机械制造装备设计(关慧贞)习题

wordword格式-可编辑-感谢下载支持钻床的主运动参数为主轴的转速，品的主参数应尽可能采用优先数系。辅助支承和可调支承的区别_ 。产品系列化设计的”三化”是指系列化、标准化、通用化。磨床的主运动是指砂轮的回转运动。主轴的变速范围是指主轴的最大转速与最小转速的比值有级变速主轴转速一般按 等比级数—排列。进给系统中,各传动件的计算转速是 最高转速机床支承件常用的材料是 铸铁。设计分级变速箱时，变速箱公比取大于电动机的恒功率调速范围，变速箱结构简单主传动系功率特性图缺口。专用机床夹具至少必须由定位装置、夹紧装置和底座三个基本部分组成。在夹具中采用偏心轮夹紧工件比用螺旋压板夹紧工件的动作但其自锁性要比后者_ 。12「料仓式上料装置的基本组成是 料仓，隔料器,上料器，上料杆和卸料杆在选择机床主轴滚动轴承时,后轴承精度常比前轴承精度低 。磨床运动功能图的运动功能式为W/CfZfXfBaCp/T。15.无论是方形、圆形或矩形，空心截面的刚度都比实心截面的_运_，圆形截面的抗扭刚度比方形截面大，抗弯刚度比方形截面—小。二、计算题：（10%）工件定位的三种方案如图所示,要求加工表面DB距孔尺寸为A,试分析计算各种定位方案的定位误差?哪种定位方案较好？解:(1)A=0.4+0.17/2sin45。=0.52mmD(2)A=0.4+0.17/2=0.485mmD(3)A=0.4+(0.17+0.17+0.08)=0.82mmB方案较好。三、分析题：（15%）设计升降台铳床主传动系统，平=1.41,主轴转速为n=45-2000r/min,电动机转速为n=1440r/min。电⑴写出结构式 画出转速（图答:十二级转速为：45r/min,63r/min,90r/min,125r/min,180r/min,250r/min,355r/min,500r/min,710r/min,lOOOr/min,1400r/min,2000r/min12=31X23X26某机床主轴的转速图如图所示，若主轴计算转速为160r/min,要求确定各中间传动轴及各齿轮的计算转速。答：1）各传动轴的计算转速：IV轴的计算转速为160i7min,III轴的计算转速为160r/min,II轴的计算转速为250r/minI轴的计算转速为630r/min。2）齿轮的计算转速：III-IV轴之间，Zn齿轮为250r/min,II-III之间，Z7齿轮为400r/min,I-II轴之间，1\齿轮为630r/min。四、问答题：（55%）如图所示，传动轴二端是什么轴承，轴向力如何传递?轴承间隙如何调整？（8%）答:轴的二端用的是圆锥滚子轴承，轴向载荷由二端承受，通过轴、轴承内圈、轴承外圈、箱盖传到箱体。通过调整螺钉2,压盖1及锁紧螺母3来调整滚子轴承的间隙。wordword格式-可编疆-感谢下栽支持word格式-可编辑-感谢下载支持说明下图背轮机构避免高速空转的措施。（7%）4.指出图中的设计有什么不正确的地方，并提出改进意见。（8%）4.指出图中的设计有什么不正确的地方，并提出改进意见。（8%）5.CNC型车床主轴部件如下图,前后轴承采用什么轴承?轴向载荷如何承受?这种配置的主轴部件适用于什么场合?为什么？（8%）答：主轴前支承采用双列圆柱滚子轴承承受径向载荷和角接触双列球轴承承受二个方向的轴向载荷，后支承采用双列圆柱滚子轴承承受径向载荷,这种轴承配置适用于中等转速和切削负荷较大,要求刚度高的机床。6.说明块状零件的自动定向方法。（6%）

