机械制造装备设计第三版(李庆余)部分课后答案

-4机床分配运动的原则是什么？传动形式如何选择？答：机床分配运动的原则：1）将运动分配给质量小的零部件；2）运动分配应有利于提高工件的加工精度；3）运动分配应有利于提高运动部件的刚度；4）运动分配应视工件形状而定。传动形式如何选择：机床传动的形式有机械传动、液压传动等。机械传动靠滑移齿轮变速，变速级数一般少于30级，传动功率大，变速范围较广，传动比准确，工作可靠，广泛用于通用机床中，尤其是中小型机床中。缺点是有相对转速损失，工作中不能变速。液压无极变速传动平稳，运动换向冲击小，易于实现直线运动，适用于刨床、拉床、大型矩台平面磨床等机床的主运动中。机床进给运动的传动多采用机械传动或液压无极传动。数控机床进给运动采用伺服电动机——齿轮传动——滚珠丝杠副传动。设计时应根据具体情况，以满足使用要求为原则，合理选定。1-6怎样减少机床的振动,减少齿轮的噪声值?减少机床的振动:对来自机床外部的振源，最可靠最有效的方法是隔离振源。对无法隔离的振源或传动链内部形成的振源，则应1)选择合理的传动形式，尽量减短传动链，减少传动件个数，即减少振动源数量。2)提高传动链内各传动轴组件，尤其是主轴组件的刚度，提高其固有角频率。3)大传动件应作动平衡或设置阻尼机构。4)箱体外表面涂刷高阻尼涂层，如机床腻子等，增加阻尼比。5)提高各部件结合面的表面精度，增强结合面的局部刚度。减小齿轮的噪声值:1)缩短传动链，减少传动件的个数。2)采用小模、硬齿面齿轮，降低传动间的线速度。3）提高齿轮的精度。4）采用增加齿数、减小压力角或采用圆柱螺旋齿轮，增加齿轮啮合的重合度，机床齿轮的啮合度不小于1.3。5）提高传动件的阻尼比，增加支承组件的刚度。1-8标准公比有哪些？是根据什么确定的？数控机床分级传动的公比是否为标准值？标准公比有7个:1.06、1.12、1.26、1.41、1.58、1.78、2。（1）限制最大相对速度损失Amax≤50%，因此1<φ≤2（2）为方便记忆和使用，转速数列为10进位，即相隔一定数级使转速成10倍关系，即njφ^E1=10nj，φ=E1^√10（3）转速数列为2进位，即相隔一定数级，使转速成2倍关系以便采用转速成倍数关系的双速电动机，即φ=E2^√2机床主轴的等级数列转速与数学中的等比数列是有区别的，虽然标准公比写成精度为1/100的小数，但标准公比（2除外）都是无理数，机械传动无法实现2、∛2、等传动比，尤其是1.26，∛2≈1.26≈1010，但2-1.何谓转速图中的一点三线？机床的转速图表示什么？一点三线：一点是转速点，三线是主轴转速线、传动轴线、传动线；转速图表示：主轴各转速的传递路线和转速值，各传动轴的转速数列及转速大小，各传动副的传动比的线图。2-2.结构式与结构网表示机床的什么内容？结构式表示级比规律，结构网表示机床的传动路线传动比的相对关系。2-3.等比传动系统中，总变速范围与各变速组的变速范围有什么关系?与主轴的转速级数有什么关系?乘积Rn=r1.r2.r3……rn-1Rn=级数的Z-1次方2-4.等比传动系统中，各变速组的级比指数有何规律？X0=1X1=P0X2=P0.P1Xj=P0.P1…P(j-1)2-5.拟定转速图的原则有哪些？1）极限传动比、极限变速范围原则2）确定传动顺序及传动副数的原则前多后少3）确定扩大顺序的原则前密后疏4）确定最小传动比的原则前缓后急2-6.机床转速图中，为什么要有传动比限制，各变速组的变速范围是否一定在限定的范围内，为什么?在设计机床传动时，为防止传动比过小造成从动齿轮太大，增加变速箱的尺寸，限制最小传动比；为减少振动，提高传动精度，限制最大传动比。2-7.机床传动系统为什么要前多后少、前疏后密，前缓后急？前多后少：传动件越靠近电动机，其转速就越高，在电动机功率一定的情况下，所传递的转矩就越小，传动件和传动轴的几何尺寸就越小。因此，应尽量使前面的传动件多一些。前密后疏：变速组j的变速范围是。在公比一定的情况下，只有控制xj（pj-1）的大小，才能使变速组的变速范围不超过允许值。传动副数多时，级比指数应小一些。考虑到传动顺序中有前多后少的原则，扩大顺序应采用前密后疏的原则。