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机械制造装备设计课后习题答案

机械制造装备设计课后习题答案
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T Ej=(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T Ej=根号(Tj+Ej)。

技术经济评价值T Ej越大,设计方案的技术经济综合

性能越好,一般T Ej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

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”。

2-5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

件加工表面多余的金属材料,使工件具有要求的几何

形状和尺寸。

2-6工件表面的形成原理是什么?

答: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与工件接触并产生相对运动而形成的。

2-7 工件表面发生线的形成方法有哪些?

轨迹法、成形法、相切法、展成法

2-8工件表面发生线的形成方法有哪些?

1、轨迹法

2、成形法

3、相切法

4、展成法

2-9机床的运动功能有哪些?

1、操作面板它是操作人员与数控装置进行信息交流的工具。

2、控制介质与输入输出设备控制介质是记录零件加工程序的媒介输入输出设备是CNC系统与外部设备进行交互装置。交互的信息通常是零件加工程序。即将编制好的记录在控制介质上的零件加工程序输入CNC系统或将调试好了的零件加工程序通过输出设备存放或记录在相应的控制介质上。

3、CNC 装置(CNC单元)组成:计算机系统、位置控制板、PLC 接口板,通讯接口板、特殊功能模块以及相应的控制软件。作用:根据输入的零件加工程序进行相应的处理(如运动轨迹处理、机床输入输出处理等),然后输出控制命令到相应的执行部件(伺服单元、驱动装置和PLC等),所有这些工作是由CNC装置内硬件和软件协调配合,合理组织,使整个系统有条不紊地进行工作的。CNC装置是CNC系统的核心

4、伺服单元、驱动装置和测量装置伺服单元和驱动装置主轴伺服驱动装置和主轴电机进给伺服驱动装置和进给电机测量装置位置和速度测量装置。以实现进给伺服系统的闭环控制。作用保证灵敏、准确地跟踪CNC装置指令:进给运动指令:实现零件加工的成形运动(速度和位置控制)。主轴运动指令,实现零件加工的切削运动(速度控制)

5、PLC、机床I/O电路和装置PLC (Programmable Logic Controller):用于完成与逻辑运算有关顺序动作的I/O 控制,它由硬件和软件组成;机床I/O电路和装置:实现I/O控制的执行部件(由继电器、电磁阀、行程开关、接触器等组成的逻辑电路;功能:接受CNC的M、S、T指令,对其进行译码并转换成对应的控制信号,控制辅助装置完成机床相应的开关动作接受操作面板和机床侧的I/O信号,送给CNC装置,经其处理后,输出指令控制CNC系统的工作状态和机床的动作。

2-11.机床上的复合运动,内联系传动链,运动轴的联动的含义及关系如何?

答:复合运动是运动之间有严格的运动关系。

内联系传动链:两个末端件的转角或位移量之间有严格的比例关系要求。对机械传动的机床来说,复合运动是通过内联系来实

现的。

对数控机床来说,复合运动是通过运动轴来实现的。

2-14.机床的运动功能式和运动功能图表达的含义是

什么?

答:机床运动功能式表示机床的运动个数,形式(直

线或回转运动),功能(主运动、进给运动、非成形

运动)及排列顺序,是描述机床运动功能最简洁的表

达形式。

运动原理图是将机床的运动功能式用简洁的符号和

图形表达出来,除了描述机床的运动轴个数,形式及

排列顺序之外,还表示了机床的两个末端执行器和各

个运动轴的空间相对方位,是认识分析和设计机床传

动系统的依据。

18.机床运动分配式的含义是什么?

答: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,右侧的运动的刀具完成。机床的运动功能

式中添加上接地符号“.”后,称之为运动分配式。

2-20 机床的主参数及尺寸参数根据什么确定?

通用机床的主参数和主参数系列国家已制订标

准,设计时可根据市场的需求在主参数系列标准中选

用相近的数值。专用机床的主参数是以加工零件或被

加工面的尺寸参数来表示,一般也参照类似的通用机

床主参数系列选取。

2-23 机床主传动系都有哪些类型?由哪些部分组

成?

按驱动主传动的电动机类型:交流电动机驱动、

直流电动机驱动

按传动装置类型:机械传动装置、液压传动装置、

电气传动装置以及它们的组合

按变速的连续性:分极变速传动、无极变速传动

主传动系一般由动力源(如电动机)、变速装置

及执行件(如主轴、刀架、工作台),以及开停、换

向和制动机构等部分组成。

2-24.什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性?

