机械制造装备设计课后习题答案第三版机械工业出版社

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。

夹紧是工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作

要求：1、夹紧必经保证定位准确可靠，不能破坏定位

2、工件和夹具的变形必须在允许的范围内

3、夹紧机构必须可靠，夹紧元件有足够的强度，刚度，手动夹紧机构应自锁，机动

夹紧有联锁保护，夹紧行程足够

4、夹紧机构操作须安全、省力、方便、迅速、符合工人操作习惯

5、夹紧机构的复杂程度，自动化程度与生产纲领和工厂条件相适应。

7、设计夹紧机构时，对夹紧力的三要素有何要求？

夹紧力方向的确定： 1、夹紧力的方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位。

2、夹紧力的方向应与工件刚度高的方向一致，以利于减少工件的变形。

3、夹紧力的方向尽可能与切削力，重力方向一致，有利于减小夹紧力夹紧力的作用点的选择：1、夹紧力的作用点与支承点“点对点”对应。或在支承点确定的

范围内，以免破坏定位或造成大的变形。

2、夹紧力的作用点应作用在工件刚度高的部位。

3、夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位，以提高工件切

削部位的刚度和抗振性。

4、夹紧力的反作用不应使夹具产生影响加工精度的变形。

夹紧力大小的确定：夹紧力大小需要准确的场合，可经过实验来确定，通常切削力是估算的，工件与支承件间的磨擦因数也是近似的，故夹紧力可估算。

计算方法：根据静力平衡方程，求出理论夹紧力，乘安全系数，作为实际所需的夹紧力。安全系数可取S=2~3

S= S1 S2 S3 S4

8、何谓夹具的对定？为什么使用夹具加工工件时，还需要解决夹具的对定问题？

夹具的对定：在机械加工中，使夹具的定位面相对于刀具和切削运动占有一个理想位置的过程，称为夹具的对定。

夹具的对定通常包括两个方面：一是夹具的定位，即使夹具相对于切削运动有一个正确的位置；二是夹具的对刀，即使夹具相对于刀具有一个正确的位置。

原因：保证加工精度

9、使用夹具来加工工件时，产生加工误差的因素有哪些方面？它们与零件的公差有何关系？

原因：1、工件在夹具中的定位、夹紧误差

2、夹具带着工件安装在机床上，相对机床主轴（或刀具）或运动导轨的位置误差—

—对定误差

3、加工过程中的误差，如机床几何精度，工艺系统的受力，热变形、切削振动等原

因引起的误差

公差是允许零件的尺寸、几何形状和相对位置等的最大的变动量，对于不同零件而言，都有其固定的公差值，所以，产生加工误差的因素对于公差值没有影响。

10、何谓可调整夹具？调整的方式有几种？可调整夹具适用于何种场合？

可调整夹具：夹具的某些元件可调整或可更换，以适应不同工件的加工.

调整方式：1、调节式2、更换式3、综合式4、组合式

使用场合：多品种、小批量生产

第三章课后习题答案

1、机床设计应满足那些基本要求，其理由是什么？

2、机床设计的主要内容及步骤是什么？

1、确定结构原理方案

a、用途

b、生产率

c、性能指标

d、主要参数

e、驱动方式

f、结构原理

g、成本及生产周期

2、总体设计

a 、总体设计的内容运动功能设计、基本参数设计、传动系统设计、总体机构布局设计、控制系统设计

b 、总体方案综合评价与选择

c 、总体方案的设计修或优化

3、机构设计

4、工艺设计

5、机床整机综合评价

6、定型设计

3、机床设计的基本理论有哪些？其定义、原理、要求如何？

1、机床的运动学原理

定义：研究、分析和实现机床期望的加工功能所需的运动配置

原理：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、精度

定义：机床的精度包括几何精度、传动精度、运动精度、定位和重复定位精度、工作精度和精度保持性等

3、刚度

定义:机床刚度指机床系统抵抗变形的能力。

4、抗振性

定义：机床抗振性指机床在交变载荷作用下，抵抗变形的能力。

5、热变形

产生原因：机床工作时受到内部热源（如电动机、液压系统，机械磨擦副，切削热）和外部热源（如环境温度，周围热源辐射等）的影响，使机床各部分温度发生变化，因不同的材料的热膨胀系数不同，机床各部分的变形不同，导致机床产生热变形。

6、噪声

噪声：机床工作时产生各种不同的振动，这些不同频率，不同振幅的振动将产生不同频率、不同强度的声音，这些声音无规律地组合在一起即成为噪声。

7、低速运动平稳性

爬行：机床上有些运动部件，需要作低速或微小位移。当运动部件低速运动时，主动件匀速运动，被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，时快时慢的现象——爬行。

