c0图4.关节机器人0123T0,m40丁1丁17丁2，3丁3广Tm0Ci0C2S2I0c01S10-SiC0。110【0式中：a'=90_S2C20C1=cosu1T0,m=一00C：2L0C11a2IC3-Sb0C：20C2=cos02,S1=sin%S30L0IC1S2s3-'SC3-S1S2S3C1C3C2S3七、手腕（10分）-S3C30S2=sin二2-C1s2c3S1

29、s3-S1S2C3-C1S3C2C3C1c2S1C2S2图示为三自由度的机械传动手腕的机构简图，试求当S、01（7分）0【0C31C1C2c3'a2SC2（C3+a2）S2（C3+a2）+G+C01（3分）轴不转，B轴以nB转动时，驱动壳体9的俯仰运动一09,及由09诱导出齿轮7的自转运动07。（10分）答：B轴单独旋转时，驱动壳体9的俯仰运动n9为:Z15Z13Z1209-Z-Z13Z14Z110bZ15Z1277nB（4分）Z14Z11由于壳体9的转动,也将引起圆锥齿轮7作行星运动:".09诱导出齿轮7的自转运动07为:%-09Z6Z7-06=0,二07Z6Z7Z7n9,

30、产生诱导运动n9，n7=（Z6.Z7）Z12Z15nB（6分）八、抓手（10分）如图齿条平行连杆式平移型夹持器中，夹紧力系式，并讨论该夹持器的特性。（10分）答：（1）受力分析如图所示（3分）（2）推导计算；FpR=FNLcosa；Fn2FpR（5分）（3）讨论该夹持器的特性：在驱动力Fp和R/L一定FN和驱动Z7Z1Z4威齿轮首条平行连杆式平移理央持里1一原感齿轮2-齿条杆3-电班式理动器4一机座3一任杼一例瓜力Fp之间的关将随a增大而增大。口=0时，Fn为极小值（2分）时，夹紧力Fn机械制造装备设计模拟试题3参考答案一、选择（10分，每小题1分）1.为了快速响应市场，提出了许多新的制造模式

31、，例如D。A.“刚性”生产制造模式B.计算机辅助制造C.成组技术D.“精益一敏捷一柔性”2 .借助磨具对板料施加外力，迫使材料按磨具形状、尺寸进行剪裁和塑性变形，得到要求的金属板制件的设备，称为B。A.挤压机B.冲压机C.轧制机D.锻造机3 .普通车床的主要性能指标（第二主参数）是B。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 .机床在空转条件下，在不运动或运动速度较低时各主要部件的形状、相互位置和相对运动的精确程度，称为A。A.几何精度B.运动精度C.传动精度D.定位精度5 .称为机器人机械本体，也可称为主机的是D。A.手臂B.末端执行器C.机座D.

32、操作机6 .一个四自由度平面关节型搬运（SCARA）机器人，其运动功能式为B。A.O/1234/MB.O/i2Z3/MC.O/iZX2/MD.O/XYZ/M7 .表示被加工零件在机床上的加工过程和加工方法的技术资料，称为B。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8 .刨床进给量的单位为B。A.毫米/每转B.毫米/冲程C.毫米/分钟D.转/分钟9 .把毛坯从料仓送到机床加工位置的装置，称为A。A.上料器B.隔料器C.减速器D.分路器10 .适应高速轻载或精密机床的主轴轴承配置形式应选择A。A.速度型B.刚度型C.速度刚度型D.抗振型二、填空（20分，每小题1分）1

33、 .机械制造业的生产能力和发展水平标志着一个国家和地区国民经济现代化的程度。2 .适应控制分约束适应控制、最佳适应控制和学习话应捽制等。3 .摇臂钻床的主参数是最大钻孔直径。4 .在系列型谱中，结构最典型、应用最广泛的是所谓的“基型产品”。5 .当运动部件低速运动时，主动件匀速运动，从动件往往出现明显的速度不均匀的跳跃式运动，这种现象，称为爬打O土址来确定。6 .工业机器人额定负载主要根据作用于机械接口处的力和7 .额定负载是指在机器人规定的性能范围内，机械接口处所能承受的负载的允许值o8 .摇臂钻床的主要性能指标是主轴中心线至立柱母线的最大距离o9 .机床的几何精度是指机床空载条件下，在不运

