机械制造装备设计

1、加工精度是指加工后零件对离线该尺寸、形状和位置的符合程度，一般包括尺寸精度、表面形状精度、相互位置精度和表面粗糙度。

2、实现自动化的方法从初级到高级依次为：凸轮控制、程序控制、数字控制和适应控制等。

3、机械制造装备的分类，可划分为加工装备、工艺装备、仓储传送装备和辅助装备四大类。

4、锻压机床主要包括锻造机、冲压机、挤压机和轧制机四大类。

5、工艺装备：各种道具、磨具、夹具、量具等工具，总称为工艺装备。

6、机械制造装备设计可分为创新设计、变型设计和模块化设计等三大类型。

7、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四个阶段。

8、系列化设计的基本概念：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础，以它为基础。

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。

在产品基型系列的基础上，同样运用结构典型化、零部件通用化、标准化的原则，增加、减去、更换或修改少数零部件，派生出不同用途的变型产品，构成产品派生系列。

编制反映基型系列和派生系列关系的产品系列型谱。

在系列型谱中，各规格产品应有相同的功能结构和相似的结构形式；统一类型的零部件在规格不同的产品中具有完全相同的功能结构；不同规格的产品，同一种参数按一定减免规律（通常按等比级数）变化。

9.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。

这里所谓的“规定条件”包括使用条件、维护条件、环境条件和操作技术等；“规定时间”可以是某个预订的时间，也可以是与时间有关的其它指标，如作用或重复次数、距离等；“规定任务”是指产品应具有的技术指标。

产品可靠性主要取决于产品在研制和设计阶段次年改成的产品的固有可靠性。

10.机床工艺范围是指机床适应不同生产要求的能力，也可称之为机床的加工功能。

机床应满足一定的加工作用要求，包括加工作业功能和加工作业空间。

加床工艺范围一般包括可加工的工件类型、加工方法、加工表面形状、材料、工件和加工尺寸范围、毛坯类型等。

11、从发生线成形原理上看，道具切削刃的类型可以分为点切削刃、线切削刃和面切削刃。

12.主运动的功能是切除加工表面上多余的金属材料，因此运动速度高，小号机床的大部分动力，故称为主运动，也可称为切削运动。

它是形成加工表面必不可少的成形运动。

13、机床运动功能式（或功能图）描述了道具与工件之间的相对运动，单基础支撑件设在何处（即“接地”）尚未确定，即相对“地”来说，哪些运动是由道具一侧完成，哪些运动由工件一侧完成也还不清楚，所以首先是运动功能的分配问题。

14、几何精度是指机床空载条件下，在不运动（机床主轴不转或工作台不移动及转动等情况下）或运动速度较低时机床主要独立不见的形状（直线度、平面度）、相互位置（平行度、垂直度、重合度、等距度、角度）、旋转（径向圆跳动、周期性轴向窜动、端面圆跳动）和相对运动位移精确程度。

15、运动精度是指机床在空载并以工作速度运动时，执行部件的几何位置精度（又称几何运动精度）。

传动精度是指机床传动系统各末端执行件之间运动的协调性和均匀性16、爬行是个很复杂的现象，它是因摩擦产生的自己震动现象。

产生这一现象的主要原因是摩擦面上的摩擦系数随速度的增大而减小和传动系的刚度不足。

17、公比φ的选用φ值小则相对转速损失少，但当变速范围一定时变速级数将增多，变速箱的结构复杂。

对于通用机床，辅助时间和准备时间较长，机动时间在加工周期中占的比重不是很大，转速损失不会引起加工周期过多地延长，为了机床变速箱结构不过于复杂，说一般取φ=1.26或1.41等较大的公比；对于大批量生产用的专用机床、专门化机床及自动机，情况却相反，通常取φ=1.12或1.26等较小的公比。

