机械制造装备课后题整理 上海海洋大学 高可
机械制造装备设计课后习题答案整理
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？〔需要看教材确认答案〕1)柔性化精密化自动化机电一体化节材节能2)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？1)柔性化有俩重含义：产品机构柔性化和功能柔性化。
2)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表达在哪些方面？可获得什么好处？1)机械制造装备的机电一体化表达在：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，由电脑进行处理，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。
2)好处：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？1)加工装备：采用机械制造方法制造机器零件的机床。
2)工艺装备：产品制造是用的各种刀具、模具、夹具、量具等工具。
3)仓储运输装备：各级仓库、物料传送、机床上下料等设备。
4)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表达工业工程的需求？1)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。
机械制造课后习题答案
2-2.切削过程的三个变形区各有什么特点？它们之间有什么关联？答：第一变形区：变形量最大。
第二变形区：切屑形成后与前刀面之间存在压力，所以沿前刀面流出时有很大摩擦，所以切屑底层又一次塑性变形。
第三变形区：已加工表面与后刀面的接触区域。
这三个变形区汇集在切削刃附近，应力比较集中，而且复杂，金属的被切削层在此处于工件基体分离，变成切屑，一小部分留在加工表面上。
2-11背吃刀量和进给量对切削力和切削温度的影响是否是一样？为什么？如何指导生产实践？答：不一样。
切削速度影响最大，进给量次之，背吃刀量最小。
从他们的指数可以看出，指数越大影响越大。
为了有效地控制切削温度以提高刀具寿命，在机床允许的条件下选用较大的背吃刀量和进给量，比选用打的切削速度更为有利。
2-13刀具的正常磨损过程可分为几个阶段？各阶段特点是什么？刀具的磨损应限制在哪一阶段？答：（1）初期磨损阶段新刃磨的道具后刀面存在粗糙不平之处以及显微裂纹、氧化或脱碳层等，而且切削刃较锋利，后刀面与加工表面接触面积较小，应力较大，所以该阶段磨损较快。
（2）正常磨损阶段刀具毛糙表面已经磨平，这个阶段磨损比较缓慢均匀，后刀面磨损量随着切削时间延长而近似地称正比例增加，这一阶段时间较长。
（3）急剧磨损阶段刀具表面粗糙度值增大，切削力与切削温度均学苏升高，磨损速度增加很快，一直刀具损坏而失去切削能力。
2-14刀具磨钝标准是什么意思？他与哪些因素有关？答：刀具磨损到一定限度就不能继续使用，这个磨损限度称为磨钝标准2-15什么叫刀具寿命？刀具寿命和磨钝标准有什么关系？磨钝标准确定后，刀具寿命是否就确定了？为什么？答：一把新刀或重新刃磨过的刀具从开始使用直至达到磨钝标准所经历的实际切削时间叫做刀具寿命。
2-17切削用量对刀具磨损有何影响？在VTm=C关系中，指数m的物理意义是什么？不同刀具材料m值为什么不同？答：切削速度影响最大，进给量次之，背吃刀量最小，和对切削温度影响顺序完全一致。
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“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。
机械制造装备设计方案课后习题答案
第五章课后习题答案1机床夹具的作用是什么？有哪些要求？作用：1、保证加工精度2、提高生产率3、扩大机床的使用范围4、减轻工人的劳动程度，保证生产安全5、降低成本要求：1、保证加工精度 2 、夹具的总体方案应与生产纲领相适应3、安全、方便、减轻劳动强度4、排屑顺畅5、夹具应有良好的刚度、强度、结构工艺性1.机床夹具的组成部分有哪些？1、定位元件及定位装置用于确定工件正确位置的元件或装置2、夹紧元件及夹紧装置用于固定工件已获得的正确位置的元件或装置3、导向及对刀元件用于确定工件与刀具的相互位置的元件4、动力装置5、夹具体用于将各元件、装置连接在一块，并通过它将整个夹具安装在机床上6、其它元件及装置3.何为六点定位原理？何谓定位的正常情况和非正常情况？它们各包括哪些方面？六点定位原理：采用六个按一定规则布置的约束点，限制工件的六个自由度使工件实现完全定位。
