机械制造装备设计课后习题答案
机械制造装备设计第一章习题答案(关慧贞)
《机械制造装备设计》第三版思考题与习题答案第一章机械制造及装备设计方法1.为什么机械制造装备在国民经济发展中占有重要作用？答：制造业是国民经济发展的的支柱产业，也是科学技术发展的载体及其转化为规模生产力的工具与桥梁。
机械制造业的生产能力主要取决于机械制造装备的先进程度，装备制造业是一个国家综合制造能力的集中体现，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。
2.机械制造装备与其它工业装备相比，特别强调应满足哪些要求，为什么？答：机械制造装备与其它工业装备相比应具备的主要功能中，除了一般的功能要求外，应强调柔性化、精密化、自动化、机电一体化、节材节能、符合工业工程和绿色工程的要求；更加注重加工精度方面的要求、强度、刚度和抗振性方面的要求、加工稳定性方面的要求、耐用度方面的要求、技术经济方面的要求。
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：即产品结构柔性化和功能柔性化。
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。
功能柔性化是指只需进行少量的调整，或修改软件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。
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。
普通机床、组合机床、数控机床、加工中心和柔性制造系统的柔性化程度依次增高，其柔性表现在机床结构柔性化和功能柔性化，其中，柔性制造系统的柔性化程度最高。
4.如何解决用精密度较差的机械制造装备制造出精密度较高机械制造装备来？答：采用机械误差补偿技术或采用数字化技术分析各种引起加工误差的因素，建立误差的数学模型，将误差的数学模型存入计算机。
在加工时，由传感器不断地将引起误差的因素测出，输入计算机，算出将产生的综合误差，然而由误差补偿装置按算出的综合误差进行补偿。
(完整版)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。
1-8工业工程指的是什么？如何在设计机械制造装备时体现工业工程的需求？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。
02210机械制造装备设计第4版课后习题答案(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、工艺范围；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张和身体疲劳。
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 机床设计的内容和步骤是什么？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内容？机床总布局的内容和步骤是什么？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，变速范围较广，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。
机械制造装备设计课后习题答案完整
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。
机械制造装备设计第4版课后习题答案
《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、工艺范围；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张和身体疲劳。
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 机床设计的内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内容机床总布局的内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，变速范围较广，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。
机械制造装备设计-习题解答
“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。
02210机械制造装备设计第4版课后习题答案（李庆余）
02210机械制造装备设计第4版课后习题答案（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、⼯艺范围；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张和⾝体疲劳。