答: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,用ψXi表示。级比ψXi中的Xi

值称为级比指数。它相当于由上述相邻两传动线与从

动轴交点之间相距的格数。

规律性:设计时要使主轴转速为连续等比数

列,必须有一个变速组的级比指数为1,此变速组称

为基本组。基本组的级比指数用X0表示,即X0=1。

后面变速组因起变速扩大作用,所以统称为扩大组。

第一扩大组的级比指数X1一般等于基本组的传动副

数P0,即X1=P0。第二扩大姐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X2等于

基本组的传动副数和第一扩大组传动副数的乘积,即

X2=P0P1。如有更多的变速组,则依此类推。

2-25.什么是传动组的变速范围?各传动组的变速范

围之间有什么关系?

答:传动组中最大与最小传动比的比值,称为该变速

组的变速范围。

R i=(u max)i/(u min)i(i=0、1、2、……j)

变速范围一般可写为R i=ψXi(pi-1)

2-35.进给传动系设计要求能满足的基本要求是什

么?

答:1、具有足够的静刚度和动刚度;

2、具有良好的快速响应性,作低速进给运动

或微量进给时不爬行,运动平稳灵敏度高;

3、抗振性好,不会因摩擦有自振面引起传动

件的抖动或齿轮传动的冲击噪声;

4、具有足够宽的调速范围;

5、进给系统的传动精度和定位精度要高;

6、结构简单,加工和装配工艺性好。

2-36 进给传动与主传动相比较,有哪些不同点?

1)进给传动是恒转矩传动

2)进给传动系中各传动件的计算转速是其最高

转速

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

5)进给传动系采用传动间隙消除机构

6)快速空程传动的采用

7)微量进给机构的采用

2-37进给伺服系的驱动部件有哪几种类型?其特点

和应用范围怎样?

步进电动机、直流伺服电动机、交流伺服电动机、

直线伺服电动机

2-38试述滚珠丝杠螺母结构的特点,其支撑方式有哪

几种?

摩擦系数小,传动效率高。一端固定,另一端自

由,一端固定,另一端简支承,两端固定

2-39 机床控制系统有几种分类方法?是如何进行分

类的?

按自动化程度分类:手动、机动、半自动、

自动控制系统。

按控制系统是否有反馈:开环、半闭环、闭

环控制系统。

按控制方式和内容分类:时间控制、程序控制、

数字控制、误差补偿控制和自适应控制

3-1 主轴部件应满足哪些基本要求?

旋转精度、刚度、抗振性、温升和热变形、精度

保持性

3-2.主轴轴向定位方式有哪几种 各有什么特点

适用场合怎样

答 1前端配置 这类配置在前支承处轴承较多

发热大 温升高 对提高主轴部件刚度有利。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 这类配置前支承处轴承较少 发热小 温升低 但是主轴受热后向前伸长 影响轴向精度。用于轴向精度要求不高的普通精度机床 如立铣、多刀车床等3两端配置 这类配置当主轴受热伸长后 影响主轴轴承的轴向间隙。常用于短主轴 如组合机床主轴。4中间配置 这类配置可减少主轴的悬伸量 并使主轴的热膨胀向后 但结构复杂温升高

3-4试分析图所示三种主轴轴承配置形式的特点和适用场合?

图Ⅰ刚度速度型,后端角接触球轴承,背靠背安装,承受径向力和轴向力,前端是双列短圆柱滚子

轴承,承受较大的径向力。适用场合较大的传

动力图Ⅱ刚度速度型后端双列短圆柱滚子

轴承,承受较大的径向力,前段是角接触球轴

承,也是背靠背安装,承受较大的径向力和轴

向力,适用场合图Ⅲ刚度型后端双列短圆柱

滚子轴承承受较大的径向力,前段是双列短圆

柱滚子轴承,承受较大的径向力,靠近前段有

中间辅助支撑,双列角接触球轴承,承受径向

力和轴向力。适用场合切削负载较大,中等转

速,要求刚度高的机床

3-5轴向力传递:轴→锁紧螺母→轴套→内圈→外圈→滚动体→左圈→箱体

轴→轴肩→轴套→右圈→滚动体→左圈→箱体

间隙调整:右端拧母调整间隙,左端研磨密封环右边,然后通过拧锁紧螺母调整间隙

3-6.1双列圆柱滚子轴承未预紧,改为螺母预紧 2双联滑移齿轮安装错了,改为大齿轮在左,即

大小齿轮对调 3中间轴承不用圆锥滚子轴

承,改为圆柱滚子轴承或是向心球轴承来承担

径向力 4应为两个圆锥滚子轴承或是向心球

轴承 5圆锥滚子轴承应该背对背安装,提高跨

距载荷6中间辅助支撑改为圆柱滚子轴

3-9在支撑件设计中,支撑件应满足哪些基本要求?