答：二次定向，第一次定向零件进入定向沟（2分）第二次定向通过档板，使工件定向为短圆柱向下。7.如下是托架钻模，试分析：（12%）该工序要保证的精度?工件如何定位?件号2、5、8、9、10、11、的作用是什么?wordword格式-可编辑-感谢下载支持1一活动V形块2—斜楔輔助支承M—央具体4一粘概板5一妹套6一定位心蝴7―夹痕罵*丁S—开口蛰圏9一分度盘1。一圆柱对定销11—锄紧聲玲答：该工序要保证的精度：1)4)10.1mm孔轴线与633H7孔轴线的夹角为25。±20，;2)4)10.1mm孔到633H7孔轴线的距离为88.5+0.15mm。定位:一短面一长销限制五个自由度，一个活动V型块限制一个转动自由度。件号2是辅助支承，支承在钻孔处，提高钻孔处的刚度，件号5是外套，起导向作用，件号8是开口垫圈，用于快速装卸工件，件号9是分度盘，用于工件的分度，件号10是对定销，用于工件完成后的对定，件号11是锁紧螺母，用于工件分度完成后的锁紧。表3-5标准公比帶伊】,06J.121.26141L58],781snTib^10So2Tio赤42•rnaV.5W11%29%37%44%与】m美系].065一一. [.061 -106+』，06*].06"1烦["]0612表&6标准数列124S163}.S6312525ft河iom20004000fl0001.062.124.25丄51733.56713226553。106021204250a5009.01835.5711402805W]12022404500如。01..I82.364门59.51937.57515030060011S02360475095001.252.550W如SO1603156301250250050fl010000L322.555.310.621.242.585170335670132026505300lofion1.42.«5上11.222.44590IM35571014U0560。11200L53.06.0LKS23.&47.5951903757501500300060001180012.5235。100200400800160031506300125001.73.356713,225.553106425R5017001350670013200I.R3一557.1(42856112224450QOO1倾355071001410033,757515306。1I&23647595019003750750015ODO一、 填空题 1、 工件表面的形成原理是：过机床上刀具与工件的相对运动而形成 2、 机械制造装备设计可分为 一等三大类型。装备系列化 产品中的“基型产品”通常采用设计方法完成。 3、扩大机床传动系变速范围的方法有增加变速组、采用背轮机构、采用双公比的传动系、采用分支—四种方法。 4、 可靠度是可靠性的度量化指标是指产品在规定条件下和规定时间内完成规定任务的概率5、 进给传动系设计应满足的基本要求包括具有足够的静刚度和动刚度、具有良好的快速响应性、抗振 性好、具有足够宽的调速范围、进给系统的传动精度和定位精度高,结构简单，加工和装配工艺性好。 6、 主轴部件的传动方式有— 。 7、 机械制造过程是从原材料开始，经过热、冷加工，装配成产品，对产品进行调试和检测、包装和发运的 全过程，所使用的装备类型繁多，大致可划分为 _四大类。 8、 在主变速传动系中，扩大传动系变速范围的方法有增加变速组；采用背轮机构；采用双公比的传动系；采用分支传动。9、 在40度角接触球轴承、双列短圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、推力轴承中，同时能承受径向力和轴 向载荷的轴承有— ，只能承受径向载荷的轴承有 只能 承受轴向载荷的轴承有推力轴承10、机床运动分配式和机床运动功能式的区别在于—_；对机床运动分配式进行 评价时，通常依据— 的原则进行评价。二、 简答题1、请简述主变速传动系设计的一般原则。答：1传动副前多后少原则主变速传动系从电动机到主轴，通常为降速传动，接近电动机的传动件转速较高，传递的转矩较小,尺寸小一些；反之，靠近主轴的传动件转速较低，传递的转矩较大，尺寸就较大。因此在制定主变速传动系时，应尽可能将传动副较多的变速组安排在前面，传动副数少的变速组放在后面，使主变速传动系中更多的传动件在高速范围内工作，尺寸小一些，以便节省变速箱的造价，减少变速箱的外形尺寸。