1、机械制造装备设计复习资料第一章机械制造及装备设计方法一、单项选择题1.下面哪一项不属于数字化制造支撑技术。 D A. 虚拟现实 B. 计算机网络C. 快速原型 D. LAF生产系统2. 下面哪一项不属于现代生产和管理技术。 A A. “刚性”生产 B. 准时生产C. 快速可重组制造 D. 并行工程3. 20世纪50年代末出现的人工智能技术，它不包括下列哪一项。 D 。A. 专家系统 B. 人工神经网络C. 遗传算法 D. 绿色制造4.下列哪一项不属于机械制造装备应满足的一般功能要求。 D 。A. 技术经济方面的要求 B. 加工稳定性方面的要求C. 耐用度方面的要求 D. 自动化方面的要求5.
2、下列哪一项不属于机械制造装备应满足的一般功能要求。 D 。A. 强度、刚度和抗振性方面的要求 B. 加工稳定性方面的要求C. 耐用度方面的要求 D.精密化方面的要求二、填空题6. 现代化机械制造装备向高效、高速、_高精度_方向发展。7. 系列型谱内产品扩展的方式有_纵系列_、横系列和跨系列扩展三类。8. 现代化机械制造装备多功能复合化、_柔性_自动化的产品称为发展的主流。9. 系列型谱内一组功能、工作原理和结构相同，而尺寸和性能参数不同的产品称为_纵系列_产品。10. 现代化机械制造装备_智能_制造技术和智能化装备有了新的发展。11. 系列型谱内采用相同的主要基础件和通用部件的不同类型产品称为
3、_跨系列_产品。第二章金属切削机床设计一、单项选择题1. 机床的总体结构方案设计中，刀具只有旋转运动的运动分配式为 D 。A. B. C. D. 2. 与机床振动无直接关联的因素是 D 。A. 机床刚度 B. 机床阻尼C. 机床系统固有频率 D. 机床热变形3. 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的机床，称为 C 。A. 通用机床 B. 专用机床C. 专门化机床 D. 数控机床4. 为防止爬行，在设计低速运动部件时，主要应采取下列那项措施。 D 。A. 提高传动精度 B. 提高抗振能力C. 减少热变形 D. 减少静、动摩擦系数之差5. 下面哪一项不属于机械进给传动系的
4、设计特点。 A 。A. 前密后疏 B. 恒转矩传动C. 前疏后密 D. 采用传动间隙消除机构6. 下列哪一项不属于主变速传动系设计中扩大变速范围的方法。 D 。A.增加变速组 B. 采用分支传动C.采用双公比传动系 D. 采用交换齿轮7. 机床的总体结构方案设计中，工件具有X和Z方向运动的运动分配式为 C 。A. B. C. D. 8. 在系列型谱中，结构最典型、应用最广泛的是所谓的 D 。A. 纵系列产品 B. 横系列产品C. 跨系列产品 D. 基型产品9. 可加工多种尺寸和形状的工件的多种加工面的机床，称为 A 。A. 通用机床 B. 专用机床C. 专门化机床 D. 数控机床10. 下面哪
5、一项不属于主变速传动系设计的一般原则。 C 。A. 前密后疏 B. 前多后少C. 前疏后密 D. 前慢后快11. 机床的总体结构方案设计中，刀具具有Y方向平动和绕Z轴转动的运动分配式为 C 。A. B. C. D. 12. 下列哪一项不属于主变速传动系设计中扩大变速范围的方法。 D 。A.增加变速组 B. 采用分支传动C.采用双公比传动系 D. 采用多速电机13. 机床上用来完成工件一个待加工表面几何形状的生成和金属的切除任务的运动，称为 A 。A. 表面成形运动 B. 表面非成形运动C. 独立运动 D. 复合运动14下列哪一项不是影响机床振动的主要原因 D 。A. 机床的刚度 B. 机床的阻
6、尼特性C. 机床系统固有频率 D. 机床的热变形15沿斜置坐标系的Z轴运动可表示为： A 。A. B. C. D. 16最大相对转速损失率为29%的标准公比是 C 。A. 1.12 B. 1.26 C. 1.41 D. 1.58 17设计机床主变速传动系时，为避免从动直齿圆柱齿轮尺寸过大而增加箱体的径向尺寸，一般限制降速最小传动比为 B 。A. B. C. D. 18下列为双公比变速传动系的结构式为 B 。A. B. C. D. 19机床主轴或各传动件的计算转速定义为： A 。A. 传递全部功率的最低转速 B. 传递全部功率的最高转速C. 传递全部扭矩的最低转速 D. 传递全部功率的转速20.
