《机械制造装备设计第2版》课件习题思考题解答

思考题与习题解答第1章专机总体设计1.1 专机应满足哪些基本要求？答：专机应满足下列基本要求：1) 工艺范围; 2) 加工精度; 3) 生产率和自动化程度; 4) 可靠性; 5) 操作方便、工作完全；6) 造型美观、减少污染。

1.2 专机设计的步骤是什么？答：大体上可分为以下四个阶段：1) 调查研究; 2) 总体方案设计; 3) 工作图设计; 4) 试制鉴定。

1.3 专机的总体方案设计包括哪些内容？答：具体内容如下：1) 调查研究; 2) 专机的总体布局; 3) 工艺分析; 4) 确定专机的主要技术参数。

1.4 总体布局的内容是什么？答：内容是按工艺要求决定机床所需的运动，确定机床的组成部件，以及确定各个部件的相对运动和相对位置关系，同时也要确定操纵、控制机构在机床中的配置，并作出机床的总联系尺寸图。

1.5 为何在总体方案设计中工艺分析是十分重要的？答：工艺分析首先确定该专机所采用哪一种的工艺方法，工艺方法又是多种多样的，它对机床的结构和性能的影响很大。

工艺方法的改变将导致机床的运动、传动、部件配置以及结构等产生一系列变化。

不同的工艺方法，必然会使机床的结构、运动、传动等有所不同。

因此，在总体方案设计中工艺分析就显得十分重要的。

1.6 专机的运动有哪几种类型？运动分配的原则是什么？答：按其运动的功用可分为表面成形运动和辅助运动两大类。

表面成形运动又可分为主运动和进给运动两类。

运动分配的原则应考虑下列几项：1) 简化机床的传动和结构; 2) 提高加工精度; 3) 缩小机床占地面积。

1.7 主轴转速数列有哪几种类型？分别适用于什么场合？答：主轴转速数列采用等比级数、等差级数、对数级数等类型排列。

一般情况下，在主运动系统中主轴转速采用等比级数排列; 在进给运动系统中采用按等差级数排列的数列。

1.8专机的功率确定方法有哪几种？目前常用的方法是什么？答：有3种方法：1) 类比法; 2) 实侧法; 3) 计算法。

目前常用的方法是类比法。

第17章输送装置17.1叉车的特点及其分类是什么？答：减轻装卸工人繁重的体力劳动，提高装卸效率，降低成本以外，还有以下特点：机械化程度高；机动灵活性好；可以“一机多用”；能提高仓库溶剂的利用率，堆放高度一般可达3-5m；与大型起重机械比较，它的成本低，投资少，能获得较好的经济效果。

分类：平衡重式叉车；叉腿式叉车；前移式叉车；侧叉式叉车；跨车；其他形式的叉车；17.2电动葫芦的分类有哪些？答：常速钢丝绳电动葫芦；常慢速钢丝绳电动葫芦；重级工作制电动葫芦，双卷筒电动葫芦，防爆电动葫芦；防腐电动葫芦；环链电动葫芦和板链电动葫芦17.3什么是带式输送系统？它的组成与特点是什么？答：带式输送系统是一种利用连续运动且具有挠性的输送带来输送物料的输送系统。

它主要要由输送带、驱动装置、托辊、张紧装置等组成。

输送带是一种环形封闭形式，它兼有输送和承载两种功能，传动滚筒依靠摩擦力带动输送带运动，在输送带全长靠许多托辊支承，并且有张紧装置拉紧，带式输送系统主要输送散状物料，但也能输送单件质量不大的工件。

17.4带式输送系统为什么要在输送带下安置许多托辊？答：带式输送系统常用于远距离物料输送，为了防止物料重力和输送带自重造成的带下垂，须在输送带下安置许多托辊。

17.5步伐式传送带是如何实现步伐传送的？答：步伐式传送带有棘爪式、摆杆式等多种形式。

棘爪式步伐传送带，它能完成向前输送和向后退回的往复动作，实现工件单向输送。

传送带上的棘爪起到阻止工件滑出传送带的作用，末端棘爪的作用是把进入传送带的工件推入棘爪步伐式传送带进行输送；摆杆式步伐传送带，具有刚性棘爪和限位挡块，输送摆杆在驱动液压缸的推动下向前移动，其上的挡块卡着工件移动到下一个工位，输送摆杆在后退运动前，在回转机构2的作用下作回转摆动，以便使棘爪和挡块回转到脱开工件的位置，当返回后再转至原来位置，为下一步做好准备。