34、动或运动速度较低时各主要部件的形状，相互位置和>对运动的精确程度。10 .机床的抗振性包括两个方面：抵抗受迫振动和抵抗自激振动的能力。11 .传动轴通过轴承在箱体内轴向固定的方法有一端固定和两端固定两类。12 .滑动导轨间隙常用坦正和镶条来调整。13 .目前在刀架的定位机构中，多采用锥销定位和端面齿盘定位。14 .滚珠丝杠常采用预拉伸方式，以提高其拉压刚度和补偿其热变形o15 .一般可取机器人处于机械原点时的状态作为基准状态。也可以取机器人各关节轴线与基座直角坐标系轴线W时的状态作为基准状态。16 .吸附式末端执行器（又称吸盘），有岂理式和磁吸式两种。17 .双公比变速传动系统是在常规变

35、速传动系统基础上，通过将基本组的级比指数增大到1+2n演变来的，n是大于1的正整数。18 .机械手的手爪在抓住刀具后还必须有锁刀功能,以防止换刀过程中掉刀或刀具被甩出。19 .三联滑移齿轮的最大和次大齿轮之间的齿数差应大于或等于4,以保证滑移时齿轮外圆不相碰。20 .直线伺服电动机可直接驱动工作台进行直线运动，据文献介绍，它的最大进给速度可达到100m/min,最大加/减速度为18g。三、问答（15分，每小题3分）1 .试述变速箱内传动轴的轴向固定方法及特点？答：有一端固定和两端固定两种，（1分）采用单列向心球轴承时，可以一端固定也可以两端固定；采用圆锥滚子轴承时，则必须两端固定。（1分）一端

36、固定的优点是轴受热后可以向另一端自由伸长，不会产生热应力，因此，宜用于长轴。（1分）2 .工业机器人与机床在基本功能和工作原理上有何异同？答：（1）相同：1）两者的末端执行器都有位姿变化要求。2）两者都是通过坐标运动来实现末端执行器的位姿变化要求。（1分）（2）不同：1）机床以直角坐标形式为主，机器人以按关节形式运动为主。（1分2）机床的刚度精度要求很高，其灵活性相对较低；而机器人灵活性要求很高，其刚度精度相对较低。（1分3 .在生产线专用机床的总体设计中，“三图一卡”的设计工作指的是什么？（3分）答：（1）被加工零件工序图，（1分）（2）加工示意图（1分）（3）机床总联系尺寸图（1分）（4）

37、生产率计算卡4 .若主轴刚度低，支承刚度高，主轴跨距应如何选择？（3分）答：可选主轴跨距略小于最佳跨距10（2分）此时主轴综合刚度主要受轴承影响，即轴承支撑刚度高，主轴综合刚度也高。（1分）参数齿轮I轴丝杠电动机ZiZ2n(r/min)720360360360720J(kg/m)0.010.160.0040.0120.224图2工作台驱动系统何特点？ （ 3分） 所夹持工件直径分）大、制造精度要的位置（1分）如图2所示，求5 .回转型夹持器与平移型夹持器各有答：（1）回转型夹持器结构较简单，但有变动时，将引起工件轴线的偏移；（2（2）平移型夹持器结构较复杂、体积求高，但工件直径变化不影响工件轴