传动顺序与扩大顺序相一致的原则变速组的扩大顺序与传动顺序一致，即基本组在最前面，依次为第一扩大组，第二扩大组，各变速组的变速范围逐渐扩大。如果不满足该原则，则在传递相同功率的情况下，受的转矩更大，传动件的尺寸更大，从而影响变速箱的造价和外形尺寸。变速组的降速要前慢后快，中间轴的转速不宜超过电动机的转速从电动机到主轴之间的总趋势是降速传动，在分配各变速组传动比时，为使中间传动轴具有较高的转速,以减少传动件的尺寸，前面的变速组降速要慢些，后面变速组降速要快些，也就是以€以€以。但aminbmincmin是，中间轴的转速不应过高，以免产生振动、发热和噪声。通常，中间轴的最高转速不超过电动机的转速。2、机床主传动系的传动方式主要有哪两种？其各自的特点是什么？答：主要有集中传动方式和分离传动方式集中传动方式1） 主传动系的全部传动和变速机构集中装在同一个主轴箱内，称为集中传动方式。2） 通用机床中多数机床的主变速传动系都采用这种方式。适用于普通精度的大中型机床，结构紧凑，便于实现集中操纵，安装调整方便。缺点是运转的传动件在运转过程中所产生的振动、热量，会使主轴产生变形，使主轴回转中心线偏离正确位置而直接影响加工精度。分离传动方式1） 主传动系中的大部分的传动和变速机构装在远离主轴的单独变速箱中，然后通过带传动将运动传到主轴箱的传动方式，称为分离传动方式。2） 特点是变速箱各传动件所产生的振动和热量不能直接传给或少传给主轴，从而减少主轴的振动和热变形，有利于提高机床的工作精度。运动由皮带经齿轮离合器直接传动，主轴传动链短，使主轴在高速运转时比较平稳，空载损失小；当主轴需作低速运转时，运动则由皮带轮经背轮机构的两对降速齿轮传动后，转速显著降低，达到扩大变速范围的目的。3、在机械制造装备设计中，模块化设计的主要优点有哪些？答：（1）便于用心技术设计性能更好的模块，取代原有旧的模块，提高产品的性能，组合出功能更完善、性能更先进的组合产品，加速产品的更新换代；(2)只需要更换部分模块，或设计制造个别模块和专用部件，便可快速满足用户提出的特殊订货要求，大大缩短设计和供货周期；(3)(4)有利于米用成组加工等先进工艺，有利于组织专业化生产，既提高质量，又降低成本；模块系统中大部分部件由模块组成，设备如发生故障，只需要更换相关模块，维护修理更为方便，对生产影响少。三、分析题（本大题共3小题，各小题分别为10分、10分、16分，共36分）1、某数控车床，主轴最高转数n=3000r/min，最低转数n,=35r/min，计算转速n,=180r/min,采max min jword格式-可编辑-感谢下载支持用直流电动机，电动机的额定转速为n=1500r/min,最高转速为4000r/min,试设计分级变速箱的传d动系统，画出其转速图。解：R=3000/180=16.67 ,nR=4000/1500=2.67,R=R*」zid nd取Z=2,0=16.67/2.67=6.24转数图2、简述速度型、刚度型、刚度速度型主轴轴承配置形式的特点，并指出下图为哪种配置形式。答:1）速度型。主轴前后轴承都采用角接触球轴承（两联或三联）。角接触轴承具有良好的高速性能,但它的承载能力较小，因而适用于高速轻载或精密机床，如高速篷削单元、高速CNC车床等。6。°角接触双列推力球轴承承受轴向载

word格式-可编辑-感谢下载支持荷，后轴承采用双列圆柱滚子轴承。这种轴承配置的主轴部件，适用于中等转速和切削负载较大、要求刚度高的机床。如数控车床主轴、篷削主轴单元等。3)刚度速度型。前轴承采用三联角接触球轴承，后轴承采用双列圆柱滚子轴承。主轴的动力从后端传入，后轴承要承受较大的传动力，所以采用双列圆柱滚子轴承。前轴承的配置特点是：外侧的两个角接触球轴承大口朝向主轴工作端，收成主要方向的轴向力；第三个角接触球轴承则通过轴套与外侧的两个轴承背靠背配置，使三联角接触球轴承有一个较大的支承跨距，以提高承受颠覆力矩的刚度。(4)上图为高度CNC车床的主轴轴承配置形式，对应于速度型配置形式。3、下图为