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机械装备设计课后习题与答案

第一章 习题与答案

1、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、柔性制造系统的柔化程度,其柔性表现在哪里?

答:柔性化有两重含义,即产品结构柔性化和功能柔性化。其中产品结构柔性化是指产品设计时采用模块化设计方法和机电一体化技术,只需对结构做少量重组和修改,或修改软件,就可以快速地推出满足市场需求的、具有不同功能的新产品。功能柔性化是指只需进行少量调整或修改软件,就可以方便的改变产品或系统的运行功能,以满足不同的加工需要。

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。1.要实现机械制造装备的柔性化,不一定非要采用柔性制造单元或系统,组合机床及其组合成的生产线也可以设计成具有一定的柔性,完成一些批量较大、工艺要求较高的工件;2.普通机床可加工不同尺寸和形状的工件;3.数控机床具有较高的柔性化程度,由单主轴发展成具有两根主轴,又在此基础上增设附加控制轴C轴控制功能。4.加工中心拥有较高的柔性化程度,体现如自动换刀等;5.柔性制造系统也拥有很高的柔性化程度,不同工件可以同时上线,实现混流加工。

2、哪些产品宜采用系列化设计方法?为什么?应该遵循哪四化原则?

答:各规格产品具有相同的功能结构和相似的结构形式。

为了缩短产品的设计、制造周期,降低成本,保证和提高产品的质量。

产品系列化、零部件通用化、标准化、结构典型化。

3、机床夹具的作用是什么?有哪些要求?

答:作用:1.保证加工精度;2.提高生产效率;3.扩大机床使用范围;4.减轻人工的劳动强度,保证安全。

要求:1.保证加工精度;2.夹具的总体方案应与生产纲领相适应;3.安全、方便、减轻劳动强度;4.排屑顺畅;5.机床夹具应有良好的强度、刚度和工艺性。

4、机床夹具的组成成分有哪些?那些不可缺少?

答:1.定位元件及定位装置;2.夹紧原件及夹紧装置;3.夹具体;4.动力装置;5. 导向及对刀元件;6.其他元件及装置。前三项不可缺少。

5、什么是爬行现象?消除爬行现象都有哪些措施?

答: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,即时走时停或快或慢得现象,这种在低速运动时产生的运动不平稳称为爬行。

措施:1.减少静动摩擦系数之差;2.提高传动机构刚度;3.降低移动件质量。

6、导轨的功用是什么?

承受载荷和导向。直线运动导轨的截面形状:矩形、三角形、燕尾形、圆柱形。

7、主变速传动系设计的一般原则是什么?

答:1.传动副前多后少;2.传动顺序与扩大顺序相一致(前密后疏);3.变速组的降速前慢后快,中间轴转速不宜超过电机转速。

8、机械制造装备设计可分为:创新设计、变型设计、模块化设计三大类。

创新设计:从无到有

变型设计:常采用适应型和变参数型设计方法。两种方法都是在原有基础上,

适应性设计:通过改变更换部分部件或结构

9、机械制造装备如何分类?

答:加工装备、工艺装备、仓储传送装备和辅助装备。

10、机械制造装备一般功能要求有哪些?

答:机械制造装备应满足的一般功能包括:1、加工精度方面的要求;2、强度、刚度和抗震性方面的要求;3、加工稳定性方面的要求;4、耐用度方面的要求;5、技术经济方面的要求。

11、如何提高支承件的静刚度和固有频率?

答:根据支承件受力情况,合理的选择支承件的材料、截面形状、尺寸和壁厚,合理的布置肋板和肋条,以提高结构整体和局部的抗弯刚度和抗扭刚度;可以用有限元方法进行定量分析,以便在较小量下得到较高的静刚度和固有频率;在刚度不变的前提下,减小质量可以提高支承件的固有频率,改善支承件间的接触刚度以及支承件与地基连接处的刚度。

12、支承件的形状:箱型类、板块类、梁类。

13、主轴部件主支承常用滚动轴承有哪些?

