机械制造装备设计
《机械制造装备设计》是机械设计制造及其自动化专业的主要专业课程。通过学习，获得装备设计的基本理论、基本知识和方法；通过学习和课程设计，初步具备设计一般机械制造装备总体设计和部件设计的能力，具体要求是：
1.获得机械制造装备设计的基本知识和理论，包括机械制造装备的构成、基本要求，传统设计的基础理论、设计方法，先进的设计原理和现代设计法的理论和方法。
2.初步具备机械装备设计（总体设计和部件设计）的能力。
3.了解机械制造装备的技术现状和发展趋势。
考核目标（考核知识点、考核要点）
第一章绪论（2学时）
一、考核知识点
（一）机械制造装备的作用。
（二）机械制造装备应具备的主要功能和分类。
二、考核要求
1.识记：全新的生产制造模式的主要特征；制造装备的功能和分类。
2.领会：理解…1?的要求，如…功能?，对一般功能与柔性化、精密化、自动化、机电一体化、节材、绿色工程等以及现代制造业对绿色工程的要求。
第二章机械制造装备设计方法（2学时）
一、考核知识点
（一）机械制造装备设计的类型
创新设计、变形设计和组合设计及应用场合。
（二）机械制造装备设计的方法
系列化设计、模块化设计的概念及其作用；技术经济评价和可靠性评价的实质及其特点；产品造型、结构工艺性、标准化等评价的概念、内容及其作用。
二、考核要求
1.识记
装备设计的类型、实质及其区别；设计的各种方法及特点；设计评价的项目、实质及适用场合。
2.领会
装备设计方法评价的实质及特点和设计方法的基本知识。
第三章机床设计（18学时）
一、考核知识点
（一）机床设计应满足的基本要求和设计方法
（二）机床设计的基本理论
精度、刚度、抗振性、热变形、噪声、低速运动平稳性。
（三）机床总体设计
机床系列型谱概念，机床运动功能设计和总体结构方案设计的联系，机床主要技术参数设计与传动设计、部件设计的联系。
（四）传动设计
1.主传动设计
分级变速时转速图（常规和特殊）的变速规律及应用；计算转速概念和确定方法；数控机床主传动设计特点。
2.进给传动设计
机床进给传动的特点，数控机床进给传动系统设计特点。
（五）部（组）件设计
1.主轴组件设计
主轴组件应满足的基本要求（工作性能方面）；结构设计；滚动轴承的配置、预紧方法及防松措施；主轴的参数、构造和材料及热处理、技术要求；组件的布局、典型结构；提高主轴组件工作性能的措施。数控机床主轴组件的设计特点。
2.支承件设计
支承件设计的基本要求，提高刚度等性能的措施。
3.导轨设计
导轨的功用、基本要求、导轨的截形、组合及其应用，导轨间隙的调整方法及特点，宽窄导轨概念及应用，滚动导轨的特点、预紧方法及其应用，卸荷导轨的概念和应用。
4.数控机床（加工中心机床）刀架和自动换刀装置
刀架和自动换刀装置的功能、组成、要求和工作原理及其应用。
二、考核要点
1.识记
机床设计应满足的基本要求，如对工艺范围、柔性、刚度、精度、噪声、生产率和自动化、成本、可靠性等要求的理解；机床设计的基本理论及其在设计中的应用；总体设计与传动设计、部（组）件设计的主要内容、原理和方法。
2.领会
理解机床设计应满足的基本要求和基本理论及其在总体设计、传动设计、部件设计中的指导意义；机床总体设计与传动设计、部件设计的关系；提高机床部件工作性能（如主轴组件的旋转精度、刚度，支承件的刚度，导轨的导向精度及精度保持性、低速运动平稳性等）的措施；部件结构实例的剖析；数控机床、加工中心机床部件设计要求、特点及应用。
第四章工业机器人设计（10学时）
一、考核知识点
（一）机器人的基本概念
机器的人定义及工作原理，坐标系的确定，工作空间概念。
（二）机器人运动功能设计
空间坐标变换的基本原理及其应用，运动功能设计特点。
（三）机器人传动系统设计
机器人的运动及动力分析方法；谐波减速装置的原理、传动比计算及常用结构、驱动方法特点及应用。
（四）机器人的机械结构系统设计
手臂和机床、手腕、末端执行器的功能、基本要求和典型结构。
（五）机器人的控制
控制系统的构成、位置控制方式（如伺服系统）的特点。
（六）机器人的应用原则和典型实例
二、考核要点
1.识记
机器人的基本知识，运动、传动、结构设计的基本原理、方法。
2.领会
机器人与数控机床的异同，设计特点、典型结构及应用。
第五章机床夹具设计（10学时）
一、考核知识点
（一）机床夹具功用、组成、类型和基本要求
（二）机床夹具定位机构的设计
六点定位原理，定位方式及定位元件，定位误差。
（三）机床夹紧机构的设计
夹紧机构设计应满足的要求，夹紧力的三要素及确定，常用夹紧机构的特点。
（四）机床夹具的其它装置
导向装置、对刀具装置、分度装置、对定装置的特点及应用。
（五）可调整夹具的设计原理
（六）典型机床夹具结构分析
二、考核要求
1.识记
夹具设计应满足的基本要求；定位原理，定位方式、定位元件及装置；夹紧机构的要求、夹紧力三要素的选择，掌握常用夹紧机构的结构特点、夹紧力、自锁条件等的设计计算方法；工件在夹具中的安装误差（定位误差和夹紧误差）、夹具在机床上的对定误差及其它误差；导向装置、对刀装置、对定、分度装置及其作用；可调整夹具的设计特点；典型夹具的设计特点和结构分析。
2.领会
六点定位原理，正确区分不完全定位与欠定位，正确处理过定位问题，各种定位元件的特点、应用及能限制的自由度，限制工件自由度与加工要求的关系，理解定位与夹紧的区别；夹具的误差产生的原因，定位误差的分析与计算方法；可调支承与辅助支承的区别；夹具装配图尺寸标注及其作用。
3.应用
根据工件加工工序（在制定工艺方案的基础上）的特点和要求，综合考虑定位（限制自由度的方案、定位元件的选择）、夹紧（力的方向、大小和作用点等因素）要求，设计合理的定位、夹紧方案。
第六章机械加工生产线总体设计（10学时）
一、考核知识点
（一）机械加工生产线及其组成、类型和设计应遵循的原则
（二）生产线工艺方案设计
（三）生产线专用机床的总体设计
（四）生产线的总体布局设计
（五）柔性制造系统的设计特点
二、考核要求
1.识记
机械加工生产线和柔性制造生产线的基本知识，生产线工艺方案的内容和评价方法，生产线专用机床“三图一卡”的内容及作用。
2.领会
柔性制造生产线与机械加工生产线的异同及特点，“三图一卡”在专用机床设计中的作用和特点，工艺方案与“三图一卡”的关系。
有关说明与实施要求
为使本大纲的规定在个人自学、社会助学和考试试题中得到贯彻和落实，兹对有关问题说明如下，并进而提出实施要求。
一、关于考核目的的说明
为使自学考试要求标准化和考试内容具体化，在本大纲中列出考试内容的基础上，对各章规定了考核目标，使自学者进一步明确考试内容和要求，更有目的地系统、全面地自学并逐步理解教材；使社会助学者容易把握考试内容和要求及尺度，更有针对性地分层次进行辅导；使考试命题更加明确试题范围，准确、合理安排试题的知识能力层次和难易程度。
本大纲在考试目标中，按照识记、领会及应用三个层次来规定其应该达到的能力层次要求。各能力层次的含义是：