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 机床设计的内容和步骤是什么？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内容？机床总布局的内容和步骤是什么？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，变速范围较⼴，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。
关慧贞和冯辛安主编《机械制造装备设计》第三版课后习题详细答案机械工业出版社1.doc
关慧贞和冯辛安主编《机械制造装备设计》第三版课后习题详细答案机械工业出版社1《机械制造装备设计》关慧贞第三版课后习题答案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？柔性化精密化自动化机电一体化节材节能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？柔性化有俩重含义：产品机构柔性化和功能柔性化。
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。
1-7 对机械制造装备如何进行分类？加工装备：采用机械制造方法制造机器零件的机床。
工艺装备：产品制造是用的各种刀具、模具、夹具、量具等工具。
仓储运输装备：各级仓库、物料传送、机床上下料等设备。
辅助装备：清洗机和排屑装置等设备。
1-9 机械制造装备设计有哪些类型？他们的本质区别是什么？类型：创新设计、变型设计和模块设计1-12 哪些产品宜采用系列化设计方法？为什么？有哪些优缺点?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型，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。
优点：1）用较少品种规格的产品满足市场较大范围的需求。
2）可以减少设计工作量，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）零备件的种类少，系列中的产品结构相似，便于进行产品的维修，改善售后服务质量。
机械制造装备设计 习题答案
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⨯⨯=405680112160224315450 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 1800r/min4056 80 112 160 224 315 450 630 900 1250 1440r/min 电 I II III IV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。
机械制造装备设计习题解答
习题解答
定位面限制了工件的三个自由度： 第1定位面限制了工件的三个自由度： 第2定位短圆柱销1限制了工 定位短圆柱销1 件的两个自由度： 件的两个自由度： 若孔O2仍然采用短圆柱销定位， 若孔O 仍然采用短圆柱销定位， 则限制的自由度为： 则限制的自由度为： 故： 的自由度被重复限制。 的自由度被重复限制。 由于工件孔心距的误差和两定 位销中心距的误差， 位销中心距的误差，可能导致 两定位销无法同时进入工件孔 为此， 内。为此，两定位销之一必须 在定位干涉方向（ 在定位干涉方向（X向）上削 边，做成菱形销才可使工件都 能装入两定位销中。 能装入两定位销中。
前缓后急” 答： “前缓后急”是针对传动系统变化速度的快慢情 况而提出的设计原则， 况而提出的设计原则，即设计时应使前面的升降变速变 化慢（ ），后面的变化逐步加快 后面的变化逐步加快（ ）。原因同前 原因同前。 化慢（缓），后面的变化逐步加快（急）。原因同前。
2.5 拟订转速图的五项原则是什么？ 拟订转速图的五项原则是什么？
习题解答
第六章 结构工艺性
6.1 为什么要规定铸件的最小壁厚？壁厚过大 为什么要规定铸件的最小壁厚？ 有什么缺点？壁厚不均匀又有什么缺点？ 有什么缺点？壁厚不均匀又有什么缺点？
答：1、 铸件壁厚如果过小，将使铸造时金属液流 、 铸件壁厚如果过小，
动的阻力增大、金属难以充满行腔，从而使铸件的形 动的阻力增大、金属难以充满行腔， 状和尺寸的铸造质量下降。 状和尺寸的铸造质量下降。
习题解答
在结构式Z=p 注： 在结构式Z=p1q0r2=21×20×32中。基本组 的传动副只能为2 的传动副只能为2，否则就不能满足使主轴各转 倍的要求。 速间相差一个φ倍的要求。
φ电=2 φ=1.41 Z=12
机械制造装备设计课后习题答案
机械制造装备设计课后习题答案第⼆章1、机床设计应满⾜哪些基本要求，其理由是什么？（p57)（1）⼯艺范围（2）柔性:机床的柔性是指其适应加⼯对象变化的能⼒，包括空间上的柔性（功能柔性）和时间上的柔性（结构柔性）。
（3）与物流系统的可接近性:可接近性是指机床与物流系统之间进⾏物料（⼯件、⼑具、切屑）流动的⽅便程度。
（4）刚度:加⼯过程中，在切削⼒作⽤下，抵抗⼑具相对与⼯件在影响加⼯精度⽅向变形的能⼒，包括静刚度、动刚度、热刚度。
（5）精度:机床的精度主要是指机床的⼏何精度和⼯作精度。
