72学时机械系统设计练习资料07机Y12

机械系统设计复习资料一.名词解释1．“黑箱法”2．转速扩大顺序3．计算转速4．卸荷导轨5.主轴旋转精度6.功能原理设计7．基本组8．内联传动精度9.主轴合理跨距二. 判断题：判断下列各题的正误，并分别用√（表示正确）和×（表示错误）填入小题的方格中。

□ 1.从系统的观点来看，任何机械产品都是由若干个零部件及装置组成的一个特定系统。

□ 2.通用机床执行轴组件的旋转精度应根据工件精度要求确定。

□ 3. 在标准等比数列的有级变速传动系统中，将公比φ为1的变速组称之为基本组。

□4.主轴滚动轴承的精度分为P2、P4、P5、P6和P0五级。

其中P2级最低，P0级最高。

□ 5. 三角形导轨导向性和精度保持性比矩形导轨高，而刚度及承载能力不如矩形导轨。

□6. 在分配内联传动系统各变速组降速比时，应使末端传动副的传动比为最大。

□7. 在原有的总工作原理基本不变的情况下，对已有产品进行局部变更以适应某种新的要求不属于机械系统设计。

□ 8. 在拟定转速图时，一般只要验证最后一级扩大组的变速范围即可。

□9. 为了提高导轨副的耐磨性和防止咬焊，动导轨合支撑导轨的材料应不同，但原则上双方硬度应相同。

□ 10. 单边拨动滑移齿轮不发生自锁条件是滑移齿轮中心到拨叉拨动部位径向距离必须大于滑移齿轮11.在产品的工作原理和功能结构都不变的情况下，对其结构配置或尺寸加以改变使之能够适应于某些量方面有所变更要求的设计不属于机械系统设计。