7、 机床的总体结构方案设计中，车床的运动功能式为 A 。A. B. C. D. 21. 设计机床主变速传动系时，为避免扩大传动误差，减少振动噪声，一般限制直齿圆柱齿轮的最大升速比 A 。A. B. C. D. 22.下列为双公比变速传动系的结构式为 B 。A. B. C. D. 23.机床进给传动系中各传动件的计算转速是其： D A. 传递全部扭矩的最低转速 B. 传递全部功率的最高转速C.最低转速 D. 最高转速24. 机床的总体结构方案设计中，刨床的运动功能式为 C 。A. B. C. D. 25.机床上各运动之间无严格运动关系，称为 C 。A. 表面成形运动 B. 表面非成形运动C. 独立
8、运动 D. 复合运动4下列哪一项不是影响机床振动的主要原因 D 。A. 机床的刚度 B. 机床的阻尼特性C. 机床系统固有频率 D. 机床低速运动的平稳性26.坐标系的Z轴为进给运动可表示为： C 。A. B. C. D. 27.最大相对转速损失率为21%的标准公比是 B 。A. 1.12 B. 1.26 C. 1.41 D. 1.5828.设计机床主变速传动系时，为避免扩大传动误差，减少振动噪声，一般限制斜齿圆柱齿轮的最大升速比 C 。A. B. C. D. 29.下列为双公比变速传动系的结构式为 B 。A. B. C. D. 30.机床主轴或各传动件的计算转速定义为： C A. 传递全部功
9、率的最高转速 B. 传递全部扭矩的最低转速C. 传递全部扭矩的最高转速 D. 传递全部功率的转速二、填空题31. 运动功能设计包括确定机床所需运动的个数、形式、功能及排列顺序，最后画出机床的运动_原理_图。 32. 工件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，有_轨迹法_、成形法、相切法和展成法。33. 公比值小则相对转速损失_小_。34. 进给运动消耗的功率远_小_于主传动功率。35. 在变速传动系中，既是前一变速组的从动齿轮，又是后一变速组的主动齿轮，称为_公用_齿轮。36. 双公比变速传动系是在常规变速传动系基础上，通过改变基本组的_级比指数_演变来的。37.
10、最严重情况时，齿轮处于轴的中部时，应验算在齿轮处轴的_挠度_。38. 为了扩大恒功率调速范围，在变速电动机和主轴之间串联一个_分级变速箱_。39. 基本参数设计包括尺寸参数、运动参数和_动力_参数设计。40. 工件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，有轨迹法、_成形法_、相切法和展成法。41. 公比值小，当变速范围一定时变速级数将_增多_。42. 快速运动电动机起动时消耗的功率_最大_。43. 采用公用齿轮可以_减少_齿轮的数目，简化结构，缩短轴向尺寸。44. 如要演变成双公比变速传动系，基本且的传动副数常选为_2_。45. 最严重情况时，当齿轮处于轴的两端附近时
11、，应验算齿轮的_倾角_。46. 无级变速装置作为传动系中的基本组，而分级变速作为扩大组，其公比理论上应等于无级变速装置的_变速范围_。47. 传动系统设计包括传动方式、传动原理图及传动_系统_图设计。48. 工件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，有轨迹法、成形法、_相切法_和展成法。49. 公比值小，当变速范围一定时变速级数将增多，变速箱的结构_复杂_。50. 无级变速传动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_； 51. 在主传动系设计中，通常，中间轴的最高转速不超过_电动机_的转速。52. 采用公用齿轮时，两个变速组的_模数_必须相同
12、。53. 分支传动是指在串联形式变速传动系的基础上，增加并联分支以扩大_变速范围_。54. 为了扩大恒功率调速范围，在变速电动机和主轴之间串联一个_分级变速箱_，这种方法广泛用于数控机床、大型机床中。55. 数控机床的发展已经模糊了粗、精加工的工序概念，车削中心又把车、铣、镗、钻等工序集中到_同一机床_上来完成，完全打破了传统的机床分类。56. 基于让轻者运动，重者不动或少动的原则，_虚拟轴_机床取消了工作台、夹具、工件这类最重部件的运动，而将运动置于最轻部件切削头上。57. 在磁路构造上，_直线_伺服电动机一般做成双边型，磁场对称，不存在单边磁拉力，在磁场中受到的总推力可较大。58. 齿轮传
