机械制造装备设计-习题解答

“机械制造装备设计”部分习题解答

第一章：

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？

答：机械制造装备的柔性化是机床可以调整以满足不同工件加工的性能。柔性化包括产品结构柔性化和功能柔性化。

按照柔性化从高到低排列应为：普通机床、数控机床、加工中心、FMS、组合机床（专用机床）。

普通机床柔性化表现在功能多、适应性强，为功能柔性化；数控机床和加工中心改变加工程序即可适应新的需要，结构柔性化；FMS加工效率较高，改变调度和程序可适应新的需要，为结构柔性化；组合机床（专用机床）生产率高，专门设计，适应性差，基本上无柔性。

1-9 机械制造装备设计有哪些类型？它们的本质区别是什么？

答：机械制造装备设计类型有创新设计、变型设计和模块化设计三种类型。

它们的本质区别：创新设计是一种新的理论、概念的设计，变型设计是在原设计基础上改变部分部件、参数或者结构的设计，模块化设计是采用预先设计的模块进行组合的一种设计方法。

目前大多为变型设计，模块化设计缩短了新产品设计开发的时间，创新设计的产品很少。

1-15 设计的评价方法很多，结合机械制造装备设计，指出哪些评价方法较为重要，为什么？

答：设计的评价方法有：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、标准化评价六种。

对于机械制造装备设计，这六种评价方法按重要程度由高向低排队一般是：可靠性评价、人机工程学评价、结构工艺性评价、标准化评价、技术经济评价、产品造型评价。其原因是机械制造装备投资较大，使用周期较长。为了保证产品质量、降低成本、提高可靠性和竞争能力，六种评价都是不可缺少的。

可靠性评价对产品质量与可靠性进行评价；人机工程学评价产品设计在人机工程方面的合理性；结构工艺性评价是对产品结构便于加工制造的性能进行评价，以降低生产成本，缩短生产时间；技术经济评价综合评价产品技术的先进性和经济的合理性；标准化评价是在标准化方面对产品进行评价；而产品造型评价是对产品的外观设计的合理性和新颖性进行评价。

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：可靠性是指产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定任务的能力。

衡量指标有：可靠度R(t)、累计失效概率F(t)、失效率、平均寿命和平均无故障工作时间、可靠寿命、维修度、修复率、平均修复时间等（P37-38）。

它们之间的主要联系：F(t)=1-R(t)。

1-18 从系统设计的角度，如何提高产品的可靠性？

答：从系统设计角度，提高产品可靠性要提高其组成各单元的可靠性水平，因此要进行系统和单元可靠性的预测。（P39）

此外要将系统可靠性指标合理分配到各组成单元中，明确各组成单元的可靠性设计要求。（P42）

第二章：

2-4 机床系列型谱含意是什么？

答：先选择用量大的机床为“基型系列”，然后在此基础上派生出若干“变型系列”，基型和变型

即为机床的系列型谱。例如，中型卧式车床的简略系列型谱如表2-1所示（P76）。

2-8 工件表面的形成方法是什么？（P63）

答：工件表面的形成方法有四种：轨迹法，如图2-2(a),(b)；成形法，如图2-2(c),(d)；相切法，如图2-2(e)；展成法，如图2-2(f)。

2-11 机床的复合运动、内联系传动链、运动轴的联动的含义及关系如何？（P69-71）

答：机床的复合运动：运动之间有严格的运动关系（P65）。如车床主轴旋转和车螺纹的纵向移动。 内联系传动链：机床执行件与执行件之间的传动链成为内联系传动链，内链将两个或以上的运动组成复合成形运动。车床车螺纹的传动链即为内联系传动链。

运动轴的联动：数控机床各运动轴之间通过伺服电机联动可实现内链的复合成形运动，联动即为协调的运动。

2-14 机床运动功能式和运动功能图表达的含义是什么？

答：运动功能式（P67）：表示机床运动的个数、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。

运动功能图（P68）：与机床运动功能式对应的图成为运动功能图，如图2-4，又称机床运动原理图。

2-18 机床运动分配式的含义是什么？（P70）

答：运动分配式：带有接地符号“·”符号的运动功能式。一个运动功能式可能有几种运动分配式。 如铣床运动功能式W /X f , Z f , Y f , C p /T ，可能有下列4种运动分配式：