38、心四、分析推导（12分，每小题4分）1.某数控机床工作台驱动系统及参数di k I ' & k ； k 1 J L = E J kk)转换到电机轴上的等效转动惯量J。（4分）答:_22222720、/360、360、（360、3000360父5父10学）JL=0.01+0.161一+0.0041一+0.0121一i十<720J1720J1720J1720J9.8、720M2nj=0.01+0.04+0.001+0.03+0.0002（2分）2、=0.054（kgm）2 .在数控机床变速箱中，采用调速电动机无级调速。试导出变速箱的公比邛f等于电动机恒功率调速范围RdN时，变

39、速箱的变速级数Z的表达式。（4分）答：1R=RdN*中：=z=lg'_1gRdN+1修分）RdNlgf当RdN=匕时2=嚼（2分）lgf3 .试述根据什么原则选择支撑件的截面形状，摇臂钻床摇臂的截面为何种形状，为什么为该形状？（4分）答：（1）无论是方形、圆形或矩形空心截面的刚度都比实心的大，同样截面形状和面积，外形尺寸大而壁薄的截面比外形尺寸小而壁厚的截面的抗弯刚度和抗扭刚度都高；（1分）（2）圆（环）形截面抗扭刚度比方形的好，而抗弯刚度比方形的低；（1分）（3）封闭界面的刚度远大于开口截面的刚度，特别是抗扭刚度；（1分）（4）摇臂钻床摇臂在加工时，即受弯又受扭，因此选非圆非方空心封

40、闭形状。且高度尺寸大于宽度尺寸。俗称“耳朵”形。（1分）五、转速图设计（13分）大小（2分）分）速图，回答下根据图2所示Z3040摇臂钻床主传动系统转列问题？（13分）（1） .写出其结构式：（2分）（2） .写出V-VI轴间变速组的变速范围公式及其（3） .写出VI轴变速范围公式及其大小（1分）.找出轴”VI的计算转速（4分）.找出V轴上齿轮的计算转速：（4分）答：（1）结构式：16=22M25M24M28；（2=x（pu=1.268（2田=6.35；（2分）齿轮Z20Z61Z44Z34图3.Z3040摇臂钻床主传动系统（3）Rn=r1r2r3r4=：2(2%5(24)；4(2"8

41、(24)=：19=1.2619=80.7或Rnnmaxnmin空=80 .25(1分)（4）六、机器人设计计算（10分）试求三关节平面机器人运动功能矩nc315100100250轴号IIIIVVVInc50020010080阵T0,m（10 分）答：（1）变成基准状态后，建立运动功能矩阵 To,m式中：Ci=cose1，C2 = cos02, Si=sin6i, S2 =sin2 （6 分）式中：C123 =c0s +02 +W , S123 =sin + 82 +仇）（4 分）七、手腕（10分）图示为由圆锥齿轮传动所构成的三自由度的机械传动手腕的机构简图，试求当B、C轴不转动，A轴以转速nA

42、A单独转动时，手抓绕田轴的回转运动n5,以及当A、C轴不转动，B轴以转速nB单独旋转时，产生的手抓绕出轴回转的诱导运动 n5o （10分）答：（1） A轴以转速nA单独转动时，手抓绕出轴的回转运动n5Z2Z4（2分）（2）当A、C轴不转动，B轴以转速nB单独旋转时,Z9n6 - n7 - 了 nBZ7（1分）壳体6、Z3、Z4组成行星轮系,Z4为行星齿轮，壳体 6,为行星轮架，产生的手抓绕出轴回转的诱导运动% -n?二 Z4 '% -n? Z3（2分）Z3 Z4（Z3 . Z4） Z9Z4Z4Z?nB（5分）八、抓手（10分）求楔块杠杆式回转型夹持器中，夹紧力Fn和驱动力Fp之间的讨论

43、该回转型夹持器的特性。（10分）答：（1）受力分析如图所示（3分）（2）推导计算；'._2Fpsine=Fp；Fn一'一（5分）FpcFpc图6 馍块杠杆式回转制央持器1 一杠杆3襦子4 一地块轲动器b2bsin;（3）讨论该夹持器的特性：a角增大，将使夹紧力FN减小。楔块和滚子间为滚动接触，摩擦力小，活动灵活，且结构简单，但夹紧力小，适用于轻载场合。（2分）2011年自考机械制造装备设计预测试卷1一、单项选择题（每小题1分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。1.主轴转速的计算是主轴传递全部功率时的（A.最