4、机床系列型谱的含义是什么？

机床系列型谱就是综合地表明机床产品规格参数的系列性与机构相似性的表

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

6、工件表面的形成原理是什么？

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和工件接触并发生相对运动而形成的。

7、工件表面发生线的形成方法有哪些？

发生线的形成的四种方法：轨迹法（描述法）、成形法（仿形法）、相切法（旋切法）、展成法（创成法）。

8、工件表面的形成方法是什么？

是母线形成方法和导线形成方法的组合。因此，加工表面形成所需的刀具与工件之间的相对运动也是形成母线和导线所需相对运动的组合。

9、机床的运动功能有哪些？

10、机床的主运动与形状创成运动关系如何？进给运动与形状创成运动的关系如何？

成形运动：完成一个表面的加工所必需的最基本的运动

成形运动分为：1、主要运动：它是切除加工表面上多余的金属材料的主要运动，运动速度高

2、形状创形运动：它的功能是用来形成工件加工表面的发生线。

当形状创形运动中不包含主运动“形状创形运动”与“进给运动”两词等价；当形状创形运动中包含主运动“形状创形运动”与“成形运动”两词等价。

11、机床上复合运动、内联系传动链、运动轴的联动的含义及关系如何？

复合运动：与其它运动之间有严格的运动关系。

内联系传动链：传动链的两个末端件的转角或位移量之间如果有严格的比例关系要求，这样的传动链称为内联系传动链

运动轴的联动：各运动轴之间由一定的比例关系实现共同运动

关系：对机械传动的机床来说，复合运动是通过内联系传动系来实现的。对于数控机床，复合运动是通过运动轴的联动来实现的

12、机床运动功能法案设计的方法及步骤如何？

1、工艺分析

对所设计的机床的工艺范围进行分析（普通机床，加工对象为工件群，选几个典型工件进行分析）选择确定加工方法（同一个表面有多种加工方法）

2、选取坐标系

坐标系的规定：用直角坐标系，沿X、Y、Z轴的直线运动符号及运动量仍用X、Y、Z 表示，绕X、Y、Z轴的迴转运动用A、B、C表示，其运动量用α、β、γ表示。

3、写出机床运动功能式

方法：左边写工件W、右边写刀具T、中间写运动，按运动顺序排列，用“/”分开4、画出机床运动功能图

运动功能图：是将机床的运动功能式用简洁的符号和图形表达出来，是机床传动系统设计的依据。

5、绘制机床传动原理图

机床的运动功能图只表示运动的个数、形式、功能及排列顺序，不表示运动之间的传动关系。

传动原理图：表示动力源与执行件，不同执行件之间的运动及传动的关系图。

13、数控机床的坐标系如何选取？

数控机床的坐标系采用右手直角笛卡尔坐标系，规定直角坐标X、Y、Z三者的关系及其正方向用右手定则制定。

标准规定：平行于主轴的坐标轴为Z轴，取刀具远离工件的方向为正向（+Z），X轴为水平方向，且垂直于Z轴。

14、机床运动功能式和运动功能图表达的含义是什么？

运动功能式表示机床的运动个数、形式（直线运动X、Y、Z或迴转运动A、B、C）、功能（主运动p、进给运动f、非成形运动a）及排列顺序。

运动功能图：是将机床的运动功能式用简洁的符号和图形表达出来，是机床传动系统设计的依据

15、虚拟轴机床的原理是什么？有哪些特点？

虚拟轴机床又称并联机床,实质上是机器人技术和机床技术相结合的产物。

特点：1、优点：比刚度高、响应速度快及运动精度高。

2. 缺点：运动空间小、空间可转角度（灵活性）小、开放性差

17、机床的传动原理如何表现？它与机床运动功能图的区别是什么？

传动原理图：表示动力源与执行件，不同执行件之间的运动及传动的关系图。

机床的运动功能图只表示运动的个数、形式、功能及排列顺序，不表示运动之间的传动关系。

18、机床运动分配式的含义是什么？

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，右侧的运动由刀具完成。机床的运动功能式中添加上“·”接地符号后，称为运动分配式。

19、机床总体结构概略设计过程大致如何？

①确定末端执行件的概略形状与尺寸。

②设计末端执行件与其相邻的下一个功能部件的结合部的形式，概略尺寸选择并确定导轨的类型及尺寸。

③根据导轨接合部的设计结果和该运动的行程尺寸，同时考虑部件的刚度要求，确定下一个功能部件（即滑台侧）的概略形状与尺寸。

④重复上述过程，直到基础支承件（底座、立柱、床身等）设计完毕。

⑤若要进行机床结构模块设计，可将功能部件细分成子部件，根据制造厂的产品规划，进行模块提取与设置。

⑥初步进行造型与色彩设计。

⑦机床总体结构方案的综合评价。

20、机床的主参数及尺寸参数根据什么确定？

机床主参数：代表机床规格大小及反映机床最大工作能力的一种参数。《GB/T15375-94 金属切削机床型号编制方法》

尺寸参数—指机床的主要结构尺寸参数,包括: ①与被加工件有关的尺寸：

②标准化工具或夹具的安装面尺寸

21、机床的运动参数如何确定？驱动方式如何选择？数控机床与普通机床确定方法有什么不同？

1、主运动参数

迴转式主运动的机床其主运动参数为主轴转速

①最低（nmin）和最高（nmax）转速的确定

②主轴转速的合理排列

③标准公比φ值和标准转速数列

④公比的选用

⑤变速范围Rn，公比φ和级数Z的关系

2、进给量的确定

3、变速形式与驱动方式选择

驱动方式：电动机驱动、液压驱动驱动方式的选择主要是根据机床的变速形式和运动特性要求来确定的。

数控机床一般采用伺服电动机无机变速形式

其他机床多采用有级变速形式或无极与有级变速的组合形式

22、机床的动力参数如何确定？数控机床与普通机床的确定方法有什么不同？动力参数：机床驱动的各种电动机的功率或扭矩。

通过类比法、相似机床试验法和计算方法确定

对于数控机床的进给运动，伺服电动机按扭矩选择

23、机床主传动系都有哪些类型？由哪些部分组成？

1、按驱动主传动的电动机类型

2、按传动装置类型

分机械传动、液压传动、电气传动、以及它们的组合

3、按变速的连续性

分级变速传动和无级变速传动

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？

级比：指主动轴上同一点传往被动轴相邻两传动线的比值

或：变速组内相邻传动比之比，即较大的传动比与相邻的较小传动比之比

级比指数：级比中的指数Xi 值，它的物理意义为相邻两传动线与被动轴交点之间相距的格

数

设计时要使主轴转速为连续的等比数列，必须有一个变速组的级比指数为1，称此变速组为基本组。基本组的级比指数用X0表示，X0=1，第二扩大组的作用是将第一扩大组扩大的变速范围第二次扩大，其级比指数为X2等于基本组的传动副数和第一扩大组传动副数的乘积如有更多的变速组，则依次类推。