1)应具有足够的刚度和较高的刚度-质量比;

2)应具有较好的动态特性,包括较大的位移阻抗(动刚度)和阻尼;整机的低价频率较高,各阶频率不致引起结构共振;不会因薄壁振动而产生噪声;

3)热稳定性好,热变形对机床加工精度的影响较小;

4)排屑畅通、吊运安全,并具有良好的结构工艺性。

3-10支承件常用的材料有哪些支承件常用的材料有哪些支承件常用的材料有哪些支承件常用的材料有哪些????各有何特性各有何特性各有何特性各有何特性????

常用的材料有:(1)铸铁,铸造性能好,容易获得复杂形状;内摩擦大,阻尼系数大,振动衰减性好;成本低,制造周期长;(2)钢材,生产周期短,省去制作木模和铸造工艺;无截面形状限制,可焊成封闭件,刚性好;可根据受力情况布置或增加隔板、加强筋,提高刚度;固有频率高;在刚度相同时,壁厚可为铸铁一半,重量轻;阻尼约为铸铁的l/3,抗振性较差;(3)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,成本较低。脆性大,耐腐蚀性差,油渗入导致材质疏松;表面需进行喷漆或

喷塑处理;(4)天然花岗岩,热稳定性好,导热系数

和线胀系数小,抗氧化性强,不导电,抗磁,与金属

不粘合。精度保持性好,耐磨性比铸铁高5~6倍,

抗振性好,阻尼系数比钢大15倍,加工方便,通过

研磨和抛光容易得到很高的精度和表面粗糙度。抗冲

击性能差,脆性大,油和水等液体易渗入晶界中,使

表面局部变形胀大,难于制作复杂的零件。(5)树脂

混凝土,刚度高;具有良好的阻尼性能,阻尼比为灰

铸铁的8~10倍,抗振性好;热容量大,热传导率低,

导热系数只为铸铁的1/25~1/40,热稳定性高,其构

件热变形小;比重为铸铁的l/3,质量轻;

3-11 根据什么原则选择支承件的截面形状,如何布

置支承件上的助板和助条?

1)无论是方形、圆形或矩形,空心截面的刚度

都比实心的大,而且同样的断面形状和相同大小的面

积,外形尺寸大而壁薄的截面,比外形尺寸小而壁厚

的截面的抗弯刚度和抗扭刚度都高。所以为提高支承

件的刚度,支承件的截面应是中空形状,尽可能加大

截面尺寸,在工艺可能的条件下壁厚尽量薄一些。

2)圆(环)形截面抗扭刚度好于方形,抗弯刚

度比方形低;以承受弯矩为主的支承件的截面形状应

取矩形,并以其高度方向为受弯方向;以承受转矩为

主的支承件的截面形状取圆(环)形。

3)封闭截面的刚度远远大于开口截面的刚度,

特别是抗扭刚度。截面应尽可能设计成封闭形状。

助板的布置取决去支承件的受力方向。

肋条置于支承件某一内壁上,主要为了减小局部

变形和薄壁振动,用来提高支承件的局部刚度。

3-12 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

3-13导轨设计中应满足哪些要求?

答:应满足以下要求:精度高,承载能力大,刚

度好,摩擦阻力小,运动平稳,精度保持性好,寿命

长,结构简单,工艺性好,便于加工、装配、调整和

维修,成本低等。

3-14 镶条和压板有什么作用?

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

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

3-15 导轨的卸荷方式有哪几种?各有什么特点?

导轨的卸荷方式有机械卸荷、液压卸荷和气压卸荷。

机械卸荷 卸荷力不能够随外界变化和而调节

液压卸荷 可以保持均匀的接触力 可以调节卸荷

力。

气压卸荷 无污染 无回收问题 粘度低 动压效

应影响小。可以自动调节卸荷力大小

3-16提高导轨精度、刚度和耐磨性的措施

1)合理选择导轨的材料和热处理

2)导轨的预紧

3)导轨的良好润滑和可靠防护

4)保证完全的液体润滑,用油膜隔开相接触的

导轨面,加大导轨的接触面和减轻负载,争取磨损要

使摩擦面上的压力分布均匀。导轨的形状尺寸要尽可

能对集中负载对称。

3-18、机床刀架自动换刀装置应满足什么要求

答 a、满足工艺过程提出的要求B、在刀架、刀库

上要能够牢固地安装刀具C、刀架、刀库、换刀机械

手都应具有足够的刚度 D、可靠性高E、换刀时间应

该尽可能短 以利于提高生产效率F、操作方便安

3-21 加工中心上刀库的类型有哪些?

