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

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機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)題（一）及答案 一、選擇（10分，每小題1分） 1．采用“消滅一切浪費(fèi)”和“不斷完善”，以最優(yōu)的質(zhì)量和最低成本的產(chǎn)品提供給市場(chǎng)，這種制造模式被稱為 [ B ]。 A. “傳統(tǒng)模式” B. “精益生產(chǎn)” C. “敏捷制造” D. “并行工程” 2．利用金屬的塑性變形，使坯料在工具的沖擊力或靜壓力作用下成為具有一定形狀和尺寸的工件，同時(shí)使其性能和金相組織符合一定的技術(shù)要求的機(jī)床，稱為 [ D ]。 A. 擠壓機(jī) B. 沖壓機(jī) C. 軋制機(jī) D. 鍛造機(jī) 3．一組功能、工作原理和結(jié)構(gòu)相同，而尺寸和性能參數(shù)不同的產(chǎn)品，稱為 [ A ]。 A. 縱系列產(chǎn)品 B. 橫系列產(chǎn)品 C. 跨系列產(chǎn)品 D. 基型產(chǎn)品 4．加工規(guī)定的試件，用試件的加工精度表示機(jī)床的精度，稱為 [ D ]。 A. 幾何精度 B. 運(yùn)動(dòng)精度 C. 傳動(dòng)精度 D. 工作精度 5．具有摩擦系數(shù)小，動(dòng)、靜摩擦系數(shù)很接近、運(yùn)動(dòng)靈敏度高，但抗振性差為特點(diǎn)的導(dǎo)軌是 [ C ]。 A. 滑動(dòng)導(dǎo)軌 B. 卸荷導(dǎo)軌 C. 滾動(dòng)導(dǎo)軌 D. 動(dòng)壓導(dǎo)軌 6．一個(gè)四自由度平面關(guān)節(jié)型機(jī)器人，其運(yùn)動(dòng)功能式為[ B ]。 A. B. C. D. 7．以靈活性好，工作空間范圍大，但剛度和精度較低為特點(diǎn)的機(jī)器人是[ A ]。 A. 關(guān)節(jié)型機(jī)器人 B. 求坐標(biāo)型機(jī)器人 C. 圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人 D. 直角坐標(biāo)型機(jī)器人 8．質(zhì)量小、線脹系數(shù)小、彈性模量大、剛度大，在高速下溫升低的軸承為[ D ]。 A.角接觸球軸承 B. 雙列短圓柱滾子軸承 C.圓錐滾子軸承 D. 陶瓷滾子軸承 9．背輪機(jī)構(gòu)可把變速范圍擴(kuò)大到最大數(shù)值為[ D ]。 A. 8 B. 32 C. 4 D. 16 10．制造方便，工藝性好，但磨損后很難調(diào)整和補(bǔ)償間隙，主要用于受軸向負(fù)荷為特點(diǎn)的導(dǎo)軌為： [ D ]。 A. 矩形導(dǎo)軌 B. 三角形導(dǎo)軌 C. 燕尾形導(dǎo)軌 D. 圓柱形導(dǎo)軌 二、填空（20分，每小題1分） 1．加工精度是指加工后零件對(duì)理想尺寸、形狀和___位置___的符合程度。 2．全自動(dòng)是指能自動(dòng)完成工件的上料、加工和卸料的生產(chǎn)全過(guò)程；半自動(dòng)則需___人工___完成上下料。 3．在系列型譜中，不同規(guī)格的產(chǎn)品，同一種參數(shù)按一定規(guī)律（通常按___等比級(jí)數(shù)___）變化。 4．各類機(jī)床按精度可分為普通精度級(jí)、___精密級(jí)___和高精度級(jí)。 5．多數(shù)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速是按__等比級(jí)數(shù)__排列。 6．為了限制轉(zhuǎn)速損失的最大值A(chǔ) max不大于__50%__，則相應(yīng)的公比不得大于2。 7．對(duì)于通用機(jī)床，一般取公比＝__1.26或1.41__； 8．主軸的變速范圍應(yīng)等于主變速傳動(dòng)系中各變速組變速范圍的__乘積__。 9．雙公比變速傳動(dòng)系是在常規(guī)變速傳動(dòng)系基礎(chǔ)上，通過(guò)改變基本組的__級(jí)比指數(shù)__演變來(lái)的。 10．一端固定的優(yōu)點(diǎn)是軸受熱后可以向另一端___自由伸長(zhǎng)___，不會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力。 11．最嚴(yán)重情況時(shí)，齒輪處于軸的中部時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算在齒輪處軸的撓度；當(dāng)齒輪處于軸的兩端附近時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算齒輪的__傾角__，此外還應(yīng)驗(yàn)算軸承的傾角。 12．