13、动间隙的消除有刚性调整法和_柔性_调整法两类方法。59. 机床精度包括几何精度、_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。60. 当激振频率与机床的固有频率_接近_时，机床将呈现“共振”现象，使振幅激增，加工表面的粗糙度也将大大增加。61. 据统计，由于机床热变形而使产生的_加工_误差最大可占全部误差的70%左右。62. 分支传动是指在串联形式变速传动系的基础上，增加并联分支以_扩大_变速范围。63. 为了扩大_恒功率_调速范围，在变速电动机和主轴之间串联一个分级变速箱，这种方法广泛用于数控机床、大型机床中。64. 将电动机与主轴_合为一体_，制成内装式电主轴，实现无
14、任何中间环节的直接驱动，并通过冷却液循环冷却方式减少发热。65. 数控机床的发展已经_模糊_了粗、精加工的工序概念，车削中心又把车、铣、镗、钻等工序集中到同一机床上来完成，完全打破了传统的机床分类。66. 基于让轻者运动，_重者_不动或少动的原则，虚拟轴机床取消了工作台、夹具、工件这类最重部件的运动，而将运动置于最轻部件切削头上。67. 在磁路构造上，直线伺服电动机一般做成双边型，磁场对称，不存在单边磁拉力，在磁场中受到的总_推力_可较大。68. 齿轮传动间隙的消除有_刚性_调整法和柔性调整法两类方法。69. 机床精度包括几何精度、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
15、性等。70. 当激振频率与机床的_固有频率_接近时，机床将呈现“共振”现象，使振幅激增，加工表面的粗糙度也将大大增加。71. 据统计，由于机床_热变形_而使产生的加工误差最大可占全部误差的70%左右。72. 机床运动部件产生爬行，会影响机床的定位精度、工件的加工精度和_表面粗糙度_。73. 进给运动与主运动合用一个电动机，如普通卧式车床、钻床等。进给运动_消耗_的功率远小于主传动功率。74. 无级变速传动能在负载下变速，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。75. 在主传动系设计中，通常，_中间轴_的最高转速不超过电动机的转速。76. 采用公用齿轮时，两个变速组的模
16、数必须_相同_。77. 分支传动是指在串联形式变速传动系的基础上，增加_并联分支_以扩大变速范围。78. 为了_扩大_恒功率调速范围，在变速电动机和主轴之间串联一个分级变速箱，这种方法广泛用于数控机床、大型机床中。79. 将电动机与主轴合为一体，制成_内装式_电主轴，实现无任何中间环节的直接驱动，并通过冷却液循环冷却方式减少发热。80. 数控机床的发展已经模糊了_粗、精加工_的工序概念，车削中心又把车、铣、镗、钻等工序集中到同一机床上来完成，完全打破了传统的机床分类。81. 基于让_轻者_运动，重者不动或少动的原则，虚拟轴机床取消了工作台、夹具、工件这类最重部件的运动，而将运动置于最轻部件切削
17、头上。82. 在磁路构造上，直线伺服电动机一般做成双边型，磁场对称，不存在单边_磁拉力_，在磁场中受到的总推力可较大。83. 齿轮传动_间隙_的消除有刚性调整法和柔性调整法两类方法。三、简答题84. 在设计分级变速箱时，考虑机床结构复杂程度，运转平稳性要求等因素，变速箱公比的选取有哪几种情况? 答：1）变速箱的公比等于电动机的恒功率调速范围，即，功率特性图是连续的，无缺口和无重合。2）若要简化变速箱结构，变速级数应少些，变速箱公比可取大于电动机的恒功率调速范围，即沪。这时，变速箱每档内有部分低转速只能恒转矩变速，主传动系功率特性图中出现“缺口”，称之功率降低区。使用“缺口”范围内的转速时，为限
