機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)題2及答案.doc

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2009年1月份《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》復(fù)習(xí)題（二） 一、選擇（10分，每小題1分） 1下列結(jié)構(gòu)式中，符合級(jí)比規(guī)律的是 [C ]。 A. B. C. D. 2齒輪、滾動(dòng)軸承及其它傳動(dòng)元件的振動(dòng)摩擦產(chǎn)生的噪聲稱(chēng)為[A ]。 A.機(jī)械噪聲 B. 液壓噪聲 C.電磁噪聲 D. 空氣動(dòng)力噪聲 3銑床的主要性能指標(biāo)（第二主參數(shù)）是 [D ]。 A. 床身上的最大回轉(zhuǎn)直徑 B. 最大的工件長(zhǎng)度 C. 工作臺(tái)工作面寬度 D. 工作臺(tái)工作面長(zhǎng)度 4刀具是線切削刃，與工件發(fā)生線吻合，因此發(fā)生線由刀刃實(shí)現(xiàn)，發(fā)生線不需要刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，該發(fā)生線的生成方法為 [ B ]。 A. 軌跡法 B. 成形法 C. 相切法 D. 展成法 5清楚的表明機(jī)床的形式和布局，規(guī)定各部件的輪廓尺寸及相互間的裝配關(guān)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系，是展開(kāi)各部件設(shè)計(jì)的依據(jù)，該資料稱(chēng)為[C ]。 A.被加工零件工序圖 B. 加工示意圖 C.機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖 D. 生產(chǎn)率計(jì)算卡 6具有良好的抗振性、工藝性和耐磨性等為特點(diǎn)的導(dǎo)軌為[A ]。 A.鑄鐵導(dǎo)軌 B. 鑲鋼導(dǎo)軌 C.有色金屬導(dǎo)軌 D. 塑料導(dǎo)軌 7刀庫(kù)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，應(yīng)用較廣，容量較小，一般不超過(guò)32把刀具，指的是[A ]。 A.鼓輪式刀庫(kù) B. 鏈?zhǔn)降稁?kù) C.格子箱刀庫(kù) D. 直線式刀庫(kù) 8控制閥將來(lái)自氣泵的壓縮空氣自噴嘴通入，形成高速射流，將吸盤(pán)內(nèi)腔中的空氣帶走而形成負(fù)壓，使吸盤(pán)吸住物體，該吸盤(pán)稱(chēng)為[B ]。 A.擠壓排氣式吸盤(pán) B. 氣流負(fù)壓式吸盤(pán) C.真空泵排氣式吸盤(pán) D. 磁吸式吸盤(pán) 9在刀具識(shí)別位置上，利用光學(xué)系統(tǒng)將刀具的形狀投影到帶有許多光電元件組成的屏幕上，從而將刀具的形狀變成電信號(hào)，經(jīng)信息處理后存入記憶裝置中，該刀具識(shí)別法稱(chēng)為[ C ]。 A. 非接觸式磁性識(shí)別法 B. 光學(xué)纖維刀具識(shí)別 C. 圖像識(shí)別技術(shù) D. PLC實(shí)現(xiàn)隨機(jī)換刀 10首先應(yīng)用在平面多關(guān)節(jié)型（SCARA型）裝配機(jī)器人中的驅(qū)動(dòng)機(jī)器人關(guān)節(jié)軸的電機(jī)是[ C ]。 A. 直流伺服電動(dòng)機(jī) B. 交流伺服電動(dòng)機(jī) C. 雙定子結(jié)構(gòu)直接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī) D. 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 二、填空（20分，每小題1分） 1普通車(chē)床和升降臺(tái)銑床的主參數(shù)系列公比為_(kāi)___1.25____。 2一般機(jī)械傳動(dòng)元件的速度增加一倍，噪聲增加____6___dB。 3一般機(jī)械傳動(dòng)元件的載荷增加一倍噪聲增加______3____dB。 4水射流加工是利用具有很高速度的細(xì)水柱或參有___磨料____的細(xì)水柱，沖擊工件的被加工部位，使被加工部位上的材料剝離。 5___可接近性__是指機(jī)床與物流系統(tǒng)之間進(jìn)行物料流動(dòng)的方便程度。 6___傳動(dòng)比___用主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪的齒數(shù)比或主動(dòng)帶輪與從動(dòng)帶輪的直徑比表示。 7采用多速電動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)之一就是當(dāng)電動(dòng)機(jī)在高速時(shí)，沒(méi)有完全發(fā)揮其____能力__。 8齒輪的齒槽到孔壁或鍵槽底部的壁厚a應(yīng)大于或等于____2m ____，以保證齒輪具有足夠的強(qiáng)度。 9導(dǎo)向精度是導(dǎo)軌副在空載或切削條件下運(yùn)動(dòng)時(shí)，實(shí)際運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌與給定運(yùn)動(dòng)____軌跡___之間的偏差。 