1.识记
理解本课程中的工程术语、基本知识、概念的意义，并能准确表达。
2.领会
在识记的基础上，能全面把握基本内容、基本理论和概念、基本方法，并注意各种概念、方法的特点与联系。
3.应用
在识记和领会的基础上，能对工程设计中问题进行正确的阐述、计算和分析，能运用所学的基本知识和理论、方法，解决机械工程设计中的实际问题。
大纲中的目的要求…2?应结合课程设计，才能达到基本要求。
二、关于自学教材
机械制造装备课程自学考试全省统一命题暂定的使用教材：《机械制造装备设计》（冯辛安主编，机械工业出版社99年10月），该教材所涵盖的内容量大、面宽，而且偏深，全书由机床设计、夹具设计、工业自动化、工业机器人等合为的一门新专业类设计课程体系，自学时有一定难度。根据自学考试的特点，考核的重点为第三章、第五章，第六章不作考核范围，其余各章考核的要点为基本知识和基本概念。
本大纲中每章的学时为讲授时数供自学时参考，自考学生阅读理解所需的时间大约为该学时数的3-5倍。
三、自学方法的指导
1.在全面系统学习的基础上，注重基本知识、基本概念、基本方法的掌握和运用。由于本课程及教材的内容多、知识范围广，全书作为一个整体，各章既有相对的独立性，又相互联系。应考者首先要系统地学习各章的基本内容，并注意各章节之间的有机联系；在这个基础上，有目的地研究并掌握重点章节的内容，切忌在没有了解全貌的情况下孤立地只抓重点，或猜题押题，注意正确处理好重点和一般内容的关系，既保证重点内容，又兼顾一般内容。然后，结合每章末的习题和思考题，作一定的练习，以求得到进一步的理解、巩固和深化，从而提高应试能力和应试效果。
2.装备设计是机械工程类的一门应用型学科，应考者在学习中切忌死记硬背，应把书本上的知识与生产实践联系起来，并深入生产现场观察和分析，以增强感性认识，更能深刻理解教材的内容。在自学中注重业务水平、综合素质和能力的提高。
3.在学习本教材的基础上，应尽可能阅读一些参考书，有目的、有选择性地针对自学考试的基本要求，进行对照比较，可以获得良好的效果。建议参考黄鹤汀主编的《机械制造装备》（机械工业出版社01年版）。
四、关于命题考试要求的说明
1.本课程的命题是根据本大纲所规定的考试内容和考试目标来确定考试要求，以课程的基本要求进行实施，不任意扩大或缩小考试范围，提高或降低考核要求。考试命题覆盖到规定的各章，并能体现出重点内容的一般内容。
2.试题结构难度安排合理适当，有判断题、选择题（单项或多项）、填空题、文字题（如名词解释、简答题）、综合题（如传动设计计算、夹具定位和夹紧方案设计、定位误差分析计算等）、分析题（如主轴组件结构和夹具结构的分析或改错等）等类型试题。试题结构（难易程序）及比例可分为容易（20%）、中等（45%）、较难（25%）、难（占10%）。必须注意：试题的难易程度与能力层次不是一个概念，在各个能力层次中都会存在不同难度的问题。
附录
题型举例
一、名词解释
1.定位误差
2.系列化设计
二、判断题（下列命题认为正确的打√，错误的打×）
1.工件的六点定位原理既约束了工件的自由度，也保证了工件的定位精度。（）
2.传动精度对内、外传动链都具有重要意义。（）
三、填空题（将正确答案填入空内）
1.柔性化的两重含义，即产品结构柔性化和________柔性化。
2.工业机器人是用于________的机器人。
四、选择题
1.采用筋条（加强筋）可以提高支承件的_________刚度。
A.弯曲
B.扭转
C.局部
D.自身
E.动态
2.用一面两孔定位时，削边销消除________自由度。
A.一个转动
B.一个移动和一个转动
C.两个转动
D.两个移动
五、分析题
1.指出图1主轴组件中的错误。画出正确的结构简图，并分析：
（1）主轴前端部的特点。
（2）指出哪些轴承需要预紧，简述预紧的原理方法及防松措施。
（3）主轴轴向定位的方法及特点，并画简图表示。
（4）选定各轴承的精度等级，并简述理由。
六、综合题
1.图2所示为多刀半自动车床主变速传动系图，试计算主轴各级转速，求公比和变速范围，写结构式，求出每个变速组的变速范围，计算主轴和齿轮Z的计算转速并分析其变速特点。
江苏省教育考试院
第1章习题与思考题
1．机械制造装备设计有哪些类型?各有什么特点?
2．加工装备根据其加工特点可分几种类型?其应用范围和特点如何?
3．机械制装备设计应满足哪些要求，为什么?
4．创新设计的工作程序有哪几个阶段?为什么要重视需求分析和可行性论证?
5．工业工程指的是什么?包括哪些内容?
6．机械制造装备设计有哪些评价方法?内容是什么?
7．在设计过程中为什么要遵守标准原则?如何贯彻设计的标准化?
8．什么是可靠性?可靠性衡量指标有哪些?如何进行可靠性设计?
9．什么是机床的品种系列化、零部件通用化、零部件标准化和模块化?
10．机床色彩设计要点有哪些?
第2章习题与思考题
1．机床设计应满足的基本要求是什么?
2．机床设计的主要步骤是什么?
3．机床的主要技术参数有哪些?如何确定?
4．主传动系统的分类及传动方式是什么?
5．传动组的级比和级比指数是什么?常规转速传动系的各传动组的级比指数有什么规律?
6．传动组的变速范围是什么?各传动组的变速范围之间有什么关系?
7．某车床的主轴转速为n=40～1800 r/min,公比￠=1.41，电动机的转速n电=1440 r/min，试拟定结构式、转速图；确定齿轮齿数、带轮直径，验算转速误差；画出主传动系图。
8．设公比￠=1.26，级数z=18，试从各种传动方案中选出最佳方案，并写出结构式，画出转速图和传动系图。
9．试求题图2-1所示的车床各轴、各齿轮的计算转速。
10．试求题图2-2所示机床的各齿轮、各轴的计算转速。
11．数控机床主传动系设计有哪些特点?
12．进给传动系设计需满足的基本要求是什么?
13．试述滚珠丝杠螺母机构的工作原理及特点?
14．什么是主轴部件的旋转精度?对于两支承主轴部件，前、后支承中的滚动轴承的制造误差对主轴部件的旋转精度有何影响?为什么主轴前轴承的精度等级应高于后支承?
15．影响主轴部件的静刚度有哪些因素?提高主轴部件静刚度有哪些途径?
16．数控机床主传动系统设计有哪些特点?
17．对题图2-3所示3种主轴轴承的配置型式进行分析，指出每一种型式的特点和适用场合。
18．分析摇臂钻床的摇臂和立柱的受力情况，指出摇臂和立柱宜采用什么样的截面形状，并说明理由。
19．动压导轨、静压导轨及滚动导轨各适用什么样的场合?为什么?
20．导轨设计中应满足哪些要求?
21．机床刀架自动换刀装置应满足什么条件?
22．摆杆轴非对称安置时，其正常工作条件是什么?与对称安置时的正常工作条件有何不同?
23．单边拨动滑移齿轮自锁时，如何改进?
24．设计机床支承时，必须满足哪些基本要求?
25．肋板和肋条的作用是什么?应怎样布置?
26．滚动导轨的特点是什么?
第3章习题与思考题
1．何谓机床夹具?按适用范围和夹具特点机床夹具分为哪几类?
