机械装备设计集中式操纵机构
机械制造装备设计(关慧贞)简答题
1、何谓夹具的对定？包括哪几个方面？为什么使用夹具加工工件时，还需要解决夹具的对定问题？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。
2、铣床专用夹具主要由哪几个部件组成。
现要设计一个铣削传动轴的外圆轴向不通键槽夹具，试问需要采用怎样的定位方案，限制工件的哪些自由度？画简图示意，夹具采用什么型式的对刀块？夹具如何在机床上对定。
铣床夹具主要由夹具体、定位装置、夹紧装置、对刀装置、夹具定位键等组成。
设计铣削传动轴轴向不通键槽的专用夹具，应采用传动轴外圆为主要定位基准，一端面为第二定位基准。
以长V 形块与轴外圆接触，限制2个移动和2个转动自由度，以一个支承钉与轴端面接触，限制1个移动自由度。
画示意图。
见教材选择对刀装置和对定装置。
3、组合机床中具有哪些动力部件，能实现机床的什么运动？动力部件的主要参数及选择原则是什么？1. 组合机床的动力部件包括动力滑台及其相配套使用的动力箱和各种单轴切削头，如铣削头、钻削头、镗孔车端面孔。
2. 加工时，动力箱由电动机驱动，带动多轴箱驱动刀具主轴作旋转主运动。
动力滑台带动刀具主轴作直线进给运动。
3．动力部件的主要参数是包括驱动动力箱的电动机功率，动力滑台的轴向进給力、进給速度和进給行程。
切削功率 根据各刀具主轴的切削用量，计算出总切削功率，再考虑传动效率或空载功率损耗及载荷附加功率损耗，作为选择主传动用动力箱的电动机型号和规格。
进给力 根据确定的切削用量计算出各主轴的轴向切削合力∑F ， 以∑F < F 进 来确定动力滑台的型号和规格。
机械制造装备设计（关慧贞）习题
机械制造装备设计（关慧贞）习题1.钻床的主运动参数为主轴的转速 ,品的主参数应尽可能采⽤优先数系。
2.辅助⽀承和可调⽀承的区别辅助⽀承起定位作⽤,可调⽀承不起定位作⽤。
3.产品系列化设计的”三化”是指系列化、标准化、通⽤化。
4.磨床的主运动是指砂轮的回转运动。
5.主轴的变速范围是指主轴的最⼤转速与最⼩转速的⽐值。
6.有级变速主轴转速⼀般按等⽐级数排列。
7.进给系统中,各传动件的计算转速是最⾼转速。
8.机床⽀承件常⽤的材料是铸铁。
9. 设计分级变速箱时,变速箱公⽐取⼤于电动机的恒功率调速范围,变速箱结构简单 ,主传动系功率特性图缺⼝。
10.专⽤机床夹具⾄少必须由定位装置、夹紧装置和底座三个基本部分组成。
11. 在夹具中采⽤偏⼼轮夹紧⼯件⽐⽤螺旋压板夹紧⼯件的动作快，但其⾃锁性要⽐后者差。
12.料仓式上料装置的基本组成是料仓,隔料器,上料器,上料杆和卸料杆。
13.在选择机床主轴滚动轴承时,后轴承精度常⽐前轴承精度低。
14.磨床运动功能图的运动功能式为 W/CfZfXfBaCp /T 。
15.⽆论是⽅形、圆形或矩形，空⼼截⾯的刚度都⽐实⼼截⾯的⼤，圆形截⾯的抗扭刚度⽐⽅形截⾯⼤，抗弯刚度⽐⽅形截⾯⼩。
⼆、计算题：(10%)⼯件定位的三种⽅案如图所⽰,要求加⼯表⾯DB 距孔尺⼨为A,试分析计算各种定位⽅案的定位误差?哪种定位⽅案较好?解:(1)mm D 52.045sin 2/17.04.0=+=?(2)mm D 485.02/17.04.0=+=?(3)mm D 82.0)08.017.017.0(4.0=+++=?B ⽅案较好。
三、分析题：(15%)设计升降台铣床主传动系统,?=1.41,主轴转速为n=45~2000r/min ,电动机转速为min /1440r n =电。
(1)写出结构式 (2) 画出转速图1.答:⼗⼆级转速为:45r/min,63r/min,90r/min,125r/min,180r/min,250r/min,355r/min,500r/min,710r/min,1000r/min,1400r/min,2000r/min12=31×23×262.某机床主轴的转速图如图所⽰，若主轴计算转速为160r/min，要求确定各中间传动轴及各齿轮的计算转速。
机械制造装备设计
1、加工精度是指加工后零件对离线该尺寸、形状和位置的符合程度，一般包括尺寸精度、表面形状精度、相互位置精度和表面粗糙度。
2、实现自动化的方法从初级到高级依次为：凸轮控制、程序控制、数字控制和适应控制等。
3、机械制造装备的分类，可划分为加工装备、工艺装备、仓储传送装备和辅助装备四大类。
4、锻压机床主要包括锻造机、冲压机、挤压机和轧制机四大类。
5、工艺装备：各种道具、磨具、夹具、量具等工具，总称为工艺装备。
6、机械制造装备设计可分为创新设计、变型设计和模块化设计等三大类型。
7、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四个阶段。
8、系列化设计的基本概念：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础，以它为基础。