①W /·X f , Z f , Y f , C p / T

②W /X f ·Z f , Y f , C p / T

③W /X f , Z f ·Y f , C p / T

④W /X f , Z f , Y f ·C p / T

2-20 机床的主参数及尺寸运动参数根据什么确定？（P80-81）

答：对于通用机床，机床的主参数及尺寸参数主要根据国家标准GB/T 15375-1994确定。对于专用机床，应根据加工工件要求，参照通用机床的有关标准来确定。

机床的运动参数的确定主要依据所设计机床加工工件的尺寸、主传动类型和采用刀具的材质和类型等确定的。比如车床的设计，一定材质的车刀所承受的切削速度是一定的，工件直径增大，主轴转速应减小；反之，工件直径减小，主轴转速应增大。

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：级比：主动轴上同一点传往从动轴相邻两传动线的比值；用i X ?表示；其中指数i X 称为级比指数，它相当于由相邻两传动线与从动轴交点之间相距的格数。

常规变速传动系的各传动组的级比指数有什么规律是：基本组的级比指数X 0=1；，第一扩大组的级比指数X 1=P 0（P 0基本组的传动副数）；第二扩大组的级比指数X 2=P 0P 1（P 1为第一扩大组的传动副数）。 如12级传动的传动结构式为13612322=??，排列为基本组、一扩、二扩；下角标为级比指数。

2-26某车床的主轴转速为n =40～1800 r/min ，公比φ=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。

解：(1)确定转速级数：

根据教材式（3-2），lg =1lg n R Z ?

+ 其中max min /1800/4045n R n n ===，所以转速级数 lg 45112.09712lg1.41

Z =+=≈ (2) 确定传动结构式

选择传动方案：12322=??，考虑到主传动设计前密后疏的原则，

传动结构式应为13612322=??，

(3)绘制转速图

根据表3-6标准数列，经圆整可以得到12级转速为：

40, 56, 80, 112, 160, 224, 315, 450, 630, 900, 1250, 1800

确定定比传动比：取轴Ⅰ的转速值为900r/min ，则电机轴与轴Ⅰ的传动比为：

090011440 1.6

i == 确定各变速组最小传动比

从转速点900 r/min 到40r/min 共有10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1格；第二变速组下降3格，第三变速组最小传动线下降4格，最大上升2格。

则，转速图如下：

(a) 初步设计的转速图 (b) 最后确定的转速图

(4)传动系图设计（包括计算齿轮齿数、带轮直径）

参考教材p85，图3-13，可以得到本设计传动系图为

(5)验算实际转速误差

max 12536426014401800200364230

n =?

???=，与标注转速相比，没有误差； min 125242218144039.919200486272n =????=，实际误差4039.9190.2025%40

-=； 3151252422601440319.35200486230n =????=，实际误差319.35315 1.38%315-=。 … …

转速误差小于5%，符合设计要求。

2-27某机床主轴转速n =100～1120 r/min ，转速级数Z =8，电动机转速n 电=1440 r/min ，试设计该机床主传动系，包括拟定结构式和转速图，画出主传动系图。

解：(1)计算公比

根据教材式（3-2），可以得到lg lg 1n R Z ?=-，由于max min 112011.2100

n n R n === lg11.2lg 0.149888381

?==-， 所以 0.14988810 1.41?=≈ (2)确定传动结构式

根据传动组和传动副拟定原则，可选方案有：① Z=4×2； ② Z=2×4；③ Z=2×2×2

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=2×2×2

根据前疏后密原则，选择结构式为： 8=21×22×24

(3) 转速图的设计

根据表3-6标准数列，经圆整可以得到8级转速为：100, 140, 200, 280, 400, 560, 800, 1120 r/min 确定定比传动比：取轴Ⅰ的转速值为800r/min ，则电机轴与轴Ⅰ的传动比为：