由于此类机床不经常变速，可用交换齿轮变速，机床的结构不会因采用小公比而复杂化。

18、主传动系的传动方式主要有两种：集中传动方式和分离传动方式。

1）集中传动方式：主传动系的全部传动和变速机构集中装在同一个主轴箱内，称为集中传动方式。

通用机床中多数机床的主变速传东西都采用这种方式。

其特点是结构紧凑，便于实现集中操纵，安装调整方便。

缺点是这些高速运转的传动件在运转过程中所产生的振动，将直接影响主轴的运转平稳性；传动件所产生的热量，会使主轴产生热变形，使主轴回转轴线偏离正确位置而直接影响加工精度。

这种传动方式适用于普通精度的大中型机床。

2）分离传动方式主传动系中的大部分的传动和变速机构装在原理主轴的单独变速箱中，然后通过带传动将运动传到主轴箱的传动方式，称为分离传动方式。

其特点是变速箱个传动件所产生的振动和热量不能直接传给或少传给主轴，从而减少主轴的振动和热变形，有利于提高机床的工作精度。

在分离传动式的主轴箱中采用的背轮机构，齿轮传动的作用是：当主轴作告诉运转时，运动由传动带经齿轮离合器直接传动，主轴传动链短，使主轴在告诉运转时比较平稳，空载损失小；当主轴需作低俗运转时，运动则由带轮经背轮机构的两对降速齿轮传动，显著降低转速，达到扩大变速范围的目的。

19.设计机床主变速传动系时，为避免从动齿轮尺寸过大而增加箱体的径向尺寸，一般限制降速最小传动比u主≥1/4;为避免扩大传动误差，减少震动噪声，一般限制直齿圆柱齿min轮的最大升速比u主max≤2,斜齿圆柱齿轮传动较平稳，可取u主max≤2.5.因此，各变速组的变速范围相应受到现实：主传动各变速组的最大变速范围为R主max=u主max/u主≤(2~2.5)/0.25=8~10;对于金给脸，由于转速通常较低，传动功率较小，零件尺寸也较小，min上述限制可放宽为u≤2.8,u进min≥1/5,故R进max≤14.进max20.主变速传东西设计的一般原则1)传动副前多后少原则主编苏传动系从电动机到主轴，通常为降速传动，接近电动机的传动件转速较高，传动的转矩较小，尺寸小一些；反之，靠近主轴的传动件转速较低，传动的转矩较大，尺寸就较大。

2）传动顺序与扩大顺序相一致的原则3）变速组的降速要前慢后快，中间轴的转速不宜超过电动机的转速4）转速图中传动比的分配根据上述主变速传东西设计原则设计出的转速图，可有多种方案，根据实际需要进行传动比的分配后，就可以确定出所需要的一种转速图。

21、扩大传动系变速范围的方法1）增大变速组在原有的变速传动系内在增加一个变速组，是扩大变速范围最简便的方法。

2）采用背轮机构3）采用双工笔的传动系在通用机床的使用中，每级转速使用的机会不太相同。

经常使用的转速一般是在转速范围的中段，转速范围的高、低段使用较少。

双公比传东西就是针对这一情况而设计的。

4）采用分支传动分支传动是指在串联形式变速传动系的基础上，增加并联分支以扩大变速范围22.为何要大于四采用三联滑移齿轮时，应检查滑移齿轮之间的齿数关系：三联滑移齿轮的最大和次大齿轮之间的齿数差应大于或等于4，以保证华裔时齿轮外圆不相碰。