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。
在产品基型系列的基础上，同样运用结构典型化、零部件通用化、标准化的原则，增加、减去、更换或修改少数零部件，派生出不同用途的变型产品，构成产品派生系列。
编制反映基型系列和派生系列关系的产品系列型谱。
在系列型谱中，各规格产品应有相同的功能结构和相似的结构形式；统一类型的零部件在规格不同的产品中具有完全相同的功能结构；不同规格的产品，同一种参数按一定减免规律（通常按等比级数）变化。
9.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。
这里所谓的“规定条件”包括使用条件、维护条件、环境条件和操作技术等；“规定时间”可以是某个预订的时间，也可以是与时间有关的其它指标，如作用或重复次数、距离等；“规定任务”是指产品应具有的技术指标。
产品可靠性主要取决于产品在研制和设计阶段次年改成的产品的固有可靠性。
10.机床工艺范围是指机床适应不同生产要求的能力，也可称之为机床的加工功能。
机床应满足一定的加工作用要求，包括加工作业功能和加工作业空间。
加床工艺范围一般包括可加工的工件类型、加工方法、加工表面形状、材料、工件和加工尺寸范围、毛坯类型等。
02209机械制造装备设计考试重点（自学考试必备）
02209机械制造装备设计考试重点（自学考试必备）江苏省高等教育自学考试大纲02209机械制造装备设计孙膑第一章机械制造及装备设计方法第一节概述一、全新生产制造模式的主要特征⑴以用户的需求为中心；⑵制造的战略重点是时间和速度，并兼顾质量和品种；⑶以柔性、精益和敏捷作为竞争的优势；⑷技术进步、人因改善和组织创新是三项并重的基础工作；⑸实现资源快速有效的集成是其中心任务，集成对象涉及技术、人、组织和管理等，应在企业之间、制造过程和作业等不同层次上分别实施相应的资源集成；⑹组织形式采用如“虚拟公司”在内的多种类型。
第二节机械制造装备应具备的主要功能一、机械制造装备应满足的一般功能包括：（1）加工精度方面的要求；（2）强度、刚度和抗振性方面的要求；（3）加工稳定性方面的要求；（4）耐用度方面的要求，提高耐用度的主要措施包括减少磨损、均匀磨损、磨损补偿等5）技术经济方面的要求二、柔性化含义：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软件修改，就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。
三、精密化采用传统的措施，一味提高机械制造装备自身的精度已无法奏效，需采用误差补偿技术。
误差补偿技术可以是机械式的，如为提高丝杠或分度蜗轮的精度采用的校正尺或校正凸轮等。
四、自动化（详细见P7）自动化有全自动（能自动完成工件的上料、加工和卸料的生产全过程）和半自动（人工完成上下料）之分。
实现自动化的方法从初级到高级依次为：凸轮控制、程序控制、数字控制和适应控制等。
五、机电一体化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，按系统工程和整体化的方法，有机地组成最佳技术系统。
这个系统应该是功能强、质量好和故障率低、节能和节材、性价比高，具有足够的“结构柔性”“。
机械制造装备设计复习题
绪论机械制造装备包括加工设备、工艺装备、工件输送装备和辅助装备四大类。
机床的传统分类方法，主要是按加工性质和所用的刀具进行分类。
机床分为12大类：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、特种加工机床、切断机床及其它机床。
电加工机床是直接利用电能对工件进行加工的机床。
电火花加工机床是利用工具电极与工件之间产生电火花电弧从工件上去除微粒材料达到加工要求的机床。
电火花线切割加工机床是利用一根移动的金属丝（钨、钼）作工具电极，在金属丝和工件之间通过脉冲电流，并浇上液体介质，使之产生放电腐蚀而进行切削加工。
电解加工机床是利用在直流电流的作用下，在电解液中产生阳极溶解的原理对工件进行加工的方法。
在加工时，工件做超声振动，并以一定的静压力压在工件上，工件和工具之间引入磨料悬浮液，在振动工具的作用下，磨粒对工件材料进行冲击和挤压，加上空化爆炸作用将材料切除。
工艺装备：即产品制造过程中所用的各种工具的总称。
简称为工装。
是保证产品制造质量、贯彻工艺规程、提高生产效率的重要手段。
包括刀具、夹具、量具、辅具、模具、检具、钳具等。
第一章机床主要参数寸尺参数运动参数动力参数一、机床应具有的性能指标：1、工艺范围2、加工精度和表面粗糙度3、生产率和自动化程度4、可靠性5、机床的效率和寿命6、系列化、通用化、标准化7、环境保护几何精度:是指机床在不运动或低速空载运动时的精度。
取决于零部件的结构设计、制造、装配精度。
是评价机床质量的基本指标。
传动精度:是指内联系传动链两末端执行件相对运动的精度。