正常情况：根据加工表面的位置尺寸要求，需要限制的自由度均已被限制，称定位的正常情况。
正常情况分为：a完全定位六个自由度全部被限制b不完全定位少于六个自由度被限制非正常情况：根据加工表面的位置尺寸要求，需要限制的自由度没有完全被限制，或某个自由度被两个或两个以上的约束重负限制，称为非正常情况非正常情况分为：a.欠定位需要限制的自由度没有完全被限制b•过定位某个自由度被两个或两个以上的约束重负限制4、确定夹具的定位方案时，要考虑哪些方面的要求？在多个表面参与定位时：限制自由度最多的定位面——第一定位基准面或主基准面限制自由度较多的定位面——第二定位基准面或导向基准限制一个自由度的定位面——第三定位基准面或定程基准5、何谓定位误差？定位误差是由哪些因素引起的？定位误差：指工序基准在加工方向上的最大位置变动量所引起的加工误差，它是加工误差的一部分产生定位误差的原因：1、基准不重合带来的定位误差2、间隙引起的定位误差3、与夹具有关的因素产生的定位误差6、夹紧和定位的区别？对夹紧装置的基本要求有哪些？定位是确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程。
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备，减少工时和材料的消耗；合理地进行机械制造装构工艺性评价产品造型评价标准化评价重要的作用？备的总体布局，优化操作步骤和方法，减少操作过程1-16 有些方案的技术评价较高，但经济评价一般或不制造业是国民经济发展的支柱产业，也是科技技中工人的体力消耗；对市场和消费者进行调研，保证好，有些方案可能是相反的情况，如何对这些方案进术发展的载体及使其转化为规模生产力的工具和桥产品合理的质量标准，减少因质量标准定得过高造成行综合评价？梁。
装备制造业是一个国家综合制造能力的集中表不必要的超频工作量。
答：设计方案的技术评价Tj和经济评价Ej经常不会现，重大装备研制能力是衡量一个国家工业化水平和1-9 机械制造装备设计有哪些类型？他们的本质区同时都是最优，进行技术和经济的综合评价才能最终综合国力的重要标准。
别是什么？选出最理想的方案。
技术经济评价TEj有两种计算方1-2 机械制造装备与其他工业化装备相比，特别强调 1.）机械制造装备设计包括创新设计、变形设计、法：应满足哪些要求？为什么？模块化设计；1、当Tj和Ej的值相差不太悬殊时，可用均值法柔性化精密化自动化机电一体化节材节能 2.计算TEj值，即TEj=（Tj+Ej）/2。
）创新设计，一般需要较长的设计开发周期，符合工业工程要求符合绿色工程要求投入较大的研制开发工作量；变型设计，变型设计不2、当Tj和Ej的值相差很悬殊时，建议用双曲线1-3 柔性化指的是什么？试分析组合机床、普通机法计算TEj值，即TEj=根号（Tj+Ej）。
是孤立无序的设计，而是在创新设计的基础上进行床、数控机床、加工中心和柔性制造系统的柔性化程的，模块化设计，对一定范围内不同性能，不同规格技术经济评价值TEj越大，设计方案的技术经济综合度。
其柔性表现在哪里？的产品进行功能分析，划分一系列的功能模块，而后性能越好，一般TEj值不应小于0.65。
机械制造装备设计课后习题答案定稿版
机械制造装备设计课后习题答案精编W O R D版IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】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（需要看教材确认答案）1)柔性化精密化自动化机电一体化节材节能2)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1)柔性化有俩重含义：产品机构柔性化和功能柔性化。
2)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1)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。
2)好处：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？1)加工装备：采用机械制造方法制造机器零件的机床。
2)工艺装备：产品制造是用的各种刀具、模具、夹具、量具等工具。
3)仓储运输装备：各级仓库、物料传送、机床上下料等设备。
4)辅助装备：清洗机和排屑装置等设备。
制造装备课后答案