2．夹具装夹保证工件规定加工精度的条件是什么?
3．何谓装夹?工件装夹方法有哪些?
4．举例说明设计基准、工序基准、定位基准的概念。
5．何谓六点定则?何谓完全定位、部分定位、重复定位、欠定位?它们是否符合工件定位原理?
6．根据工件定位原理分析题图3-1所示各定位方案中，各个定位元分别限制了哪些自由度?
7．何谓可调支承、自位支承、辅助支承?
8．何谓定位误差?产生工件定位误差的原因是什么?
9．题图3-2为工件加工平面BD的3种定位方案，孔01已加工，1、2、3为三个支承钉，
分析计算工序尺寸A的定位误差。
10．题图3-3阶梯轴工件以￠D TD圆柱面在V形块上定位，加工小端上孔，试计算工序尺寸A的定位误差。
11．工件定位如题图3-4所示，现加工工件上01孔、02孔，试分析计算图示定位方案能否满足两孔01、02的位置尺寸精度要求?若不能可采取哪些措施?
12．夹具设计对夹紧装置有哪些基本要求?
13．夹具设计应如何确定夹紧力的作用点及作用方向?
14．试分析比较2种自锁夹紧机构(螺旋、斜楔)的优缺点。
15．试分析习图3-5中所示各夹紧机构中有哪些错误或不合理之处?应如何改进?
16．定心夹紧机构有什么特点?
17．何谓联动夹紧机构?设计联动夹紧机构应注意哪些问题?
18．何谓分度?通常分度装置由哪几部分组成?
19．试举例分析车、铣、钻、镗类机床夹具的结构特点及设计要点。
20．机床夹具设计步骤怎样?在夹具总装图中应标注哪些尺寸公差及技术要求?
21．何谓可调夹具、成组夹具?它们在结构上有何特点?
22．何谓组合夹具?
第4章习题与思考题
1．工业机器人的定义是什么?
2．工业机器人有哪几部分组成?
3．工业机器人的基本功能和基本工作原理是什么?它与机床主要有何相同和不同之处?
4．如何选择和确定机器人的坐标系?
5．工业机器人的设计内容与步骤大致如何?
6．机器人的运动如何用齐次变换来表示?
7．工业机器人的位姿的含义是什么?
8．如何用关节运动来描述机器人的位姿?
9．机器人构件的运动速度、角速度、加速度、角加速度分析方法的基本思路是什么?
10．进行机器人静力分析的目的是什么?分析方法的基本思路是什么?
11．进行机器人动力分析的目的是什么?分析方法的基本思路是什么?
12．RV减速器的工作原理是什么?
13．机器人手腕的设计要求是什么?了解一些典型的机器人手腕工作原理、结构及特点。
14．机器人手腕的诱导运动的含义是什么?诱导运动的存在对什么有影响?
15．机器人末端执行器应满足的要求是什么?了解一些典型的机器人末端执行器的工作原理、结构及特点。
16．机器人手臂的设计要求是什么?了解一些典型的机器人手臂工作原理、结构及特点。
17．机器人机座设计要求是什么?
18．了解机器人控制系统的基本组成。
19．什么是关节伺服控制?特点是什么?
20．什么是坐标伺服控制?特点是什么?
21．智能控制的定义是什么?对其结构的认识怎样?
第5章习题与思考题
1．设计物料输送系统及仓储装置的意义什么?
2．物料输送系统有哪几种基本类型?其特点和应用场合如何?
3．仓储装置可分几种类型?各有什么特点?
4．机床自动上料装置的作用是什么?其基本组成结构和作用是什么?
5．上料装置有哪些类型?各应用哪些场合?
6．常见定向机构有哪些结构型式?其基本特点和适用场合?
7．托盘式输送装置有哪些特点?适用什么场合?
8．为什么要用随行夹具?随行夹具返回方式各有什么特点?
9．简述自动化立体仓库的构成和作用是什么?
10．立体仓库系统设计的主要步骤是什么?
第6章习题与思考题
1．什么叫机械加工生产线?它由哪几部分组成?区别各种类型机械加工生产线的主要依据是什么?
2．拟定机械加工生产线工艺方案时应考虑哪些方面问题?如何解决这些问题?
3．如何正确、合理地选择生产线上的设备子生产线上的设备对哪些方面产生影响?
4．在专用机床设计中的“三图一卡”各起什么作用?
5．加工示意图应包括哪些内容?如何绘制加工示意图?
6．机床总联系尺寸图中应标注哪些内容，如何绘制机床总联系尺寸图?
7．机械加工生产线的布局型式有哪些?设计生产线的布局型式主要考虑哪些因素?
8．什么叫机床负荷率?专用机床的负荷率应为多少?生产线的机床平均负荷率应为多少?
生产线的机床负荷率与生产线的生产率有何关系?
9．什么叫柔性制造系统?它由哪几部分组成?主要应用场合?
10．柔性制造系统的主要评价指标有哪些?
11．柔性制造系统设计的步骤和内容有哪些?
参考文献
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37 杨乐等编著．CAM技术与应用．北京：机械工业出版社，1996
机械制造装备设计第三版的考题复习
1-3xx 填空 1.机械制造装备应具备的一般功能要求有：加工精度方面的要求，强度、刚度和抗振性方面的要求，加工稳定性方面的要求，耐用度方面的要求，技术经济方面的要求。 2.机械制造装备包括：加工装备，仓储传送装备，工艺装备，辅助装备四大类 工艺装备主要指：产品制造时所用的各种刀具、模具、夹具、量具等工具 3.机械制造装备设计：创新设计、变型设计、模块化设计三大类 4.机床技术步骤有：方案设计、产品规划、技术设计、工艺设计 5.工件加工表面的发生线形成方法有：轨迹法、成形法、相切法、展成法 6.扩大分级变速主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、分支传动 7.机床控制系统按自动化程度分为：手动控制系统。机动控制系统。 半自动控制系统。自动控制系统 3-7xx 1.主轴部件的传动方式主要由：齿轮传动、带传动、电动机直接驱动等 噪和刚度、转速、承载能力、抗振性主轴轴承的配置形式应根据：2.声等要求来选择，常见的配置形式有：刚度型、速度型、刚度速度型。 3.提高支承件结构性能的措施有：提高支承件的静刚度和固有频率，提高动态特性，提高热稳定性 4.机床支承件的形状基本上课分有：箱型类、板块类和梁类这三大类
5.直线运动导轨的界面形状有：矩形、三角形、燕尾形、圆柱形导轨；回转运动导轨的界面形状有：平面环形、锥面环形、双锥面导轨。 6.常用调整导轨间隙的元件有：压板、镶条 7.工业机器人由：操作机、驱动单元、控制装置三部分组成 8..工业机器人总体方案设计包括：运动功能方案设计、传动系统方案设计、结构布局方案设计、参数设计、控制系统方案设计、总体方案评价六个方面 9.机床夹具夹紧力的方向应有利于工件的准确定位，而不是破坏定位，一般要求主夹紧力垂直于第一定位基准面，应与工件刚度高方向一致，以利于减小工件的变形，应尽可能与切削力、重力方向一致，有利于减少夹紧力 10.常用夹紧机构有：斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构、偏心夹紧机构；常用夹紧机构的其他夹紧机构有：定心夹紧机构、铰链夹紧机构、联动夹紧机构；夹紧机构的动力装置有气动、液压气-液联合夹紧装置；其他动力装置有真空、电磁等的夹紧装置 特殊钻套快换钻套可换钻套固定钻套钻套夹具中的钻套有：11.四种 12.可调整夹具的调整方式有调节式更换式综合式组合式 13.现代物流系统的主要特点：采用自动化物流装备，运用现代科学技术和方法，进行设计和管理 垂直式的基本构成由：管理层控制层执行层三大部分组成 14.机械加工生产线由：加工装备工艺装备输送装备辅助装备和控制系统组成 二.名词解释 1.工业工程 2.金属切削机床 3.可靠性 4.成形运动 5.分离式运动 6.无级变速 7.时间控制 8.接触角 9.过定位10.欠定位11.集中式传动 1.工业工程(P9)