44、高转速B.最低转速C.平均转速D.瞬时转速2.主轴箱的功用是支承主轴并把动力经变速机构传给主轴，使主轴带动工件按规定转速旋转，以实现（）CA.旋转运动B.进给运动C.主运动D.辅助运动3_.刨床的主运动是直线运动，它的主运动参数是（）。BA.每小时的往复次数B.每分钟的往复次数C.每秒钟的往复次数D.每毫秒的往复次数十.滚珠丝杠的主要载荷是（）。BA.径向载荷B.轴向载荷C.运动载荷D.静止载荷§.双三角形组合导轨有导向精度高及（）的优点。【B】A.调整简单B.磨损后相对位置不变C.承载能力大D.承受较大力矩3机床爬行现象一般发生于（）的运动情况下。【c】A.高速重载B.高速轻载C.

45、低速重载D.低速轻载口机床热变形对精度的影响大体分角度变化、工作台等部件运动的直线性及（）三类。AA.线性位移变化B.非线性位移变化C.直线位移变化D.爬行现象3有轨式无人输送小车（RGV）多用于（）导轨。AA.直线布局B.曲线布局C.环形布局D.网络形布局2.机床数控系统是一种（）。【c】A.速度控制系统B.电流控制系统C.位置控制系统D.压力控制系统2.拟将一台普通车床数控化，希望改造费用较低，宜采用的伺服电动机是（）。【C】A.交流伺服电机B.直流伺服电机C.步进电机D.同步电机11.滚珠丝杠副中，丝杠相对于螺母旋转2?弧度时，螺母上基准点的轴向位移称为（）。【D】A.导程B.螺距C.节

46、距D.基本导程12_.数控机床进给系统中采用齿轮传动副时，如果不采用消隙措施，将会（）。【D】A.增大驱动功率B.降低传动效率C.增大摩擦力D.造成反向死区里.滚珠导轨承受的载荷一定，结构尺寸允许的情况下，为提高冈I度并降低成本，应采用的最为有利的方案是（）BA.增大滚珠直径，适当增加滚珠数目B.增大滚珠直径，适当减少滚珠数目C.减小滚珠直径，适当增加滚珠数目D.减小滚珠直径，适当减少滚珠数目14 .直流电动机的转速与励磁电流的关系是（）。【A】A.正比例关系B.抛物线关系C.反比例关系D.无关15 .增加滚动导轨滚动体直径时，在一定的负载下，摩擦阻力将（）。【C】A.以正比例增加B.以平方关

47、系增加C.保持不变D.以反比减小16 .滚珠丝杠的组成中不包括（）。【C】A.螺母；B.回珠器；C.防尘罩；D.密封环17 .机床噪声来自（）四个方面。AA.机械、液压、电磁、空气动力；B.机械、零件、电磁、空气动力；C.机械、液压、冲击、空气动力；D.机械、液压、电磁、环境18 .导轨的结构类型中没有（）。【B】A.静压导轨；B.动压导轨；C.滑动导轨；D.卸荷导轨19 .按照用途分类，不属于工业机器人的是：【C】A.焊接机器人；B.冲压机器人；C.仿生机器人；D.水下机器人20 .机床精度不包括（）。【D】A.传动精度；B.定位精度；C.加工精度；D.运动精度21 .美学原则不包括：【C】