18、制转矩过大，得不到电动机输出的全部功率。为保证缺口处的输出功率，电动机的功率应相应增大。3）如果数控机床为了恒线速切削需在运转中变速时，取变速箱公比甲；小于电动机的恒功率变速范围，即，在主传动系功率特性图上有小段重合。85. 试导出主轴变速箱设计中，变速范围、公比和级数Z之间的关系式？答：目前，多数机床主轴转速是按等比级数排列，则转速数列为，由等比级数规律可知；即 两边取对数，可写成；故 86. 试述何为爬行？对机床和工件加工有何影响？如何防治？答：1）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，主动件匀速运自，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
19、时慢的现象。这中在低速运动时产生的运动不平稳性称为爬行。2）机床运动部件产生爬行，会影响机床的定位精度、工件的加工精度和表面粗糙度。在精密、自动化及大型机床上，爬行的危害更大。3）防止爬行，在设计低速运动部件时，应减少静、动摩擦系数之差；提高传动机构的刚度和降低移动件的质量等。87. 何为机床抗振能力？机床振动会带来哪些危害？影响机床振动的主要原因有哪些？ 答：（1）机床抗振能力是指机床在交变载荷作用下，抵抗变形的能力。它包括两个方面：抵抗受迫动的能力和抵抗自激振动的能力。（2）机床振动会降低加工精度、工件表面质量和刀具寿命，影响生产率并加速机床的损坏，而且会产生噪声，使操作者疲劳等。（3）影
20、响机床振动的主要原因有：1) 机床的刚度。如构件的材料选择、截面形状、尺寸、肋板分布，接触表面的预紧力、表面粗糙度、加工方法、几何尺寸等。2) 机床的阻尼特性。提高阻尼是减少振动的有效方法。机床结构的阻尼包括构件材料的内阻尼和部件结合部的阻尼。结合部阻尼往往占总阻尼的70%一90%左右，应从设计和工艺上提高结合部的刚度和阻尼。3) 机床系统固有频率。若激振频率远离固有频率，将不出现共振。88. 试述主轴变速箱设计的一般原则？ 答：（1）传动副前多后少的原则1）主变速传动系统从电动机到主轴，通常为降速传动。接近电动机传动件转速较高，根据公式可知，传动的转矩M较小，尺寸小些，因此，在拟定主变速系统
21、时，尽可能将传动副较多的变速组安排在前面。（2）传动顺序与扩大顺序相一致的原则当各传动轴最高转速相同时，前密可使最低转速提高，从而减少传动件尺寸。（3）变数组的降速要前慢后快，中间轴的转速不宜超过电动机的转速。从电机轴到主轴之间总的趋势是降速传动，在分配各变速组传动比时，应前面变速组降速慢些，后面快些，以使中间传动轴具有较高的转速，以减少扭矩，从而减少传动件尺寸。89. 举例说明在机床主传动系统设计中，采用双公比的传动系来实现扩大变速范围的方法。答：在通用机床的使用中，每级转速使用的机会不太相同。经常使用的转速一般是在转速范围的中段，转速范围的高、低段使用较少。双公比传动系就是针对这一情况而设
22、计的。主轴的转速数列有两个公比，转速范围中经常使用的中段采用小公比，不经常使用的高、低段用大公比。双公比变速传动系是在常规变速传动系基础上，通过改变基本组的级比指数演变来的。设常规变速传动系，变速范围，基本组是第二个变速组，其级比指数X。1;如要演变成双公比变速传动系，基本且的传动副数P。常选为2。将基本组的级比指数X。1增大到1+2n，n是大于1的正整数。本例中，n2，基本组的级比指数成为5，结构式变成，主轴转速范围的高、低段各出现n = 2个转速空挡，各有2级转速的公比等于，比原来常见变速传动系增加了4级转速的变速范围，即从原来的变速范围32增加到。91. 试用简图表示滚珠丝杠的三种支承方
23、式并分别说明其适用场合？ 答：滚珠丝杠的支承方式有三种，如图3-49所示。(1)图3-49a为一端固定，另一端自由方式；常用于短丝杠和竖直丝杠。 (2)图3-49b为一端固定，一端简支承方式，常用于较长的卧式安装丝杠。 (3)图3-49c为两端固定，用于长丝杠或高转速，要求高拉压刚度的场合。 答题图答题91图 滚珠丝杠支撑方式92. 根据结构式Z = 233226讨论下列问题：（1）该传动系统在传动上有何特点？ （2）可以采用的最大公比是多少？ （3）如采用双速电机时，公比应为多少？ 答：1） 无基本组，双公比，上下各空一级转速。 2） ， 3） ， 93. 常用的消除齿轮传动间隙的方法有哪几