080011440 1.8

i ==

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

(5)传动系简图设计

2-28 试从 1.26, 18Z ?==级变速机构的各种传动方案中选出其最佳方案，并写出结构式、画出转速图和传动系图。

解：主传动最佳传动方案的传动结构式为 13918332=??，基本组传动副为3，第一扩大组传动副

为3，级比指数为3；第二扩大组传动副为2，级比指数为9。

根据标准数列表，取转速为：31.5, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600。 设电机转速为1440r/min 。

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

08001130=1440 1.8234

i == 定比传动皮带轮的直径分别为130和234mm 。

确定各变速组最小传动比：从转速点800 r/min 到31.5r/min 共有14格，按照前缓后急的原则，基本组最小传动线下降2格，基本组相邻两变速组下降1格；第一变速组下降6格，其中相邻两变速组

下降3格；第二变速组最小传动线下降6格，最大上升3格。初步确定的转速图如图1所示。

图(a) 初步设计确定的转速图 图(b) 确定齿轮齿数后的转速图 假定同一变速组内每对齿轮的齿数和相等，根据教材表2-8(p100- -101)，可以确定齿轮的齿数，齿轮齿数确定结果如图2所示。

(4) 确定主轴的计算转速

根据教材表2-9(p103)，中型通用机床主轴计算转速为：

18-1-1533min ==31.5 1.26=31.5 1.26=100Z j n n ???r/min

图(c)设计的主传动系统图

2-29 用于成批生产的车床，主轴转速n =45～500 r/min ，为简化机构采用双速电动机，n 电=720/1440 r/min ，试画出该机床的转速图和传动系图。

解：(1)计算公比确定转速级数

根据教材式（3-2），

lg

1

lg

n

R

Z

?

=+，由于max

min

500

11.11

45

n

n

R

n

===，设转速级数Z=8，

则

l g11.11

l g0.149388

81

?==

-

，所以0.149388

10 1.41

?=≈

(2)确定传动结构式

选择方案：Z=2×2×2，根据前疏后密原则，考虑到电动机的情况，选择结构式为：

8=22×21×24

其中第一级是由双速电机确定的，实际变速箱的结构式为：4=21×24 。

(3) 转速图的设计

根据表3-6标准数列，经圆整可以得到8级转速为：45, 63, 90, 125, 180, 250, 355, 500 r/min 确定定比传动比：取轴Ⅰ的转速值为710, 355r/min，则电机轴与轴Ⅰ的传动比为：

7101 1440 2.03

i==

确定各变速组最小传动比

从转速点355 r/min到45r/min共有6格，按照前缓后急的原则，第一变速组最小传动线下降2格；第二变速组最小传动线下降4格。

(4)绘制转速图

(a) 初步设计的转速图b) 最后确定的转速图

(5)传动系简图设计

2-31 求图2-61所示的车床各轴、各齿轮的计算转速。

解：如下图所示，根据教材p103表2-9所示，各轴的计算转速用红色的圈标注在图中，各对齿轮中小齿轮的计算转速用红色箭头标注在图中。

2-32求图2-62中各齿轮、各轴的计算转速。

解：如下图所示，根据教材p103表2-9所示，各轴的计算转速用红色的圈标注在图中，各对齿轮中小齿轮的计算转速用红色箭头标注在图中。

2-34 数控机床主传动设计有哪些特点？（P111-116）

答：主传动采用直流或交流电动机无极调速；驱动电动机和主轴功率的匹配性设计；数控机床的高速主传动设计；采用部件标准、模块化结构设计；柔性化、复合化设计；并联机床设计。

（本题需要适当展开、解释！）

2-36 进给传动与主传动相比较，有哪些不同的特点？

答：机床主传动设计特点：主传动采用恒功率传动；除主轴之外，各轴计算转速为最低转速；转速图为前密后疏结构；采用背轮机构、双公比传动、双速电机等方式。

机床进给传动设计特点：进给传动是恒转矩传动；各传动件的计算转速是其最高转速；转速图为前疏后密结构；变速范围可比主传动大；采用传动间隙消除机构；采用快速空程传动和微量进给机构。