答:1.角接触球轴承(极限转速较高);2.双列短圆柱滚子轴承(可调整径向间隙和预紧);

3.圆锥滚子轴承(发热较多);5.双向推力角接触球轴承(允许的极限转速比推力球轴承高)。

14、典型的主轴轴承配置形式及其特点?

答:1.速度型:主轴前后轴承都采用角接触球轴承。有良好的高速性能,但承载能力较小。

2.刚度型:前轴承采用双列圆柱滚子轴承承受径向载荷,60°角接触双列推力球轴承承受轴向载荷,后轴承采用双列圆柱滚子轴承。适用于中等转速和切削负载较大、要求刚度高的机床。

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。外侧的两个角接触球轴承大口朝向主轴工作端,承受主要方向的轴向力;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套,使三联角接触球轴承有一个较大的支撑跨距,以提高承受颠覆力矩的刚度。

15、扩大传动系变速范围的方法有哪些?

答:1.增加变速组;2.采用背轮机构;3.采用双公比的传动系;4.采用分支传动。

16、主传动系的传动方式主要有两种:集中传动方式和分离传动方式。

17、机床振动分为:受迫振动、自激振动和自由振动。

18、机床精度分为:1.几何精度;2.运动精度;3.传动精度;4.定位精度和重复定位精度;5.工作精度;6.精度保持性。

19、什么是机床运动功能式?

答:运动功能式表示机床的运动个数、形式(直线、回转)、功能(主运动、进给运动、非成型运动)及排列顺序,是描述机床运动功能最简洁的表达式。

20、机床设计方法是什么?对于柔性制造系统FMS而言,“以机床为主的系统设计”和“以系统为主的机床设计”有何不同?

答:机床设计方法是根据其设计类型而定的。通用机床采用系列化设计方法;系列中基型产品属于创新设计类型;其他属变形设计类型。有些机床如组合机床属组合设计类型。 “以机床为主设计系统”是根据现有机床的特点来设计FMS;而“以系统为主设计机床”则是在机床设计时就要考虑它如何更好地适应FMS等先进的制造系统的要求。

21、实现自动化的方法从初级到高级依次为:凸轮控制、程序控制、数字控制和适应控制等。

22、机械制造装备创新设计有那几个阶段?

答:经过产品规划、方案设计、技术设计和施工设计等四个阶段。

第二、三章 习题与答案

1、机床设计的主要内容及步骤是什么?

1、确定结构原理方案

a、用途

b、生产率

c、性能指标

d、主要参数

e、驱动方式

f、结构原理

g、成本及生产周期

2、总体设计

a 、总体设计的内容运动功能设计、基本参数设计、传动系统设计、总体机构布局设计、控制系统设计

b 、总体方案综合评价与选择

c 、总体方案的设计修或优化

3、机构设计

4、工艺设计

5、机床整机综合评价

6、定型设计

2、机床设计的基本理论有哪些?其定义、原理、要求如何?

1、机床的运动学原理

定义:研究、分析和实现机床期望的加工功能所需的运动配置

原理:通过刀具与工件之间的相对运动,由刀具切除工件上多余的金属材料,使工件具有要求的尺寸和精度的几何形状

2、精度

定义:机床的精度包括几何精度、传动精度、运动精度、定位和重复定位精度、工作精度和精度保持性等

3、刚度

定义:机床刚度指机床系统抵抗变形的能力。

4、抗振性

定义:机床抗振性指机床在交变载荷作用下,抵抗变形的能力。

5、热变形

产生原因:机床工作时受到内部热源(如电动机、液压系统,机械磨擦副,切削热)和外部热源(如环境温度,周围热源辐射等)的影响,使机床各部分温度发生变化,因不同的材料的热膨胀系数不同,机床各部分的变形不同,导致机床产生热变形。

6、噪声

噪声:机床工作时产生各种不同的振动,这些不同频率,不同振幅的振动将产生不同频率、不同强度的声音,这些声音无规律地组合在一起即成为噪声。

7、低速运动平稳性

爬行:机床上有些运动部件,需要作低速或微小位移。当运动部件低速运动时,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,时快时慢的现象——爬行。

3、机床系列型谱的含义是什么?