26、某车床的主轴转速n=40~1800r/min ，公比41.1=ϕ电动机的转速min /1440=电n ，试拟定结构式，转速图；确定齿轮的齿数、带轮的直径；演算转速误差；画出主传动系统图。
解：该主轴的变速范围为: 45401800min max ===n n R n 根据变速范围、公比可求变速的级数12141.1lg 45lg 1lg lg ≈+=+=ϕn R Z 拟定结构式级数为12的传动副数为2或3的传动方案有以下几种：42132212⨯⨯= 63122312⨯⨯= 62123212⨯⨯= 24123212⨯⨯= 36122312⨯⨯= 26132212⨯⨯= 41232212⨯⨯= 61323212⨯⨯= 61222312⨯⨯= 14223212⨯⨯= 16332212⨯⨯= 16222312⨯⨯= 21422312⨯⨯= 13632212⨯⨯= 21632212⨯⨯= 12422312⨯⨯= 31623212⨯⨯= 12623212⨯⨯=根据级比规律和传动副前多后少、传动线前密后疏的的原则确定查表可获得12级转速为 40、56、80、112、160、224、315、450、630、900、1250、1800 作转速图如下： 63122312⨯⨯=56 80 112 160 224 315 450 630 900 1250 1800r/min 1440r/min2241.122max ≤===ϕ主u 符合要求4/14/141.144min ≥===--ϕ主u 符合要求最后扩大组的变速范围：841.1)12(6)1(===--i i P x i R ϕ符合要求带轮的直径计算（因功率参数等不详仅举例说明）：查表取小带轮的基准直径为125mm 则大带轮直径)1(12ε-=id d ε取0.015 =-⨯⨯=-=)015.01(1256.1)1(12εid d 197mm 查表取大带轮的基准直径为200mm齿轮齿数的确定：I II 轴之间的传动副共有3对 传动比为 1:1 1:1.41 1:2如果采用模数相同的标准齿轮， 则三对传动副的齿轮和相同查表可得....96847260....，，，，，=z S取72=z S 可以确定 三个传动副的齿数为 1：1传动副 36 361：1.41传动副 30 42 1：2传动副 24 48 同理可确定II III 轴的齿数和取 84 1：1传动副齿数取 42 42 1：2.82传动副齿数取22 62 III IV 之间的传动副齿数和取 90 2：1的传动副齿数取 60 30 1：4的传动副齿数取 18 72转速误差的计算主轴各级转速所获得的实际转速按下面的公式计算321)1(21U U U d d n n ⨯-⨯=ε电实际1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 理论转速 40 56 80 112 160 224 315 450 630 900 1250 1800 实际转速 39.32 56.17 78.64 110.81 158.30 221.63 314.56 449.38 629.13 886.5 1266.43 1773 转速误差1.700.311.701.061.061.060.140.140.141.51.311.51800r/min4056 80 112 160 224 315 450 630 900 1250 1440r/min 电 I II III IV率（%）允许误差：%1.4)%141.1(10)%1(10=-⨯=-⨯ϕ 根据上表可知转速误差率在允许的范围内绘制传动系统图如下：27、某机床主轴转速n=100~1120r/min ，转速级数8=Z ，电动机的转速min /1440=电n ，试设计该机床的主传动系，包括拟定结构式和转速图，画出主传动系统图。
02210机械制造装备设计第4版课后习题问题详解(李庆余)
《机械制造装备设计》第4版第一章习题参考答案1-1 机床应满足哪些基本要求？什么是人机关系？机床应具有的性能指标:1、工艺围；2、加工精度；3、生产率和自动化；4、可靠性；人机关系：使机床符合人的生理和心理特征，实现人机环境高度协调统一，为操作者创造一个安全、舒适、可靠、高效的工作条件；能减轻操作者精神紧和身体疲劳。
机床的信号指示系统的显示方式、显示器位置等都能使人易于无误地接受；机床的操纵应灵活方便，符合人的动作习惯，使操作者从接收信号到产生动作不用经过思考，提高正确操作的速度，不易产生误操作或故障。
机床造型应美观大方，色彩协调，提高作业舒适度。
另外，应降低噪声，减少噪声污染。
1-2 机床设计的容和步骤是什么？机床设计大致包括总体设计，技术设计，零件设计，样机试制和试验鉴定四个阶段。