（6）噪声（7）成产率和⾃动化（8）成本（9）⽣产周期（10）可靠性(11）造型与⾊彩7、⼯件表⾯发⽣线的形成⽅法有哪些？(p63)1）成形法：利⽤成形⼑具对⼯件进⾏加⼯的⽅法；2）展成法：利⽤⼯件和⼑具对⼯件进⾏加⼯的⽅法；3）轨迹法：利⽤⼑具作⼀定规律的运动来对⼯件进⾏加⼯的⽅法；4）相切法：利⽤⼑具边旋转边做轨迹运动来对⼯件进⾏加⼯的⽅法。
10、机床的主运动与形状创成运动的关系如何？进给运动与形状创成运动的关系如何？(p66)11、机床上的复合运动、内联系传动链、运动轴的联动的含义及关系如何？(p65)16、分析图2-14所⽰各种机床的运动功能图，说明各个运动的所属类型、作⽤及⼯件加⼯表⾯的形成⽅法。
（p67）17、机床的传动原理如何表⽰？它与机床运动功能图的区别是什么？（p70)常⽤⼀些简明的符号把传动原理和传动路线表⽰出来，这就是传动原理图。
23、机床主传动系都有那些类型？由那些部分组成？（p89)主传动系⼀般由动⼒源（如电动机）、变速装置及执⾏件（如主轴、⼑架、⼯作台），以及开停、换向和制动机构等部分组成。
1.主传动系分类按驱动主传动的电动机类型：交流电动机驱动、直流电动机驱动按传动装置类型：机械传动装置、液压传动装置、电⽓传动装置以及它们的组合按变速的连续性：分极变速传动、⽆极变速传动24、什么是传动组的级⽐和级⽐指数？常规变速传动系的各传动组的级⽐指数有什么规律性？（p92)25、主变速传动系设计的⼀般原则1）传动副前多后少的原则2）传动顺序与扩⼤顺序相⼀致的原则（前密后疏原则）3）变速组的变速要前慢后快，中间轴的转速不宜超过电动机的转速103、110、113例题机床类型：中型车床。
机械制造装备设计习题及解答
《机械制造装备设计》习题及解答一、填空题1.机床精度包括：几何精度，传动精度，运动精度和定位精度。
2.相邻两个变速组齿轮，采用交错排列或共用齿轮传动机构可以缩短其轴向长度。
3.矩型导轨和燕尾型导轨常用镶条来调整侧面间隙，镶条分为平镶条和斜镶条两种。
4.机床夹具的基本组成部分包括定位元件，夹紧装置，夹具体三部分。
5.减小夹紧变形的方法合理确定夹紧力的方向、作用点和大小，在可能条件下采用机动夹紧，并使各接触面上所受的单位压力相等，提高工件和夹具元件的装夹刚度。
6.在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位，夹紧。
7.在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。
8.一个尚未定位的工件其位置是不确定的，空间直角坐标系中有6个自由度。
9.机床应具有的性能指标包括：工艺范围，加工精度，生产率，自动化程度和可靠性。
10.矩形导轨和燕尾形导轨可采用镶条来调整侧面间隙，辅助导轨副用压板来调整间隙。
11.主轴上的传动方式主要有带传动和齿轮传动；精密机床、高速加工中心和数控车床常用的驱动方式是：电动机直接驱动主轴。
12.定位元件中适合于工件以精基准圆柱孔定位的元件有定位轴，定位销，心轴。
13.分度装置的分度精度等级一般分为超精密，级精密级，普通级三种。
14.基准误差研究的主要对象是工件的定位基准，工序基准两个基准。
15.定位是确定工件在夹具中的占有正确位置的过程。
16.定位方法中属于不正确的定位方式是欠定位。
17.一个变速组内的最大传动比与最小传动比的比值称为变速组的变速范围；其中，级比指数为1的变速组称为基本组，第一扩大组的级比指数为x1=x0×p0（用公式表示）。
18.加强筋（肋）的主要用途是加强局部刚度和减少薄壁振动。
19.主轴组件由主轴、支承轴承、传动件、定位元件等组成。
20.机动夹紧装置包括力源装置，中间传力机构，夹紧元件三部分21.按夹紧力的方向单件联动夹紧有三种方式单件同向联动夹紧，单件对向联动夹紧，互垂力或斜交力联动夹紧。
02210机械制造装备设计第4版课后习题答案(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、工艺范围；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张和身体疲劳。
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 机床设计的内容和步骤是什么？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内容？机床总布局的内容和步骤是什么？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，变速范围较广，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。
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。
机械制造装备设计 习题答案
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: 45401800minmax ===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⨯⨯=405680112160224315450 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 (9684)7260....，，，，，=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 1800r/min4056 80 112 160 224 315 450 630 900 1250 1440r/min 电 I II III IV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。