鼓轮式刀库、链式刀库、格子箱式刀库和直线式

刀库

3-23 典型换刀机械手有哪几种?各有何特点?适用

范围如何?

1)单臂双手爪型机械手:这种机械手的拔刀、

插刀动作都由液压动作来完成,根据结构要求,可以

采取液压缸动、活塞固定;或活塞动、液压缸固定的

结构形式。这种液压缸活塞的密封松紧要适当,太紧

了往往影响机械手的正常动作,要保证既不漏油又使

机械手能灵活动作。

2)双臂单手爪交叉型机械手:应用有JCS—013

型卧式加工中心

3)单臂双手爪且手臂回转轴与主轴成45°的机

械手:这种机械手换刀动作可靠,换刀时间短,但对

刀柄精度要求高,结构复杂,联机调整的相关精度要

求较高,机械手离加工区较近。

4)手抓。

5)钳形杠杆机械手。

4-1.工业机器人的定义是什么?操作机的定义是什

么?P218 工业机器人:是一种能自动控制,可重复

编程,多功能,多自由度的操作机,能搬运材料、工

件或操持工具,用以完成各种作业。操作机:具有

和人手臂相似的动作功能,可在空间抓放物体或进行

其他操作的机械装置。

4-2.工业机器人由哪几部分组成?比较与数控机床的

组成的区别。P219 由操作机,驱动单元,控制装置

组成

4-3. 工业机器人的基本功能和基本工作原理是什

么?它与机床有何主要的相同不同之处?P218 基本

功能:提供作业所需的运动和动力。基本工作原理:

通过操作机上各运动构件的运动,自动的实现手部作

业的动作功能及技术要求。相同之处:二者的末端

执行器都有位姿变化要求,都是通过坐标运动来实现末端执行器的位姿变化要求。不同之处:机床:是按直角坐标形式运动为主,对刚度、精度要求很高,其灵活性相对较低。机器人:按关节形式运动为主,对灵活性要求很高,其刚度、精度相对较低。

4-4. 工业机器人的结构类型有哪几类?各种类型的特点如何?P220 ⑴按机械结构类型分类①关节型机器人:灵活性好,工作空间范围大,但刚度和精度较低。②球坐标型机器人:灵活性好,工作空间范围大,但刚度和精度较差。③圆柱坐标型机器人:灵活性好,工作空间范围大,但刚度和精度较好。④直角坐标型机器人:刚度和精度高,但灵活性差,工作空间范围小。

4-9工业机器人的位姿的含义是什么

是指其末端执行器在指定坐标系中的位置和姿态

4-19谐波减速器的工作原理是什么特点是什么

4-23机器人手腕的功能及设计要求是什么

答手腕的功能:1连接并支持末端执行器.2实现末端执行器三个姿态坐标 即三个转动自由度。

2 设计要求1 手腕力求接构紧凑 体积小重量轻。2在满足工作要求的条件下 尽量减少自由度 力求简化.3提高手腕的精度与刚度.4手腕各关节轴应有限位开关与机械挡块

工业机器人与机床 在基本功能和工作原理上有何异同

答 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 都是通过坐标运动来实现末端执行器的位姿变化.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 机床刚度、精度高 机器人刚度精度比较低。

6-1 试述物流系统设计的重要意义?

要缩短生产周期,必须同时改善加工、检验、搬运、停滞等环节,尤其是搬运和停滞。虽然加工是制造生产价值的主作业,然而它对缩短整个系统生产周期的作用并不显著。根据统计,在总经营费用中,20%~50%是无聊搬运费用,合理的物流设计可使这项费用至少减少10%~30%。

6-2 物流系统的组成环节有哪些?物流系统设计时

应满足哪些要求?

水平结构:由供应物流子系统、生产物流子系统、销售物流子系统

垂直结构:管理层、控制层、作业层

满足要求 1)应可靠地、无损伤地、快速实现物料流动;

2)具有一定的柔性;

3)尽量缩短装卸工件的辅助时间及工序间流动

路线;

4)尽量减少在制品积压;

5)合理的物料(毛坯、在制品、产品)储存量。

6-3料仓式和料斗式上料装置、上下料机械手各适应

于什么场合

答 料仓式上料装置适用场合工件毛坯的尺寸

较大 而且形状复杂难以自动定向时。料斗式 上

料装置适用场合 工件形状比较简单、尺寸较小的毛

坯件的上料 广泛用于各种标准件厂、工具厂、钟表

厂等大批量生产。上下料机械手适用于 点焊、一

般运输、装卸等作业。

6-4 料仓式和料斗式上料装置的基本组成及其根本

区别是什么?