34、数控机床主传动系设计有哪些特点？

数控机床主传动系设计特点：1、主传动采用直流或交流电动机无级调速

2、数控机床驱动电动机和主轴功率特性的匹配设计

3、数控机床高速主传动设计

35、进给传动系设计要能满足的基本要求是什么？

进给传动系设计应满足的基本要求：

1、足够的静刚度和动刚度。

2、良好的快速响应性，低速微量进给不爬行，运动平稳，灵敏度高。

3、抗振性好，不会因摩擦自振而引起传动件的抖动或齿轮传动冲击。

4、足够的调速范围：保证实现所要求的进给量，适应不同材料，不同刀具，不

同零件要求的加工，传递较大扭矩。

5、传动精度、定位精度要高。

6、结构简单，加工、装配工艺性好，调整维修方便，操纵轻便灵活。

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36、试述进给传动与主传动相比较，有哪些不同的特点？

1、进给传动是恒扭矩传动（驱动进给运动的传动件是恒扭矩传动）

2、进给传动系中各传动件的计算转速是其最高转速

故各传动件（包括轴和齿轮）受的扭矩为：

Ti=T 末·n 末/ni=T 末·ui

3、进给传动的转速图为前疏后密结构

4、进给传动的变速范围降，变速范围Rn ≤14

37、进给伺服系的驱动部件有哪几种类型？其作用和应用范围怎么样？

伺服驱动部件：1、步进电机：将电脉冲信号变换成角位移（或线位移）的一种机电式数模转换器

适用于中、小型机床和速度季度要求不高的地方

2、直流伺服电机：一种能直接将电能转化为直线运动机械能的电力驱动装置

常用于高速轻载的小型数控机床中

3、交流伺服电机：将电动机的电压矢量或电流矢量作操作量，控制其幅值和相位

常用于中小型数控机床 38、试述滚珠丝杠螺母机构的特点，其支撑方式有哪几种？

滚珠丝杠是将旋转运动转换成执行件的直线运动的运动转换机构

载荷特点：主要承受轴向载荷，对丝杠轴承的轴向精度和刚度要求较高，采用角接触轴承或双向推力园柱滚子与滚针轴承的组合。

滚珠丝杠的支承方式：1、一端固定，一端自由：用于短丝杠与竖直丝杠

2、一端固定，一端简支：用于较长的卧式安装丝杠

3、两端固定：用于长丝杠或高转速，要求高抗压刚度场合

39、主轴部件应满足那些基本要求？

主轴部件应满足的基本要求：

1、旋转精度：概念：主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷、低速转动的条件下，在

安装工件或刀具的主轴部位的径向和轴向跳动。

影响因素：旋转精度取决于主轴、轴承、箱体孔等的制造、装配和调整精度

径向跳动影响因素：主轴轴颈的园度、轴承滚道及滚子园度、主轴及回转件的动平衡。

轴向跳动影响因素：轴承支承端面，轴肩的垂直度，止推轴承的滚道及滚子误差。

轴、径向跳动影响因素：主轴主要定心面的轴、径向跳动（锥孔误差，mol 精度。）

2、刚度：概念：主轴部件的刚度指其在外载荷作用下抵抗变形的能力

静刚度：作用力是静力引起的弹性变形

动刚度：作用力是交变力引起的弹性变形

影响因素：主轴的尺寸和形状，滚动轴承的类型和数量、预紧和配置形式、传动件的

布置方式、主轴部件的制造和装配质量

3、抗振性：概念：抗振性指抵抗受迫振动和自激振动的能力

影响因素：主轴部件的静刚度，质量分布及阻尼

4、升温和热变形

5、精度保持性：概念精度保持性指长期地保持其原始制造精度的能力

影响因素磨损，主轴轴承、轴颈表面、装夹工件刀具的定位表面的磨损

升进

8.251≤≤μ

40、主轴轴向定位方式有哪几种？各有什么特点？适用场合？

（1）前端配置两个方向的推力轴承都分布在前支承处

特点：在前支承处轴承较多，发热大，升温高；但主轴承受热后向后伸，不影响轴向精度。适用范围：用于轴向精度和刚度要求较高的高精度机床或数控机床

（2）后端配置两个方向的推力轴承都布置在后支承处。

特点：发热小、温度低，主轴受热后向前伸长，影响轴向精度

适用范围：用于普通精度机床，立铣，多刀车床。

（3）两端配置两个方向的推力轴承分别布置在前后两个支承处

特点：这类配置方案当主轴受热伸长后，影响轴承的轴向间隙，为避免松动，可用弹簧消除间隙和补偿热膨胀

适用范围：用于短主轴，如组合机床

（4）中间配置两个方向的推力轴承配置在前支承的后侧

特点：此方案可减少主轴的悬伸量，使主轴热膨胀后向后伸长，但前支承结构复杂，温升可能较高。

47、在支承件设计中，支承件应满足那些要求？

支承件应满足的基本要求

1、有足够的刚度和较高的刚度/质量比

2、较好的动态特性、较大的位移阻抗（动刚度）和阻尼。

3、热稳定性好，热变形对机床加工精度的影响较小。

4、排屑通畅，吊运安全，良好的结构工艺性。

48、支承件常用的材料有哪些？有什么特点？

1、铸铁

一般支承件用灰铸铁制成，铸铁铸造性能好，容易获得复杂结构的支承件，铸铁的内摩擦力大，阻尼系数大，使振动衰减的性能好，成本低。

2、钢板焊接结构

用钢板和型钢等焊接支承件，制造周期短，可制成封闭结构，刚性好，便于产品更新和结构改进，且固有频率比铸铁高，在同刚度情况下，可减轻重量。

3、预应力钢筋混凝土

主要用于制作补偿移动的大型机械机身、底座、支柱等支承件。预应力钢筋混凝土

支承件的刚度和阻尼比铸铁大几倍，抗振性好，成本低。缺点是脆性大，耐腐蚀性差，油渗入导致材质疏松

4、天然花岗岩

性能稳定，精度保持性好，抗振性好，阻尼系数比钢大15倍，耐磨性比铸铁高5~6倍，导热系数和线胀系数小，热稳定性好，抗氧化性强，不导电，抗磁，与金属不粘合，加工方便，通过研磨和抛光容易得到很高的精度和很低的表面粗糙度值

5、树脂混凝土（人造花岗岩）

刚度高；具有良好的阻尼性能，抗振性好；热容量大，热传导率低，热稳定性高，密度小，质量小，可获得良好的几何形状精度，表面粗糙度值较低，耐腐蚀性好，与金属粘结性强。

49、根据什么原则选择支承件的截面形状，如何布置支撑件上的肋板和肋条？

1、空心截面的刚度比实心大，故支承件用中空形状

2、圆环形截面抗扭刚度比方形好，而抗弯刚度比方形低

3、封闭截面的刚度大于开口截面的刚度，特别是抗扭刚度

肋板的布置取决于支承件的受力变形方向。

水平肋板：提高支承件水平面内弯曲刚度

垂直肋板：提高支承件垂直面内的弯曲刚度

斜向肋板：同时提高支承件的抗弯和抗扭刚度

肋条：一般配置在支承件某一内壁上，主要为了减小局部变形和薄壁振动，提高局部刚度。

50、提高支承件结构刚度和动态性能有哪些措施？

提高支承件结构刚度的主要方法是：根据支承件受力情况合理的选择支撑件的材料、截面形状和尺寸、壁厚，合理的分布肋板和肋条。

提高动态性能的方法：1、改善阻尼特性2、采用新材料制造支承件

51、导轨设计中应满足什么要求？

导轨应满足的基本要求

1、导向精度指动导轨运动轨迹的准确度

2、承载能力大，刚度好，根据承受载荷的性质，方向和大小，合理选择导轨的截面形状和尺寸，使导轨有足够的刚度，保证机床的加工精度。

3、精度保持性好，导轨原始精度丧失的主要原因是磨损

4、低速运动平稳动导轨作低速运动或微量进给时，运动始终平稳，不出现爬行现象。

5、结构简单、工艺性好，易于加工

52、镶条和压板有什么作用？

压板：压板用来调整辅助导轨面的间隙，承受颠覆力矩，用配刮垫片来调整间隙

镶条：镶条用来调整矩形导轨和燕尾形导轨的侧向间隙，镶条应放在导轨受力较小的一侧53、导轨的卸荷方式有哪几种？各有什么特点？

1、机械卸荷

2、液压卸荷导轨

3、自动调节气压卸荷导轨

第四章工业机器人设计思考题与习题 1.工业机器人的定义是什么？操作机的定义是什么？答：我国国家标准GT/T12643-1997《工业机器人词汇》将工业机器人定义为“是一种能自动控制、可重复编程、多功能、多自由度操作机，能搬运物料、工件或夹持工具，用以完成各种作业”；将操作机定义为“具有和人手臂相似的动作功能，可在空间抓放物体或进行其它操作的机械装置”。 2.工业机器人由哪几部分组成？并比较它与数控机床组成的区别。答：工业机器人由操作机、驱动单元和控制装置组成。数控机床一般由机床本体、伺服系统和数控装置组成。二者组成的区别主要在于机械本体，机器人操作机通常由末端执行器、手腕、手臂和机座组成，而数控机床机械本体通常包含主运动部件、进给运动部件、支承部件、冷却润滑、排屑等部分。 3.工业机器人的基本功能和基本工作原理是什么？它与机床主要有何相同和不同之处？答：工业机器人基本功能是提供作业所需的运动和动力，其基本工作原理是通过操作机上各运动构件的运动，自动地实现手部作业的动作功能及技术要求。在基本功能及基本工作原理上，工业机器人与机床有如下相同之处：二者的末端执行器都有位姿变化要求；二者都是通过坐标运动来实现末端执行器的位姿变化要求。二者的主要不同之处有：机床是以直角坐标形式运