前缓后急：为使更多的传动件在相对高速下工作，减少变速箱的结构尺寸，最小传动比应采取前缓后急的原则。此外，由于制造安装等原因，传动件工作中有转角误差，采用前缓后急原则，有利于提高传动链末端执行件的旋转精度。2-19无级变速有哪些优点？能使机床获得最佳切削速度，无相对转速损失：能够在加工过程中变速，保持恒速切削：无级变速器通常是电变速组，恒功率变速范围为2—8.5，恒转矩变速范围大于100，这样，缩短3-5.提高主轴刚度的措施有哪些?提高刚度除提高主轴自身刚度外，可采用以下措施：①角接触轴承为前支承时，接触线与主轴轴线的交点应位于轴承前面。②传动件应位于后支承外侧，且传动力使主轴端部变形的方向，不能和切削力造成的主轴端部的变形方向相同，两者的夹角应大一些，最佳为180。，以部分补偿切削力造成的变形：主轴为带传动时，应采用卸荷式机构，避免主轴承受传动带拉力；齿轮也可采用卸荷式机构。③适当增加一个支承内的轴承数目，适度预紧，采用辅助支承，以提高支承刚度。提高动刚度除提高主轴组件的静刚度，使固有频率增高，避免共振外，可采用如下措施：①用圆锥液压涨套取代螺纹等轴向定位件；径向定位采用小锥度过盈配合或渐开线花键；滑移齿轮采用渐开线花键配合。②采用三支承主轴。③旋转零件的非配合面全部进行较精密的切削加工，并做动平衡。④设置消振装置，增加阻尼。可在较大的齿轮上切削出一个圆环槽，槽内灌注铅，主轴转动时，铅就会产生相对微量运动，消耗振动能量，从而抑制振动；如果是水平主轴，可采用动压滑动轴承，提高轴承阻尼；圆锥滚子轴承的滚子大端有滑动摩擦，阻尼比其他滚动轴承高，因而在极限转速许可的情况下，优先采用圆锥滚子轴承，增加滚动轴承的预紧力，也可增加轴承的阻尼。⑤采用动力油润滑轴承，控制温升，减少热变形。3-8选择主轴材料的依据是什么？主轴的材料，只能根据耐磨性、热处理方法及热处理后的变形大小来选择。3-11怎样提高支撑件的动态刚度？提高静刚度和固有频率2、增加阻尼3-12隔板和加强肋有什么作用？使用原则有哪些？纵向隔板能提高抗弯刚度；横向隔板能提高抗扭刚度；斜向隔板既能提高抗弯刚度，又能提高抗弯刚度。加强肋提高导轨与床身过渡连接处的局部刚度；提高箱体轴承孔处的局部刚度；提高抗弯刚度，避免薄壁振动。3-15.支承面截面形状的选用原则是什么？答：（1）空心截面比实心截面的惯性矩大；加大轮廓尺寸，减少壁厚，可提高支承件的刚度；设计时在满足工艺要求的前提下，应尽量减少壁厚。（2）方形截面比圆形截面的抗弯刚度大，而抗扭刚度低；矩形截面在高度方向上的抗弯刚度比方形截面的抗弯刚度大，而宽度方向上的抗弯刚度和抗扭刚度比方形截面的抗弯刚度和抗扭刚度小，因此，承受一个方向弯矩为主的支承件，其截面应为矩形，高度方向应为受弯方向；承受弯扭组合作用的支承件，截面形状应为方形；承受纯扭矩的支承件，其截面形状应为圆环形。（3）不封闭截面的刚度远小于封闭的截面刚度，其抗扭刚度下降更大，因此在可能的情况下，应尽量把支承件做成封闭形状。截面不能封闭的支承件应采取补偿刚度的措施。3-16.怎样补偿不封闭支撑件的刚度损失？答：（1）根据支承件受力情况合理的选择材料、截面形状、尺寸、壁厚，合理的布置肋条和肋板；（2）提高阻尼特性，采用新材料制造支承件。3-17为什么固定结合面要求有较高的表面精度？当结合面存在表面精度误差,当接触压强很小时,结合面只有几个高点接触,实际接触面积很小,接触变形大,接触刚度低,因此要固定结合面要有极其高的表面精度.3-18导轨的基本要求有哪些?导向精度。精度保持性。刚度。低速运动平稳性3-26如何选择滚动导轨?根据精度、寿命、刚度、结构进行选择。3-27什么叫爬行？产生于什么类型的运动中?产生爬行的原因是什么?消除爬行的措施有哪些?=1\*GB4㈠机床进给系统的运动件，当其运行速度低到一定值时，不是作连续匀速运动，而是时走时停、忽快忽慢，这种现象称之为爬行。=2\*GB4㈡产生于进给传动机构中=3\*GB4㈢原因：摩擦面上的动摩擦因数小于静摩擦因数，且动摩擦因数随滑移速度的增大而减小以及传动系统弹性变形。=4\*GB4㈣措施（1）减少静动摩擦因数之差，改变动摩擦因数随速