為了得到連續(xù)的無(wú)級(jí)變速，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該使分級(jí)變速箱的公比__略小于__無(wú)級(jí)變速裝置的變速范圍， 13．進(jìn)給傳動(dòng)與主傳動(dòng)不同，驅(qū)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)件是___恒轉(zhuǎn)矩___傳動(dòng)。 14．機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)精度取決于主軸、軸承、箱體孔等的制造、裝配和__調(diào)整__精度。 15．滿足結(jié)構(gòu)要求的前提下，設(shè)計(jì)主軸時(shí)應(yīng)盡量__縮短__懸伸量。 16．磁浮軸承特別適用于高速、__超高速__加工。 17．選取軸承精度時(shí)，前軸承的精度要選得高一點(diǎn)，一般比后軸承精度__高一級(jí)__。 18．支承件的主要功能是保證機(jī)床各零部件之間的相互位置和__相對(duì)運(yùn)動(dòng)__精度。 19．導(dǎo)軌的功用是承受載荷和__導(dǎo)向__。 20．非接觸式刀具識(shí)別裝置沒(méi)有機(jī)械直接接觸，因而__無(wú)磨損__、無(wú)噪聲、壽命長(zhǎng)、反應(yīng)速度快。 三、問(wèn)答（15分，每小題3分） 1．系列型譜內(nèi)的產(chǎn)品是在基型產(chǎn)品的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)演變和派生而擴(kuò)展成的。擴(kuò)展的方式有哪幾種？ 答：（1）縱系列產(chǎn)品：縱系列產(chǎn)品是一組功能、工作原理和結(jié)構(gòu)相同，而尺寸和性能參數(shù)不同的產(chǎn)品。（1分） （2）橫系列產(chǎn)品：橫系列產(chǎn)品是在基型產(chǎn)品基礎(chǔ)上，通過(guò)增加、減去、更換或修改某些零部件，實(shí)現(xiàn)功能擴(kuò)展的派生產(chǎn)品。（1分） （3）跨系列產(chǎn)品：跨系列產(chǎn)品是采用相同的主要基礎(chǔ)件和通用部件的不同類型產(chǎn)品。（1分） 2．進(jìn)給系統(tǒng)采用有級(jí)變速方式時(shí)，如何確定進(jìn)給量？ 采用有級(jí)變速方式時(shí)，進(jìn)給量一般為等比級(jí)數(shù)，其確定方法與主軸轉(zhuǎn)速的確定方法向同。首先根據(jù)工藝要求，確定最大、最小進(jìn)給量f max 、f min，然后選擇標(biāo)準(zhǔn)公比或進(jìn)給量級(jí)數(shù)Zf ,再由式求出其它參數(shù)。（2分） 但是，各種螺紋加工機(jī)床如螺紋車床、螺紋銑床等，因?yàn)楸患庸ぢ菁y的導(dǎo)程是分段等差級(jí)數(shù)，故其進(jìn)給量也只能按等差級(jí)數(shù)排列。（1分） 3．試述主變速傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則？ 1）傳動(dòng)副前多后少原則，可簡(jiǎn)稱“前多后少”原則。（1分） 2）傳動(dòng)順序與擴(kuò)大順序相一致的原則，可簡(jiǎn)稱“前密后疏”原則。（1分） 3）變速組的降速要前慢后快，中間軸的轉(zhuǎn)速不宜超過(guò)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?？珊?jiǎn)稱“前慢后快”原則。（1分） 4．主傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪齒數(shù)確定后，如何驗(yàn)算轉(zhuǎn)速誤差是否在允許范圍之內(nèi)？ 答：齒輪齒數(shù)確定后，還應(yīng)驗(yàn)算一下實(shí)際傳動(dòng)比（齒輪齒數(shù)之比）與理論傳動(dòng)比（轉(zhuǎn)速圖上給定的傳動(dòng)比）之間的轉(zhuǎn)速誤差是否在允許范圍之內(nèi)。一般應(yīng)滿足 式中，為主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速；n為主軸的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速；為公比。 5．試述小于的微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)有哪些傳動(dòng)？ 答：小于的進(jìn)給機(jī)構(gòu)有彈性力傳動(dòng)、磁致伸縮傳動(dòng)、電致伸縮傳動(dòng)、熱應(yīng)力傳動(dòng)等。 四、分析推導(dǎo)（15分，每小題5分） 1．試述系列化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)有那些？ 答：1)可以用較少品種規(guī)格的產(chǎn)品滿足市場(chǎng)較大范圍的需求。