料仓式上料装置的组成:料仓、隔料器、上料器、

上料杆、下料杆等部分。

料斗式上料装置的组成:装料机构:由料斗、搅

动器、定向器、剔除器、分路器、送料槽、减速器

等组成。储料机构:由隔料器、上料器等组成。

料斗式上料装置和料仓式上料装置的主要不同

点在于,后者只是将已定向整理好的工件由储料器向

机床供料,而前者则可对储料器中杂乱的工件进行自

动定向整理再送给机床。

6-6 目前机床间工件传输装置有哪几种?

托盘、随行夹具、传送装置、有轨运输小车、无

轨运输小车

6-7 为什么要采用随行夹具?随行夹具的三种返回

方式各有什么特点?

用于结构复杂或较软的有色金属工件

返回方式:有上方返回、下方返回、水平返回

6-8 常见的滚道式输送装置有哪些?其特点是什

么?

无动力式滚子传动机和动力式滚子传动机

特点:具有结构简单、工作可靠、安装拆卸方便、

易于维修、线路布置灵活等优点。

6-11 自动化仓库的基本类型有哪些?

按货架构造形式分类为单元货格式、贯通式、水

平循环式和垂直循环式。

6-12 堆垛机货叉的工作原理是什么?

堆垛机在巷道轨道上行走,其上的装卸托盘可沿

框架或立柱导轨上下升降,以便对准每一个货格,取

走或送入货箱。

6-13 自动化仓库的工作原理是what?

1)进库2)传送3)入库4)出库5)返回原始

位置

6-14 工厂总体物流系统设计的基本步骤是什么?

1)基本原始资料收集2)物流分析3)作业单位

相互关系分析4)物流与作业单位的相互分析5)面

积设定6)面积相关图解7)方案评价8)详细布置

6-16 物流搬运装备的选择原则是什么?

1)上下料时间要符合生产节拍的要求,缩短辅

助时间,提高生产率

2)上下料工作力求稳定,尽量减少冲击,避免

工作产生变形或损坏

3)上下料装置要尽可能结构简单,工作可靠,

维护方便

4)上下料装置应有一定的适用范围,尽可能地

满足多种不同工件的上下料要求

7-1 什么是机械加工生产线?它的主要组成类型及

特点有哪些?

机械加工生产线:以机床为主要设备,配以相应

的输送装置与辅助装置,按工件的加工工艺顺序排列

而成的生产作业线。

机械加工生产线由加工装备、工艺装备、传送装

备、辅助装备和控制系统组成

7-2影响机械加工生产线工艺和结构方案的主要因素

是什么 答 a、工件几何形状及外形尺寸b、工

件的工艺及精度要求c、工件材料d、要求生产

率e、车间平面布置f、装料高度

7-4 在拟定自动线工艺方案时应着重考虑哪些方面

的问题?如何解决这些问题?

1)工件工艺基准选择

2)工件输送基准的选择

3)生产线工艺流程的拟定

4)选择合理的切削用量

7-5 简述生产节拍平衡和生产线分段的意义及相应

的措施。

生产节拍平衡的意义:对生产的全部工序进行平

均化,调整各作业负荷,以使个作业时间尽可能相近。

措施:1)作业转移、分解与合并2)采用

新的工艺方法,提高工序节拍;3)增加顺序

加工工位;4)实现多件并行加工,提高单件

的工序节拍

生产线属于以下情况往往需要分段:

1)进行转位和翻转时,分段独立传送;

2)为平衡生产线的生产节拍,对限制性工序采

用“增加同时加工的工位数”时,单独组成工段;

3)当生产线的工位数多时,一般要分段;

4)当工件加工精度要求较高时,减少工件热变

形及和内应力对后续工序的影响。

7-8 组合机床总体设计的内容有哪些?

组合机床总体设计主要是绘制“三图一卡”,就

是针对具体的零件,在选定的工艺和结构方案的基础

上,进行组合机床总体方案图样文件设计。其内容包

括:绘制被加工零件工序图、加工示意图、机床总联

系尺寸图和编制生产率计算卡等。

7-9 简述机械加工生产线的总体布局形式及特点。

机械加工生产线的总体布局形式由生产类型、工

件结构形式、工件传送方式、车间条件、工艺过程和生产纲领等因素决定。

1)直接传送方式

直线通过式、折线通过式、并联支线形、框形、非通过式

2)带随行夹具方式

将工件安装在随行夹具上,传送线将随行夹具依次传送到各工位。

3)悬挂传送方式

主要适用外形复杂及没有合适传送基准

的工件及轴类零件,且只是尺寸较小、形状复杂的工件。

7-10 简述柔性制造系统的概念、组成及类型。

柔性制造系统(FMS)是一个以网络为基础、面向车间的开放式集成制造系统,是实现CIMS的基础组成:1)加工子系统2)物流子系统3)控制子系统

类型:柔性制造装置(FMU)、柔性加工单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)、柔性生产线(FPL)7-12、柔性制造系统对机床的配置要求是什么