动为主，而机器人是以关节形式运动为主；机床对刚度、精度要求很高，其灵活性相对较低；而机器人对灵活性要求很高，其刚度、精度相对较低 4.工业机器人的结构类型有哪几类？各种类型的特点如何？答：工业机器人的结构类型有如下四类：关节型机器人，其特点是关节一般为回转运动副，灵活性好，工作空间范围大（同样占地面积情况下），但刚度和精度较低；球坐标型机器人，其特点是按球坐标形式动作（运动），灵活性好，工作空间范围大，但刚度、精度较差；圆柱坐标型机器人，其特点是按圆柱坐标形式动作，灵活性较好，工作空间范围较大，刚度、精度较好；直角坐标型机器人，其特点是按直角坐标形式动作，刚度和精度高，但灵活性差，工作空间范围小。 5.如何选择和确定机器人的坐标系？分析图4-5所示的PUMA机器人的坐标系是如何确定的？答：坐标系按右手定则确定。绝对坐标系X-Y-Z，机座坐标系X0-Y0-Z0和机械接坐标系Xm-Ym-Zm的取法参考GB-T16977-1997《工业机器人坐标系和运动命名》。关节坐标系Xi-Yi-Zi以下简明的方法确定： (1)确定基准状态—般可取机器人处于机械原点时的状态作为基准状态。也可以取机器人各关节轴线(或大部分关节轴线)与机座直角坐标系轴线平行时的状态作为基准状态。(2)关节坐标轴轴线位置的选取取Zi轴与i关节的运动方向一致。对于回转关节，取Zi轴与i关节的轴线重合；对于移动关节，取Zi轴与i关节的运动方向平行(或重合)。(3)关节坐标方向的选取采用右手坐标系，规定Xi、Zi轴的方向，Yi轴方向就自然确定了。原则上Xi、Zi轴的正向可视方便任意选取，但应尽可能使各坐标

《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。 5.机械制造装备的机电一体化体现在哪些方面？答：机电一体化是指机械技术与微电子、传感检测、信息处理，自动控制和电力电子等技术，按系统工程和整体优化的方法，有机地组成的最佳技术系统。采用机电一体化体的机械制造装备功能强、质量好、故障率低、节能和节材、性能价格比高，具有足够的“结构

第一章 1．设计现代OS的主要目标是什么？答：（1）有效性（2）方便性（3）可扩充性（4）开放性 4．试说明推劢多道批处理系统形成和収展的主要劢力是什么？答：主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展：（1）不断提高计算机资源的利用率；（2）方便用户；（3）器件的不断更新换代；（4）计算机体系结构的不断发展。 12．试从交互性、及时性以及可靠性方面，将分时系统不实时系统迚行比较。答：（1）及时性：实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以人所能接受的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性，是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的，一般为秒级到毫秒级，甚至有的要低于100微妙。（2）交互性：实时信息处理系统具有交互性，但人与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。不像分时系统那样能向终端用户提供数据和资源共享等服务。（3）可靠性：分时系统也要求系统可靠，但相比之下，实时系统则要求系统具有高度的可靠性。因为任何差错都可能带来巨大的经济损失，甚至是灾难性后果，所以在实时系统中，往往都采取了多级容错措施保障系统的安全性及数据的安全性。 13．OS有哪几大特征？其最基本的特征是什么？答：并发性、共享性、虚拟性和异步性四个基本特征；最基本的特征是并发性。第二章 2. 画出下面四条诧句的前趋图: S1=a：=x+y; S2=b：=z+1; S3=c：=a –b；S4=w：=c+1; 8．试说明迚程在三个基本状态之间转换的典型原因。答：（1）就绪状态→执行状态：进程分配到CPU资源（2）执行状态→就绪状态：时间片用完（3）执行状态→阻塞状态：I/O请求（4）阻塞状态→就绪状态：I/O完成

河北科技大学理工学院2013——2014学年第1学期《机械制造装备设计》期末考试试卷A 专业班级姓名学号一、填空（每空1分，共20分） 1．机械制造装备设计柔性化的含义是指和柔性化。 2．机械制造装备主要包括：、、、。 3．机床的基本参数包括：______________、_____________、_____________。 4．导轨的作用是和。 5．普通机床主轴的滚动轴承前支承的精度要比后支承的精度______________。 =1.26，采用双速电机的结构式为6．某机床主轴的转速级数Z=12，公比 _______________。 7．进给传动链的传动载荷特点是；因此，其传动系中各传动件的计算转速是其的________________。 8．专用机床总体设计的结果表现形式是三图一卡，它们是：零件的机械加工工序图、、和。 9．自动化仓库中的托盘或货箱的功能是____________。 10．料仓中隔料器的作用是__________________。

二．简答（每小题5分，共25分） 1．机床系列化设计的标志是什么？设计中遵循的四化原则是什么？ 2．机床设计应满足的基本要求是什么？ 3．机床主轴转速数列的公比?为什么要1＜?≤2 ？ 4．机床主轴的功率转矩特性是什么？（画图表示并说明） 5．直线滑动导轨常用的截面组合形式有哪些？

三、简单分析设计（15分） 1．某机床主轴的转速（速度）中等，承受的径向载荷较大，径向支承应选择哪种类型的轴承？如果主轴的转速（速度）高，承受的径向、轴向都载荷较小，又应选择哪种类型的轴承？为了提高主轴轴承的接触刚度，应采取什么措施？ 2．某龙门机床的横梁受到切削头重力和切削力的作用，试选择横梁合理的截面形状？为了提高横梁的刚度，应采取什么措施？ 3．某中型机床主传动系统主轴的转速n max=3000转/分，n min=25转/分，计算转速n j=250转/分，交流调速电机的额定转速n电=1500转/分，n电max=4500转/分,试设计无级和分级混合的传动系统。