取决于传动零部件的制造精度和传动系统设计的合理性。
运动精度:是指机床在额定负载下运行时主要零部件的几何位置精度。
取决于运动部件的制造精度机床零部件的动态刚度机床热变形。
作定位精度:是机床工零部件运动终了时所达到的位置的准确性和机床调整精度机械制造装备的设计类型:创新设计, 变型设计, 模块化设计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。
机械制造装备设计复习(部分)
机械制造装备设计复习（部分）课程导入*机械的定义：机械是由人为制造的、具有特定功能的、能够进行能量转换的产物。
＊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。
*机械制造装备包括那几个部分?各有什么作用?机械制造装备包括:加工装备、工艺装备、仓储输送装备和辅助装备等。
(1)加工装备主要指机床（工作母机),包括金属切削机床、锻压机床、特种加工机床、木工机床等；(2)工艺装备是指在产品制造过程中所用各种工具的总称，包括刀具、夹具、量具、辅具、模具、检具、钳具、工具、工位器等，是保证产品质量、贯彻工艺规程、提高生产效率的重要手段；（3）输送及仓储装备主要包括物料输送装置、机床上料装置、各级仓储装置及立体仓库等，物料输送装置用于实现毛坯、半成品、成品等在车间内工作中心传送的设备。
仓储是用来存储原料、毛坯、外购件、半成品、成品、工具等物品的设施。
（4）辅助装备辅助装备包括清洗剂、排屑装置和计量装置等。
＊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?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*什么是加工精度，影响加工精度的因素有那些？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,一般包括尺寸精度、表面形状精度、相互位置精度和表面粗糙度等。
满足加工精度方面的要求。
影响机械制造装备加工精度的因素有很多，与机械制造装备本身有关的因素有几何精度、传动精度、运动精度、定位精度（机床的定位件运动到达规定位置的精度)和低速运动平稳性等.＊机床精度包括：几何精度，传动精度，运动精度和定位精度。
＊机床主要设计内容有哪些？1.总体设计（1)主要技术指标确定（2）总体设计 :基本参数设计，传动设计，总体布局设计，控制设计。
《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。
工程机械换挡手柄操作机构的设计与仿真
工程机械换挡手柄操作机构的设计与仿真张恒根，涂群章，何继贤，潘明，郑烨，丁乔( 解放军理工大学野战工程学院，江苏南京210007)摘要: 对某型挖掘机的行驶换挡操作过程进行了研究。
为便于自动控制或远程遥控换档，设计了一种换挡操纵机构，由电动机驱动曲柄滑块复合机构的运动来实现换挡操作，把电机的回转运动转换为换挡的空间动作。
通过Pro / E 进行了机构的建模和仿真，对操纵机构的性能进行了分析，验证了其可行性。
关键词: 换挡手柄; 操纵机构; 建模与仿真中图分类号: TP391． 9 文献标志码: B 文章编号: 1671-5276( 2014) 04-0101-04Design and Simu lation Analysis o f Op erating Mechanism for ShiftHand Shank of Constru ction M achineryZHA NG Heng-gen，TU Qun-zhang，HE Ji-xian，PAN Ming，ZHENG Ye，DING Qiao ( College of Fie ld Engineering，PLA Univ ersity of Scienc e and Technology，N anjing 210007，China)A b s t r a c t:B a s ed on t he s t ud y o f t he e x ca v a t o r s h if t hand s han k，t h i s pape r de s i gn s a au t o m a t i c and r e m o t e con tr o l hand l em echan i s m．T he s li de－c r an k co m po s i t i on m echan i s m i s d r i v en b y a m o t o r t o ach i e v e t he s h if t ope r a t i on．