如小于4，将无法实现变速。

23.计算转速主变速传动系中个传动件究竟按多大的转矩进行计算，导出计算转速的概念。

主轴或各传动件传递全部功率的最低转速为它们的计算转速n j.24.主轴的传动方式主轴的传动方式主要有齿轮传动、带传动、电动机直接驱动等。

主轴传动方式的选择，主要取决于主轴的转速、所传递的转矩、对运动平稳性的要求以及结构紧凑、装卸维修方便等要求。

1）齿轮传动齿轮传动的特点是结构简单、紧凑，能传递较大的转矩，能适应边转速、变载荷工作，应用最广。

它的缺点是线速度不能过高，通常小于12m/s,不如带传动平稳。

2）带传动由于各种新材料及新型传动带的出现，带传动的应用日益广泛。

常用的有平带、V 带、多楔带和同步齿形带等。

带传动的特点是靠摩擦力传动（除同步齿形带外）、结构简单、制造容易、成本低，特别适用于中心距较大的两轴间传动。

由于带有弹性，可吸振，故传动平稳，噪声小，适宜高速传动。

带传动在过载时会打滑，能起到过载保护作用。

其缺点是有滑动，不能用在速比要求准确的场合。

25.推力轴承位置配置形式推力轴承在主轴前、后支承的配置形式，影响主轴轴向刚度和主轴热变形的方向和大小。

为使主轴具有足够的轴向刚度和轴向位置精度，并尽量简化结构，应恰当地配置推力轴承的位置。

1）前端配置两个方向的推力轴承都布置在前支承处。

2）后端配置两个方向的推力轴承都布置在后支承处3)两端配置两个方向的推力轴承分别布置在后支承处4）中间配置两个方向的推理轴承配置在前支撑的后侧26.机床上常用的主轴轴承有滚动轴承、液力动压轴承、液力静压轴承、空气静压轴承等。

27.什么是角接触球轴承接触角接触角α是球轴承的一个主要涉及参数。

接触角是滚动体与滚道接触点处共发现与主轴轴线垂直平面间的夹角。

当接触角为0时，称为深沟球轴承；0˂α≤45时，称为角接触球轴承；当45˂α≤90时，称为推力角接触球轴承；当α=90时，称为推力球轴承。

28.支撑件的界面形状和选择1）无论是正方形、圆形还是矩形，空心界面的刚度都比实心的大，而且同样的界面形状和相同大小的面积，外形尺寸大而壁薄的界面，比外形尺寸小而壁厚的界面的抗弯刚度和抗扭刚度都高。

所以为提高支撑件刚度，支撑件的界面应是中空形状，尽可能加大界面尺寸，在工艺可能的前提下壁厚尽量薄一些。

当然壁厚不能太薄，以免出现薄壁振动。

2）圆（环）形界面的抗扭刚度比正方形好，而抗弯刚度比正方形低。

因此，以承受弯矩为主的支撑件的界面形状应取矩形，并以其高度方向为受弯方向；以承受扭矩为主的支撑件的界面形状应取圆（环）形。

3）封闭界面的刚度远远大于开口界面的刚度，特别是抗扭刚度。

设计时应尽可能把支撑件的界面做成封闭形状。

但是为了排屑和在床身内安装一些机构的需要，有时不能做成全封闭形状。

29、导轨的界面形状、选取和特点直线运动导轨的界面形状主要有四种：矩形、三角形、燕尾形和圆柱形，并可互相组合，每种导轨副之中和有凸凹之分。

1）矩形导轨凸形导轨容易清除切屑，但不易存留润滑油；凹形导轨则相反。

矩形导轨具有正在能力大、刚度高、制造简便、检验和维修方便等优点，但存在侧向间隙，需用镶条调整，导向性差。

矩形导轨适用于载荷较大而导向性要求略低的机床。

2）三角形导轨三角形导轨面磨损时，动导轨会自动下沉，自动补偿磨损量，不会产生间隙。

三角形导轨的顶角α一般在90~120度范围内变化，α角越小，导向性越好，但摩擦力也越大。

所以，小顶角用于轻载精密机械，大顶角用于大型或重型机床。

三角形导轨结构有对称式和不对称式两种。

当水平力大于垂直力，两侧压力分布不均时，采用不对称导轨。

3）燕尾形导轨燕尾形导轨可以承受较大的颠覆力矩，导轨的高度较小、结构紧凑、间隙调整方便，但是刚度较差，加工、检验、维修都不大方便，适用于受力小、层次多、要求间隙调整方便的部件。