机械制造装备设计练习题C 一、填空题 1.机床主传动系统中常采用的无级变速装置有（）、（）和（）三大类。 2.进给传动系统主要用来实现机床的（）和（）运动。 3.主轴部件一般由（）、（）、（）、（）和（）组成。 4.主轴的传动方式主要有（）、（）和（）等。 5.主轴上推力轴承的位置配置形式一般有（）、（）、（）和（）。 6.主轴的主要结构参数包括（）、（）、（）和（）。 7.机床主轴部件主要支承常用的滚动轴承类型有（）、（）、（）、（）和（）等。 8.机床主轴滚动轴承的三种典型配置形式是（）、（）和（）。 9.滚动轴承所用的润滑剂主要有（）和（）两种。 10.滚动轴承密封的类型主要有（）和（）两大类。二、判断题 1.变速组的级比是指在转速图中的主动轴上同一点传往被动轴两传动线的比值，即同一变速组内传动比之间的比值。（） 2.变速组中最大传动比与最小传动比的比值，称为该变速组的变速范围（） 3.主轴的最高转速与最低转速的比值等于主轴的变速范围。（） 4.主轴的变速范围应等于主变速传动系统中各变速组变速范围的乘积。（） 5.在检查变速组的变速范围是否超过极限值时，只需按实际传动顺序检查最后一个变速组即可。（） 6.为扩大通用机床传动系统的变速范围，可以采用多速电动机传动的方式实现。（） 7.设计多速电动机主变速传动系统时，选择的公比φ必须满足E10 φ（E为正整数），主轴 = 才能得到标准的转速值。（） 8.为扩大通用机床主变速传动系统的变速范围，可以采用双公比传动系的方法实现。（） 9.在确定齿轮齿数时，为避免因齿数和过大而使机床结构庞大和噪声加剧，故一般推荐S z ≤100~120。（） 10.若保证三联滑移齿轮能顺利滑移而不发生碰撞，则三联滑移齿轮的最大齿轮与相邻的次大齿轮之间的齿数差应大于或等于4。（） 11.卧式车床在车削加工时，工件的回转运动为机床的主运动。（） 12.机床主参数是代表机床规格大小及反映机床最大工作能力的一种参数。（） 13.设计非自动化小型机床的有级变速主传动系时，应选用较小的标准公比。（） 14.主轴的最高转速与最低转速的比值等于主轴的变速范围。（） 15.为扩大通用机床传动系统的变速范围，可以采用多速电动机传动的方式实现。（） 16.在主轴部件主支承常用的滚动轴承中，双向推力角接触球轴承可承受双向轴向载荷，但不能承受径向载荷。（） 17.当支承件的截面积相同时，方形截面抗弯能力强；圆形截面抗扭能力强。（） 18.工件的欠定位在特殊场合中是允许的，而工件的过定位则是绝对不允许的。（） 19.辅助支承的结构与可调支承很相近，但辅助支承不起定位作用。（） 20.数控机床生产线适用于产品结构稳定的大量生产类型。（）三、单项选择题 1.已知某卧式铣床主轴的转速范围为30 ~ 1500r/min，公比φ = 1.26，主轴的转速级数Z 应为（）。

一、填空题 1、机械制造装备的组成包括（加工设备）、（工艺设备）、（工件输送装备）和（辅助装备）。 2、加工装备主要指（金属切削机床）、（特种加工机床）以及（金属成型机床）。 3、工艺装备是机械加工中所使用的（刀具）、（模具）、（机床夹具）、（量具）、（工具）的总称。 4、辅助装备包括（清洗剂）、（排屑装置）、（计量装置）等。 2、机床运动分配的四个原则：（将运动分配给质量小的零件）、（运动分配应有利于提高工件的加工精度）、（运动分配应有利于提高运动部件的刚度）、（运动分配应视工件形状而定）。 2、机床设计大致包括：(总体设计)、(技术设计)、（零件设计及资料编写）、（样机试制和试验鉴定）四个阶段。 3、机械制造装备设计可分为：（创新设计），（变形设计）和（模块化设计）。 4、机床的总体方案拟定包括（掌握机床的设计依据）、（工艺分析）、（总体布局）、（确定主要的技术参数）。 5、机床的主要技术参数包括（主参数）、（尺寸参数）、（运动参数）、（动力参数）。尺寸参数：指影响机床加工性能的一些尺寸。运动参数：指机床执行件（主轴或工作台、刀架）的运动速度. 动力参数：包括驱动机床的各种电动机功率或转矩，液压马达和液压缸的牵引力等 6、主轴的尺寸参数主要有：（主轴前后支撑轴颈21,D D ），（主轴内孔直径d ），（主轴前端的悬伸量a ）和（主轴的支承跨距L ）。 6、主轴的技术要求：主轴轴承是根据（载荷性质）、（转速)、（机床的精度）选择的。 6、机床总体布局中提高动刚度的措施：（提高抗震性）、（减小热变形）、（降低噪声）。 7、推力轴承在主轴上的位置影响主轴的轴向精度和主轴（热变形方向和大小），设计时，一般普通机床采用（后端定位），数控机床采用（前端定位），组合机床采用（两端定位）。 8、推力轴承位置配置方式：（前端定位），（后端定位），（两端定位），(中间定位)。 9、机床的主传动形式有：（机械传动）、（液压传动）、（电气传动）。 10、机床主轴组件应满足的基本要求是（旋转精度）、（刚度）、（抗振性）、（温升与热变形）、（精度保持性） 11、提高主轴部件性能措施：（提高旋转精度）、（提高刚度）、（提高动刚度）。 12、导轨应满足的要求：（导向精度）、（精度保持性）、（有足够的刚度）、（低速运动平稳性）、（结构简单，工艺性好）。 13、机械制造装备应满足的功能包括：（加工精度），（强度）、（刚度和抗震性），（加工稳定性），（耐用度和性价比）。 12、转速图的一点三线包括：（转速点）、（转速线）、（传动轴线）、（传动线）。 13、主轴滚动轴承的选择：（双列圆柱滚子轴承）、（双向推力角接触轴承)、 (圆锥滚子轴承和深沟球轴承)、(角接触球轴承)。

机械制造装备设计_试卷及答案第06套

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《机械制造装备设计》试卷（闭卷）（试卷编号：06）（考试时间：120分钟适用机制专业） 1题号一二三四五六七总分复核人分值10 20 28 15 20 7 100 得分一、选择题（每题1分，共10分） 1.随行夹具的返回型式有上方返回、下方返回和（）得分三种。批阅人（A）直线通过式；（B）折线通过式；（C）水平返回； 2.按照工艺范围，机床可分为（）、专用机床、专门化机床（A）通用机床；（B）车床；（C）数控机床； 3.根据数控机床的工作原理，它一般由信息载体、（）、伺服统、机床本体等四部分组成。（A）伺服电机；（B）加工装备；（C）数控装置；4.仓储设施的型式按其功能分有原材料库、（）、在制品库、零部件成品库、维修件和备件库、产成品库、工夹量具等工艺装备库等；（A）外购件库；（B）车间级库；（C）厂级库； 5.数控机床电气伺服系统按有无检测和反馈装置分为开环、（）和半闭环系统. （A）电气系统；（B）闭环；（C）液压系统； 6.回转运动导轨的截面形状有三种：平面环形、（）和双锥导轨。（A）平面形；（B）锥面环形；（C）三角形；