減少產(chǎn)品品種意味著提高每個(gè)品種產(chǎn)品的生產(chǎn)批量，有助于降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品制造質(zhì)量的穩(wěn)定性。 2)系列中不同規(guī)格的產(chǎn)品是經(jīng)過(guò)嚴(yán)格性能試驗(yàn)和長(zhǎng)期生產(chǎn)考驗(yàn)的基型產(chǎn)品演變和派生而成的，可以大大減少設(shè)計(jì)工作量，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，減少產(chǎn)品開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)，縮短產(chǎn)品的研制周期。 3）產(chǎn)品有較高的結(jié)構(gòu)相似性和零部件的通用性，因而可以壓縮工藝裝備的數(shù)量和種類，有助于縮短產(chǎn)品的研制周期，降低生產(chǎn)成本。 4)零備件的種類少，系列中的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相似，便于進(jìn)行產(chǎn)品的維修，改善售后服務(wù)質(zhì)量。 5)為開展變型設(shè)計(jì)提供技術(shù)基礎(chǔ)。 2．試述主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列采用等比級(jí)數(shù)排列的主要原因？ 答：主要原因如下：如某一工序要求的合理轉(zhuǎn)速為n，但在z級(jí)轉(zhuǎn)速中沒(méi)有這個(gè)轉(zhuǎn)速，n處于nj和nj+1之間，即nj＜n＜nj+1，若采用比n轉(zhuǎn)速高的nj+1，由于過(guò)高的切削速度會(huì)使刀具壽命下降。為了不降低刀具壽命，一般選用比n轉(zhuǎn)速低的nj。這將造成（n -nj）的轉(zhuǎn)速損失，相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率為 (2分) 在極端情況下，當(dāng)n趨近于nj+1時(shí)，如仍選用nj為使用轉(zhuǎn)速，產(chǎn)生的最大相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率為 (1分) 在其它條件（直徑、進(jìn)給、背吃刀量）不變的情況下，轉(zhuǎn)速的損失就反映了生產(chǎn)率的損失，對(duì)于各級(jí)轉(zhuǎn)速選用機(jī)會(huì)基本相等的普通機(jī)床，為使總生產(chǎn)率損失最小，應(yīng)使選擇各級(jí)轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的相同，即 或 (1分) 可見任意兩級(jí)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系應(yīng)為 (1分) 此外，應(yīng)用等比級(jí)數(shù)排列的主軸轉(zhuǎn)速，可借助于串聯(lián)若干個(gè)滑移齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn)。使變速傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單并且設(shè)計(jì)計(jì)算方便。 3．舉例說(shuō)明何種機(jī)床主運(yùn)動(dòng)為恒轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)，何種機(jī)床主運(yùn)動(dòng)為恒功率傳動(dòng)？ 答：由切削理論得知，在背吃刀量和進(jìn)給量不變的情況下，切削速度對(duì)切削力的影響較小。因此，主運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，如刨床的工作臺(tái)，在背吃刀量和進(jìn)給量不變的情況下，不論切削速度多大，所承受的切削力基本是相同的，驅(qū)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)的傳動(dòng)件在所有轉(zhuǎn)速下承受的轉(zhuǎn)矩當(dāng)然也基本是相同的，這類機(jī)床的主傳動(dòng)屬恒轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)。 主運(yùn)動(dòng)是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，如車床、銑床等機(jī)床的主軸，在背吃刀量和進(jìn)給量不變的情況下，主軸在所有轉(zhuǎn)速下承受的轉(zhuǎn)矩與工件或銑刀的直徑基本上成正比，但主軸的轉(zhuǎn)速與工件或銑刀的直徑基本上成反比?？梢姡鬟\(yùn)動(dòng)是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床基本上是恒功率傳動(dòng)。 