机械制造装备设计总复习
《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+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，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、机床主轴转速采用等比数列的主要原因是什么？（3-6）
机械制造装备设计试卷和答案(理工) 2013
河北科技大学理工学院2013——2014学年第1学期 《机械制造装备设计》期末考试试卷A 专业班级姓名学号 一、填空（每空1分，共20分） 1．机械制造装备设计柔性化的含义是指和柔性化。 2．机械制造装备主要包括：、、 、。 3．机床的基本参数包括：______________、_____________、_____________。 4．导轨的作用是和。 5．普通机床主轴的滚动轴承前支承的精度要比后支承的精度______________。 =1.26，采用双速电机的结构式为6．某机床主轴的转速级数Z=12，公比 _______________。 7．进给传动链的传动载荷特点是；因此，其传动系中各传动件的计算转速是其的________________。 8．专用机床总体设计的结果表现形式是三图一卡，它们是：零件的机械加工工序图、、和。 9．自动化仓库中的托盘或货箱的功能是____________。 10．料仓中隔料器的作用是__________________。
二．简答（每小题5分，共25分） 1．机床系列化设计的标志是什么？设计中遵循的四化原则是什么？ 2．机床设计应满足的基本要求是什么？ 3．机床主轴转速数列的公比?为什么要1＜?≤2 ？ 4．机床主轴的功率转矩特性是什么？（画图表示并说明） 5．直线滑动导轨常用的截面组合形式有哪些？
三、简单分析设计（15分） 1．某机床主轴的转速（速度）中等，承受的径向载荷较大，径向支承应选择哪种类型的轴承？如果主轴的转速（速度）高，承受的径向、轴向都载荷较小，又应选择哪种类型的轴承？为了提高主轴轴承的接触刚度，应采取什么措施？ 2．某龙门机床的横梁受到切削头重力和切削力的作用，试选择横梁合理的截面形状？为了提高横梁的刚度，应采取什么措施？ 3．某中型机床主传动系统主轴的转速n max=3000转/分，n min=25转/分，计算转速n j=250转/分，交流调速电机的额定转速n电=1500转/分，n电max=4500转/分,试设计无级和分级混合的传动系统。
机械制造装备设计课后习题答案
1-1为什么说机械制造装备在国民经济发展中起着重要的作用？ 制造业是国民经济发展的支柱产业，也是科技技术发展的载体及使其转化为规模生产力的工具和桥梁。装备制造业是一个国家综合制造能力的集中表现,重大装备研制能力是衡量一个国家工业化水平和综 合国力的重要标准。 1-2 机械制造装备与其他工业化装备相比,特别强调应满足哪些要求?为什么？ 柔性化精密化自动化机电一体化节材节能 符合工业工程要求符合绿色工程要求 1-3 柔性化指的是什么?试分析组合机床、普通机床、数控机床、加工中心和柔性制造系统的柔性化程度。其柔性表现在哪里? 柔性化有俩重含义：产品机构柔性化和功能柔性化。 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。在柔性制造系统中,不同工件可以同时上线,实现混流加工。组合机床其柔性表现在机床可进行调整以满足不同工件的加工。 1－6．机械制造装备的机电一体化体现在哪些方面？可获得什么好处？ 答:机械制造装备的机电一体化体现在：其系统和产品的通常结构是机械的，用传感器检测来自外界和机器内部运行状态的信息，由计算机进行处理,经控制系统,由机械、液压、气动、电气、电子及他们的混合形式的执行系统进行操作,使系统能自动适应外界环境的变化,机器始终处于正常的工作状态。 采用机电一体化技术可以获得如下几方面功能：1，对机器或机组系统的运行参数进行巡查和控制；2，对机器或机组系统工作程序的控制;３,用微电子技术代替传统产品中机械部件完成的功能,简化产品的机械结构。 1－7 对机械制造装备如何进行分类? 加工装备：采用机械制造方法制造机器零件的机床。 工艺装备:产品制造是用的各种刀具、模具、夹具、量具等工具。 仓储运输装备：各级仓库、物料传送、机床上下料等设备。 辅助装备:清洗机和排屑装置等设备。 １－8工业工程指的是什么？如何在设计机械制造装备时体现工业工程的需求? 答：工业工程是对人、物料、设备、能源和信息能组成的集成系统进行设计,改善和实施的一门科学。 产品设计符合工业工程的需求:在产品开发阶段, 充分考虑结构的工艺性,提高标准化、通用化程度， 以便采用最佳的工艺方案，选择最合理的制造设备, 减少工时和材料的消耗；合理地进行机械制造装备的 总体布局，优化操作步骤和方法,减少操作过程中工 人的体力消耗;对市场和消费者进行调研,保证产品合 理的质量标准，减少因质量标准定得过高造成不必要 的超频工作量。 1-９机械制造装备设计有哪些类型？他们的本质区 别是什么? 1.）机械制造装备设计包括创新设计、变形设计、 模块化设计; 2.)创新设计，一般需要较长的设计开发周期， 投入较大的研制开发工作量;变型设计，变型设计不 是孤立无序的设计，而是在创新设计的基础上进行的, 模块化设计,对一定范围内不同性能，不同规格的产 品进行功能分析，划分一系列的功能模块,而后组合 而成的; 1－１2哪些产品宜采用系列化设计方法?为什么? 有哪些优缺点? 系列化设计方法是在设计的某一类产品中,选择 功能、结构和尺寸等方面较典型产品为基型，运用结 构典型化、零部件通用化、标准化的原则,设计出其 他各种尺寸参数的产品,构成产品的基型系列。 优点：1)用较少品种规格的产品满足市场较大范围的 需求。 2）可以减少设计工作量，提高设计质量,减 少产品开发的风险，缩短产品的研制周期。 3）可以压缩工艺装备的数量和种类,有助于 缩短产品的研制周期,降低生产成本。 4)零备件的种类少,系列中的产品结构相似, 便于进行产品的维修,改善售后服务质量。 ５）为开展变型设计提供技术基础 缺点：用户只能在系类型谱内有限的品种规格中选择 所需的产品，选到的产品,一方面其性能参数和功能 特性不一定最符合用户的需求。另一方面有些功能还 可能冗余。 1-1３系列化设计时主参数系列公比的选取原则是什 么？公比选得过大或过小会带来哪些问题? 答:选取原则产品的主参数应尽可能采用优先数系。 主参数系列公比如选得较小，则分级较密,有利于用 户选到满意的产品，但系列内产品的规格品种较多， 系列化设计的许多优点得不到充分利用;反之，则分 级较粗,系列内产品的规格品种较少，可带来系列化 设计的许多优点，但为了以较少的品种满足较大使用 范围内的需求,系列内每个品种产品应具有较大的通 用性,导致结构相对复杂,成本会有待提高，对用户来 说较难选到称心如意的产品。 1－１5 设计的评价方法很多,结合机械制造装备设 计，指出哪些评价方法极为重要,为什么？ 