机床系列型谱就是综合地表明机床产品规格参数的系列性与机构相似性的表。

4、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,由刀具切除工件上多余的金属材料,使工件具有要求的尺寸和精度的几何形状。

5、工件表面的形成原理是什么?

任何一个表面都可以看成是一条曲线(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,前者称为母线,后者称为导线。而加工表面的发生线是通过刀具切削刃和工件接触并发生相对运动而形成的。

6、工件表面发生线的形成方法有哪些?

发生线的形成的四种方法:轨迹法(描述法)、成形法(仿形法)、相切法(旋切法)、展成法(创成法)。

7、工件表面的形成方法是什么?

是母线形成方法和导线形成方法的组合。因此,加工表面形成所需的刀具与工件之间的相对运动也是形成母线和导线所需相对运动的组合。

8、机床的主运动与形状创成运动关系如何?进给运动与形状创成运动的关系如何?

成形运动:完成一个表面的加工所必需的最基本的运动

成形运动分为:1、主要运动:它是切除加工表面上多余的金属材料的主要运动,运动速度高

2、形状创形运动:它的功能是用来形成工件加工表面的发生线。

当形状创形运动中不包含主运动“形状创形运动”与“进给运动”两词等价;当形状创形运动中包含主运动“形状创形运动”与“成形运动”两词等价。

9、机床上复合运动、内联系传动链、运动轴的联动的含义及关系如何?

复合运动:与其它运动之间有严格的运动关系。

内联系传动链:传动链的两个末端件的转角或位移量之间如果有严格的比例关系要求,这样的传动链称为内联系传动链

运动轴的联动:各运动轴之间由一定的比例关系实现共同运动

关系:对机械传动的机床来说,复合运动是通过内联系传动系来实现的。对于数控机床,复合运动是通过运动轴的联动来实现的

10、机床运动功能法案设计的方法及步骤如何?

1、工艺分析

对所设计的机床的工艺范围进行分析(普通机床,加工对象为工件群,选几个典型工件进行分析)选择确定加工方法(同一个表面有多种加工方法)

2、选取坐标系

坐标系的规定:用直角坐标系,沿X、Y、Z轴的直线运动符号及运动量仍用X、Y、Z 表示,绕X、Y、Z轴的迴转运动用A、B、C表示,其运动量用α、β、γ表示。

3、写出机床运动功能式

方法:左边写工件W、右边写刀具T、中间写运动,按运动顺序排列,用“/”分开4、画出机床运动功能图

运动功能图:是将机床的运动功能式用简洁的符号和图形表达出来,是机床传动系统设计的依据。

5、绘制机床传动原理图

机床的运动功能图只表示运动的个数、形式、功能及排列顺序,不表示运动之间的传动关系。

传动原理图:表示动力源与执行件,不同执行件之间的运动及传动的关系图。

11、数控机床的坐标系如何选取?

数控机床的坐标系采用右手直角笛卡尔坐标系,规定直角坐标X、Y、Z三者的关系及其正方向用右手定则制定。

标准规定:平行于主轴的坐标轴为Z轴,取刀具远离工件的方向为正向(+Z),X轴为水平方向,且垂直于Z轴。

12、机床运动功能式和运动功能图表达的含义是什么?

运动功能式表示机床的运动个数、形式(直线运动X、Y、Z或迴转运动A、B、C)、功能(主运动p、进给运动f、非成形运动a)及排列顺序。

运动功能图:是将机床的运动功能式用简洁的符号和图形表达出来,是机床传动系统设计的依据

13、虚拟轴机床的原理是什么?有哪些特点?

虚拟轴机床又称并联机床,实质上是机器人技术和机床技术相结合的产物。

特点:1、优点:比刚度高、响应速度快及运动精度高。

2. 缺点:运动空间小、空间可转角度(灵活性)小、开放性差。

14、机床的传动原理如何表现?它与机床运动功能图的区别是什么?