10影響低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性的因素有導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形式，潤(rùn)滑情況，導(dǎo)軌摩擦面的___靜、動(dòng)摩擦因素__的差值，以及傳動(dòng)導(dǎo)軌的傳動(dòng)系統(tǒng)剛度。 11在機(jī)床設(shè)計(jì)中，既要考慮各個(gè)部件的剛度，同時(shí)也要考慮結(jié)合部剛度及各部件間的剛度_____匹配_____。 12當(dāng)激振頻率和機(jī)床的固有頻率接近時(shí)，機(jī)床將呈現(xiàn)“____共振___”現(xiàn)象，使振幅激增，加工表面粗糙度也將大大增加。 13磁浮軸承利用___磁力____來(lái)支撐運(yùn)動(dòng)部件使其與固定部件脫離接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)軸承功能。 14氣體靜壓軸承摩擦小，功率損耗小，能在極高_(dá)___轉(zhuǎn)速__或極低溫度下工作，振動(dòng)噪聲特別小，旋轉(zhuǎn)精度高，壽命長(zhǎng)，基本上不需要維護(hù)。 15手腕能實(shí)現(xiàn)繞空間三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，即回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（）、左右偏擺運(yùn)動(dòng)（）和_____俯仰____運(yùn)動(dòng)（）。 16工作進(jìn)給長(zhǎng)度等于被加工部位的長(zhǎng)度與刀具切入長(zhǎng)度和___切出___長(zhǎng)度之和。 17由各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)量求機(jī)器人的位置及姿態(tài)，稱(chēng)為機(jī)器人的__正__運(yùn)動(dòng)學(xué)解析。 18機(jī)器人各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)都是坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)，坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)可用______齊次坐標(biāo)變換____矩陣表示。 19機(jī)器人末端執(zhí)行器與機(jī)座之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)可以用____運(yùn)動(dòng)____矩陣表示。 20由機(jī)器人末端執(zhí)行器的位資求關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)量，稱(chēng)為機(jī)器人的__逆運(yùn)動(dòng)學(xué)___解析。 三、問(wèn)答（15分，每小題3分） 1何謂算轉(zhuǎn)速？如何確定中型普通車(chē)床等比傳動(dòng)的計(jì)算轉(zhuǎn)速？ 答：主軸和各傳動(dòng)件傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速。（2分） （1分） 2試述防止低速運(yùn)動(dòng)部件產(chǎn)生爬行的措施？ 答：1應(yīng)減少靜、動(dòng)摩擦系數(shù)之差； 2 提高傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的剛度； 3 降低移動(dòng)部件的質(zhì)量 4 增大系統(tǒng)阻尼。 （答對(duì)3個(gè)，即得3分） 3采用公用齒輪傳動(dòng)的系統(tǒng)有何特點(diǎn)？（3分） 答：（1） 可以減少齒輪的數(shù)目，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減少軸向尺寸； （2）兩個(gè)變速組的模數(shù)必須相等； （3）彎曲疲勞需用應(yīng)力比非公用齒輪要低，盡可能選擇較大的齒輪作公用齒輪； （4）雙公用齒輪降速傳動(dòng)時(shí)，其傳動(dòng)順序與擴(kuò)大順序不一致。 （答對(duì)3個(gè)，即得3分） 4試述傳動(dòng)件在主軸上軸向位置合理布置的原則？（3分） 答：1傳動(dòng)力Q引起的主軸彎曲要?。?分）； 2 引起主軸前軸端在加工精度敏感方向上的位移要小；（1分） 3 因此，主軸上傳動(dòng)件軸向布置時(shí)，應(yīng)盡量靠近前支承，有多個(gè)傳動(dòng)件時(shí)，其中最大件應(yīng)靠近前支承。（1分） 5試述雙列短圓柱滾子軸承的特點(diǎn)?（3分） 答：（1）內(nèi)圈有1:12得錐孔，與主軸的錐形軸頸相匹配，軸向移動(dòng)內(nèi)圈可以將內(nèi)圈漲大用來(lái)調(diào)整軸承的徑向間隙和預(yù)緊。（1分） （2）軸承的滾動(dòng)體為滾子，能承受較大的徑向載荷和較高的轉(zhuǎn)速；（1分） （3）軸承有兩列滾子交叉排列，數(shù)量較多，因此剛度很高； （4）不能承受軸向載荷。 （答對(duì)3個(gè)，即得3分） 四、分析推導(dǎo)（15分，每小題5分） 1某一絲杠，導(dǎo)程為10 mm，直徑d = 40 mm？全長(zhǎng)共有110圈螺紋，跨距L = 1300 mm，工作時(shí)絲杠溫度預(yù)計(jì)比床身高，鋼的熱膨脹系數(shù) ，求預(yù)拉伸量（預(yù)拉伸量應(yīng)略大于熱伸長(zhǎng)量）。（5分） 答： 螺紋段長(zhǎng)度 螺紋段熱伸長(zhǎng)量 預(yù)拉伸量應(yīng)略大于，取螺紋段預(yù)拉伸量，當(dāng)溫升后，還有的剩余拉伸量，與拉伸力有所下降，但未完全消失，補(bǔ)償了熱膨脹引起的變形。 裝配時(shí)絲杠的預(yù)拉伸力通常由測(cè)量絲杠伸長(zhǎng)量來(lái)控制，絲杠全長(zhǎng)上預(yù)拉伸量為： 2試導(dǎo)出快速運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)克服慣性力所需的功率表達(dá)式（5分） 答：（1） (kW) (kW)（2分） （2） ； t為電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)時(shí)間（s），對(duì)于重型機(jī)床，對(duì)于大型機(jī)床（1分） （3）各運(yùn)動(dòng)部件折算到電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（1分） （4）（1分） 3試述同步齒形帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)？（5分） 答：（1）同步齒形帶無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，傳動(dòng)精度高； （2）可傳遞100kW以上的功率； （3）厚度小、質(zhì)量小、傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小、適用于高速傳動(dòng)，可達(dá)50m/s； （4）無(wú)需特別張緊，對(duì)軸和軸承壓力小，傳動(dòng)效率高； （5）不需要潤(rùn)滑，耐水耐腐蝕，能在高溫下工作； （6）傳動(dòng)比大，可達(dá)1 :10，。 （答出5個(gè)序號(hào)中的第一句話即可滿分） 五、計(jì)算題（本大題共2題，每小題10分，共20分） 1. 設(shè)計(jì)平面搬運(yùn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)功能方案，作業(yè)動(dòng)作功能要求將工件 W從a平面搬運(yùn)到b平面上，手抓抓取工件Xw方向(工件窄方向)，如圖所示。試用創(chuàng)成式設(shè)計(jì)法（）建立四自由度機(jī)器人運(yùn)動(dòng)功能矩陣[T0,m]。（10分） 答：變成基準(zhǔn)狀態(tài)后，建立運(yùn)動(dòng)功能矩陣[T0,m] 式中：，，，，（5分） 2. 圖示為三自由度的機(jī)械傳動(dòng)手腕的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，試求當(dāng)S軸不轉(zhuǎn)，T、B軸同時(shí)以相同旋向旋轉(zhuǎn)時(shí)，手腕的俯仰運(yùn)動(dòng)N9。（10分） 答：（1）B軸單獨(dú)旋轉(zhuǎn)時(shí)， ；（2分） （2）T軸單獨(dú)旋轉(zhuǎn)時(shí)， 、為行星傳動(dòng)： ，（3分） 產(chǎn)生誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng)：（3分） 合成運(yùn)動(dòng)（2分） 六、綜合應(yīng)用（本大題共2題，每小題10分，共20分） 1. 根據(jù)圖1所示某車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖，回答下列問(wèn)題？ （1）寫(xiě)出其結(jié)構(gòu)式：（2分） （2）寫(xiě)出Ⅲ-Ⅳ軸間變速組的變速范圍及（2分） （3）Ⅳ軸變速范圍公式及其大?。海?分） （4）找出各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（2分） （5）找出Ⅲ軸上齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速：（2分） 答：（1）結(jié)構(gòu)式： ； （2分） (2) ；（2分） （3） 或 ； （2分） （4） 取200r/min 軸號(hào) I II III Ⅳ nc 800 310 200 200 （2分） 齒輪 Z8 Z10 Z13 Z11 nc 200 500 200 315 （5） （2分） 2. 求內(nèi)撐連桿杠桿式夾持器中，夾緊力FN和驅(qū)動(dòng)力FP之間的關(guān)系式，并討論該回轉(zhuǎn)型夾持器的特性。（10分） 答：（1）受力分析如圖所示（3分） （2）推導(dǎo)計(jì)算； ；; （5分） （3）討論該夾持器的特性： 在結(jié)構(gòu)尺寸b、c和驅(qū)動(dòng)力一定時(shí)， 夾緊力 與角的正切成反比，當(dāng)角較小時(shí)，可獲得較大的夾緊力，當(dāng)時(shí)此時(shí)鉗爪已張開(kāi)到最大極限位置。適合于內(nèi)孔薄壁零件的夾持。（2分）