技术经济评价可靠性评价人机工程学评价 结构工艺性评价产品造型评价标准化评价 1-１６有些方案的技术评价较高，但经济评价一般或 不好，有些方案可能是相反的情况，如何对这些方案 进行综合评价？ 答:设计方案的技术评价Tj和经济评价Ｅj经常不会 同时都是最优,进行技术和经济的综合评价才能最终 选出最理想的方案。技术经济评价TEj有两种计算方 法： 1、当Tj和Ej的值相差不太悬殊时,可用均值法计 算TＥj值,即ＴＥj=（Tj+Eｊ）/２。 2、当Tｊ和Ｅj的值相差很悬殊时，建议用双曲线 法计算TEj值,即TEj＝根号（Ｔj＋Ej)。 技术经济评价值TEｊ越大，设计方案的技术经济综 合性能越好,一般TＥj值不应小于0.65。 １-17可靠性指的是什么?有哪些可靠性衡量指标?它 们之间有哪些数值上的联系? 答:含义:可靠性是指产品在规定的条件下和规定的时 间内，完成规定任务的能力。 可靠性的衡量指标有:１、可靠度；２、积累失效 概率；３、失效率;4、平均寿命和平均无故障工作时 间；5、可靠寿命 这些可靠性衡量指标之间在数值上都与时间t相关 联。 ２-1机床设计应满足哪些基本要求?其理由是什 么? 工艺范围、柔性、与物流系统的可亲性、刚度、 精度、噪声、成产率自动化、成本、生产周期、可靠 性、造型与色彩 2-2机床设计的主要内容及步骤是什么？ 答：(一)总体设计:1、机床主要技术指标设计,包括 工艺范围、运行模式、生产率、性能指标等。2、 总体方案设计,包括运动功能、基本参数、总体结 构布局等设计。３、总体方案综合评价与选择4、 总体方案的设计修改或优化。（二）详细设计， 包括技术设计和施工设计。(三)机床整机综合评 价 ２-3机床的基本工作原理是什么? 答:基本工作原理是：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。 ２-4机床系列型谱的含义是什么？
机械制造装备设计第一章习题答案(关慧贞)
《机械制造装备设计》第三版思考题与习题答案 第一章机械制造及装备设计方法 1.为什么机械制造装备在国民经济发展中占有重要作用？ 答：制造业是国民经济发展的的支柱产业，也是科学技术发展的载体及其转化为规模生产力的工具与桥梁。机械制造业的生产能力主要取决于机械制造装备的先进程度，装备制造业是一个国家综合制造能力的集中体现，重大装备研制能力是衡量一个国家工业化水平和综合国力的重要标准。 2.机械制造装备与其它工业装备相比，特别强调应满足哪些要求，为什么？ 答：机械制造装备与其它工业装备相比应具备的主要功能中，除了一般的功能要求外，应强调柔性化、精密化、自动化、机电一体化、节材节能、符合工业工程和绿色工程的要求；更加注重加工精度方面的要求、强度、刚度和抗振性方面的要求、加工稳定性方面的要求、耐用度方面的要求、技术经济方面的要求。 3.柔性化指的是什么？试分析组合机床、普通机床、数控机床、加工中心和柔性制造系统 的柔性化程度。其柔性表现在哪里？ 答：即产品结构柔性化和功能柔性化。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，只需对结构作少量的重组和修改，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的调整，或修改软件可以方便地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。在柔性制造系统中，不同工件可以同时上线，实现混流加工。普通机床、组合机床、数控机床、加工中心和柔性制造系统的柔性化程度依次增高，其柔性表现在机床结构柔性化和功能柔性化，其中，柔性制造系统的柔性化程度最高。 4.如何解决用精密度较差的机械制造装备制造出精密度较高机械制造装备来？ 答：采用机械误差补偿技术或采用数字化技术分析各种引起加工误差的因素，建立误差的数学模型，将误差的数学模型存入计算机。在加工时，由传感器不断地将引起误差的因素测出，输入计算机，算出将产生的综合误差，然而由误差补偿装置按算出的综合误差进行补偿。 5.机械制造装备的机电一体化体现在哪些方面？ 答：机电一体化是指机械技术与微电子、传感检测、信息处理，自动控制和电力电子等技术，按系统工程和整体优化的方法，有机地组成的最佳技术系统。采用机电一体化体的机械制造装备功能强、质量好、故障率低、节能和节材、性能价格比高，具有足够的“结构
机械制造装备设计》模拟试题
一、填空题 1、机械制造装备的组成包括（加工设备）、（工艺设备）、（工件输送装备）和（辅助装备）。 2、加工装备主要指（金属切削机床）、（特种加工机床）以及（金属成型机床）。 3、工艺装备是机械加工中所使用的（刀具）、（模具）、（机床夹具）、（量具）、（工具）的总称。 4、辅助装备包括（清洗剂）、（排屑装置）、（计量装置）等。 2、机床运动分配的四个原则：（将运动分配给质量小的零件）、（运动分配应有利于提高工件的加工精度）、（运动分配应有利于提高运动部件的刚度）、（运动分配应视工件形状而定）。 2、机床设计大致包括：(总体设计)、(技术设计)、（零件设计及资料编写）、（样机试制和试验鉴定）四个阶段。 3、机械制造装备设计可分为：（创新设计），（变形设计）和（模块化设计）。 4、机床的总体方案拟定包括（ 掌握机床的设计依据）、（工艺分析 ）、（总体布局 ）、（ 确定主要的技术参数 ）。 5、机床的主要技术参数包括（ 主参数）、（ 尺寸参数 ）、（ 运动参数 ）、（动力参数 ）。 尺寸参数：指影响机床加工性能的一些尺寸。 运动参数：指机床执行件（主轴或工作台、刀架）的运动速度. 动力参数：包括驱动机床的各种电动机功率或转矩，液压马达和液压缸的牵引力等 6、主轴的尺寸参数主要有：（主轴前后支撑轴颈21,D D ），（主轴内孔直径d ），（主轴前端的悬伸量a ）和（主轴的支承跨距L ）。 6、主轴的技术要求：主轴轴承是根据（载荷性质）、（转速)、（机床的精度）选择的。 6、机床总体布局中提高动刚度的措施：（提高抗震性）、（减小热变形）、（降低噪声）。 7、推力轴承在主轴上的位置影响主轴的轴向精度和主轴（热变形方向和大小），设计时，一般普通机床采用（后端定位），数控机床采用（前端定位），组合机床采用（两端定位）。 8、推力轴承位置配置方式：（前端定位），（后端定位），（两端定位），(中间定位)。 9、机床的主传动形式有：（机械传动）、（液压传动）、（电气传动）。 10、机床主轴组件应满足的基本要求是（旋转精度）、（刚度）、（抗振性）、（温升与热变形）、（精度保持性） 11、提高主轴部件性能措施：（提高旋转精度）、（提高刚度）、（提高动刚度）。 12、导轨应满足的要求：（导向精度 ）、（精度保持性 ）、（有足够的刚度 ）、（低速运动平稳性）、（结构简单，工艺性好）。 13、机械制造装备应满足的功能包括：（加工精度），（强度）、（刚度和抗震性），（加工稳定性），（耐用度和性价比）。 12、转速图的一点三线包括：（转速点）、（转速线）、（传动轴线）、（传动线）。 13、主轴滚动轴承的选择：（双列圆柱滚子轴承）、（双向推力角接触轴承)、 (圆锥滚子轴承和深沟球轴承)、(角接触球轴承)。
机械制造装备设计_试卷及标准答案第06套
机械制造装备设计_试卷及答案第06套