24、类？各有何特点？ （1）齿轮传动间隙的消除有刚性调整法和柔性调整法两类方法。 （2）刚性调整法是调整后的齿侧间隙不能自动进行补偿，如偏心轴套调整法、变齿厚调整法、斜齿轮轴向垫片调整法等。特点是结构简单，传动刚度较高。但要求严格控制齿轮的齿厚及齿距公差，否则将影响运动的灵活性。 （3）柔性调整法是指调整后的齿侧间隙可以自动进行补偿，结构比较复杂，传动刚度低些，会影响传动的平稳性。主要有双片直齿轮错齿调整法，薄片斜齿轮轴向压簧调整法，双齿轮弹簧调整法等。 94. 试解释主轴变速箱设计中，“前多后少”原则的含义？ 答：1）主变速传动系统从电动机到主轴，通常为降速传动。接近电动机传动件转速较高，根据公
25、式可知，传动的转矩M较小，尺寸小些； 2） 反之，靠近主轴的传动件转速较低，传递的转矩较大，尺寸较大。 3）因此，在拟定主变速系统时，尽可能将传动副较多的变速组安排在前面，将传动副较少的变速组安排在后面，使主变速传动系统中更多的传动件在高速范围内工作，尺寸小些，以便节省变速箱的造价，减少变速箱的外形尺寸。 四、计算题98. 已知某中型车床，主轴最高转速 r/min，主轴最低转速 r/min，公比。采用异步电动机，电动机额定转速r/min。试设计主轴变速箱传动系统。（1）确定主轴转速级数。 （2）写出结构式。 （3）验算最后变速组变速范围。 （4）分配降速比。 （5）画出转速图。 答：（1） （
26、2） （3） 满足要求 （4）分配降速比 （5）绘制转速图 100. 根据图示某车床主传动系统转速图，回答下列问题？（1）写出其结构式 （2）写出-轴间变速组的变速范围 （3）轴变速范围公式及其大小 （4）找出各轴的计算转速 （5）找出轴上齿轮的计算转速 答： （1）结构式： ； （2）； （3）或 ； （4） r/min轴号IIIIIInj71035512590（5）齿轮Z18Z60Z62Z42nj355125125355第三章典型部件设计一、单项选择题1. 两个方向的推力轴承都配置在前支承处的配置形式称为 A 。A. 前端配置 B. 后端配置C. 两端配置 D. 中间配置2. 两个方向的推
27、力轴承分别布置在前、后两个支承处的配置形式称为 C 。A. 前端配置 B. 后端配置C. 两端配置 D. 中间配置3. 提高支承件结构热稳定性的主要方法中，不包括下列哪项。 C 。A. 控制温升 B. 采用热对称结构C. 改善阻尼特性 D. 采用热补偿装置二、填空题4. 滚珠丝杠的支承方式中，一端固定，另一端自由方式，常用于短丝杠和_竖直丝杠_。5. 丝杠传动的综合拉压刚度主要由丝杠的拉压刚度，支承刚度和_螺母刚度_三部分组成。6. 主轴前轴颈直径一般按机床类型、主轴传递的_功率_或最大加工直径选取。7. 支承件结构的合理设计是应在最小质量条件下，具有最大_静刚度_。8. 开式导轨的特点是结构
28、简单，但不能承受较大_颠覆_力矩的作用。9. 磁性识别法是利用磁性材料和非磁性材料_磁感应_强弱不同，通过感应线圈读取代码。10. 滚珠丝杠的支承方式中，两端固定，用于长丝杠或_高转速_，要求高拉压刚度的场合。11. 丝杠的预拉伸量应能补偿丝杠的_热变形_。12. 卧式车床的主轴孔径d通常不小于主轴平均直径的_55%56%_。13. 支承件结构的静刚度主要包括弯曲刚度和扭转刚度，均与截面惯性矩成_正比_。14. 在滑动导轨副中又可分为普通滑动导轨、静压导轨和_卸荷_导轨等。15. 在光导纤维中传播的光信号比在导体中传播的电信号具有更高的抗_干扰_能力。16. 将电动机与主轴合为一体，制成内装式
29、_电主轴_，实现无任何中间环节的直接驱动，并通过冷却液循环冷却方式减少发热。三、简答题17. 有哪些提高支承件结构性能的措施？ 答：（1）提高支承件的静刚度和固有频率，主要方法是：1）根据支承件受力情况合理地选择支承件的材料、截面形状和尺寸、壁厚，合理地布置肋板和肋条；2）可以用有限元方法进行定量分析，以便在较小质量下得到较高的静刚度和固有频率；3）改善支承件间的接触刚度以及支承件与地基联结处的刚度。 （2）提高动态特性，1）改善阻尼特性，2）采用新材料制造支承件。 （3）提高热稳定性，1)控制温升，2)采用热对称结构，3)采用热补偿装置。 18. 试述导轨有哪些组合形式？各有何特点？（1）双三角形导轨，不需要镶条调整间隙，接触刚度好，导向性和精度保持性好。但是，工艺性差，加工、检验和维修不方便。多用在精度要求较高的机床中，
