机械制造装备设计试卷汇总(十一套带答案)

一、概念题（每题2分，共20分）1、柔性制造系统答：1）是一个以网络为基础，面对车间的开方式集成制造系统。拥有CAD、数控编程、工夹具管理、质量管理、数据采集等功能，可根据制造任务与生产环境的变化，迅速调整，以适应多品种、中想批生产。2、机床运动功能式答：表示机床的运动的个数、形式、功能及排列顺序。床运动功能3、爬行答;当运动部件低速运动时，主动件匀速运动，从动件跳跃运动，这种不平稳的运动称为爬行。4、级比和级比指数答:指主动轴转速数列公比称为级比。级比的指数，称为级比指数。5、模块化设计答：在对产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列通用模块，根据市场需要，对模块选择组合，可构成不同功能、不同规格的变形产品。6、工业机器人位姿工业机器人的位置与姿态，是指机器人末端执行器的位置坐标。其姿态是指末端执行器的三个转动角度。7、定位误差定位误差：加工工序基准，在加工方向上的，最大位置变动量。8、机械制造系统中的物流答：原料进厂经储存、加工、装配、包装、出厂全过程的每一个环节的移动和储存，称为生产物流。9、生产线节拍生产节拍：指在连续完成相同的两个产品，之间的间隔时间称为生产节拍。即完成一个产品平均时间。10、机器人自由度工业机器人的自由度与姿态：自由度，是指机器人末端执行器的三个移动自由度，。其姿态是指末端执行器的三个转动自由度。二、论述题（每题10分，共40分）1、机床主要设计内容有哪些?答1）总体设计（1）主要技术指标确定。（2）总体设计：基本参数设计、传动设计、总体部局设计、控制设计。2）祥细设计：技术设计、施工设计。全部零件图、技术文件。2、工业机器人的驱动方式有那些?如何选用驱动方式？答：驱动方式：电机驱动、液压驱动、气动。（2分）负载在1kw以下的工业机器人，多采用电动机驱动。(2分)直流伺服电机与步进电应用广泛。（2分）交流服电机是新近的发展。（2分）液压驱动用于重型机器人，轻负荷用气动。3、导轨的组合形式有几种？如何调整间隙？答;机床导轨的组合型式:双三角形导轨、双矩形导轨、矩形与三角形导轨组合、矩形与燕尾形导轨组合。（5分）导轨间隙调整：压板间隙调整、镶条间隙调整、导向调整板间隙调整。4、柔性制造系统的组成和规划内容是什么？答：1）是一个以网络为基础，面对车间的开方式集成制造系统。拥有CAD、数控编程、工夹具管理、质量管理、数据采集等功能，可根据制造任务与生产环境的变化，迅速调整，以适应多品种、中想批生产。（5分）2)基本组成：（1）加工子系统（2）物流子系统（3）控制子系统三、分析题（每题10分，共30分）1、主轴轴承配置有几种形式？试分析各结构特点？答：1）图(a)前端配置：两个轴向推力轴承都置于前支承处，前支承处发热量大，温升高，但主轴受热向后伸长，不影响轴向精度，对提高轴向刚度有利。用于高精度机床或数控机床。（4分）2）图(b)后端配置：两个轴向推力轴承都置于后支承处前支承处发热量小，温升低，但主轴受热向前伸长，影响轴向精度，用于普通精度机床。（4分）3）图(c)两端配置：主轴受热伸长时应响主轴承的轴向间隙，须有轴向补偿热膨胀，用于短主轴。2、六点定位原理是什么？平面定位时其定位元件如何选择？答：采用六个按一定规则布置的约束点，限制了工件的六个自由度使工件实现了完全定位。（4分）粗加工采用支承钉、可调支承、自位支承定位。（4分）精加工支承板定位。3．试分析及床主轴的前轴承精度，一般要比后轴承的精度高一级。答：1）前轴承的轴心有偏移量A，后轴承偏移量为零时，由偏移量A引起的主轴主端轴心偏移量为（2分）AAlaL1（1分）后轴承有偏移量B,前轴承的轴心偏移量为零时，引起的主轴得分批阅人主轴端偏移量为：（2分）BBLa1（1分）显然，前轴承的精度比后轴承对主轴部件应响大（1分）。四、计算题（共10分）某机床的主轴转速为n=40-1800n/min，公比φ=1.41，电动机的转速n电=1800n/min，试拟定结构式、转速图。解;Rn=mmax/mmin=1800/40=45,Z—1=Lg45∕Lg1.41=11Z=12（2分）结构式：12=31×23×26（4分）得分批阅人A后轴承前轴承A1AAB轴端LaB1B1）第1扩大组为带轮减速，速比1/1.412）一级减速比为：1/1.413）二级减速比为：41.1314）三级减速比为：41.161速度图：（4分）180012809006404503202251801107855401800100:14224:4822:6218:7236:3642:4242:30浙师大《机械制造装备设计》试卷（闭卷）试卷编号：04（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10203021127100得分一.选择题1.称为机器人的机械本体,也称为主体的是(D)A手臂B.末端执行器C.机座D.操作机2.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（C）A.几何精度.B.运动静度,C.传动静度.D.定位精度.3.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(B).A.矩形导轨B,三角形导轨C.燕尾形导轨.D.圆柱形轨4.机床主运动空转时，由于传动件摩檫，搅拌，空气阻力等，使电动机消耗的部分功率，称为（C）。A．切削功率B。机械摩檫耗损功率C。空载功率D。额定功率。5.把毛坯从料仓送到机床加工位置，称为（A）A．上料器B。隔料器C。减速器D。分路器6.借用模具对板料施加压力,迫使板料按模具形状,尺寸进行剪裁或塑性变形,得到要求的金属板的设备,称为(B)得分批阅人系年级专业班姓名：学号：封装线A.挤压机B.冲压机C.轧制机D.锻造机7..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8.在自动引导小车(AGV)的导向系统中,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。9.