第三章：

3-2 主轴轴向定位方式有哪几种？各有什么特点？适用于那些场合？（P145，如图3-4）答：前端配置：前支承轴承较多，发热大，温升高，但主轴受热后向后伸长，不影响轴向精度，精度高，刚度较高，适于高精度机床或数控机床。

后端配置：前支承轴承较少，发热小大，温升低，但主轴受热伸长后向前伸长，影响轴向精度，适于普通机床，如立铣床、车床等。

两端配置：当主轴受热伸长时，影响主轴承的轴向间隙，可采用弹簧消隙和补偿热膨胀措施，适于短主轴，如组合机床等。

中间配置：可减少主轴的悬伸量，并使主轴热膨胀后向后伸长，但前支承复杂，温升较高。

3-9 在支承件设计中，支承件应满足哪些基本要求？（P162）

答：(1)具有足够的刚度和刚度-质量比；(2)具有较好的动态特性（动刚度大、低阶固有频率高、无薄壁噪声等）：(3)热稳定性好；(4)排屑畅通、吊运安全，结构工艺性好。

3-10 支承件常用的材料有哪些？有什么特点？（P166-167）

答：铸铁：铸造性能好、容易成型，具有一定的吸振性能，但综合机械性能较差、生产周期较长；钢板焊接结构：生产周期短，综合机械性能较好，但抗振性能较差；预应力钢筋混凝土：抗振性较好、成本较低，但脆性大，耐腐蚀性能差；天然花岗岩：热稳定性好，精度保持性好，抗振性好，但脆性较大，抗冲击性能差；树脂混凝土：刚度高，抗振性好，热稳定性好，密度较低。

3-12 提高支承件结构刚度和动态性能有哪些措施？（P168-170）

答：提高机床支承件结构刚度和固有频率的方法是：合理选择支承件材料、截面形状和尺寸、壁厚，合理布置肋板和肋条，减少质量提高固有频率，改善支承件之间的接触刚度和与地基的联结强度。

提高动态性能的措施是：改善阻尼特性（铸件砂芯不清除、充填型砂或混凝土；焊接结构采用断续焊缝、支承件表面采用阻尼涂层等），采用新材料制造支承件，如采用树脂混凝土材料制造支承件可使动刚度提高几倍。

3-14 镶条和压板有什么作用？（P174）

答：压板的作用调整辅助导轨面的间隙和承受颠覆力矩；

镶条的作用是调整矩形和燕尾形导轨的侧向间隙，有平镶条和斜镶条两种。

3-15 导轨的卸荷方式有哪几种？各有什么特点？（P178-179）

答：机械卸荷、液压卸荷和自动调节气压卸荷三种，（各种卸荷导轨特点请自己总结！）。

3-16 提高导轨耐磨性有哪些措施？（P183-184）

答：导轨的预紧、导轨的润滑和防护、导轨的减摩处理（如导轨贴塑、涂层，滑动改滚动导轨、卸荷导轨等）。（需要自己总结发挥！）

3-19 何谓端面齿盘定位？有何特点？（P193）

答：齿盘定位是两个齿形相同的端面齿盘啮合而成的定位机构，由于啮合时各个齿的误差抵消，起到误差均化作用，定位精度高。

其特点是定位精度高、重复定位精度好、定位刚性好、承载能力大。

该机构在数控机床回转刀架、加工中心鼓轮式刀具库以及机床回转工作台分度、定位机构中得到应用。

3-20 加工中心自动换刀装置包括些什么？（P195）

答：加工中心自动换刀装置包括：刀具库（伺服驱动电机、传动机构、鼓轮式或链式结构等）、自动换刀机械手（驱动装置、传动机构、手臂和手爪等）等。

3-21 加工中心上刀库的类型有哪些？各有何特点？（P195-196）

答：有四种：鼓轮式刀库、链式刀库、格子箱式刀库和直线式刀库。

鼓轮式刀库：结构简单、紧凑，但刀具容量较小，鼓轮回转惯性较大。

链式刀库：外形紧凑、占用空间较小、刀具容量大。

格子箱式刀库：结构紧凑、空间利用率高、刀库容量较大，但布局不灵活。

直线式刀库：结构简单、刀库容量较小。

第四章：

4-2 工业机器人由哪几部分组成？比较它们与数控机床组成的区别？（P219-220）

答：工业机器人由操作机、驱动单元和数控装置三部分组成。操作机有机座、手臂、手腕和末端执行器组成。数控机床由机床、驱动单元和数控装置等组成。其中机床部分由立柱、支座、工作台、主轴箱刀具等部分组成。