I t tr an s f o rm s t he m o t o r r o f a t i o n i n t o t he s h if t m o v e m en t． T he m echan i s m m ode l i s bu il t ba s ed on P r o/ E． T he f ea s i b ili ty i s v e r ifi ed t h r ough t he ana l y s i s o f i t scha r ac t e r i s t i e s．K eywo r d s:s h if t hand s han k;ope r a t i ng m echan i s m;m ode li ng and s i m u l a t i on0 引言近年来，地震、台风、核泄露等灾害频繁发生，在抢险救灾特别是道路、建筑物、山体滑坡等工程抢通抢建中，工程机械起着极其重要的作用。
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1. 圆盘凸轮操纵机构 2. 圆柱凸轮操纵机构
9.3.2 越级集中变速操纵机构 顺序变速机构在变速时需要经过中间各级
转速。这样齿轮齿顶顶住的可能性增加了，变 速时间加长了，操纵也比较费力。变速级数较 多的操纵机构可采用越级变速方式，但结构稍 复杂。 越级变速又分为转速能够预选和转速不能 预选两种。为了缩短变速的辅助时间，常采用 预选变速机构 1. 端面凸轮预选操纵机构 2. 孔盘越级变速操纵机构
1. 轻便省力
• （1）选择合适的传动比、杠杆比，适 当加长操纵手柄或加大手轮直径。 • （2）将常用的操纵件布置在人手所及 的便于操纵的区域，还要根据具体情况 就位，不应过高、过低或过远。 • （3）根据具体情况采用电力、液压或 气动控制
2. 易于操纵、便于记忆
• （1）操纵件与运动件的运动方向一致。手
集中式操纵机构是指一个操纵元件控制 多个执行件的操纵机构。 优点：使用方便，可缩短操纵时间，提高 机床生产率 缺点：结构复杂。
集中式操纵机构又分为顺序变速操纵机构、 选择变速操纵机构、预选变速操纵机构。 （2）按执行件拨动被操纵件的方式，可分 为摆动式操纵机构和移动式操纵机构。 （3）按被操纵件的受力状况，可分为偏侧 作用式操纵机构和对称作用是操纵机构。
轮、摇把等的旋转方向应符合操作习惯。
• （2）采用单手柄集中操纵机构，以减少操
纵手柄的数量。可适当采用集中操纵。 • （3）操纵手柄或捏手的尺寸应与人手相称， 不宜过大或过小。 • （4）完成不同控制作用的手柄应有不同的标 记，最好采用不同的颜色或形状。 • （5）开、停操纵，如用按钮控制，按钮水平 排列时应为右开左停，上下排列时应为上开 下停。
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9.1.3 操纵机构的分类
• （1）按一个操纵件所控制的执行数目，可分 为单独式操作机构和集中式操纵机构。 单独式操纵机构的操纵件只能控制一个执 行件。 优点：传动链短、结构简单、制造维修方 便、安排手柄位置灵活、操纵时顶齿现象少。 缺点：手柄多、不便记忆、操纵不便、总 的操纵时间长、操纵劳动量大。
9.3 集中式操纵机构
• 9.3.1 顺序集中变速操纵机构
顺序集中变速操纵机构大多数采用凸轮 或不完全齿轮，其中以凸轮应用较为广泛， 尤其是圆盘凸轮，由于尺寸小，结构紧凑， 在机床上用的更多些。 凸轮的沟槽曲线形状是按一定的变速顺 序设计的。因此从一个速度变换到另一个速 度必须经过中间各级转速，故称为顺序变速。
3. 免操纵件之间以及操纵件与专机机壁之间发 生碰撞或碰伤人手。 （2）停止按钮必须安置在最方便的位置且 要求醒目，以便紧急停车时用。 （3）对于相互干涉的运动，应有互锁装置， 以保证在操作出现误动作时不发生事故。 （4）安装及换向用的操纵机构必须可靠定 位，以免工作过程中自动松开。 （5）尺寸较大、转速较高的手轮在专机运 转时应与运动件脱开，以防伤人。
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•
9.1.2 操纵机构的组成
• 操纵机构一般由四部分组成： （1）操纵件 产生操纵运动或发出操纵信号 的机件。 （2）传动装置 它将操纵运动从操纵件传给 执行件。 （3）控制件 它控制操纵机构的执行件，使 之按要求的方向和行程运动。 （4）执行件 拨动被操纵件运动的机件。 （a）摆杆操纵机构 （b）齿扇齿条操纵机 构 （c）凸轮操纵机构 （d）电磁杠杆操纵机 构
机械制造装备设计
• 9.1
概述
• 9.3
集中式操纵机构
9.1 概述
• 9.1.1 • 9.1.2 操纵机构的功用和基本 要求 操纵机构的组成
• 9.1.3 操纵机构的分类
9.1.1 操纵机构的功用和 基本要求
• 专机的操纵机构把操纵人员施加于机械 系统的操纵力经过必要的转换后传递到 机械的被控部分，用于控制个执行件的 启动、停止、制动、变速、换向以及控 制各种辅助运动，如转位、定位、送料 及夹紧。 • 操纵机构不直接参与专机的运动工作。