要求导轨可以承受较大的顚覆力矩，高度较小，结构紧凑，间隙调整方便，应选择（C）A.矩形导轨B,三角形导轨C.燕形导轨D.圆柱形导轨10．刀架定位机构要求定位精度高、重复定位精度高、定位刚度好，经常采用（C）。A.圆锥销定位。B..圆柱销定位C.端面齿盘定位。二．填空题（20分）1.摇臂钻床的主要参数是____最大钻孔直径________.2.在系列型譜中,结构典型,应用最广泛的,是所谓的_____基型_____产品.3.机床抗振性包括两个方面:抵抗受迫振动和____自激振动________的能力.4.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.得分批阅人5.滑动导轨间隙常用_______压板______和镶条来调整.6.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.7.滚珠丝杠常用预拉伸长方式,以提高拉亚刚度和补偿____热变形______.8．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。9．用垫片式调整滚珠丝杠螺母副的间隙时，通过改变垫片的薄厚来改变两螺母之间的轴向距离，实现轴向间隙消除或预紧。，10.导轨卸荷方式有机械卸荷,液压卸荷方式,气压卸荷方式.11.在机器人关节坐标轴轴线位置的选择中,对回转关节,取Z与i关节的轴线重合。12.齐次坐标变换矩阵[10T]是将[10P]和R10合写在一起表示。13.在末端执行器上，所夹持工件的角速度“ω”是所有回转关节的角速度矢量和。14.升降台铣床的主要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长度。15．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。16．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。17．当运动部件低速运动时,主动件匀速运动,从动件往往出现速度不均匀的跳跃式运动,这种现象,称为__爬行________.18．滚动轴承的预紧力分为三级，轻预紧力适用于高速主轴，中预紧力适用于中、低速主轴，重适用于分度主轴。19．工作空间是指工业机器人正常运行时手腕参考点能在空间活动的最大范围。20．在末端执行器的参考点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。三．问答题（30分每小题6分）1．主轴箱设计中，为什么要遵循“传动副前多后少”的原则？1）主变速系统从电机到主轴，通常是降速传动。接近电机传动件转速较高，由公式M=9550nN可知。传动的转矩较小，尺寸小些。（2分）2）靠近主轴转速小，转矩大，尺寸大。(2分)3）拟定主轴变速系统时，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，以减小变速箱的尺寸。（2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？得分批阅人工业机器人与机床在基本功能和工作原理上相同之处：1）两者都有位姿变化要求。（2分）2）都是通过坐标运动来实现末端执行器的位姿变化。（1分）不同之处：1）机床以直角坐标五为主，机器人以关节形式运动为主。（2分）2）机床刚度、精度高，机器人刚度精度比较低。（1分）（共计6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?1）被加工零件图。（1分）2）加工示意图（1分）3）机床总联系尺寸图（2分）4）生产计算卡（2分）。4若主轴刚度低，支承刚度高，主轴跨度如何选择？可选主轴跨距略小的最佳跨距L.(3分)主轴综合刚度主要受轴承与支承的应响，即轴承支承刚度高，主轴综合刚度也高。（3分）5.试述确定标准公比φ的原则是什么?1）通用机床，辅助时间与准备结束时间长，，转速损失不会因起加工周期过多的延长，为使变速箱不过于复杂，一般取φ=1.26或1.41等较大的公比。（2分）2）专用机床，情况相反，取φ=1.12或1.26较小的公比。（2分）3）自动化小型机床，切削时间远小于辅助时间，取公比为1.581.78，2。以简化机床结构。（2分）四．分析推导题（21分每小题7分）1.试述根据什么原则，选择支承件的截面形状，摇臂钻床摇臂的截面为何种形状？为什么为该形状？1．答；1）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，抗弯刚度与抗扭刚度高。（2分）2）圆形截面抗扭刚度比方形的好，而抗弯矩小。（2分）3)封闭界面远比开口截面的刚度高，特别是抗扭刚度高。（1分）4）摇臂在加工时，既有弯又有扭，因此选非圆非方空心封闭形状，且高度尺寸大于宽度尺寸。（2分）2.某数控机床工作台驱动如下图所示，求变换到电机的转动惯量J?参数齿轮Z1齿轮Z2Ⅰ轴丝杠电机n(r/min)720360360360720J(kg/m)20.010．160.0040．0120.224得分批阅人2．各运动部件折算到电动机轴上的当量转动惯量为：JL=2)()(2iiKKKVMJ（3分）=0.017207202+0.167203602+0.047203602+0.0127203602+272010536038.930002=0.01+0.04+0.001+0.03+0.0002=0.054kgm2（4分）3.在数控机床变速箱中，用调速电机无级调速，试导出变速箱的公比f等于电机恒功率调速范围Rdn时，变速箱的变速级数Z的表达式。3．解:（7分）Z2Z2Z1重量G=3000NV工作台系统图丝杠导程S=5mmⅠ变速箱的变速级数Z的表达式：1ZfdNnNRR（2分）RRdNnNZf1（1分）故：Z=1lglg_lgfdNnNRR（2分）当fdNR时，Z=fnNRlglg（2分）五．试分析及床主轴的前轴承精度，一般要比后轴承的精度高一级。（12分）答：前轴承的轴心有偏移量A，后轴承偏移量为零时，偏移量A引起的主轴主端轴心偏移量为AAlaL1后轴承有偏移量B,前轴承的轴心偏