工业机器人和数控机床的区别在操作机和机床部分，机器人的作用是搬运和操作工具，机床主要是加工工件，数控机床可以说是一种特殊的机器人。

4-19 谐波减速器的工作原理是什么？特点是什么？了解在机器人设计中的一些典型用法。（P235）

答： 工作原理：谐波齿轮减速器由刚轮（内齿）、柔轮（外齿）和谐波发生器组成，柔轮在刚轮之内，谐波发生器在柔轮内部。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。其速比关系可以写成：

G

R H R H G z z n n n n =-- 当波发生器主动，刚轮固定、柔轮从动时，波发生器与柔轮的减速比为

0=G n , 则传动比为： R

G R R H G HR z z z n n i --== 当波发生器主动，柔轮固定、刚轮从动时，波发生器与刚轮的减速比为

R G H HR G G R

z n i n z z ==- 式中：z G , z R 分别为刚轮和柔轮的齿数；n H , n R , n G 分别为波发生器、柔轮和刚轮的转速。

谐波齿轮减速器体积小、结构紧凑，输入和输出同轴；在工业机械人底座、手臂和手腕的传动中使用很普遍，典型使用见图4-29（P245）。

4-20 机器人的驱动方式有哪些？如何选用？（P238-240）

答：机器人的驱动方式主要是电机驱动方式，有直流伺服电机、步进电机和交流伺服电机三种。其特点是无需能量转换、控制灵活、使用方便，噪声较低、起动转矩大等，用于额定负载1kN 以下的工业机器人。

液压和气压驱动方式，液压驱动主要在经济型机器人、重型工业机器人和喷漆机器人中使用；气压驱动主要在轻负荷搬运、上下料点位操作工业机器人中使用。

4-21 机器人手臂设计要求是什么？了解一些典型机器人手臂工作原理结构及特点。（P241-245）

答：(1)应满足机器人完成作业任务提出的工作空间要求；

(2)合理选择手臂截面形状，使用高强度的轻型材料；

(3)尽量减小手臂质量和相对其关节回转轴的转动惯量和偏心力矩；

(4)设法减小机械间隙引起的运动误差，提高运动精确性和运动刚度。

典型机器人手臂结构如图4-22，图4-24，图4-27，图4-28和4-29.

4-23 机器人手腕设计要求是什么？了解一些典型的机器人手腕工作原理、结构和特点。

答：(1)力求手腕结构紧凑，减轻其质量和体积；(2)不应盲目增加手腕的自由度数，一般最多为三个自由度；(3)提高手腕动作的精确性，提高传动刚度，减小间隙反转回差；(4)设置限位开关和机械挡块，防止动作超限而造成事故。

典型结构见图4-31，图4-32，图4-33等。

4-31 什么是智能机器人？（P264）

答：智能机器人是按照人工智能决定行动的机器人。智能机器人分为适应控制机器人和学习控制机器人。

4-33 在机械制造系统中工业机器人的选择与布局设计原则是什么？（P267）

答：(1)满足作业技术参数要求；

(2) 性能价格比好；

(3) 满足系统生产节拍的要求；

(4) 在不发生干涉的条件下，优化与前后连接装备之间的布置，减小占地面积，缩短运动路径。

第六章：

6-2 物流系统的组成环节有哪些？物料系统设计时应满足哪些条件？（P328, 332）

答：物流系统组成环节如图6-1所示，有原材料及配套件的调入、储存、加工制造、检验、装配、包装、成品储存、发送等。

物流系统设计应满足的条件：

连续性与流畅性；平行性与交叉性；比例性与协调性；均衡性与节奏性；准时性；柔性和适应性。

6-6 目前机床间工件传输装置有哪几种？各适用于哪些场合？（P369-380）

答：机床间工件传输装置有托盘与托盘交换器、随行夹具、传送装置、有轨运输小车、无轨运输小车。

托盘交换器常用于机床和传送装置的连接；随行夹具用于结构形状复杂而缺少可靠运输面工件传送、滚道和带式传送机用于机床之间或装配线上工件的传输、有轨运输小车和无轨运输小车则用于车间内FMS系统工件在机床或工作站之间运输和传送。