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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？柔性化精密化自动化机电一体化节材节能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？柔性化有俩重含义：产品机构柔性化和功能柔性化。
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？答：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。
采用机电一体化技术可以获得如下几方面功能：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？加工装备：采用机械制造方法制造机器零件的机床。
工艺装备：产品制造是用的各种刀具、模具、夹具、量具等工具。
仓储运输装备：各级仓库、物料传送、机床上下料等设备。
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体现工业工程的需求？答：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。
产品设计符合工业工程的需求：在产品开发阶段，充分考虑结构的工艺性，提高标准化、通用化程度，以便采用最佳的工艺方案，选择最合理的制造设备，减少工时和材料的消耗；合理地进行机械制造装备的总体布局，优化操作步骤和方法，减少操作过程中工人的体力消耗；对市场和消费者进行调研，保证产品合理的质量标准，减少因质量标准定得过高造成不必要的超频工作量。
1-9 机械制造装备设计有哪些类型？他们的本质区别是什么？1.）机械制造装备设计包括创新设计、变形设计、模块化设计；2.）创新设计，一般需要较长的设计开发周期，投入较大的研制开发工作量；变型设计，变型设计不是孤立无序的设计，而是在创新设计的基础上进行的，模块化设计，对一定范围内不同性能，不同规格的产品进行功能分析，划分一系列的功能模块，而后组合而成的；1-12 哪些产品宜采用系列化设计方法？为什么？有哪些优缺点?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型，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。
优点：1）用较少品种规格的产品满足市场较大范围的需求。
2）可以减少设计工作量，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）零备件的种类少，系列中的产品结构相似，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缺点：用户只能在系类型谱内有限的品种规格中选择所需的产品，选到的产品，一方面其性能参数和功能特性不一定最符合用户的需求。
另一方面有些功能还可能冗余。
1-13系列化设计时主参数系列公比的选取原则是什么？公比选得过大或过小会带来哪些问题？答：选取原则产品的主参数应尽可能采用优先数系。
主参数系列公比如选得较小，则分级较密，有利于用户选到满意的产品，但系列内产品的规格品种较多，系列化设计的许多优点得不到充分利用；反之，则分级较粗，系列内产品的规格品种较少，可带来系列化设计的许多优点，但为了以较少的品种满足较大使用范围内的需求，系列内每个品种产品应具有较大的通用性，导致结构相对复杂，成本会有待提高，对用户来说较难选到称心如意的产品。
1-15 设计的评价方法很多，结合机械制造装备设计，指出哪些评价方法极为重要，为什么？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1-16有些方案的技术评价较高，但经济评价一般或不好，有些方案可能是相反的情况，如何对这些方案进行综合评价？答：设计方案的技术评价Tj和经济评价Ej经常不会同时都是最优，进行技术和经济的综合评价才能最终选出最理想的方案。
技术经济评价TEj有两种计算方法：1、当Tj和Ej的值相差不太悬殊时，可用均值法计算TEj值，即TEj=（Tj+Ej）/2。
2、当Tj和Ej的值相差很悬殊时，建议用双曲线法计算TEj值，即TEj=根号（Tj+Ej）。
技术经济评价值TEj越大，设计方案的技术经济综合性能越好，一般TEj值不应小于0.65。
1-17可靠性指的是什么？有哪些可靠性衡量指标？它们之间有哪些数值上的联系？答：含义：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。
可靠性的衡量指标有：1、可靠度；2、积累失效概率；3、失效率；4、平均寿命和平均无故障工作时间；5、可靠寿命这些可靠性衡量指标之间在数值上都与时间t相关联。