传动原理图:表示动力源与执行件,不同执行件之间的运动及传动的关系图。

机床的运动功能图只表示运动的个数、形式、功能及排列顺序,不表示运动之间的传动关系。

15、机床运动分配式的含义是什么?

运动功能分配设计是确定运动功能式中“接地”的位置,用“·”符号表示,“·”符号左侧的运动由工件完成,右侧的运动由刀具完成。机床的运动功能式中添加上“·”接地符号后,称为运动分配式。

16、机床总体结构概略设计过程大致如何?

①确定末端执行件的概略形状与尺寸。

②设计末端执行件与其相邻的下一个功能部件的结合部的形式,概略尺寸选择并确定导轨的类型及尺寸。

③根据导轨接合部的设计结果和该运动的行程尺寸,同时考虑部件的刚度要求,确定下一个功能部件(即滑台侧)的概略形状与尺寸。

④重复上述过程,直到基础支承件(底座、立柱、床身等)设计完毕。

⑤若要进行机床结构模块设计,可将功能部件细分成子部件,根据制造厂的产品规划,进行模块提取与设置。

⑥初步进行造型与色彩设计。

⑦机床总体结构方案的综合评价。

17、机床的主参数及尺寸参数根据什么确定?

机床主参数:代表机床规格大小及反映机床最大工作能力的一种参数。《GB/T15375-94 金属切削机床型号编制方法》

尺寸参数—指机床的主要结构尺寸参数,包括: ①与被加工件有关的尺寸:

②标准化工具或夹具的安装面尺寸

18、机床的运动参数如何确定?驱动方式如何选择?数控机床与普通机床确定方法有什么不同?

1、主运动参数

迴转式主运动的机床其主运动参数为主轴转速

①最低(nmin)和最高(nmax)转速的确定

②主轴转速的合理排列

③标准公比φ值和标准转速数列

④公比的选用

⑤变速范围Rn,公比φ和级数Z的关系

2、进给量的确定

3、变速形式与驱动方式选择

驱动方式:电动机驱动、液压驱动驱动方式的选择主要是根据机床的变速形式和运动特性要求来确定的。

数控机床一般采用伺服电动机无机变速形式

其他机床多采用有级变速形式或无极与有级变速的组合形式

19、机床的动力参数如何确定?数控机床与普通机床的确定方法有什么不同?动力参数:机床驱动的各种电动机的功率或扭矩。

通过类比法、相似机床试验法和计算方法确定

对于数控机床的进给运动,伺服电动机按扭矩选择。

20、机床主传动系都有哪些类型?由哪些部分组成?

1、按驱动主传动的电动机类型

2、按传动装置类型

分机械传动、液压传动、电气传动、以及它们的组合

3、按变速的连续性

分级变速传动和无级变速传动

21、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?

级比:指主动轴上同一点传往被动轴相邻两传动线的比值

或:变速组内相邻传动比之比,即较大的传动比与相邻的较小传动比之比

级比指数:级比中的指数Xi 值,它的物理意义为相邻两传动线与被动轴交点之间相距的格

数 设计时要使主轴转速为连续的等比数列,必须有一个变速组的级比指数为1,称此变速组为

基本组。基本组的级比指数用X0表示,X0=1,第二扩大组的作用是将第一扩大组扩大的变

速范围第二次扩大,其级比指数为X2等于基本组的传动副数和第一扩大组传动副数的乘积

如有更多的变速组,则依次类推。

22、数控机床主传动系设计有哪些特点?

数控机床主传动系设计特点:1、主传动采用直流或交流电动机无级调速

2、数控机床驱动电动机和主轴功率特性的匹配设计

3、数控机床高速主传动设计

23、进给传动系设计要能满足的基本要求是什么?