6-13 自动化仓库的工作原理是什么？（P388）

答：如图6-73所示。简单说是：进库、传送、入库、出库、返回原始位置；（应详细叙述、发挥）

6-15 车间物料设计的原则是什么？（P346）

答：（共6条，应回答！）

6-16 物料搬运装备的选择原则是什么？（P354）

答：(1) 适用于短距离和低物流量简单传送装备，如叉车、电瓶车、传送滚道等。

(2) 适用于短距离和高物流量复杂传送装备，如搬运机械手或机器人等。

(3) 适用于长距离和低物流量简单运输设备，如汽车等运输车辆。

(4) 适用于长距离和高物流量复杂运输装备，如火车、船舶等。

第七章：

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？（P393-394）

答：机械加工生产线——将加工装备按照一定顺序依次排列，并用一些输送装置与辅助装置将它们连接成一个整体，使之能够完成工件的指定加工过程。

组成类型有：

通用机床生产线：建线周期短，成本低，用于盘类、轴、套、齿轮等中小旋转体工件。

组合机床生产线：由组合机床联机构成，主要适用于加工箱体及杂类工件大批量生产。

专用机床生产线：设计制造周期长，成本高，适于加工结构特殊、复杂的工件，大量生产类型。

柔性连接生产线：以数控机床为主，适应工件品种变化的能力强。

7-5 简述生产节拍平衡和生产线分段的意义和相应的措施？（P400-402）

答：生产节拍平衡的意义：对生产全部工序进行平均化，调整各作业负荷，以使各作业时间尽可能相近。通过平衡，提高效率，减少工时，降低成本，减少在制品，实现有序流动。

生产线平衡措施是：六条（P401，，需要总结归纳！）

生产线分段的意义：适应生产节拍平衡的需要和工件的输送的需要。

生产线分段的措施和场合：四条（P401-402，需要总结归纳！）

7-6 提高生产线可靠性的主要手段有哪些？（P403）

答：（共5条，需要归纳总结！）

7-8 组合机床总体设计的内容有哪些？（P410-421）

答：主要是三图一卡的设计，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。

（需展开简介三图一卡的含义！并注意三图一卡的定义。）

7-10 柔性制造系统的概念、组成及类型？（P430-431）

答：FMS概念：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，

它具有CAD、数控编程、分布式数控、工夹具管理、数据采集和质量管理等功能，它能根据制造任务和生产环境的变化迅速进行调整，适用于多品种、中小批量生产。

FMS组成：（1）加工子系统：加工装备、辅助装备、工艺装备。（2）物流子系统：物料储存、传送和搬运。物料指工件和刀具，典型的物流过程：工件流，刀具流。（3）控制子系统：过程控制、过程监视。上述为三种基本组成，还包括FMS的管理、操作与调整维护及编程等工作。

FMS类型：根据所含机床的数量、机床结构的不同，可将柔性制造系统分为柔性制造装置（FMU）、柔性加工单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）、柔性生产线（FML）。

