机械制造装备设计复习资料

机械制造装备设计复习资料第一章绪论1、全新生产制造模式的主要特征。

答：①以用户的需求为中心。

②制造的战略重点是时间和速度，并兼顾质量和品种。

③以柔性、精益和敏捷作为竞争的优势。

④技术进步、人因改善和组织创新是三项并重的基础工作。

⑤实现资源快速有效地集成是其中心任务，集成对象涉及技术、人、组织和管理等，应在企业之间、制造过程和作业等不同层次上分别实施相应的资源集成。

⑥组织形式采用如“虚拟公司”在内的多种类型。

2、机械制造装备的基本要求。

答：①一般的功能要求②柔性化③精密化④自动化⑤机电一体化⑥节材⑦符合工业工程要求⑧符合绿色工程要求3、机械制造装备应满足的一般功能。

答：①加工精度方面的要求②强度、刚度和抗振性方面的要求③加工稳定性方面的要求④耐用度方面的要求⑤技术经济方面的要求4、提高机械制造装备加工稳定性的措施。

答：①减少发热量②散热和隔热③均热、热补偿、控制环境温度等5、机械制造装备功能的柔性化。

答：①功能柔性化：是指只需进行少量的调整或修改软件，就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。

②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。

14、按机床的使用范围可以分为：通用机床、专用机床和专门化机床。

各自特点。

答：①通用机床：结构一般比较复杂，适用于单件或中小批量生产。

②专用机床：生产率和自动化程度均高，结构比通用机床简单，多用于成批和大量生产。

③专门化机床：特点介于通用机床和专用机床之间，用于对形状相似尺寸不同的工件的特定表面，按特定的工序进行加工，生产效率一般较高。

第二章机械制造装备设计方法4、系列化设计的特点。

答：1）优点：①可以用较少品种规格的产品满足市场较大范围的需求，有助于降低生产成本，提高产品制造质量的稳定性。

②可以大大减少设计工作量，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。

2）缺点：①其性能参数和功能特性不一定最符合用户的要求②有些功能还可能冗余8.模块化设计的基本概念和优点。

答：1）基本概念：为了开发多种不同功能结构，或相同功能结构而性能不同的产品，不必对每种产品单独进行设计，而是精心设计出一批模块，将这些模块经过不同的组合来构造具有不同功能结构和性能的多种产品。

2）优点:①在缩短新产品开发周期、提高产品质量、降低成本和加强市场竞争能力方面的综合经济效果十分明显。

②科学技术的发展，便于用新技术设计性能更好的模块，取代原有旧的模块，提高产品的性能，组合出功能更完善、性能更先进的组合产品，加快产品的更新换代。

③采用模块化设计，只需更换部分模块，或设计制造个别模块和专用部件，便可快速满足用户提出的特殊订货要求，大大缩短设计和供货周期。

④模块化设计方法推动了整个企业技术、生产、管理和组织体制的改革。

由于产品的大多数零部件由单件小批量生产性质变为批量生产，有利于采用成组加工等先进工艺，有利于组织专业化生产，即提高质量，又降低成本。

⑤模块系统中大部分部件由模块组成，设备如发生故障，只需更换有关模块，维护修理更为方便，对生产影响少。

第三章金属切削机床设计26、影响机床振动的主要因素。

答：①机床的刚度②机床的阻尼特性③机床系统固有频率27、减少机床热变形对加工精度影响的方法。

答：①减少热源的发热量。

②将热源置于易散热的位置，或者增加散热面积和采用强制冷却，使产生的热量尽量发散出去。

③采用热管等将温升较高部位的热量转移至温升较低的部位，以减少机床各个部位之间的温差，减少热变形。

④采用温度自动控制，温度自动补偿及隔热等措施，改变机床的温度场，减少机床热变形，或使机床的热变形对加工精度的影响小。

28、机床噪声产生的原因。

答：1）振动是声音的来源。

机床工作时各种振动频率不同振幅也不同，他们将产生不同频率和不同强度的声音。

这些声音无规律的组合在一起就是噪声。

2）噪声源主要来自四个方面：①机械噪声②液压噪声③磁噪声④气动力噪声30、爬行现象及其产生的原因。

答：①A.当运动部件低速运动时，主动件匀速运动，从动件往往出现明显的速度不均匀的跳跃式运动，即时走时停或者时快时慢的现象。

这种在低速运动时产生的运动不平稳性称为爬行。

B.爬行是个很复杂的现象，它是因摩擦产生的自激振动现象。

②原因：A.摩擦面上的摩擦系数随速度的增大而减小B.传动系的刚度不足31、爬行现象对加工机床的危害，以及防止爬行现象发生的措施。

答：1）危害：影响机床的定位精度、工件的加工精度和表面粗糙度。

2）措施：①在设计低速运动部件时，应减少静、动摩擦系数之差②提高传动机构的刚度和降低移动件的质量32、低速运动平稳性的概念，并简述其产生的原因和危害。

答：见题30、31。

*34、机床主轴转速数列采用等比数列，公比与最大相对转速损失率的关系。

答：因为Am ax =（n1+j-nj）/n1+j=1-（nj/n1+j）=const，nj/n1+j=const=1/φ，所以Am ax =1-1/φ，由此公式可以看出，公比φ增大，最大相对转速损失率Am ax就会增大。