17.6棍子输送系统的输送原理是什么？它具有什么样的类型和特点？答：棍子输送系统式利用棍子的转动来输送工件的输送系统，它一般分为无动力棍子输送系统和动力棍子输送系统。

无动力棍子输送系统依靠工件的自重或人的推力使工件向前输送，自重式则沿输送方向略向下倾斜。

动力棍子输送系统由驱动装置通过齿轮、链轮或带传动使棍子转动，依靠棍子和弓箭之间的摩擦力实现工件的输送。

17.7悬挂输送系统的特点、类型及其基本组成是什么？答：悬挂输送系统使用与车间内成件物料的空中输送，悬挂输送系统具有节省空间，更容易实现整个工艺流程的自动化。

悬挂输送系统分通用悬挂输送系统和机放式悬挂输送系统两种悬挂输送机由牵引件、滑架小车、吊具、轨道、张紧装置、驱动装置、转向装置和安全装置等组成。

17.8为什么要设置随行夹具返回装置？答：为了保证工件在各工位的定位精度或结构复杂无可靠运输基面工件的传输，一般将工件先定位夹紧在随行夹具上，工件和随行夹具一起传输，这样随行夹具必须返回到原始位置。

第2章传动系统设计2.1 主轴转速数列排列有哪几种形式？为什么专用机床的转速数列常常为无规则排列的？答：主轴转速数列排列有等比级数、等差级数、对数级数等类型排列。

专用机床的转速数列根据工艺要求选定，这时转速无损失为最佳值，难以呈有规律变化的排列。

2.2 试述转速图的构成内容和绘制方法。

答：转速图的构成内容为传动轴、射线、各轴所具有的转速。

绘制方法: 1）距离相等的一组竖直线代表各传动轴，从左向右依次标注I、II、Ⅲ、…与传动系统图中各传动轴相对应，竖直线间的距离不代表各轴间的中心距。

2）一组水平线与竖直线相交得相应的圆圈（或黑点）代表各轴所具有的转速。

当分级变速机构的转速按等比级数排列时，水平线间隔距离是相等的。

3）相邻两轴之间对应转速的连线称为射线。

射线表示了一对传动副（如齿轮副等）的传动比。

射线倾斜程度表示传动比的大小。

图2.2所示2.3 试述转速图与结构网的异同之处。

答：只表示传动比的相对关系，而不表示具体转速值的线图称为结构网。

转速图可以同时表示以上二点的线图。

2.4 拟定转速图时，何谓“前密后疏”、“前多后少”、“前缓后急”的原则？答：“前密后疏”原则: 在传动顺序上，前面传动组的斜线间开口小（即紧），后面传动组的斜线间开口大（即松）。

“前多后少”原则: 传动副数较多的变速组安排在传动顺序前面，传动副数较少的变速组则安排在后面。

“前缓后急”原则: 按传动顺序的各变速组的最小传动比应采取逐步降速的方法，即要求u amax≥u bmin≥u cmin≥…≥而且最后扩大组的u min一般取极限值，这就是在降速传动时采取“前缓后急”的原则，而升速时则采用“前急后缓”的原则。

2.5 拟定转速图的五项原则是什么？答：转速图的五项原则是: 1）每一变速组内的传动副数目一般应取2或3。

2）在传动顺序上，各变速组应按“前多后少”的原则排列。

3）转速扩大顺序应尽可能与传动顺序一致，即“前密后疏” 原则。

4）各变速组的变速范围不应超过最大的变速范围。

5）合理分配传动比，使中间轴有较高的转速。

在降速传动时采取“前缓后急”的原则，而升速时则采用“前急后缓”的原则。

2.6 在等比级数传动系统中，总系统的转速范围与各变速组的变速范围有什么关系？与主轴的转速级数有什么关系？答：1) Z n r r r r R 210=2) pqr Z =式中 Z 为主轴总变速级数；p 、q 、r 分别为各组变速机构的变速级数（即为每组传动副数）。