五、計(jì)算題（本大題共2題，每小題10分，共20分） 1. 試求兩自由度機(jī)器人運(yùn)動(dòng)功能矩陣[T0,m] 。（10分） 答： （5分） 式中：，，，，（1分） （4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、T軸不轉(zhuǎn)，B軸以轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)殼體9的俯仰運(yùn)動(dòng)，及由誘導(dǎo)出齒輪7的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。（10分） 答：B軸單獨(dú)旋轉(zhuǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)殼體9的俯仰運(yùn)動(dòng)為： （4分） 由于殼體9的轉(zhuǎn)動(dòng)，也將引起圓錐齒輪7作行星運(yùn)動(dòng)：由誘導(dǎo)出齒輪7的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為： ，，產(chǎn)生誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng) （6分） 六、綜合應(yīng)用（本大題共2題，每小題10分，共20分） 1. 設(shè)計(jì)一臺(tái)8級(jí)轉(zhuǎn)速的車床主傳動(dòng)系統(tǒng)，主軸最高轉(zhuǎn)速為nmax = 1000 r/min。要求采用轉(zhuǎn)速為1440/710 r/min的雙速電機(jī)。（10分） （1）．寫出結(jié)構(gòu)式（2分） （2）．求出公比（1分） （3）．驗(yàn)算最后變速組的變速范圍（1分） （4）．分配降速比（2分） （5）．畫出轉(zhuǎn)速圖（4分） 答：（1）結(jié)構(gòu)式：（2分） (2) 公比：； （1分） （3）最后變速組的變速范圍 合格（1分） （4）分配降速比 ； r/min， 取 r/min （2分） （5）繪制轉(zhuǎn)速圖（5分） 2. 如圖左右旋絲杠平移型夾持器中，夾緊力和驅(qū)動(dòng)力之間的關(guān)系式，并討論該夾持器的特性。（10分） 答：（1）受力分析如圖所示（3分） （2）推導(dǎo)計(jì)算； ； ；（5分） ——絲杠螺紋的中經(jīng) ——螺紋的螺旋角 （3）由電動(dòng)機(jī)1驅(qū)動(dòng)的一對(duì)旋向相反的絲杠2提供準(zhǔn)確的平移夾緊動(dòng)作。兩絲杠協(xié)調(diào)一致地安裝在同一軸上。由導(dǎo)軌3保證鉗爪桿4的平移運(yùn)動(dòng)。這種夾持器若配置一單獨(dú)的伺服電動(dòng)機(jī)或步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，可方便地通過(guò)編程控制電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)來(lái)夾緊和松開不同尺寸規(guī)格的工件。如果采用滾珠絲杠和滾動(dòng)導(dǎo)軌，能得到很高的重復(fù)定位精度（可達(dá)0.005mm）。平移型鉗爪可使工件自動(dòng)定心，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造費(fèi)用高。（2分） 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)題（二）及答案 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，是展開各部件設(shè)計(jì)的依據(jù)，該資料稱為[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，將吸盤內(nèi)腔中的空氣帶走而形成負(fù)壓，使吸盤吸住物體，該吸盤稱為[B ]。 A.擠壓排氣式吸盤 B. 氣流負(fù)壓式吸盤 C.真空泵排氣式吸盤 D. 磁吸式吸盤 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普通車床和升降臺(tái)銑床的主參數(shù)系列公比為____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??；（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所示某車床主傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖，回答下列問(wèn)題？ （1）寫出其結(jié)構(gòu)式：（2分） （2）寫出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小：（2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)鉗爪已張開到最大極限位置。適合于內(nèi)孔薄壁零件的夾持。（2分）