答 兼顾对生产率和柔性的要求 也要考虑系统的

可靠性和机床的负荷率。

7-14FMS总体平面布局的原则和形式是什么

答 原则a、有利于提高加工精度b、排屑方便 便于盛切屑小车推出系统或设置排屑自动输送沟c、便于整个车间的物流通畅和自动化d、避免系统通信线路受到外界磁场干扰e、布局模块化 使系统控制简捷f、有利于人身安全 设置安全防护网g、占地面积小 且便于维修h、便于系统扩展形式基于装备关系的平面布局a、随机布局b、功能布局c、模块布局d、单元布局

基于物料输送路径的平面布局A、直线型布局b、环形布局c、网络型布局

4-19谐波减速器的工作原理是什么特点是什么

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。2)

G

R

H

R

H

G

z

z

n

n

n

n

=

-

-

当刚轮固定时,0

=

G

n

则传动比为:

R

G

R

R

H

G

HR z

z

z

n

n

i

-

-

=

=(

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机械制造装备设计第四章习题答案关慧贞

第四章工业机器人设计思考题与习题 1.工业机器人的定义是什么?操作机的定义是什么? 答:我国国家标准GT/T12643-1997《工业机器人词汇》将工业机器人定义为“是一种能自动控制、可重复编程、多功能、多自由度操作机,能搬运物料、工件或夹持工具,用以完成各种作业”;将操作机定义为“具有和人手臂相似的动作功能,可在空间抓放物体或进行其它操作的机械装置”。 2.工业机器人由哪几部分组成?并比较它与数控机床组成的区别。 答:工业机器人由操作机、驱动单元和控制装置组成。数控机床一般由机床本体、伺服系统和数控装置组成。二者组成的区别主要在于机械本体,机器人操作机通常由末端执行器、手腕、手臂和机座组成,而数控机床机械本体通常包含主运动部件、进给运动部件、支承部件、冷却润滑、排屑等部分。 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? 答:工业机器人基本功能是提供作业所需的运动和动力,其基本工作原理是通过操作机上各运动构件的运动,自动地实现手部作业的动作功能及技术要求。 在基本功能及基本工作原理上,工业机器人与机床有如下相同之处:二者的末端执行器都有位姿变化要求;二者都是通过坐标运动来实现末端执行器的位姿变化要求。二者的主要不同之处有:机床是以直角坐标形式运

动为主,而机器人是以关节形式运动为主;机床对刚度、精度要求很高,其灵活性相对较低;而机器人对灵活性要求很高,其刚度、精度相对较低 4.工业机器人的结构类型有哪几类?各种类型的特点如何? 答:工业机器人的结构类型有如下四类: 关节型机器人,其特点是关节一般为回转运动副,灵活性好,工作空间范围大(同样占地面积情况下),但刚度和精度较低;球坐标型机器人,其特点是按球坐标形式动作(运动),灵活性好,工作空间范围大,但刚度、精度较差;圆柱坐标型机器人,其特点是按圆柱坐标形式动作,灵活性较好,工作空间范围较大,刚度、精度较好;直角坐标型机器人,其特点是按直角坐标形式动作,刚度和精度高,但灵活性差,工作空间范围小。 5.如何选择和确定机器人的坐标系?分析图4-5所示的PUMA机器人的坐标系是如何确定的? 答:坐标系按右手定则确定。绝对坐标系X-Y-Z,机座坐标系X0-Y0-Z0和机械接坐标系Xm-Ym-Zm的取法参考GB-T16977-1997《工业机器人坐标系和运动命名》。 关节坐标系Xi-Yi-Zi以下简明的方法确定: (1)确定基准状态—般可取机器人处于机械原点时的状态作为基准状态。也可以取机器人各关节轴线(或大部分关节轴线)与机座直角坐标系轴线平行时的状态作为基准状态。(2)关节坐标轴轴线位置的选取取Zi轴与i关节的运动方向一致。对于回转关节,取Zi轴与i关节的轴线重合;对于移动关节,取Zi轴与i关节的运动方向平行(或重合)。(3)关节坐标方向的选取采用右手坐标系,规定Xi、Zi轴的方向,Yi轴方向就自然确定了。原则上Xi、Zi轴的正向可视方便任意选取,但应尽可能使各坐标

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?