7.钻模按其结构特点可分为（）、回转式钻模、翻转式钻模盖板式钻模、滑柱式钻模等五种类型。（A）固定式钻模；（B）分离式钻模；（C）可调式钻模； 8.采用"少品种,大批量”的作法，强调的是“规模效益”.这种制造模式称为（）。 A.“传统模式“ B.“精益生产” C．“敏捷制造“D。”精益—敏捷—柔性 9.使用要求相同的部件,另件,按现行的各种标准和规范,进行设计与制造., ,称为. ( ). A.产品系列化. B.结构典型化. C.通用化标准化/ S.另件.通用化 10机床传动系统各末端执行件之间的运动协调性,和均匀性精度,称为( ). A.几何精度. B.运动静度, C.传动静度. D.定位精度. 二．判断题（20分，每小题2分） 1．机械制造装备包括加工装备、机床、仓储输送装备和得分辅助装备四种，它与制造工艺、方法紧密联系在一起，批阅人是机械制造技术的重要载体。（） .2。可调支承是支承点位置可以调整的支承。它不起定位作用，主要用于工件的毛坯制造精度不高，而又以粗基准面定位的工序中。（） .3.刀具识别装置是自动换刀系统的重要组成部分。常用的有顺序选刀和任意选刀两种型式。( ) 4.机床间的工件传递和运送装置目前包括有：托盘和随行夹具..有轨小车 (RGV)和无轨小车(AGV)等。（）

“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。 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：可靠性是指产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定任务的能力。衡量指标有：可靠度R(t)、累计失效概率F(t)、失效率、平均寿命和平均无故障工作时间、可靠寿命、维修度、修复率、平均修复时间等（P37-38）。它们之间的主要联系：F(t)=1-R(t)。 1-18 从系统设计的角度，如何提高产品的可靠性？答：从系统设计角度，提高产品可靠性要提高其组成各单元的可靠性水平，因此要进行系统和单元可靠性的预测。（P39）此外要将系统可靠性指标合理分配到各组成单元中，明确各组成单元的可靠性设计要求。（P42）第二章： 2-4 机床系列型谱含意是什么？答：先选择用量大的机床为“基型系列”，然后在此基础上派生出若干“变型系列”，基型和变型

第一章 1 ．设计现代OS 的主要目标是什么？答：（1）有效性（2）方便性（3）可扩充性（4）开放性 2 ．OS 的作用可表现在哪几个方面？答：（1）OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口（2）OS 作为计算机系统资源的管理者（3）OS 实现了对计算机资源的抽象 4 ．试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么？答：主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展：（1）不断提高计算机资源的利用率；（2）方便用户；（3）器件的不断更新换代；（4）计算机体系结构的不断发展。 7 ．实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决？答：关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及时接收并及时处理该命令，在用户能接受的时延内将结果返回给用户。解决方法：针对及时接收问题，可以在系统中设置多路卡，使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；为每个终端配置缓冲区，暂存用户键入的命令或数据。针对及时处理问题，应使所有的用户作业都直接进入内存，并且为每个作业分配一个时间片，允许作业只在自己的时间片内运行，这样在不长的时间内，能使每个作业都运行一次。 12 ．试从交互性、及时性以及可靠性方面，将分时系统与实时系统进行比较。答：（ 1 ）及时性：实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以人所能接受的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性，是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的，一般为秒级到毫秒级，甚至有的要低于100 微妙。（2）交互性：实时信息处理系统具有交互性，但人与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。不像分时系统那样能向终端用户提供数据和资源共享等服务。（3）可靠性：分时系统也要求系统可靠，但相比之下，实时系统则要求系统具有高度的可靠性。因为任何差错都可能带来巨大的经济损失，甚至是灾难性后果，所以在实时系统中，往往都采取了多级容错措施保障系统的安全性及数据的安全性。 13 ．OS 有哪几大特征？其最基本的特征是什么？答：并发性、共享性、虚拟性和异步性四个基本特征；最基本的特征是并发性。

2009年1月份《机械制造装备设计》复习题（二）一、选择（10分，每小题1分） 1下列结构式中，符合级比规律的是 [C ]。 A. 53122312??= B. 72123212??= C. 61222312??= D. 51323212??= 2齿轮、滚动轴承及其它传动元件的振动摩擦产生的噪声称为[A ]。 A.机械噪声 B. 液压噪声 C.电磁噪声 D. 空气动力噪声 3铣床的主要性能指标（第二主参数）是 [D ]。 A. 床身上的最大回转直径 B. 最大的工件长度 C. 工作台工作面宽度 D. 工作台工作面长度 4刀具是线切削刃，与工件发生线吻合，因此发生线由刀刃实现，发生线不需要刀具与工件的相对运动，该发生线的生成方法为 [ B ]。 A. 轨迹法 B. 成形法 C. 相切法 D. 展成法 5清楚的表明机床的形式和布局，规定各部件的轮廓尺寸及相互间的装配关系和运动关系，是展开各部件设计的依据，该资料称为[C ]。 A.被加工零件工序图 B. 加工示意图 C.机床总联系尺寸图 D. 生产率计算卡 6具有良好的抗振性、工艺性和耐磨性等为特点的导轨为[A ]。 A.铸铁导轨 B. 镶钢导轨 C.有色金属导轨 D. 塑料导轨 7刀库的特点是结构简单紧凑，应用较广，容量较小，一般不超过32把刀具，指的是[A ]。 A.鼓轮式刀库 B. 链式刀库 C.格子箱刀库 D. 直线式刀库 8控制阀将来自气泵的压缩空气自喷嘴通入，形成高速射流，将吸盘内腔中的空气带走而形成负压，使吸盘吸住物体，该吸盘称为[B ]。 A.挤压排气式吸盘 B. 气流负压式吸盘 C.真空泵排气式吸盘 D. 磁吸式吸盘 9在刀具识别位置上，利用光学系统将刀具的形状投影到带有许多光电元件组成的屏幕上，从而将刀具的形状变成电信号，经信息处理后存入记忆装置中，该刀具识别法称为[ C ]。 A. 非接触式磁性识别法 B. 光学纤维刀具识别 C. 图像识别技术 D. PLC 实现随机换刀 10首先应用在平面多关节型（SCARA 型）装配机器人中的驱动机器人关节轴的电机是[ C ]。 A. 直流伺服电动机 B. 交流伺服电动机 C. 双定子结构直接驱动电动机 D. 步进电动机二、填空（20分，每小题1分） 1普通车床和升降台铣床的主参数系列公比为____1.25____。 2一般机械传动元件的速度增加一倍，噪声增加____6___dB 。