进给传动系设计应满足的基本要求:

1、足够的静刚度和动刚度。

2、良好的快速响应性,低速微量进给不爬行,运动平稳,灵敏度高。

3、抗振性好,不会因摩擦自振而引起传动件的抖动或齿轮传动冲击。

4、足够的调速范围:保证实现所要求的进给量,适应不同材料,不同刀具,不

同零件要求的加工,传递较大扭矩。

5、传动精度、定位精度要高。

6、结构简单,加工、装配工艺性好,调整维修方便,操纵轻便灵活。 24、试述进给传动与主传动相比较,有哪些不同的特点?

1、进给传动是恒扭矩传动(驱动进给运动的传动件是恒扭矩传动)

2、进给传动系中各传动件的计算转速是其最高转速

故各传动件(包括轴和齿轮)受的扭矩为:

Ti=T 末·n 末/ni=T 末·ui

3、进给传动的转速图为前疏后密结构

4、进给传动的变速范围Rn ≤14

m N P T f f f ?=电电η9550),,2,1,0( )()(min max j i u u R i i i L ==升进8.251≤≤μ

25、进给伺服系的驱动部件有哪几种类型?其作用和应用范围怎么样?

伺服驱动部件:1、步进电机:将电脉冲信号变换成角位移(或线位移)的一种机电式数模转换器

适用于中、小型机床和速度季度要求不高的地方

2、直流伺服电机:一种能直接将电能转化为直线运动机械能的电力驱动装

常用于高速轻载的小型数控机床中

3、交流伺服电机:将电动机的电压矢量或电流矢量作操作量,控制其幅值

和相位

常用于中小型数控机床

26、试述滚珠丝杠螺母机构的特点,其支撑方式有哪几种?

滚珠丝杠是将旋转运动转换成执行件的直线运动的运动转换机构

载荷特点:主要承受轴向载荷,对丝杠轴承的轴向精度和刚度要求较高,采用角接触轴承或双向推力园柱滚子与滚针轴承的组合。

滚珠丝杠的支承方式:1、一端固定,一端自由:用于短丝杠与竖直丝杠

2、一端固定,一端简支:用于较长的卧式安装丝杠

3、两端固定:用于长丝杠或高转速,要求高抗压刚度场合

27、主轴部件应满足那些基本要求?

主轴部件应满足的基本要求:

1、旋转精度:概念:主轴的旋转精度是指装配后,在无载荷、低速转动的条件下,在

安装工件或刀具的主轴部位的径向和轴向跳动。

影响因素:旋转精度取决于主轴、轴承、箱体孔等的制造、装配和调整精度径向跳动影响因素:主轴轴颈的园度、轴承滚道及滚子园度、主轴及回转件的动平衡。

轴向跳动影响因素:轴承支承端面,轴肩的垂直度,止推轴承的滚道及滚子误差。

轴、径向跳动影响因素:主轴主要定心面的轴、径向跳动(锥孔误差,mol精度。)

2、刚度:概念:主轴部件的刚度指其在外载荷作用下抵抗变形的能力

静刚度:作用力是静力引起的弹性变形

动刚度:作用力是交变力引起的弹性变形

影响因素:主轴的尺寸和形状,滚动轴承的类型和数量、预紧和配置形式、传动件的布置方式、主轴部件的制造和装配质量

3、抗振性:概念:抗振性指抵抗受迫振动和自激振动的能力

影响因素:主轴部件的静刚度,质量分布及阻尼

4、升温和热变形

5、精度保持性:概念精度保持性指长期地保持其原始制造精度的能力

影响因素磨损,主轴轴承、轴颈表面、装夹工件刀具的定位表面的磨损

28、主轴轴向定位方式有哪几种?各有什么特点?适用场合?

(1)前端配置两个方向的推力轴承都分布在前支承处

特点:在前支承处轴承较多,发热大,升温高;但主轴承受热后向后伸,不影响轴向精度。适用范围:用于轴向精度和刚度要求较高的高精度机床或数控机床

(2)后端配置两个方向的推力轴承都布置在后支承处。

特点:发热小、温度低,主轴受热后向前伸长,影响轴向精度

适用范围:用于普通精度机床,立铣,多刀车床。

(3)两端配置两个方向的推力轴承分别布置在前后两个支承处

特点:这类配置方案当主轴受热伸长后,影响轴承的轴向间隙,为避免松动,可用弹簧消除间隙和补偿热膨胀

适用范围:用于短主轴,如组合机床

(4)中间配置两个方向的推力轴承配置在前支承的后侧

特点:此方案可减少主轴的悬伸量,使主轴热膨胀后向后伸长,但前支承结构复杂,温升可能较高。

29、在支承件设计中,支承件应满足那些要求?