48、A.对称与均衡；B.对比与调和；C.空间与时间；D.节奏与韵律22 .同一材料、相等的截面积，圆（环）形截面的抗扭刚度（）方形截面。BA.等于B.大于C.小于D.摩擦小23 .为了提高蜗轮齿部耐磨性，常采用的材料是（）。【D】A.铸铁B.钢C.工程塑料D.铜24 .一个短圆柱销限制工件（）个自由度。【B】A.1B.2C,3D,425 .一面两销定位结构中，两销指（）。【C】A.两个圆柱销B.一个圆柱销一个圆锥销C.一个圆柱销一个菱形销D.两个菱形销26 .钻夹具中采用快换式钻套，主要是因为（）。【B】A.它的精度很高B.维修方便C.进行钻、扩、较多工步加工时更换方便D.摩擦小二、多项选择题（每

49、小题2分）在每小题列出的五个备选项中至少有两个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选、少选或未选均无分。1 .机械制造装备设计思想须强调：ACDEA.机电一体化；B.个性化；C.精密化；D.绿色工程；E.节能2 .机械制造装备包括（）。ABDEA.加工装备；B.工艺装备；C.液压装备；D.辅助装备；E.仓储输送装备3 .下面的哪些工艺手段可以解决常规加工手段无法解决的工艺难题。ABDA.大面积镜面加工；B.小径长孔；C.切断加工；D.微细加工；E.螺纹加工4 .为满足国防和高科技领域的需要，许多产品朝着（）方向发展。ABCDEA.高精度；B.高速度；C.高温；D.高压；E.

50、大功率5 .按加工原理分类，特种加工机床可以分为（）等。【ABCDEA超声波加工；B.电加工；C.电子束加工；D.离子束加工；E.激光加工6 .机床上常用的主轴轴承有（）。【ABCDA.滚动轴承；B.液体动压轴承；C.液体静压轴承；D.空气静压轴承；E.自调磁浮轴承7 .按照使用范围来划分，机床夹具的5种类型分别是：【ABDEA.通用夹具；B.专用夹具；C.模具夹具；D.组合夹具；E.随行夹具8 .普通车床能够加工的回转表面有：ABCDE】A.外圆柱表面B.水平圆表面C.螺旋面；D.端面E.球面2.钻床的主要类型有：BCDEA.手持电钻B.台式钻床C.立式钻床D.摇臂钻床E.深孔钻床10_.导

51、轨副按工作性质分类，可分为：【ABC】A.主运动导轨B.进给运动导轨C.移置导轨D.直线运动导轨E.圆周运动导轨12 .电火花加工经常采用的方法有：CDEA.快走丝B.慢走丝C.单电极平动D.多电极复合E.分解电极13 .锥齿轮加工机床的种类有：BCEA.滚齿机B.铳齿机C.拉齿机D.防齿机E.弧齿锥齿轮铳齿机三、填空题（每空2分）请在空格中填写正确的答案。填错、不填均无分。L.动力滑台可分为液压滑台和机械滑台2类。2.工件以孔为定位基准时，常用各种心轴和定位销作定位元件。3_.通用部件是按标准化、系列化、通用化原则设计制造的具有特殊功能的基础部件。勺造型设计的三要素是：使用功能、艺术形象和物

52、质条件。5_.交流直线电机分为永磁（同步）式和感应（异步）式两种。6 .TQC和JIT的中文含义分别是全面质量管理、准时生产。7 .电加工机床一般指电火花加工机床、电火花线切割机床和电解加工机床。8 .创新设计经过产品规划、方案设计、技术设计和施工设计等四个阶段。9 .机械制造装备设计可分为创新设计、变形设计和组合设计三大类型。10 .换刀机械手分为单臂单手式、单臂双手式和双手式机械手。四、判断分析（改错）题（每小题3分）如果认为有错误，请更正，否则只得2分。1_.物彳的6个自由度均被限制，则物体在空间的位置被唯一确定，称为完全定位。（T）2 .热变形会影响机床的工作精度和旋转精度（几何精度）。（F）3 .爬行会降低几何精度（定位精度）或增大被加工工件表面的粗糙度的值。（F）4 .多工位组合机床适用于大批、大量生产中加工较复杂的中、小型零件。（T）5