《机械制造装备设计》试题1答案一、简答题（每题3分，共12分） 1. 能将几个多轴箱安装在转塔回转工作台上，使每个多轴箱依次转动到加工位置对工件进行加工的组合机床。 2. 利用刀齿的轮廓与工件最终加工表面形状相似，切削齿高度向后递增，工件的余量被一层一层地切去，由最后一个刀齿切出所要求的尺寸，经校准齿修光达到预定的加工精度的拉削。 3. 机床夹具是机械加工中用来确定加工工件的正确位置，并使工件固定，以承受切削力，便于接受加工的工艺装备。 4. 指机床上，工件安装基面至机床底面的垂直距离。二、填空题（每空1分，共16分） 1. 夹具、模具、刀具、量具 2. 被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图、机床生产率卡。 3. 锯齿头支承钉、一组支承板、可胀心轴、定位销 4. 保护压板和避免螺栓弯曲，直接压紧工件，支承压板，卸料工件时托住压板。三、问答题（12分）见教材四、问答题（15分） 1. 夹具与机床连接时使夹具定位表面相对机床主轴（或刀具）、机床运动导轨有准确的位置和方向的过程称为夹具的对定。 2．夹具的对定包括三个方面：一是夹具在机床上的定位，即夹具对切削成形运动的定位；二是夹具的对刀，即夹具对刀具的对准；三是分度和转位定位，即夹具对加工位置的定位。 3．使用夹具加工工件时，只有首先保证夹具在机床上的对定要求，其对定误差要小于工件的允许误差，才能使工件在夹具中相对刀具及成形运动处于正确位置，即夹具定位。从而保证工件的加工尺寸精度和相互位置加工精度。五、问答题（15分）见教材六、设计题（15分） 1. 计算公比φ 已知：1001120=R ，Z=8 . 根据 1-=Z R ?, 则7 19.11lg 1lg lg =-=Z R ?, 即：φ= 2．确定传动组、传动副和扩大顺序根据传动组和传动副拟定原则，可选方案有：① Z=4ⅹ2； ② Z=2ⅹ4；③ Z=2ⅹ2ⅹ2 在方案①，②中，可减少一根轴，但有一个传动组内有四个传动副，增加传动轴轴向长度，所以选择方案③： Z=2ⅹ2ⅹ2 根据前疏后密原则，选择结构式为： 8=21ⅹ22ⅹ24 3. 转速图绘制设计 ① 主轴各级转速为：100，140，200，280，400，560，800，1120 r/min ② 确定定比传动比：取轴Ⅰ的转速值为800r/min ，则电机轴与轴的传动比为： ③ 确定各变速组最小传动比从转速点800 r/min 到100r/min 共有6格，三个变速组的最小传动线平均下降两格，按照前缓

《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。 22.定位元件中适合于工件以外圆柱面定位的元件有半圆套，V形块。 23.用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度称为六点定位规则。 24.支承板比较适合于工件以精基准平面定位。 25.扩大传动系统变速范围，可采用增加变速组，背轮机构，对称混合公比和双速电机等方法。 26.隔板的作用是将局部载荷传递给其他壁板，从而使整个支承件能比较均匀地承受载荷。 27.机构中适合于轴向分度对定的机构有钢球对定，圆柱销对定，菱形销对定，圆锥销对定。 28.夹紧力作用点的确定原则中作用点的位置应当落在定位元件的支承范围内，选在工件刚度较高的部位，尽量靠近加工表面。 29.属于机动夹紧装置力源装置的有电动装置，气动装置，磁力装置。 30.回转分度装置按分度盘和对定销相对位置的不同可分为两种基本形式轴向分度，径向分度。 31.长方体大表面由的三个支承点（不在同一直线）定位可限制3个自由度。 32.工件以“两孔一面”组合定位时可限制工件六个自由度。二、判断题

机械制造装备设计复习题（一）及答案一、选择（10分，每小题1分） 1．采用“消灭一切浪费”和“不断完善”，以最优的质量和最低成本的产品提供给市场，这种制造模式被称为[ B ]。 A. “传统模式” B. “精益生产” C. “敏捷制造” D. “并行工程” 2．利用金属的塑性变形，使坯料在工具的冲击力或静压力作用下成为具有一定形状和尺寸的工件，同时使其性能和金相组织符合一定的技术要求的机床，称为[ D ]。 A. 挤压机 B. 冲压机 C. 轧制机 D. 锻造机 3．一组功能、工作原理和结构相同，而尺寸和性能参数不同的产品，称为[ A ]。 A. 纵系列产品 B. 横系列产品 C. 跨系列产品 D. 基型产品

4．加工规定的试件，用试件的加工精度表示机床的精度，称为 [ D ]。 A. 几何精度 B. 运动精度 C. 传动精度 D. 工作精度 5．具有摩擦系数小，动、静摩擦系数很接近、运动灵敏度高，但抗振性差为特点的导轨是 [ C ]。 A. 滑动导轨 B. 卸荷导轨 C. 滚动导轨 D. 动压导轨 6．一个四自由度平面关节型机器人，其运动功能式为[ B ]。 A. M O //4321γγγγ B. M Z O //321γγγ C. M ZX O //21γγ D. M XYZ O //γ 7．以灵活性好，工作空间范围大，但刚度和精度较低为特点的机器人是[ A ]。 A. 关节型机器人 B. 求坐标型机器人

C. 圆柱坐标型机器人 D. 直角坐标型机器人 8．质量小、线胀系数小、弹性模量大、刚度大，在高速下温升低的轴承为[ D ]。 A.角接触球轴承 B. 双列短圆柱滚子轴承 C.圆锥滚子轴承 D. 陶瓷滚子轴承 9．背轮机构可把变速范围扩大到最大数值为[ D ]。 A. 8 B. 32 C. 4 D. 16 10．制造方便，工艺性好，但磨损后很难调整和补偿间隙，主要用于受轴向负荷为特点的导轨为：[ D ]。A. 矩形导轨 B. 三角形导轨 C. 燕尾形导轨 D. 圆柱形导轨二、填空（20分，每小题1分） 1．加工精度是指加工后零件对理想尺寸、形状和___位置___的符合程度。 2．全自动是指能自动完成工件的上料、加工和卸料的生产全过程；半自动则需___人工___完成上下料。

第3章处理机调度1）选择题（1）在分时操作系统中，进程调度经常采用_D_ 算法。 A. 先来先服务 B. 最高优先权 C. 随机 D. 时间片轮转（2）_B__ 优先权是在创建进程时确定的，确定之后在整个进程运行期间不再改变。 A. 作业 B. 静态 C. 动态 D. 资源（3）__A___ 是作业存在的惟一标志。 A. 作业控制块 B. 作业名 C. 进程控制块 D. 进程名（4）设有四个作业同时到达，每个作业的执行时间均为2小时，它们在一台处理器上按单道方式运行，则平均周转时间为_ B_ 。 A. l小时 B. 5小时 C. 2.5小时 D. 8小时（5）现有3个同时到达的作业J1、J2和J3，它们的执行时间分别是T1、T2和T3，且T1＜T2＜T3。系统按单道方式运行且采用短作业优先算法，则平均周转时间是_C_ 。 A. T1+T2+T3 B. (T1+T2+T3)/3 C. (3T1+2T2+T3)/3 D. (T1+2T2+3T3)/3 （6）__D__ 是指从作业提交给系统到作业完成的时间间隔。 A. 运行时间 B. 响应时间 C. 等待时间 D. 周转时间（7）下述作业调度算法中，_ C_调度算法与作业的估计运行时间有关。 A. 先来先服务 B. 多级队列 C. 短作业优先 D. 时间片轮转 2）填空题（1）进程的调度方式有两种，一种是抢占(剥夺)式，另一种是非抢占(非剥夺)式。（2）在_FCFS_ 调度算法中，按照进程进入就绪队列的先后次序来分配处理机。（3）采用时间片轮转法时，时间片过大，就会使轮转法转化为FCFS_ 调度算法。（4）一个作业可以分成若干顺序处理的加工步骤，每个加工步骤称为一个_作业步_ 。（5）作业生存期共经历四个状态，它们是提交、后备、运行和完成。（6）既考虑作业等待时间，又考虑作业执行时间的调度算法是_高响应比优先____ 。 3）解答题（1）单道批处理系统中有4个作业，其有关情况如表3-9所示。在采用响应比高者优先调度算法时分别计算其平均周转时间T和平均带权周转时间W。（运行时间为小时，按十进制计算）表3-9 作业的提交时间和运行时间