支承件应满足的基本要求

1、有足够的刚度和较高的刚度/质量比

2、较好的动态特性、较大的位移阻抗(动刚度)和阻尼。

3、热稳定性好,热变形对机床加工精度的影响较小。

4、排屑通畅,吊运安全,良好的结构工艺性。

30、支承件常用的材料有哪些?有什么特点?

1、铸铁

一般支承件用灰铸铁制成,铸铁铸造性能好,容易获得复杂结构的支承件,铸铁的内摩擦力大,阻尼系数大,使振动衰减的性能好,成本低。

2、钢板焊接结构

用钢板和型钢等焊接支承件,制造周期短,可制成封闭结构,刚性好,便于产品更新和结构改进,且固有频率比铸铁高,在同刚度情况下,可减轻重量。

3、预应力钢筋混凝土

主要用于制作补偿移动的大型机械机身、底座、支柱等支承件。预应力钢筋混凝土

支承件的刚度和阻尼比铸铁大几倍,抗振性好,成本低。缺点是脆性大,耐腐蚀性差,油渗入导致材质疏松

4、天然花岗岩

性能稳定,精度保持性好,抗振性好,阻尼系数比钢大15倍,耐磨性比铸铁高5~6倍,导热系数和线胀系数小,热稳定性好,抗氧化性强,不导电,抗磁,与金属不粘合,加工方便,通过研磨和抛光容易得到很高的精度和很低的表面粗糙度值

5、树脂混凝土(人造花岗岩)

刚度高;具有良好的阻尼性能,抗振性好;热容量大,热传导率低,热稳定性高,密度小,质量小,可获得良好的几何形状精度,表面粗糙度值较低,耐腐蚀性好,与金属粘结性强。

31、根据什么原则选择支承件的截面形状,如何布置支撑件上的肋板和肋条?

1、空心截面的刚度比实心大,故支承件用中空形状

2、圆环形截面抗扭刚度比方形好,而抗弯刚度比方形低

3、封闭截面的刚度大于开口截面的刚度,特别是抗扭刚度

肋板的布置取决于支承件的受力变形方向。

水平肋板:提高支承件水平面内弯曲刚度

垂直肋板:提高支承件垂直面内的弯曲刚度

斜向肋板:同时提高支承件的抗弯和抗扭刚度

肋条:一般配置在支承件某一内壁上,主要为了减小局部变形和薄壁振动,提高局部刚度。

32、提高支承件结构刚度和动态性能有哪些措施?

提高支承件结构刚度的主要方法是:根据支承件受力情况合理的选择支撑件的材料、截面形状和尺寸、壁厚,合理的分布肋板和肋条。

提高动态性能的方法:1、改善阻尼特性2、采用新材料制造支承件

33、导轨设计中应满足什么要求?

导轨应满足的基本要求

1、导向精度 指动导轨运动轨迹的准确度

2、承载能力大,刚度好,根据承受载荷的性质,方向和大小,合理选择导轨的截面形状和尺寸,使导轨有足够的刚度,保证机床的加工精度。

3、精度保持性好,导轨原始精度丧失的主要原因是磨损

4、低速运动平稳 动导轨作低速运动或微量进给时,运动始终平稳,不出现爬行现象。

5、结构简单、工艺性好,易于加工

34、镶条和压板有什么作用?

压板:压板用来调整辅助导轨面的间隙,承受颠覆力矩,用配刮垫片来调整间隙

镶条:镶条用来调整矩形导轨和燕尾形导轨的侧向间隙,镶条应放在导轨受力较小的一侧

35、导轨的卸荷方式有哪几种?各有什么特点?