□ 12.专□用机床执行轴组件的旋转精度应根据工件精度要求确定。

□ 13. 在标准等比数列的有级变速传动系统中，第一扩大组的级比等于公比φ。

□ 14.由误差传动规律可知末端传动副的精度应高于中间传动副的精度。

□15. 设计双速电动机主传统系统时，为了得到连续而不重复的等比数列，所选标准公比的整数次方必须等于2。

□ 16. 大批生产用的专用机床，对减少相对转速损失的要求很高，所以常取很大的公比如1.58，甚至可取2。

□ 17. 单边拨动滑移齿轮不发生自锁条件是滑移齿轮中心到拨叉拨动部位径向距离必须小于滑移齿轮长度。

□18.由误差传动规律可知末端传动副的精度应不低于中间传动副的精度。

□ 19. 为了提高导轨副的耐磨性和防止咬焊，原则上动导轨和支撑导轨的材料应不同。

材料相同时双方导轨表面的硬度应不同，并且支承导轨的硬度高于动导轨。

□20. 由于自动机床用于成批生产或大量生产，对减少相对转速损失的要求很高，所以常取很小的公比如1.12或1.26。

□ 21. 传动件的径向跳动是传动误差的主要来源，传动件的轴向串动不是传动误差的主要来源。

□ 22. 单边拨动滑移齿轮不发生自锁条件是滑移齿轮中心到拨叉拨动部位径向距离必须大于滑移齿轮长度。

□ 23. 采用直流或交流调速电动机驱动旋转主传动时可以串联有级变速机构扩大其恒功率变速范围。

□24.从使用性能方面考虑，标准等比数列的公比最好选小一些，以便减少相对转速损失。

但公比越小，转速级数就越多，系统结构将越复杂。

□ 25. 机床主轴在外径不变的条件下，制成空心的有利于提高主轴组件的刚度。

□26. 所谓形态矩阵法就是对功能元的解进行组合，得到设计方案多种解的一种方法。

□ 27. 设计双速电动机主传统系统时，为了得到连续而不重复的等比数列，所选标准公比的整数次方必须等于10。

□ 28.对于非自动化小型机床，为了简化结构，可将转速公比选的大一些。

一般为1.58，甚至可取为2。

□ 29. 在拟定机床传递系统转速图时，一般只要检查最后扩大组的变速范围即可。

□ 30. 采用交流调速电动机驱动旋转主传动时不需要串联有级变速机构扩大其恒功率变速范围。

三. 填空题1．机械工程科学可分为和两大分学科。

2．传动精度是指机械产品传动系统的传动链各末端执行件之间运动的和。

3．支承件的变形包括、和三种。

4．对一般机械承受的动载荷，按其载荷历程的不同可分为、和。

5．为了保证三联滑移齿轮左右滑移时能从固定齿轮上顺利通过，在齿轮模数相同时变速组内滑移齿轮的齿数应该满足。

6．常用的机械变速装置有、、和以及上述几种变速方式的组合。

7．执行轴机构设计的基本要求包括、、、热变形和耐磨性。

8．纵向隔板主要用来提高支承件的刚度，横向隔板主要用来提高支承件的刚度。

9．机械产品的设计阶段可分为、、和样机试制与鉴定阶段。

10．机械系统功能原理设计时常采用一种“抽象化”的方法称作，它是根据系统的关系来研究实现系统功能的一种方法。

11．电动机容量的选择应分为和两大步。

电动机校验的主要内容有和，必要时还要校验。

12．对于一般机床的主轴组件主要进行验算，对粗加工、重载机床的主轴组件则还需进行验算。

13．机械产品的设计类型可分为、和。

14．导轨的功用是和。

15．角接触球轴承的组配方式有三种：、和。

机床主轴上为了提高支承刚度常采用组合的双联角接触球轴承。

16．支承件的的静刚度包括、和。

17．电动机校验的主要内容有、和。

18．轴承的径向跳动直接影响主轴的旋转精度，在提高主轴的旋转精度时，一方面应当采用，另一方面在装配时可再采用进行分组组装。

19．从系统完成的不同功能来分，机械系统主要由、、、和支承系统、润滑冷却与密封系统组成。

20．导轨间隙的调整通常是采用和。

21．执行轴机构设计的基本要求包括、、、和。

22．直线运动导轨的截面形状主要有、、和。

23．总体参数是机械系统结构总体设计与零部件设计的依据，一般情况下机械系统的总体参数主要有、、和。

24．扩大通用机床主传动系统变速范围的常用方法有、、和等。

四.简答题1. 图示并分析双支承主轴组件前端位移的组成，简介主轴最佳跨距和合理跨距的确定方法。

2．什么是离合器变速时的超速现象？为什么离合器变速设计时要避免超速现象？画图说明如何予以避免。

３．介绍制定等比数列标准公比的原则，分析通用机床、自动机床和小型机械如何选用等比数列的公比？４．画图说明三相交流异步电动机的机械特性，并标注出四个特征点的转矩与转速。

5．图示并分析说明主运动为旋转运动的通用机床的功率与转矩特性6. 什么是机械工程科学？机械工程科学由哪两大分学科组成？它们之间又有怎样的相互关系？7．普通滑动导轨的材料有哪些？选用滑动导轨副材料的原则是什么？8．分析说明提高内联传动链传动精度的措施有哪些。

9．画出结构式18=3[3]·3[1]·2[9]的结构网，说明哪个是基本组、第一扩大组和第二扩大组，并求出当公比为1.26时各变速组的级比、级比指数，验证变速组的变速范围。

10．数控机械系统的各个执行件可以分别采用动力源驱动吗？为什么？11．图示并说明什么是背轮机构，为什么要采用背轮机构？12.分析主轴组件前端位移的组成并说明主轴最佳跨距和合理跨距的确定方法。

当由于结构原因不能采用合理跨距时应该如何提高主轴组件的刚度？13．画出结构式12=2[3]·3[1]·2[6]的结构网，说明哪个是基本组、第一扩大组和第二扩大组，并求出当公比为1.41时各变速组的级比、级比指数和变速范围。

1４．采用直流或交流调速电动机驱动旋转主传动时为什么要串联有级变速机构？15．试举例说明什么是机械系统的传动精度？简述提高传动精度的措施。

16. 机床主运动与进给运动传动系统中齿轮变速组的极限变速范围是什么？它是如何确定的？17．画图说明采用惰轮实现换向功能时惰轮轴应该怎样布置，为什么？五.综合题（1）根据已知条件设计某升降台式铣床的主传动系统。

已知：主轴最低转速n min =30rpm ，主轴最高转速 n max =1500rpm ，公比φ＝1.26。

要求采用一级定比传动以便进行机床产品的变型设计。

1. 确定主轴转速的级数Z2. 列出机床主轴的各级标准转速3. 求出该主轴的最大相对转速损失率4. 写出6个可供选择的结构式5. 确定一个合理的结构式并说明其合理性6. 画出选定结构式的对应结构网7. 确定各变速组的传动比，画出转速图，并说明其合理性8. 指出基本组与扩大组，并验证各变速组的变速范围9．确定各传动轴的计算转速[注：主轴的计算转速公式：nj=nmin*φ(z/3-1)]附：标准数列表（φ＝1.06） 答案：1．93.17126.1lg 301500lg 1lg lg =+=+=φn R Z所以，经过圆整之后机床转速级数取为18级。

2．根据1.064=1.26,所以查表得到机床各级标准转速：30，37.5,47.5, 60,75,95,118,150,190,236,300,375,475,600,750,950,1180,1500 3.%6.20%100)11(11max =⨯-=-=+ϕj jn n A 4．93123318⨯⨯= 36123318⨯⨯= 91323318⨯⨯=31623318⨯⨯= 16223318⨯⨯= 12623318⨯⨯=5．93123318⨯⨯=理由：变速组的传动副数为3或者2，按照前多后少原则安排变速组，1.061.121.181.251.321.41.51.61.71.8 1.92.0 2.12 2.24 2.36 2.5 2.65 2.83.0 3.15 3.35 3.55 3.754.0 4.25 4.5 4.755.0 5.3 5.66.0 6.3 6.77.1 7.58.0 8.59.0 9.5 10 10.6 11.2 11.8 12.5 13.2 14 15 16 17 18 19 20 21.2 22.4 23.6 25 26.5 28 30 31.5 33.5 35.5 37.55 40 42.5 45 47.5 50 53 56 60 63 67 71 75 80 85 90 95 100按照前紧后松原则安排转速扩大顺序。

6．结构网略7．转速图略理由：根据主轴最大转速为1500确定电动机的同步转速为1500，n 电=1440r/min 。

由于29第二扩大组为极限变速范围，按照极限传动比确定的传动比为φ3/1和1/φ6即传动比为i2max=2, i2min=1/4。

根据降速比前慢后快的原则分配i1和i0的传动比，结合电动机的转速在电动机和i0之间串联一级定比传动，得到传动比分别为：i1max=φ2, i1mid=1/φ，i1min=1/φ4；i0max=1, i1mid=1/φ，i1min=1/φ2。

i 电=475/1440=1/38．根据通用机床计算转速的计算方法得到：n 主轴Ⅳj 为95r/min 。

并由此知道95r/min 向上各级转速都将传递全部功率，所以得到各传动轴的计算转速： n Ⅲj 为118r/min 。

n Ⅱj 为300r/min 。

n Ⅰj 为475r/min 。

五.综合题（2）根据已知条件设计某升降台式铣床的主传动系统。