*35、机床主轴转速数列为何要采用等比级数排列？答：如某一工序要求的合理转速为n，但在Z级转速中没有这个转速，n处于nj和n1+j 之间，即nj＜n＜n1+j。

若采用比n转速高的n1+j，由于过高的切削速度会使刀具寿命下降。

为了不降低刀具寿命，一般选用比n转速低的nj。

这将造成(n-nj )的转速损失，相对转速损失率为A=（n-nj）/n。

在极端情况下，当n趋近于n1+j 时，如仍选用nj为使用转速，产生的最大相对转速损失率为Am ax =（n1+j-nj）/n1+j=1-nj/n1+j。

在其他条件（直径、进给、被吃刀量）不变的情况下，转速的损失就反映了生产率的损失。

对于各级转速选用机会基本相等的普通机床，为使总生产率损失最小，应使选择各级转速产生的Am ax 相同，即Am ax=1-nj/n1+j=const，或nj /n1+j=const=1/φ，可见φ任意两级转速之间的关系为n1+j=njφ。

此外，应用等比级数排列的主轴转速，可借助于串联若干个滑移齿轮来实现。

使变速传动系统简单并且设计计算方便。

？36、标准公比的概念。

？37、标准公比与相对转速损失率、变速范围的关系。

答：①因为Am ax =（n1+j-nj）/n1+j=1-（nj/n1+j）=const，nj/n1+j=const=1/φ，所以Am ax =1-1/φ，由此公式可以看出，公比φ增大，最大相对转速损失率Am ax就会增大。

②见题38。

38、公比与变速范围、转速级数的关系。

答：变速范围Rn ，公比φ和级数Z 之间的关系 由等比级数规律可知 Rn=minmax n n =φ1-Z 则 φ=)1(-Z Rn两边取对数，可写成lgRn=(Z-1)lg φ故 Z= (lgRn/lg φ)+1已知其中任意两个，可求出第三个。

39、机床主传动系统分级变速传动的特点。

答：①优点：传动功率较大，变速范围广，传动比准确，工作可靠，广泛地应用于通用机床，尤其是中小型通用机床。

②缺点：有速度损失，不能在转速中进行变速。

40、机床主传动系统无级变速传动的特点。

答：①可以在一定的变速范围内连续改变转速，以便得到最有利的切削速度。

②能在运转中变速，便于实现变速自动化。

③能在负载下变速，便于车削大端面时保持恒定的切削速度，以提高生产效率和加工质量。

④可由机械摩擦无级变速器、液压无级变速器和电器无级变速器实现。

42、机床主传动系集中传动方式的概念和特点。

答：1)概念：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。

2)特点：①优点：结构紧凑，便于实现集中操作，安装调整方便。

②缺点：A.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。

B.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。

44、机床主传动系分离传动方式的概念和特点。

答：①概念：主传动系中的大部分的传动和变速机构装在远离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。

②特点：变速箱各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。

47、*结构优势的概念。

答：设计分级变速主传动系时，为了便于分析和比较不同传动设计的方案，常使用结构式形式，如63122312⨯⨯=。

式中，12表示主轴的转速级数为12级，3、2、2分别表示按传动顺序排列各变速组的传动副数，即该变速传动系由a 、b 、c 三个变速组组成，其中，a 变速组的传动副数为3，b 变速组的传动副数为2，c 变速组的传动副数为2。

结构式中的下标1、3、6，分别表示出各变速组的级比指数。

48、最后扩大组的变速范围的计算。

答：主变速传动系统最后一个扩大组的变速范围为R j =φ)1(......1210--J J P P P P P设主变速传动系总变速级数为Z，当然Z=P0P1P2…P1-jPj通常最后扩大组的变速级数Pj=2，则最后扩大组的变速范围为Rj=φ2/Z其中，P表示每次传动副数（齿轮对数）。

例题1：求12=31X23X26最后扩大组的变速的范围。

解：因为Z=12，所以Rj=φ2/Z=φ2/12=φ6。

例题2：求12=21X22X34最后扩大组的变速的范围。

解：因为最后扩大组的变速级数Pj =3，Pj≠2，所以Rj =φ)1( (1)210--JJ PPPPP=φ210P PP=φ)13(22-XX=φ8。

49、设计机床主变速传动系时，一般限制降速最小传动比不小于1/4,及其原因？答：为避免从动齿轮尺寸过大而增加箱体的径向尺寸。

50、设计机床主变速传动系时，一般限制直齿圆柱齿轮的最大升速比≤2，及其原因。

答：为避免扩大传动误差，减少振动噪声。

？51、结构式与变速范围的计算。

答:变速组的变速范围一般可写为Rj =φ)1(-PiXi式中，i=0,1,2,…,j,依次表示基本组、一、二、…、j扩大组。

例如，12=31X23X26，其中，X1=1，P1=3，R1=φ)13(1-=φ2X2=3，P2=2，R2=φ)12(3-=φ3X3=6，P3=2，R3=φ)12(6-=φ6R=φ1-Z=φ112-=φ1152、主变速传动系设计时，尽可能将传动副较多的变速组安排在前面，传动副数目少的放在后面的原因。

答：主变速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，传递的转矩较小，尺寸小一些；反之，靠近主轴的传动件转速较低，传递的转矩较大，尺寸就较大。