机械制造装备设计考试题及答案西北工业大学考试题（A卷）（考试时间120分钟）学院：专业：姓名：学号：一．填空题（共30分，每空1分） 1.机械制造装备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等四个阶段。P17 2.可靠性预测是对新产品设计的可靠性水平进行评估，计算出产品或其零部件可能达到的可靠性指标。P38 3.机床的柔性包括空间上的柔性和时间上的柔性。P57 4.变速组的级比是指主动轴上同一点传往从动轴相邻两传动线的比值。P92 5.机床控制系统可分为时间控制、程序控制、数字控制、误差补偿控制和自适应控制。P129 6.支承件的主要功能是保证机床各零部件之间的相互位置和相对运动精度。P161 7.机器人的机械结构类型特征，用它的结构坐标形式和自由度数表示。P223 8.伺服电动机驱动单元一般由伺服电动机、传感器、减速器和制动器组成。 P238 9.可调整夹具的调整方式可分为调节式、更换式、综合式和组合式。P307

10. 铣床夹具可分为直线进给式、圆周进给式和仿形进给式三类。P321 二．判断题（共10分，每题1分） 1. 采用分支传动方式除了能较大地减小变速范围外，还具有缩短高速传动路线、提高传动效率、减少噪声的优点。P99 （×） 2. 钢板焊接结构的缺点是钢板材料内摩擦阻尼约为铸铁的1/3。P166 （√） 3. 机器人对灵活性要求很高，其刚度、精度相对较低。P218 （√） 4. 在工业机器人中常柔软且拉伸变形大的钢带传递运动。P237 （×） 5. 机器人手臂的结构随其机械结构类型和驱动系统类型的不同而有很大差别。P241 （√） 6. 调节式可调整夹具适用于位置精度高的场合。P308 （×） 7. 在OXYZ 坐标系中，物体有三个自由度。P275 （×） 8. 组合夹具特别适用于单件、小批量生产，以及新产品试制。P311 （√） 9. 带式传送机的输送能力大、运距大，可输送的物料品种多，结构比较简单，营运费用较低。P373 （√） 10. 柔性制造系统对集成于其中的加工设备是有一定要求的，不是任何加工设备均可纳入柔性制造系统中。P437 （√）三．名词解释（共20分，每题5分）

机械制造装备设计复习题及答案 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

机械制造装备设计复习题（一）及答案一、选择（10分，每小题1分） 1．采用“消灭一切浪费”和“不断完善”，以最优的质量和最低成本的产品提供给市场，这种制造模式被称为 [ B ]。 A. “传统模式” B. “精益生产” C. “敏捷制造” D. “并行工程” 2．利用金属的塑性变形，使坯料在工具的冲击力或静压力作用下成为具有一定形状和尺寸的工件，同时使其性能和金相组织符合一定的技术要求的机床，称为 [ D ]。 A. 挤压机 B. 冲压机 C. 轧制机 D. 锻造机 3．一组功能、工作原理和结构相同，而尺寸和性能参数不同的产品，称为 [ A ]。 A. 纵系列产品 B. 横系列产品 C. 跨系列产品 D. 基型产品 4．加工规定的试件，用试件的加工精度表示机床的精度，称为[ D ]。 A. 几何精度 B. 运动精度 C. 传动精度 D. 工作精度 5．具有摩擦系数小，动、静摩擦系数很接近、运动灵敏度高，但抗振性差为特点的导轨是 [ C ]。

A. 滑动导轨 B. 卸荷导轨 C. 滚动导轨 D. 动压导轨 6．一个四自由度平面关节型机器人，其运动功能式为[ B ]。 A. M O //4321γγγγ B. M Z O //321γγγ C. M ZX O //21γγ D. M XYZ O //γ 7．以灵活性好，工作空间范围大，但刚度和精度较低为特点的机器人是[ A ]。 A. 关节型机器人 B. 求坐标型机器人 C. 圆柱坐标型机器人 D. 直角坐标型机器人 8．质量小、线胀系数小、弹性模量大、刚度大，在高速下温升低的轴承为[ D ]。 A.角接触球轴承 B. 双列短圆柱滚子轴承 C.圆锥滚子轴承 D. 陶瓷滚子轴承 9．背轮机构可把变速范围扩大到最大数值为[ D ]。 A. 8 B. 32 C. 4 D. 16 10．制造方便，工艺性好，但磨损后很难调整和补偿间隙，主要用于受轴向负荷为特点的导轨为： [ D ]。 A. 矩形导轨 B. 三角形导轨 C. 燕尾形导轨 D. 圆柱形导轨二、填空（20分，每小题1分）

2.1 一类操作系统服务提供对用户很有用的函数，主要包括用户界面、程序执行、I/O操作、文件系统操作、通信、错误检测等。另一类操作系统函数不是帮助用户而是确保系统本身高效运行，包括资源分配、统计、保护和安全等。这两类服务的区别在于服务的对象不同，一类是针对用户，另一类是针对系统本身。 2.6 优点：采用同样的系统调用界面，可以使用户的程序代码用相同的方式被写入设备和文件，利于用户程序的开发。还利于设备驱动程序代码，可以支持规范定义的API。缺点：系统调用为所需要的服务提供最小的系统接口来实现所需要的功能，由于设备和文件读写速度不同，若是同一接口的话可能会处理不过来。 2.9 策略决定做什么，机制决定如何做。他们两个的区分对于灵活性来说很重要。策略可能会随时间或位置而有所改变。在最坏的情况下，每次策略改变都可能需要底层机制的改变。系统更需要通用机制，这样策略的改变只需要重定义一些系统参数，而不需要改变机制，提高了系统灵活性。 3.1、短期调度：从准备执行的进程中选择进程，并为之分配CPU；中期调度：在分时系统中使用，进程能从内存中移出，之后，进程能被重新调入内存，并从中断处继续执行，采用了交换的方案。长期调度：从缓冲池中选择进程，并装入内存以准备执行。它们的主要区别是它们执行的频率。短期调度必须频繁地为CPU选择新进程，而长期调度程序执行地并不频繁，只有当进程离开系统后，才可能需要调度长期调度程序。 3.4、当控制返回到父进程时，value值不变，A行将输出：PARENT：value=5。 4.1、对于顺序结构的程序来说，单线程要比多线程的功能好，比如（1）输入三角形的三边长，求三角形面积；（2）从键盘输入一个大写字母，将它改为小写字母输出。

机械制造装备设计课后习题答案 第三版 机械工业出版社

机械制造装备设计课后习题答案第三版机械工业出版社