机械制造装备设计试卷A

一、判断题（共5分）
判断下面各题的正误，并分别用√（表示正确）和×（表示错误）填入小题的括号中。

（每小题1分）
（√）1、设计大型机床的分级变速主传动系统时，应选用较小的公比φ。

（×）2、机床的空载功率是指切削力引起的传动件摩擦功率。

（×）3、机床的尺寸参数是指在机床上所能加工的工件最大尺寸。

（√）4、在相同截面积时，方形截面抗弯能力强；圆形截面抗扭能力强。

（×）5、双列短圆柱滚子轴承只能承受较小的轴向力。

二、填空题（每空1分，共20分）
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、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）。

3、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。

4、主轴组件由主轴、支承轴承、传动件、定位元件等组成。

5、加强筋（肋）的主要用途是加强局部刚度和减少薄壁振动。

6、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。

7、组合机床广泛用于大批量生产的行业，主要加工箱体类类零件。

三、回答下列问题（共36分）
1、拟定转速图的原则有哪些？（4分）
拟定转速图的原则有：
①极限传动比、极限变速范围原则；
②确定传动顺序及传动副数的原则——“前多后少”的原则；
③确定扩大顺序的原则——“前密后疏”的原则；
④确定最小传动比的原则——“前慢后快”（降速），“前快后慢”（升速）的原则。

2、何谓机床主轴的计算转速？绘图说明通用机床主传动的功率转矩特性。

（5分）
机床主轴的计算转速是指传递全功率的最低转速。

（1分）
主轴从计算转速到最高转速之间为恒功率（1分）
变速范围，其输出转矩随转速的升高而降低；
从计算转速到最低转速之间为恒转矩变速范围，
其输出功率随转速的升高而线性下降。

（3分）
3、主轴上的传动方式主要有哪两种？各有何特点？分别适用于什么场合？（6分）
主轴上的传动方式主要有：带传动和齿轮传动两种。

（1分）
带传动：靠摩擦力传递动力，结构简单，中心距调整方便；能抑制振动，噪声低，特别适用于高速主轴。

（3分）
齿轮传动：能传递较大的转矩，结构紧凑，尤其适用于变速传动。

（2分）
4、肋板（隔板）有哪几类？各主要起什么作用？（3分）
肋板（隔板）有：
①纵向肋板，用于提高抗弯刚度；
②横向肋板，用于提高抗扭刚度；
③斜向肋板，用于提高抗弯刚度和抗扭刚度。

5、什么叫爬行？产生爬行的原因是什么？消除爬行的措施有哪些？（6分）
爬行：机床运动部件在低速运动时，出现时快时慢或时走时停的现象。

（或：低速运动不均匀的现象）。

（1分）
产生爬行的原因是：摩擦面上的动摩擦系数小于静摩擦系数，且动摩擦系数随滑移速度的增加而减小以及传动系统的弹性变形。

（3分）消除爬行的措施有：减小静动摩擦系数之差，改变动摩擦系数随滑移速度的增加而减小的特性；提高传动系统的刚度。

（2分）
6、滚珠丝杠螺母副的循环方式有哪两种？在采用双螺母消除其轴向间隙时，常用的结构型式有哪三种？常用的滚珠丝杠螺母副的支承有哪三种？（7
分）
滚珠丝杠螺母副的循环方式有内循环和外循环两种；（1分）
在采用双螺母消除其轴向间隙时，常用的结构型式有：垫片调隙法、螺纹调隙法和齿差调隙法等三种；（3分）
常用的滚珠丝杠螺母副的支承有：（3分）
①、一端固定、一端自由；
②、一端固定、一端支承；
③、两端固定。

7、导轨有何功用？导轨的截面形状有哪四种？采取什么措施可以减少导轨的磨损？（5分）
导轨的功用是：支承并引导运动部件沿一定的轨迹运动。

（1分）
导轨的截面形状有：三角形、矩形、燕尾形和圆形等四种。

（2分）
采取以下措施可以减少导轨的磨损：
①降低压强；②改变摩擦性质；③正确选择摩擦副材料和热处理；④加强防护。

（2分）
四、下图为某机床主轴组件结构图，要求：（共9分）
1、在图上画出主轴双向轴向力的传递路线；（2分）
2、画出主轴推力轴承配置形式示意图；（2分）
3、说明主轴轴向定位方式及其特点，并说明这类主轴组件适用于什么场合？（5分）
1、见图。

2、
3、主轴轴向定位方式为后端定位。

（0.5分）
优点：前支承结构简单，发热小，温升低；主轴悬伸量小，后支承调整方便。

（1.5分）
缺点：主轴受热膨胀向前伸长，影响轴向精度；主轴受压段较长，易弯曲变形（细长轴），精度（刚度）较差。

（2分）
该类主轴组件适用于轴向精度要求不高的普通机床。

（1分）
五、综合应用题（共30分）
设计一台车床的主传动系统。

已知条件：主轴最高转速n max＝1800r/min，最低转速n min＝40r/min，电动机转速n
＝1500r/min。

主轴转速公比φ＝1.41。

电
φ＝1.06的标准数列为：
完成内容：
1、求出主轴的变速范围R n（1分）；
2、用公式计算出主轴转速级数Z（1分）；
3、由给定的φ＝1.06的标准数列值表确定主轴各级标准转速（3分）；
4、写出至少4个不同的结构式（4分）；
5、画出所列结构式中至少2个相应的结构网（4分）；
6、确定一个合理的结构式，并说明其合理性（4分）；
7、画出合理的转速图（要求标注齐全）（8分）
8、写出各传动轴的计算转速（n j＝112 r/min，要求与转速图中的符号相对应）（2分）；
9、写出第一扩大组内各齿轮的计算转速（3分）。

答：
1、主轴的变速范围：R n＝n max/n min＝1800/40＝45；
2、主轴转速级数：Z＝lg R n/lgφ＋1＝lg45/lg1.41＋1≈12.08，取Z＝12；
3、主轴各级标准转速为：
40，56，80，112，160，224，315，450，630，900，1250，1800。

4、4个不同的结构式为：12＝31×23×26；
12＝32×21×26；
12＝32×26×21；
12＝31×26×23。

共有18种，可写出任意4种。