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？

机械制造装备设计练习题C

机械制造装备设计练习题C 一、填空题 1.机床主传动系统中常采用的无级变速装置有（）、（）和（）三大类。 2.进给传动系统主要用来实现机床的（）和（）运动。 3.主轴部件一般由（）、（）、（）、（）和（）组成。 4.主轴的传动方式主要有（）、（）和（）等。 5.主轴上推力轴承的位置配置形式一般有（）、（）、（）和（）。 6.主轴的主要结构参数包括（）、（）、（）和（）。 7.机床主轴部件主要支承常用的滚动轴承类型有（）、（）、（）、（）和（）等。 8.机床主轴滚动轴承的三种典型配置形式是（）、（）和（）。 9.滚动轴承所用的润滑剂主要有（）和（）两种。 10.滚动轴承密封的类型主要有（）和（）两大类。 二、判断题 1.变速组的级比是指在转速图中的主动轴上同一点传往被动轴两传动线的比值，即同一变速组内传动比之间的比值。（） 2.变速组中最大传动比与最小传动比的比值，称为该变速组的变速范围（） 3.主轴的最高转速与最低转速的比值等于主轴的变速范围。（） 4.主轴的变速范围应等于主变速传动系统中各变速组变速范围的乘积。（） 5.在检查变速组的变速范围是否超过极限值时，只需按实际传动顺序检查最后一个变速组即可。（） 6.为扩大通用机床传动系统的变速范围，可以采用多速电动机传动的方式实现。（） 7.设计多速电动机主变速传动系统时，选择的公比φ必须满足E10 φ（E为正整数），主轴 = 才能得到标准的转速值。（） 8.为扩大通用机床主变速传动系统的变速范围，可以采用双公比传动系的方法实现。（） 9.在确定齿轮齿数时，为避免因齿数和过大而使机床结构庞大和噪声加剧，故一般推荐S z ≤100~120。（） 10.若保证三联滑移齿轮能顺利滑移而不发生碰撞，则三联滑移齿轮的最大齿轮与相邻的次大齿轮之间的齿数差应大于或等于4。（） 11.卧式车床在车削加工时，工件的回转运动为机床的主运动。（） 12.机床主参数是代表机床规格大小及反映机床最大工作能力的一种参数。（） 13.设计非自动化小型机床的有级变速主传动系时，应选用较小的标准公比。（） 14.主轴的最高转速与最低转速的比值等于主轴的变速范围。（） 15.为扩大通用机床传动系统的变速范围，可以采用多速电动机传动的方式实现。（） 16.在主轴部件主支承常用的滚动轴承中，双向推力角接触球轴承可承受双向轴向载荷，但不能承受径向载荷。（） 17.当支承件的截面积相同时，方形截面抗弯能力强；圆形截面抗扭能力强。（） 18.工件的欠定位在特殊场合中是允许的，而工件的过定位则是绝对不允许的。（） 19.辅助支承的结构与可调支承很相近，但辅助支承不起定位作用。（） 20.数控机床生产线适用于产品结构稳定的大量生产类型。（） 三、单项选择题 1.已知某卧式铣床主轴的转速范围为30 ~ 1500r/min，公比φ = 1.26，主轴的转速级数Z 应为（）。

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。（）

13-11机械制造装备设计-部分习题解答

“机械制造装备设计”部分习题解答 第一章： 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？ 答：机械制造装备的柔性化是机床可以调整以满足不同工件加工的性能。柔性化包括产品结构柔性化和功能柔性化。 按照柔性化从高到低排列应为：普通机床、数控机床、加工中心、FMS、组合机床（专用机床）。 普通机床柔性化表现在功能多、适应性强，为功能柔性化；数控机床和加工中心改变加工程序即可适应新的需要，结构柔性化；FMS加工效率较高，改变调度和程序可适应新的需要，为结构柔性化；组合机床（专用机床）生产率高，专门设计，适应性差，基本上无柔性。 1-9 机械制造装备设计有哪些类型？它们的本质区别是什么？ 答：机械制造装备设计类型有创新设计、变型设计和模块化设计三种类型。 它们的本质区别：创新设计是一种新的理论、概念的设计，变型设计是在原设计基础上改变部分部件、参数或者结构的设计，模块化设计是采用预先设计的模块进行组合的一种设计方法。 目前大多为变型设计，模块化设计缩短了新产品设计开发的时间，创新设计的产品很少。 1-15 设计的评价方法很多，结合机械制造装备设计，指出哪些评价方法较为重要，为什么？ 答：设计的评价方法有：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、标准化评价六种。 对于机械制造装备设计，这六种评价方法按重要程度由高向低排队一般是：可靠性评价、人机工程学评价、结构工艺性评价、标准化评价、技术经济评价、产品造型评价。其原因是机械制造装备投资较大，使用周期较长。为了保证产品质量、降低成本、提高可靠性和竞争能力，六种评价都是不可缺少的。 可靠性评价对产品质量与可靠性进行评价；人机工程学评价产品设计在人机工程方面的合理性；结构工艺性评价是对产品结构便于加工制造的性能进行评价，以降低生产成本，缩短生产时间；技术经济评价综合评价产品技术的先进性和经济的合理性；标准化评价是在标准化方面对产品进行评价；而产品造型评价是对产品的外观设计的合理性和新颖性进行评价。 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：可靠性是指产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定任务的能力。 衡量指标有：可靠度R(t)、累计失效概率F(t)、失效率、平均寿命和平均无故障工作时间、可靠寿命、维修度、修复率、平均修复时间等（P37-38）。 它们之间的主要联系：F(t)=1-R(t)。 1-18 从系统设计的角度，如何提高产品的可靠性？ 答：从系统设计角度，提高产品可靠性要提高其组成各单元的可靠性水平，因此要进行系统和单元可靠性的预测。（P39） 此外要将系统可靠性指标合理分配到各组成单元中，明确各组成单元的可靠性设计要求。（P42） 第二章： 2-4 机床系列型谱含意是什么？ 答：先选择用量大的机床为“基型系列”，然后在此基础上派生出若干“变型系列”，基型和变型