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《机械制造装备设计》试卷（闭卷）（试卷编号：06） （考试时间：120分钟适用机制专业） 1题号一二三四五六七总分复核人分值10 20 28 15 20 7 100 得分 一、选择题（每题1分，共10分） 1.随行夹具的返回型式有上方返回、下方返回和（） 得分 三种。 批阅人（A）直线通过式；（B）折线通过式； （C）水平返回； 2.按照工艺范围，机床可分为（）、专用机床、专门化机床 （A）通用机床；（B）车床；（C）数控机床； 3.根据数控机床的工作原理，它一般由信息载体、（）、伺服 统、机床本体等四部分组成。 （A）伺服电机；（B）加工装备；（C）数控装置；4.仓储设施的型式按其功能分有原材料库、（）、在制品库、零部件 成品库、维修件和备件库、产成品库、工夹量具等工艺装备库等； （A）外购件库；（B）车间级库；（C）厂级库； 5.数控机床电气伺服系统按有无检测和反馈装置分为开环、（） 和半闭环系统. （A）电气系统；（B）闭环；（C）液压系统； 6.回转运动导轨的截面形状有三种：平面环形、（）和双锥 导轨。 （A）平面形；（B）锥面环形；（C）三角形；
7.钻模按其结构特点可分为（）、回转式钻模、翻转式钻模 盖板式钻模、滑柱式钻模等五种类型。 （A）固定式钻模；（B）分离式钻模；（C）可调式钻模； 8.采用"少品种,大批量”的作法，强调的是“规模效益”.这种制造模式称为（）。 A.“传统模式“ B.“精益生产” C．“敏捷制造“D。”精益—敏捷—柔性 9.使用要求相同的部件,另件,按现行的各种标准和规范,进行设计与制造., ,称为. ( ). A.产品系列化. B.结构典型化. C.通用化标准化/ S.另件.通用化 10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( ). A.几何精度. B.运动静度, C.传动静度. D.定位精度. 二．判断题（20分，每小题2分） 1．机械制造装备包括加工装备、机床、仓储输送装备和 得分 辅助装备四种，它与制造工艺、方法紧密联系在一起， 批阅人 是机械制造技术的重要载体。（） .2。可调支承是支承点位置可以调整的支承。它不起定位作用，主要用于工件的毛坯制造精度不高，而又以粗基准面定位的工序中。（） .3.刀具识别装置是自动换刀系统的重要组成部分。常用的有顺序选刀和任意选刀两种型式。( ) 4.机床间的工件传递和运送装置目前包括有：托盘和随行夹具..有轨小车 (RGV)和无轨小车(AGV)等。（）
机械制造装备设计复习题及答案
机械制造装备设计复习题（一）及答案 一、选择（10分，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．利用金属的塑性变形，使坯料在工具的冲击力或静压力作用下成为具有一定形状和尺寸的工件，同时使其性能和金相组织符合一定的技术要求的机床，称为[ D ]。 A. 挤压机 B. 冲压机 C. 轧制机 D. 锻造机 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．加工规定的试件，用试件的加工精度表示机床的精度，称为 [ D ]。 A. 几何精度 B. 运动精度 C. 传动精度 D. 工作精度 5．具有摩擦系数小，动、静摩擦系数很接近、运动灵敏度高，但抗振性差为特点的导轨是 [ C ]。 A. 滑动导轨 B. 卸荷导轨 C. 滚动导轨 D. 动压导轨 6．一个四自由度平面关节型机器人，其运动功能式为[ B ]。 A. M O //4321γγγγ B. M Z O //321γγγ C. M ZX O //21γγ D. M XYZ O //γ 7．以灵活性好，工作空间范围大，但刚度和精度较低为特点的机器人是[ A ]。 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．质量小、线胀系数小、弹性模量大、刚度大，在高速下温升低的轴承为[ D ]。 A.角接触球轴承 B. 双列短圆柱滚子轴承 C.圆锥滚子轴承 D. 陶瓷滚子轴承 9．背轮机构可把变速范围扩大到最大数值为[ D ]。 A. 8 B. 32 C. 4 D. 16 10．制造方便，工艺性好，但磨损后很难调整和补偿间隙，主要用于受轴向负荷为特点的导轨为：[ D ]。A. 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．加工精度是指加工后零件对理想尺寸、形状和___位置___的符合程度。 2．全自动是指能自动完成工件的上料、加工和卸料的生产全过程；半自动则需___人工___完成上下料。
机械制造装备设计_试卷及答案
《机械制造装备设计》试卷（闭卷）（试卷编号：06） （考试时间：120分钟 适用机制专业） 1题号 一 二 三 四 五 六 七 总分 复核人 分值 10 20 28 15 20 7 100 得分 一、选择题（每题1分，共10分） 1.随行夹具的返回型式有上方返回、下方返回和（ ）三种。 （A ）直线通过式； （B ）折线通过式； （C ）水平返回； 2.按照工艺范围，机床可分为（ ）、专用机床、专门化机床 （A ）通用机床； （B ）车床； （C ） 数控机床； 3.根据数控机床的工作原理，它一般由信息载体、（ ）、伺服 统、机床本体等四部分组成。 （A ）伺服电机； （B ）加工装备； （C ）数控装置； 4.仓储设施的型式按其功能分有原材料库、（ ）、在制品库、零部件成品库、维修件和备件库、产成品库、工夹量具等工艺装备库等； （A ）外购件库； （B ）车间级库； （C ）厂级库； 5.数控机床电气伺服系统按有无检测和反馈装置分为开环、（ ） 和半闭环系统. （A ）电气系统； （B ）闭环； （C ）液压系统； 6.回转运动导轨的截面形状有三种：平面环形、（ ）和双锥 导轨。 （A ）平面形； （B ）锥面环形； （C ）三角形； 得 分 批阅人
7.钻模按其结构特点可分为（ ）、回转式钻模、翻转式钻模 盖板式钻模、滑柱式钻模等五种类型。 （A ）固定式钻模； （B ）分离式钻模； （C ）可调式钻模； 8.采用"少品种,大批量”的作法，强调的是“规模效益”.这种制造模式称为 （ ）。 A.“传统模式“ B.“精益生产” C ．“敏捷制造“ D 。”精益—敏捷—柔性 9.使用要求相同的部件,另件,按现行的各种标准和规范,进行设计与制造., ,称为. ( ). A.产品系列化. B.结构典型化. C.通用化标准化/ S.另件.通用化 10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 ( ). A.几何精度. B.运动静度, C.传动静度. D.定位精度. 二．判断题 （20分，每小题2分） 1．机械制造装备包括加工装备、机床、仓储输送装备和辅助装备四种，它与制造工艺、方法紧密联系在一起，是机械制造技术的重要载体。 （ ） .2。可调支承是支承点位置可以调整的支承。它不起定位作用，主要用于 工件的毛坯制造精度不高，而又以粗基准面定位的工序中。 （ ） .3.刀具识别装置是自动换刀系统的重要组成部分。常用的有顺序选刀和任意选刀两种型式。 ( ) 4.机床间的工件传递和运送装置目前包括有：托盘和随行夹具..有轨小车 (RGV)和无轨小车(AGV)等。（ ） 得 分 批阅人
机械制造装备设计期末试题及答案.