1-3 机床的总体方案拟定包括什么容？机床总布局的容和步骤是什么？总体设计：1、掌握机床的设计依据；2、工艺分析；3、总体布局；4、确定主要的技术参数机床总体布局：1、分配机床运动；2、选择传动形式和支承形式；3、安排操纵部位；4、拟定提高动刚度的措施。
1-4 机床分配运动的原则是什么？驱动型式如何选择？机床运动的分配应掌握四个原则：1、将运动分配给质量小的零部件；2、运动分配应有利于提高工件的加工精度；3、运动分配应有利于提高运动部件的刚度；4、运动分配应视工件形状而定。
机床的主传动按驱动电动机类型分为交流电动机驱动和直流电动机驱动。
交流电动机驱动又分为单速电动机、双速电动机及变频调速电动机驱动。
机床传动的形式有机械传动，液压传动等。
机械传动靠滑移齿轮变速，变速级数一般少于30级，它传递功率大，变速围较广，传动比准确，工作可靠，广泛用于通用机床中，尤其是中小型机床中。
缺点是有相对转速损失，工作中不能变速。
随着变频调速技术的迅速发展，变频调速—多楔带—齿轮传动组合的传动已成为机床主传动的主导形式。
液压无级变速传动平稳，运动换向冲击小，易于实现直线运动，适用于刨床、拉床、大型矩台平面磨床等机床的主运动中。
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1-2.说明何谓简单运动？何谓复合运动？其本质区别是什么？
答:如果一个独立的成形运动，是由单独的旋转运动或直线运动构成的，则称此成形运动为简单成形运动，简称简单运动。
如果一个独立的成形运动是由两个或两个以上的旋转运动或直线运动，按照某种确定的运动关系组合而成的，则称此成形运动为复合成形运动，简称复合运动。
本质区别在于简单运动是由单独的旋转运动或直线运动组成的，而复合运动是由多个旋转运动或直线运动组合而成的。
1-12. CA6140型车床主传动链中，能否用双向牙嵌式离合器或双向齿轮式离合器代替双向多片式摩擦离合器，实现主轴的开停及换向？在进给传动链中，能否用单向摩擦离合器或电磁离合器代替齿轮式离合器？为什么？
答：不能代替双向多片式摩擦离合器，因起到过载保护作用。
不能代替齿轮式离合器，因其可以保证准确的传动比。
1-15.为什么卧式车床溜板箱中要设置互锁机构？丝杠传动与纵向、横向机动进给能否同时接通？纵向和横向机动进给之间是否需要互锁？为什么？
答：若操作错误同时将丝杠传动和纵横向机动给接通，则将损坏机床。
为了防止发生，溜板箱中设置互锁机构，以保证开合螺母合上时机动进给不能接通，反之机动进给接通时开合螺母不能合上，故丝杠传动与纵横向机动进给不能接通，纵横向机动进给不需互锁是由手柄控制纵向机动进给时横向机动进给的离合器是脱开、不能传递动力，也就不能横向进给，当横向机动进给时控制纵向传动离合器是脱开，不能纵向机动进给。
1-22.分析比较应用展成法与成形法加工圆柱齿轮各有何特点？
答:成形法加工齿轮，要求所用刀具的切削刃形状与被切齿轮的齿槽形状相吻合。
例如：在铣床上用盘形或指形齿轮铣刀铣削齿轮，在刨床或插床上用成形刀具刨削或插削齿轮等。
通常采用单齿轮成形刀具加工齿轮，它的优点是机床较简单，也可以利用通用机床加工。
缺点是对于同一模数的齿轮，只要齿数不同，齿廓形状就不相同，需采用不同的成形刀具；在实际生产中加工精度较低，生产效率也较低。
范成法切齿所用刀具切削刃的形状相当于齿条或齿轮的轮廓，它与被切齿轮的齿数无关，因此每一种模数，只需用一把刀具就可以加工各种不同齿数的齿轮。
这种方法的加工精度和生产率一般比较高，因而在齿轮加工机床中应用最广。
1-24.在滚齿机上加工直齿和斜齿圆柱齿轮，大质数直齿圆柱齿轮，用切向发加工蜗轮时，分别需要调整哪几条传动链？画出传动原理图，并说明各传动链的两端件及计算位移是什么？
答：（1）加工直齿圆柱齿轮时，需要调整主运动传动链，展成运动传动链和轴向进给运动传动链。
主运动的传动链的两端件是电动机—滚刀主轴Ⅷ，计算位移是：电动机—滚刀主轴转速；展成运动传动链的两端件是滚刀主轴（滚刀转动）—工作台主轴，计算位移是：滚刀主轴转速与工作台主轴转速；轴向进给传动链的两端件是工作台（工件移动），计算位移是：工作台每转一转时，刀架进给Ｆ。
（2）加工斜齿圆柱齿轮时，比加工直齿圆柱齿轮时多一条附加运动传动链，其两端件是滚刀刀架（滚刀移动）—（作台工件附加转动），计算位移是：刀架沿工件轴向移动一个螺旋线导程Ｌ时，工件应附加转±1转。
传动原理图见图4-3。
（3）加工大质数直齿圆柱齿轮时，需要调整主运动传动链，与加工直齿圆柱齿轮相同；范成运动传动链：两端件是工作台，计
算位移是：工作台转k/z转，工作台附加转（k/z—k/）转。
4．用切向法加工蜗轮时，需要调整主运动传动链，范成运动传动链和切入进给运动，见图4—4C，4—4D。