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。

机械制造装备设计复习题2及答案

2009年1月份《机械制造装备设计》复习题（二） 一、选择（10分，每小题1分） 1下列结构式中，符合级比规律的是 [C ]。 A. 53122312??= B. 72123212??= C. 61222312??= D. 51323212??= 2齿轮、滚动轴承及其它传动元件的振动摩擦产生的噪声称为[A ]。 A.机械噪声 B. 液压噪声 C.电磁噪声 D. 空气动力噪声 3铣床的主要性能指标（第二主参数）是 [D ]。 A. 床身上的最大回转直径 B. 最大的工件长度 C. 工作台工作面宽度 D. 工作台工作面长度 4刀具是线切削刃，与工件发生线吻合，因此发生线由刀刃实现，发生线不需要刀具与工件的相对运动，该发生线的生成方法为 [ B ]。 A. 轨迹法 B. 成形法 C. 相切法 D. 展成法 5清楚的表明机床的形式和布局，规定各部件的轮廓尺寸及相互间的装配关系和运动关系，是展开各部件设计的依据，该资料称为[C ]。 A.被加工零件工序图 B. 加工示意图 C.机床总联系尺寸图 D. 生产率计算卡 6具有良好的抗振性、工艺性和耐磨性等为特点的导轨为[A ]。 A.铸铁导轨 B. 镶钢导轨 C.有色金属导轨 D. 塑料导轨 7刀库的特点是结构简单紧凑，应用较广，容量较小，一般不超过32把刀具，指的是[A ]。 A.鼓轮式刀库 B. 链式刀库 C.格子箱刀库 D. 直线式刀库 8控制阀将来自气泵的压缩空气自喷嘴通入，形成高速射流，将吸盘内腔中的空气带走而形成负压，使吸盘吸住物体，该吸盘称为[B ]。 A.挤压排气式吸盘 B. 气流负压式吸盘 C.真空泵排气式吸盘 D. 磁吸式吸盘 9在刀具识别位置上，利用光学系统将刀具的形状投影到带有许多光电元件组成的屏幕上，从而将刀具的形状变成电信号，经信息处理后存入记忆装置中，该刀具识别法称为[ C ]。 A. 非接触式磁性识别法 B. 光学纤维刀具识别 C. 图像识别技术 D. PLC 实现随机换刀 10首先应用在平面多关节型（SCARA 型）装配机器人中的驱动机器人关节轴的电机是[ C ]。 A. 直流伺服电动机 B. 交流伺服电动机 C. 双定子结构直接驱动电动机 D. 步进电动机 二、填空（20分，每小题1分） 1普通车床和升降台铣床的主参数系列公比为____1.25____。 2一般机械传动元件的速度增加一倍，噪声增加____6___dB 。

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

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）

机械制造装备设计复习题及答案

机械制造装备设计复习 题及答案 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

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）