1、机械卸荷

2、液压卸荷导轨

3、自动调节气压卸荷导轨

36、试述确定标准公比?的原则?

答:因为转速由min n 至max n 必须递增,所以公比?应大于1;

为了限制转速损失的最大值max A 不大于50%,则相应的公比?不得大于2,故21<

?(2E 为正整数)中取数。

37、对于普通机床,如何确定常用的经济加工直径max d 、min d ?

答:对于普通机床 KD d =max

max min d R d d =

式中:D 为机床能安装的最大工件直径,卧式车床:5.0=K ,摇臂钻床:0.1=K ,

25.0~2.0=d R

38、设计分级变速机床主传动系。

1. 计算公比φ 已知:1001120=R ,Z=8 . 根据 1?=Z R ?, 则7

19.11lg 1lg lg =?=Z R ?, 即:φ=1.41 2.确定传动组、传动副和扩大顺序

根据传动组和传动副拟定原则,可选方案有:① Z=4ⅹ2; ② Z=2ⅹ4;③ Z=2ⅹ2ⅹ2 在方案①,②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③:Z=2ⅹ2ⅹ2

根据前疏后密原则,选择结构式为: 8=21ⅹ22ⅹ24

3. 转速图绘制设计

① 主轴各级转速为:100,140,200,280,400,560,800,1120 r/min

② 确定定比传动比:取轴Ⅰ的转速值为800r/min,则电机轴与轴 的传动比为:

8

.1114408000==i ③ 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

机械装备设计课后习题与答案

第四章

1、工业机器人采用气压驱动以适应重型、低速要求吗?

答:不是。工业机器人采用液压驱动以适应重型、低速要求。

2、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。

3、工业机器人额定速度是指工业机器人在额

机械装备设计课后习题与答案

定负载、匀速运动过程中,机械接口中心的____最大速度_____。

4、分析推导

1.试述图1所示谐波减速器工作原理,

答:(1)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。

第六章

1、机械加工线上工件在机床间传递和运送,为什么要采用随行夹具?

答:对于结构形状比较复杂而缺少可靠运输基面的工件或质地较软的有色金属工件,应将工件先定位夹紧在随行夹具上,和随行夹具一起传送、定位和夹紧在机床上进行加工。

2、简述自动化仓库的工作过程。

答:1)进库 堆垛机停在巷道起始位置,待入库的货物已放置在出入库装卸站上,由堆垛机的货叉将其取到装卸托盘上。

2)传送 计算机控制堆垛机在巷道行走,装卸托盘沿堆垛机铅直导轨升降,自动寻址向存入仓位进行。

3)入库 装卸托盘到达存入仓库前,装卸托盘上的货叉将托盘上的货物送进存入仓位。

4)出库 堆垛机到达调出仓位,货叉将该仓位中的货物取出,放在装卸托盘上。

5)返回原始位置 堆垛机带着取出的货物返回起始位置,货叉将货物从装卸托盘送到出入库装卸站。

3、毛坯不便于自动定向而加工循环时间又较长采用料斗送料机构吗?

答:毛坯不便于自动定向而加工循环时间又较长采用料仓送料机构。

4、自动运输小车按其运动的原理划分,有有轨和无轨两大类。

5、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

第七章

1、对于加工形状复杂、加工工序较多,并有一定批量的多种零件,宜建立什么样的机械加工生产线?该生产线应选用哪些加工装备?

答:采用柔性制造生产线。

用高度自动化的多功能柔性加工设备,例如加工中心和数控机床等。

2、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?

答:(1)被加工零件工序图,

(2)加工示意图

(3)机床总联系尺寸图

(4)生产率计算卡。

3、柔性制造系统一般由哪几部分组成?

答:1)标准的数控机床或制造单元;2)一个在机床和装夹工位之间运送零件和刀具的传送系统;3)一个发布指令,协调机床、工件和刀具传送装置的总监控系统;4)

中央刀具库及其管理系统;5)自动化仓库及其管理系统。