最新大学物理实验教材课后思考题答案

大学物理实验教材课后思考题答案 一、转动惯量: 1.由于采用了气垫装置,这使得气垫摆摆轮在摆动过程中受到的空气粘滞阻尼力矩降低至最小程度,可以忽略不计。但如果考虑这种阻尼的存在,试问它对气垫摆的摆动(如频率等)有无影响?在摆轮摆动中,阻尼力矩是否保持不变? 答:如果考虑空气粘滞阻尼力矩的存在,气垫摆摆动时频率减小,振幅会变小。(或者说对频率有影响, 对振幅有影响) 在摆轮摆动中,阻尼力矩会越变越小。 2.为什么圆环的内、外径只需单次测量?实验中对转动惯量的测量精度影响最大的是哪些因素? 答:圆环的内、外径相对圆柱的直径大很多,使用相同的测量工具测量时,相对误差较小,故只需单次测 量即可。(对测量结果影响大小) 实验中对转动惯量测量影响最大的因素是周期的测量。(或者阻尼力矩的影响、摆轮是否正常、平稳的摆动、物体摆放位置是否合适、摆轮摆动的角度是否合适等) 3.试总结用气垫摆测量物体转动惯量的方法有什么基本特点? 答:原理清晰、结论简单、设计巧妙、测量方便、最大限度的减小了阻尼力矩。 三、混沌思考题 1. 精品文档

有程序(各种语言皆可)、K值的取值范围、图 +5分 有程序没有K值范围和图 +2分 只有K值范围 +1分 有图和K值范围 +2分 2.(1).混沌具有内在的随机性:从确定性非线性系统的演化过程看,它们在混沌区的行为都表现出随机不确定性。然而这种不确定性不是来源于外部环境的随机因素对系统运动的影响,而是系统自发 精品文档

精品文档 产生的 (2).混沌具有分形的性质(3).混沌具有标度不变性(4).混沌现象还具有对初始条件的敏感依赖性:对具有内在随机性的混沌系统而言,从两个非常接近的初值出发的两个轨线在 经过长时间演化之后,可能变得相距“足够”远,表现出对初值的极端敏感,即所谓“失之毫厘,谬之千里”。 答对2条以上+1分,否则不给分,只举例的不给分。 四、半导体PN 结 (1)用集成运算放大器组成电流一电压变换器测量11610~10--A 电流,有哪些优点? 答:具有输入阻抗低、电流灵敏度高、温漂小、线性好、设计制作简单、结构牢靠等优点。 (2)本实验在测量PN 结温度时,应该注意哪些问题? 答:在记录数据开始和结束时,同时都要记录下干井中温度θ,取温度平均值θ。 (3)在用基本函数进行曲线拟合求经验公式时,如何检验哪一种函数式拟合得最好,或者拟合的经验公式最符合实验规律? 答:运用最小二乘法,将实验数据分别代入线性回归、指数回归、乘幂回归这三种常用的基本函数,然后求出衡量各回归方程好坏的拟合度R 2。拟合度最接近于1的函数,拟合得最好。 五、地磁场 (1)磁阻传感器和霍耳传感器在工作原理有什么区别? 答:前者是磁场变化引起材料阻值变化,最终使得电桥外接电压转变为对应的输出电压;后者是磁场变化引起流经材料内部的载流子发生偏转而产生电压。 (2)为何坡莫合金磁阻传感器遇到较强磁场时,其灵敏度会降低?用什么方法来恢复其原来的灵敏度? 答:传感器遇到强磁场感应时,对应的磁阻材料将产生磁畴饱和现象,外加磁场很难改变磁阻材料的

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。()

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机械制造装备设计习题答案关慧贞教

《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?

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。

大学物理学(第三版)课后习题参考答案

习题1 1.1选择题 (1) 一运动质点在某瞬时位于矢径),(y x r 的端点处,其速度大小为 (A)dt dr (B)dt r d (C)dt r d | | (D) 22)()(dt dy dt dx [答案:D] (2) 一质点作直线运动,某时刻的瞬时速度s m v /2 ,瞬时加速度2 /2s m a ,则一秒钟后质点的速度 (A)等于零 (B)等于-2m/s (C)等于2m/s (D)不能确定。 [答案:D] (3) 一质点沿半径为R 的圆周作匀速率运动,每t 秒转一圈,在2t 时间间隔中,其平均速度大小和平均速率大小分别为 (A) t R t R 2, 2 (B) t R 2,0 (C) 0,0 (D) 0,2t R [答案:B] 1.2填空题 (1) 一质点,以1 s m 的匀速率作半径为5m 的圆周运动,则该质点在5s 内,位移的大小 是 ;经过的路程是 。 [答案: 10m ; 5πm] (2) 一质点沿x 方向运动,其加速度随时间的变化关系为a=3+2t (SI),如果初始时刻质点的速度v 0为5m·s -1,则当t 为3s 时,质点的速度v= 。 [答案: 23m·s -1 ] (3) 轮船在水上以相对于水的速度1V 航行,水流速度为2V ,一人相对于甲板以速度3V 行走。如人相对于岸静止,则1V 、2V 和3V 的关系是 。 [答案: 0321 V V V ]