《机械制造装备设计》试题1答案 一、简答题（每题3分，共12分） 1. 能将几个多轴箱安装在转塔回转工作台上，使每个多轴箱依次转动到加工位置对工件进行加工的组合机 床。 2. 利用刀齿的轮廓与工件最终加工表面形状相似，切削齿高度向后递增，工件的余量被一层一层地切去， 由最后一个刀齿切出所要求的尺寸，经校准齿修光达到预定的加工精度的拉削。 3. 机床夹具是机械加工中用来确定加工工件的正确位置，并使工件固定，以承受切削力，便于接受加工的工艺 装备。 4. 指机床上，工件安装基面至机床底面的垂直距离。 二、填空题（每空1分，共16分） 1. 夹具、模具、刀具、量具 2. 被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图、机床生产率卡。 3. 锯齿头支承钉、一组支承板、可胀心轴、定位销 4. 保护压板和避免螺栓弯曲，直接压紧工件，支承压板，卸料工件时托住压板。 三、问答题（12分） 见教材 四、问答题（15分） 1. 夹具与机床连接时使夹具定位表面相对机床主轴（或刀具）、机床运动导轨有准确的位置和方向的过程称 为夹具的对定。 2．夹具的对定包括三个方面：一是夹具在机床上的定位，即夹具对切削成形运动的定位；二是夹具的对刀， 即夹具对刀具的对准；三是分度和转位定位，即夹具对加工位置的定位。 3．使用夹具加工工件时，只有首先保证夹具在机床上的对定要求，其对定误差要小于工件的允许误差，才能 使工件在夹具中相对刀具及成形运动处于正确位置，即夹具定位。从而保证工件的加工尺寸精度和相互位置加工 精度。 五、问答题（15分） 见教材 六、设计题（15分） 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= 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： 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
机械制造装备设计考试题及答案
机械制造装备设计考试题及答案 西北工业大学考试题（A卷）（考试时间120分钟） 学院：专业： 姓名：学号： 一．填空题（共30分，每空1分） 1.机械制造装备创新设计的步骤 可划分为产品规划、方案设计、技术设计和工艺设计等四个阶 段。P17 2.可靠性预测是对新产品设计的 可靠性水平进行评估，计算出产品或其零部件可能达到的可靠 性指标。P38 3.机床的柔性包括空间上的柔性 和时间上的柔性。P57 4.变速组的级比是指主动轴上同 一点传往从动轴相邻两传动线 的比值。P92 5.机床控制系统可分为时间控制、 程序控制、数字控制、误差补偿控制和自适应控制。P129 6.支承件的主要功能是保证机床 各零部件之间的相互位置和相 对运动精度。P161 7.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。P223 8.伺服电动机驱动单元一般由伺 服电动机、传感器、减速器和制动器组成。 P238 9.可调整夹具的调整方式可分为 调节式、更换式、综合式和组合式。P307
10. 铣床夹具可分为直线进给式、圆周进给式和仿形进给式三类。P321 二． 判断题（共10分，每题1分） 1. 采用分支传动方式除了能较大地减小变速范围外，还具有缩短高速传动路线、提高传动效率、 减少噪声的优点。P99 （×） 2. 钢板焊接结构的缺点是钢板材料内摩擦阻尼约为铸铁的1/3。P166 （√） 3. 机器人对灵活性要求很高，其刚 度、精度相对较低。P218 （√） 4. 在工业机器人中常柔软且拉伸 变形大的钢带传递运动。P237 （×） 5. 机器人手臂的结构随其机械结构类型和驱动系统类型的不同 而有很大差别。P241 （√） 6. 调节式可调整夹具适用于位置精度高的场合。P308 （×） 7. 在OXYZ 坐标系中，物体有三个自由度。P275 （×） 8. 组合夹具特别适用于单件、小批量生产，以及新产品试制。P311 （√） 9. 带式传送机的输送能力大、运距大，可输送的物料品种多，结构 比较简单，营运费用较低。P373 （√） 10. 柔性制造系统对集成于其中 的加工设备是有一定要求的，不 是任何加工设备均可纳入柔性制造系统中。P437 （√） 三． 名词解释（共20分，每题5分）
机械制造装备设计习题及解答
《机械制造装备设计》习题及解答 一、填空题 1.机床精度包括：几何精度，传动精度，运动精度和定位精度。 2.相邻两个变速组齿轮，采用交错排列或共用齿轮传动机构可以缩短其轴向长度。 3.矩型导轨和燕尾型导轨常用镶条来调整侧面间隙，镶条分为平镶条和斜镶条两种。 4.机床夹具的基本组成部分包括定位元件，夹紧装置，夹具体三部分。 5.减小夹紧变形的方法合理确定夹紧力的方向、作用点和大小，在可能条件下采用机动夹紧，并使各接触面上所受的单位压力相等， 提高工件和夹具元件的装夹刚度。 6.在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位，夹紧。 7.在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。 8.一个尚未定位的工件其位置是不确定的，空间直角坐标系中有6个自由度。 9.机床应具有的性能指标包括：工艺范围，加工精度，生产率，自动化程度和可靠性。 10.矩形导轨和燕尾形导轨可采用镶条来调整侧面间隙，辅助导轨副用压板来调整间隙。 11.主轴上的传动方式主要有带传动和齿轮传动；精密机床、高速加工中心和数控车床常用的驱动方式是：电动机直接驱动主轴。 12.定位元件中适合于工件以精基准圆柱孔定位的元件有定位轴，定位销，心轴。 13.分度装置的分度精度等级一般分为超精密，级精密级，普通级三种。 14.基准误差研究的主要对象是工件的定位基准，工序基准两个基准。 15.定位是确定工件在夹具中的占有正确位置的过程。 16.定位方法中属于不正确的定位方式是欠定位。
17.一个变速组内的最大传动比与最小传动比的比值称为变速组的变速范围；其中，级比指数为1的变速组称为基本组，第一扩大组的级比指数为 x1=x0×p0（用公式表示）。 18.加强筋（肋）的主要用途是加强局部刚度和减少薄壁振动。 19.主轴组件由主轴、支承轴承、传动件、定位元件等组成。 20.机动夹紧装置包括力源装置，中间传力机构，夹紧元件三部分 21.按夹紧力的方向单件联动夹紧有三种方式单件同向联动夹紧，单件对向联动夹紧，互垂力或斜交力联动夹紧。 22.定位元件中适合于工件以外圆柱面定位的元件有半圆套，V形块。 23.用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度称为六点定位规则。 24.支承板比较适合于工件以精基准平面定位。 25.扩大传动系统变速范围，可采用增加变速组，背轮机构，对称混合公比和双速电机等方法。 26.隔板的作用是将局部载荷传递给其他壁板，从而使整个支承件能比较均匀地承受载荷。 27.机构中适合于轴向分度对定的机构有钢球对定，圆柱销对定，菱形销对定，圆锥销对定。 28.夹紧力作用点的确定原则中作用点的位置应当落在定位元件的支承范围内，选在工件刚度较高的部位，尽量靠近加工表面。 29.属于机动夹紧装置力源装置的有电动装置，气动装置，磁力装置。 30.回转分度装置按分度盘和对定销相对位置的不同可分为两种基本形式轴向分度，径向分度。 31.长方体大表面由的三个支承点（不在同一直线）定位可限制3个自由度。 32.工件以“两孔一面”组合定位时可限制工件六个自由度。 二、判断题
机械制造装备设计课后习题答案