ϕlg lg 1nR Z +=2.7 为什么在进给运动系统中对于u min 、u max 的限制可以放宽些？答：由于系统中的转速低，传递功率小，传动件尺寸也较小，则对于u min 、u max 的限制就可放宽些。

对于降速，51min ≥u ；对于升速，u smax ≤2.8。

2.8 为什么在进给运动系统中可不遵循“前密后疏”原则？答：因为这时各轴都是恒扭传动，如使各轴有较多的机会在低转速下工作，就有利于降低齿轮、轴承等传动件的工作循环次数，那么进给传动系统的扩大顺序与传动顺序相反, 即可不遵循“前密后疏”原则。

2.9 已知某卧式车床的u max =1 600r/min ，u min =31.5r/min ，φ=1.26，n 电=1 440r/min ，试拟定转速图；确定齿轮齿数、带轮直径，验算转速误差，画出传动系统图。

答：1）经确定，转速级数18=Z转速数列为：31.5 40 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 16002）选择结构式 选择Z=18= 30×31×22的方案3）在电动机轴与I 轴间增加一个降速的带传动250φ 4）根据拟定转速图第4、5项原则分配各变速组的最小传动比最后一个变速组的最小降速传动比取极限值,根据“前缓后急”的原则，决定其余变速组的最小传动比。

5）画出各变速组的传动比连线 6）画出全部传动比连线。

7)齿轮齿数的确定 8)验算转速误差2.10 已知专用机床的转速为三挡：n 1=200 r/min ，n 2=280 r/min ，n 3=320 r/min ，n 电=1 440 r/min ，试拟定转速图。

答：1）根据工艺要求取 12.1=ϕ2）在电动机轴与I 轴间增加一个降速的带传动250φ 3）在I 与Ⅱ轴之间安排3对齿轮，进一步降速。

4）画出传动比连线，齿轮齿数的确定 5）拟定转速图，检查转速误差及变速范围（1）转速误差： 最大转速：2.32068272501401440max =⨯⨯=Z %5%0625.0%1003203202.320%100≤=⨯-=⨯-'n n n 合格 （2）最小传动比417619min ≥=u 范围 结论：转速图的设计是合理的，满足设计要求。

2.11 设计Z=12级转速的主传动系统，采用双速电动机，若公比φ=1.41时，能否采用φ电=2的双速交流异步电动机？它的基本组的传动副应是多少？为什么？答：1、如采用双速电动机，它的基本组的传动副应为2，才能保证主轴转速数列实现等比级数排列2、结构式Z=12=21×20×323、检查极限传动比第二扩大变速组的变速范围超过了最大的变速范围8（直齿）4、结论 不能采用2.12 适用于大批量生产的专用机床，主轴转速n =180~2100r/min ，为简化结构采用双速交流异步电动机（720/1 400r/min ），试拟定转速图。

答：1)根据工艺要求取 41.1=ϕ2）主轴转速数列为180、250、355、500、710、1000、1400、2000共8档3）根据题意，主传动系统为双速电机接齿轮传动，其传动档数为8档，因此齿 轮传动变速档数只需为4档： 22⨯=Z4）因为41.1=ϕ，双速电动机后接的变速组的传动副数只能为2241.12==电ϕ5）电变速组为第一扩大组，后接的变速组为基本组，再接的变速组为第二扩大组：8222201=⨯⨯=Z6）拟定转速图，检查转速误差及变速范围2000 14001400 1000 710710 500 355 250 180（1）转速误差：%5%7.4%100210021002000%100≤=⨯-=⨯-'n n n 合格 （2）升速一格，41.11=ϕ 符合最大传动比2max ≤u 范围 降速三格，8.23=ϕ 符合最小传动比41min ≥u 范围 结论：转速图的设计是合理的，满足设计要求。