1.3 一个物体能否被看作质点,你认为主要由以下三个因素中哪个因素决定: (1) 物体的大小和形状; (2) 物体的内部结构; (3) 所研究问题的性质。 解:只有当物体的尺寸远小于其运动范围时才可忽略其大小的影响,因此主要由所研究问题的性质决定。 1.4 下面几个质点运动学方程,哪个是匀变速直线运动? (1)x=4t-3;(2)x=-4t 3+3t 2+6;(3)x=-2t 2+8t+4;(4)x=2/t 2-4/t 。 给出这个匀变速直线运动在t=3s 时的速度和加速度,并说明该时刻运动是加速的还是减速的。(x 单位为m ,t 单位为s ) 解:匀变速直线运动即加速度为不等于零的常数时的运动。加速度又是位移对时间的两阶导数。于是可得(3)为匀变速直线运动。 其速度和加速度表达式分别为 2 2484 dx v t dt d x a dt t=3s 时的速度和加速度分别为v =20m/s ,a =4m/s 2。因加速度为正所以是加速的。 1.5 在以下几种运动中,质点的切向加速度、法向加速度以及加速度哪些为零哪些不为零? (1) 匀速直线运动;(2) 匀速曲线运动;(3) 变速直线运动;(4) 变速曲线运动。 解:(1) 质点作匀速直线运动时,其切向加速度、法向加速度及加速度均为零; (2) 质点作匀速曲线运动时,其切向加速度为零,法向加速度和加速度均不为零; (3) 质点作变速直线运动时,其法向加速度为零,切向加速度和加速度均不为零; (4) 质点作变速曲线运动时,其切向加速度、法向加速度及加速度均不为零。 1.6 |r |与r 有无不同?t d d r 和d d r t 有无不同? t d d v 和t d d v 有无不同?其不同在哪里?试举例说明. 解:(1)r 是位移的模, r 是位矢的模的增量,即r 12r r ,12r r r ; (2) t d d r 是速度的模,即t d d r v t s d d . t r d d 只是速度在径向上的分量. ∵有r r ?r (式中r ?叫做单位矢),则 t ?r ?t r t d d d d d d r r r 式中 t r d d 就是速度在径向上的分量,

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

2014版大学物理教材课后习题答案

P31 第一章 习题答案 3. 一质点沿x 轴运动,其加速度a 与位置坐标x 的关系为 a =2+6 x 2 (SI) 如果质点在原点处的速度为零,试求其在任意位置处的速度. 解:设质点在x 处的速度为v , 62d d d d d d 2x t x x t a +=?== v v ()x x x d 62d 0 2 ?? += v v v () 2 2 1 3 x x +=v 4.有一质点沿x 轴作直线运动,t 时刻的坐标为x = 4.5 t 2 – 2 t 3 (SI) .试求: (1) 第2秒内的平均速度; (2) 第2秒末的瞬时速度; (3) 第2秒内的路程. 解:(1) 5.0/-==??t x v m/s (2) v = d x /d t = 9t - 6t 2 v (2) =-6 m/s (3) S = |x (1.5)-x (1)| + |x (2)-x (1.5)| = 2.25 m 5. 一质点沿半径为R 的圆周运动.质点所经过的弧长与时间的关系为2 2 1ct bt S + = 其中b 、c 是大于零的常量,求从0=t 开始到切向加速度与法向加速度大小相等时所经历的时间. 解: ct b t S +==d /d v c t a t ==d /d v ()R ct b a n /2 += 根据题意: a t = a n 即 ()R ct b c /2 += 解得 c b c R t -= 6.由楼窗口以水平初速度0v 射出一发子弹,取枪口为原点,沿0v 方向为x 轴,竖直向下为y 轴,并取发射时刻t 为0,试求: (1) 子弹在任一时刻t 的位置坐标及轨迹方程; (2) 子弹在t 时刻的速度,切向加速度和法向加速度. 解:(1) 2 02 1gt y t x = = , v 202/2 1v g x y = (2) v x = v 0,v y = g t ,速度大小为: 2 22 02 2 t g y x +=+=v v v v 方向为:与x 轴夹角 θ = tg -1( gt /v 0) 222 02//d d t g t g t a t +==v v 与v 同向.

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