1-1 为什么说机械制造装备在国民经济发展中起着 重要的作用？ 制造业是国民经济发展的支柱产业，也是科技技术发展的载体及使其转化为规模生产力的工具和桥梁。装备制造业是一个国家综合制造能力的集中表现，重大装备研制能力是衡量一个国家工业化水平和综合国力的重要标准。 1-2 机械制造装备与其他工业化装备相比，特别强调应满足哪些要求？为什么？ 柔性化精密化自动化机电一体化节材节能 符合工业工程要求符合绿色工程要求 1-3 柔性化指的是什么？试分析组合机床、普通机床、数控机床、加工中心和柔性制造系统的柔性化程度。其柔性表现在哪里？ 柔性化有俩重含义：产品机构柔性化和功能柔性化。 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。在柔性制造系统中，不同工件可以同时上线，实现混流加工。组合机床其柔性表现在机床可进行调整以满足不同工件的加工。 1-6．机械制造装备的机电一体化体现在哪些方面？可获得什么好处？ 答：机械制造装备的机电一体化体现在：其系统和产品的通常结构是机械的，用传感器检测来自外界和机器内部运行状态的信息，由计算机进行处理，经控制系统，由机械、液压、气动、电气、电子及他们的混合形式的执行系统进行操作，使系统能自动适应外界环境的变化，机器始终处于正常的工作状态。 采用机电一体化技术可以获得如下几方面功能：1，对机器或机组系统的运行参数进行巡查和控制；2，对机器或机组系统工作程序的控制；3，用微电子技术代替传统产品中机械部件完成的功能，简化产品的机械结构。 1-7 对机械制造装备如何进行分类？ 加工装备：采用机械制造方法制造机器零件的机床。 工艺装备：产品制造是用的各种刀具、模具、夹具、量具等工具。 仓储运输装备：各级仓库、物料传送、机床上下料等设备。 辅助装备：清洗机和排屑装置等设备。 1-8工业工程指的是什么？如何在设计机械制造装备时体现工业工程的需求？ 答：工业工程是对人、物料、设备、能源和信息能组成的集成系统进行设计，改善和实施的一门科学。 产品设计符合工业工程的需求：在产品开发阶段，充分考虑结构的工艺性，提高标准化、通用化程度，以便采用最佳的工艺方案，选择最合理的制造设 备，减少工时和材料的消耗；合理地进行机械制造装 备的总体布局，优化操作步骤和方法，减少操作过程 中工人的体力消耗；对市场和消费者进行调研，保证 产品合理的质量标准，减少因质量标准定得过高造成 不必要的超频工作量。 1-9 机械制造装备设计有哪些类型？他们的本质区 别是什么？ 1.）机械制造装备设计包括创新设计、变形设计、 模块化设计； 2.）创新设计，一般需要较长的设计开发周期， 投入较大的研制开发工作量；变型设计，变型设计不 是孤立无序的设计，而是在创新设计的基础上进行 的，模块化设计，对一定范围内不同性能，不同规格 的产品进行功能分析，划分一系列的功能模块，而后 组合而成的； 1-12 哪些产品宜采用系列化设计方法？为什么？有 哪些优缺点? 系列化设计方法是在设计的某一类产品中，选择 功能、结构和尺寸等方面较典型产品为基型，运用结 构典型化、零部件通用化、标准化的原则，设计出其 他各种尺寸参数的产品，构成产品的基型系列。 优点：1）用较少品种规格的产品满足市场较大范围 的需求。 2）可以减少设计工作量，提高设计质量，减 少产品开发的风险，缩短产品的研制周期。 3）可以压缩工艺装备的数量和种类，有助于 缩短产品的研制周期，降低生产成本。 4）零备件的种类少，系列中的产品结构相似， 便于进行产品的维修，改善售后服务质量。 5）为开展变型设计提供技术基础 缺点：用户只能在系类型谱内有限的品种规格中选择 所需的产品，选到的产品，一方面其性能参数和功能 特性不一定最符合用户的需求。另一方面有些功能还 可能冗余。 1-13系列化设计时主参数系列公比的选取原则是什 么？公比选得过大或过小会带来哪些问题？ 答：选取原则产品的主参数应尽可能采用优先数系。 主参数系列公比如选得较小，则分级较密，有利于用 户选到满意的产品，但系列内产品的规格品种较多， 系列化设计的许多优点得不到充分利用；反之，则分 级较粗，系列内产品的规格品种较少，可带来系列化 设计的许多优点，但为了以较少的品种满足较大使用 范围内的需求，系列内每个品种产品应具有较大的通 用性，导致结构相对复杂，成本会有待提高，对用户 来说较难选到称心如意的产品。 1-15 设计的评价方法很多，结合机械制造装备设计， 指出哪些评价方法极为重要，为什么？ 技术经济评价可靠性评价人机工程学评价结 构工艺性评价产品造型评价标准化评价 1-16有些方案的技术评价较高，但经济评价一般或不 好，有些方案可能是相反的情况，如何对这些方案进 行综合评价？ 答：设计方案的技术评价Tj和经济评价Ej经常不会 同时都是最优，进行技术和经济的综合评价才能最终 选出最理想的方案。技术经济评价TEj有两种计算方 法： 1、当Tj和Ej的值相差不太悬殊时，可用均值法 计算TEj值，即TEj=（Tj+Ej）/2。 2、当Tj和Ej的值相差很悬殊时，建议用双曲线 法计算TEj值，即TEj=根号（Tj+Ej）。 技术经济评价值TEj越大，设计方案的技术经济综合 性能越好，一般TEj值不应小于0.65。 1-17可靠性指的是什么？有哪些可靠性衡量指标？ 它们之间有哪些数值上的联系？ 答：含义：可靠性是指产品在规定的条件下和规定的 时间内，完成规定任务的能力。 可靠性的衡量指标有：1、可靠度；2、积累失效 概率；3、失效率；4、平均寿命和平均无故障工作时 间；5、可靠寿命 这些可靠性衡量指标之间在数值上都与时间t相关 联。 2-1 机床设计应满足哪些基本要求？其理由是什么? 工艺范围、柔性、与物流系统的可亲性、刚度、 精度、噪声、成产率自动化、成本、生产周期、可靠 性、造型与色彩 2-2机床设计的主要内容及步骤是什么？ 答：（一）总体设计：1、机床主要技术指标设计，包 括工艺范围、运行模式、生产率、性能指标等。2、 总体方案设计，包括运动功能、基本参数、总体 结构布局等设计。3、总体方案综合评价与选择4、 总体方案的设计修改或优化。（二）详细设计， 包括技术设计和施工设计。（三）机床整机综合评 价 2-3机床的基本工作原理是什么？ 答：基本工作原理是：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。 2-4机床系列型谱的含义是什么？ 为了以最少的品种规格，满足尽可能多用户的不 同需求，通常是按照该类机床的主参数标准，先确定 一种用途最广、需要量较少的机床系列作为“基型系 列”，在这系列的基础上，根据用户的需求派生出若 干种变型机床，形成“变型系列”。“基型”和“变型” 构成了机床的“系类型谱”。 最新可编辑word文档
《机械制造装备设计》课程考试模拟试卷及答案解析
2012年9月份《机械制造装备设计》课程考试模拟试卷答案 考试形式：闭卷试卷类型：A 一、填空题（本大题共10小题，每小题4分，共40分） 1、工件表面的形成原理是：通_______ 。 2、机械制造装备设计可分为创新设计、变型设计和模块化设计（组合设计）等三大类型。装备系列化产 品中的“基型产品”通常采用创新设计方法完成。 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 机构四种方法。 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_________ 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齿轮传动、带传动、电动机直接驱动。 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，大致可划分为加工装备、工艺装备、仓储传送装备和辅助装备四大类。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 载荷的轴承有角接触轴承、圆锥滚子轴承，只能承受径向载荷的轴承有双列圆柱滚子轴承，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是否确定“接地”位置；对机床运动分配式进行 评价时，通常依据“避重就轻”的原则进行评价。 二、简答题（本大题共3小题，每小题8分，共24分） 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。