2-1 机床设计应满足哪些基本要求？其理由是什么?工艺范围、柔性、与物流系统的可亲性、刚度、精度、噪声、成产率自动化、成本、生产周期、可靠性、造型与色彩2-2机床设计的主要内容及步骤是什么？答：（一）总体设计：1、机床主要技术指标设计，包括工艺范围、运行模式、生产率、性能指标等。
2、总体方案设计，包括运动功能、基本参数、总体结构布局等设计。
3、总体方案综合评价与选择4、总体方案的设计修改或优化。
（二）详细设计，包括技术设计和施工设计。
（三）机床整机综合评价2-3机床的基本工作原理是什么？答：基本工作原理是：通过刀具与工件之间的相对运动，由刀具切除工件上多余的金属材料，使工件具有要求的尺寸和精度的几何形状。
2-4机床系列型谱的含义是什么？为了以最少的品种规格，满足尽可能多用户的不同需求，通常是按照该类机床的主参数标准，先确定一种用途最广、需要量较少的机床系列作为“基型系列”，在这系列的基础上，根据用户的需求派生出若干种变型机床，形成“变型系列”。
“基型”和“变型”构成了机床的“系类型谱”。
最新可编辑word文档2-5机床的基本工作原理是什么？通过刀具与工件之间的相对运动，由刀具切除工件加工表面多余的金属材料，使工件具有要求的几何形状和尺寸。
2-6工件表面的形成原理是什么？答：任何一个表面都可以看成是一条曲线（或直线）沿着另一条曲线（或直线）运动的轨迹。
这两条曲线（或直线）称为该表面的发生线，前者称为母线，后者称为导线。
而加工表面的发生线是通过刀具切削刃与工件接触并产生相对运动而形成的。
2-7 工件表面发生线的形成方法有哪些？轨迹法、成形法、相切法、展成法2-8工件表面发生线的形成方法有哪些？1、轨迹法2、成形法3、相切法4、展成法2-9机床的运动功能有哪些？1、操作面板它是操作人员与数控装置进行信息交流的工具。
2、控制介质与输入输出设备控制介质是记录零件加工程序的媒介输入输出设备是CNC系统与外部设备进行交互装置。
交互的信息通常是零件加工程序。
即将编制好的记录在控制介质上的零件加工程序输入CNC系统或将调试好了的零件加工程序通过输出设备存放或记录在相应的控制介质上。
3、CNC 装置(CNC单元)组成：计算机系统、位置控制板、PLC 接口板，通讯接口板、特殊功能模块以及相应的控制软件。
作用：根据输入的零件加工程序进行相应的处理（如运动轨迹处理、机床输入输出处理等），然后输出控制命令到相应的执行部件(伺服单元、驱动装置和PLC等)，所有这些工作是由CNC装置内硬件和软件协调配合，合理组织，使整个系统有条不紊地进行工作的。
CNC装置是CNC系统的核心4、伺服单元、驱动装置和测量装置伺服单元和驱动装置主轴伺服驱动装置和主轴电机进给伺服驱动装置和进给电机测量装置位置和速度测量装置。
以实现进给伺服系统的闭环控制。
作用保证灵敏、准确地跟踪CNC装置指令：进给运动指令：实现零件加工的成形运动（速度和位置控制）。
主轴运动指令，实现零件加工的切削运动（速度控制）5、PLC、机床I/O电路和装置PLC (Programmable Logic Controller)：用于完成与逻辑运算有关顺序动作的I/O 控制，它由硬件和软件组成；机床I/O电路和装置：实现I/O控制的执行部件(由继电器、电磁阀、行程开关、接触器等组成的逻辑电路；功能：接受CNC的M、S、T指令，对其进行译码并转换成对应的控制信号，控制辅助装置完成机床相应的开关动作接受操作面板和机床侧的I/O信号，送给CNC装置，经其处理后，输出指令控制CNC系统的工作状态和机床的动作。
2-11.机床上的复合运动，内联系传动链，运动轴的联动的含义及关系如何？答：复合运动是运动之间有严格的运动关系。
内联系传动链：两个末端件的转角或位移量之间有严格的比例关系要求。
对机械传动的机床来说，复合运动是通过内联系来实现的。
对数控机床来说，复合运动是通过运动轴来实现的。
2-14.机床的运动功能式和运动功能图表达的含义是什么？答：机床运动功能式表示机床的运动个数，形式（直线或回转运动），功能（主运动、进给运动、非成形运动）及排列顺序，是描述机床运动功能最简洁的表达形式。
运动原理图是将机床的运动功能式用简洁的符号和图形表达出来，除了描述机床的运动轴个数，形式及排列顺序之外，还表示了机床的两个末端执行器和各个运动轴的空间相对方位，是认识分析和设计机床传动系统的依据。
18.机床运动分配式的含义是什么？答：运动功能分配设计是确定运动功能式中“接地”的位置，用符号“.”表示。
符号“.”左侧的运动由工件完成，右侧的运动的刀具完成。
机床的运动功能式中添加上接地符号“.”后，称之为运动分配式。
2-20 机床的主参数及尺寸参数根据什么确定？通用机床的主参数和主参数系列国家已制订标准，设计时可根据市场的需求在主参数系列标准中选用相近的数值。
专用机床的主参数是以加工零件或被加工面的尺寸参数来表示，一般也参照类似的通用机床主参数系列选取。
2-23 机床主传动系都有哪些类型？由哪些部分组成？按驱动主传动的电动机类型：交流电动机驱动、直流电动机驱动按传动装置类型：机械传动装置、液压传动装置、电气传动装置以及它们的组合按变速的连续性：分极变速传动、无极变速传动主传动系一般由动力源（如电动机）、变速装置及执行件（如主轴、刀架、工作台），以及开停、换向和制动机构等部分组成。