机械制造装备设计试卷(十套带答案)

为. (
C ).
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
3.一组功能,工作原理和结构相同,而尺寸与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.为了降低导轨面的压力,减少摩擦阻力,提高导轨的耐磨性和低速运 动的平稳
4）摇臂在加工时，既有弯又有扭，因此选非圆非方空心封闭形状，且高度尺寸
大于宽度尺寸。
（2 分）
2.某数控机床工作台驱动如下图所示，求变换到电机的转动惯量 J ?
参数 n(r/min) J(kg/m)2
齿轮 Z1 720 0.01
齿轮 Z2 360 0．16
Ⅰ轴 360 0.004
丝杠 360 0．012
1 试述根据什么原则，选择支承件的截面形状，摇臂钻床摇臂的截面为何种形
状？为什么为该形状？
1．答 1）空心截面的刚度都比实心的大，同样截面形状和面积，外形尺寸大，
抗弯刚度与抗扭刚度高 （2 分）
2）圆形截面抗扭刚度比方形的好，而抗弯矩小。
（2 分）
3)封闭界面远比开口截面的刚度高，特别是抗扭刚度高。 （1 分）
( A ).
A.组合加具. B.专用加具. C.成祖加具. D.随行加具.
10.数控机床主传动采用直流电机无级调速时，是采用的 （ A
）的方式
来得到主轴所需转速。
A．调压，调磁 B。调频 C。调电流 D。调电容
二．填空题 （20 分，每小题 1 分）
1.摇臂钻床的主要参数是_____最大钻孔直径________.
角速度
矢量和。
14.升降台铣床的主要参数是工作台工作面的宽度，主要性能指标是工作台工作
面的 长度
。
15．机械制造装备的精密化，成为普遍的发展趋势，从微米级发展到亚微米级，
乃至
纳米级
。
16．任何一个表面都可以看成一条曲线（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 。
A L
A
A1
A
a
B1 Bቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
六．滚珠丝杠预拉伸的目的是什么？ 为达到预拉伸的目的，滚珠丝杠厂家采取
什么措施？
（7 分 ）答：滚珠丝杠的预 拉伸量的目的，是为了提高滚
珠丝杠的拉压刚度与补偿丝杠的热变形。
1）使丝在最大轴向载荷作用下，受力方向仍然保持受拉状态。
2）丝杠的预 拉伸量应能补偿丝杠的热变形。
滚珠丝杠厂家特制丝杠螺距，比设计值小一些。
两类.
5.滑动导轨间隙常用_______压板______和镶条来调整.
6.目前在刀架的定位机构中,多采用锥销定位和 端面齿盘 定位.
7.滚珠丝杠常用预拉伸长方式,以提高拉亚刚度和补偿____热变形___
8．在数控机床进给系统中，齿轮传动间隙的消除，有刚性调整法和
柔性调整法 两类。
9．用垫片式调整滚珠丝杠螺母副的间隙时，通过改变 垫片的薄厚 来改变两螺母之间的轴向距离，实现轴向间隙消除或预紧。，
17．当运动部件低速运动时,主动件匀速运动,从动件往往出现速度不均匀的跳跃
式运动,这种现象,称为__爬行________.
18．滚动轴承的预紧力分为三级，轻预紧力适用于高速主轴，中预紧力适用于中、
低速主轴，
重
适用于分度主轴。
19．在末端执行器的参考点 P，相对于基座坐标系的速度，可通过相应 位置 变
《机械制造装备设计》试卷 02
一. 选择题（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的成本
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.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
720
720
720
+
3000 9.8
360510 7202
3
2
=0.01+0.04+0.001+0.03+0.0002
=0.054 kg m2
（4 分）
3.在数控机床变速箱中，用调速电机无级调速，试导出变速箱的公比
R 于电机恒功率调速范围 dn
时，变速箱的变速级数 Z 的 表
达式。
答：前轴承的轴心有偏移量 ， 后轴承偏移量为零时，偏移量 引起的
A
A
主轴主端轴心偏移量为
L a
A1
l
A
后轴承有偏移量 ,前轴承的轴心偏移量为零时，引起的主轴主轴端偏移 B
量为： a B1 L B 显然，前轴承的精度比后轴承对主轴部件影响大。应精度高一级。
后 轴 承 B
前
轴
轴
端
承
选择( B ).
A. 速度型 B。刚度型
C 速度刚度。
D。抗振型
7.普通机床主要性能指标(第二性能指标)是
( B)
A.车床的最大回转半径
B.最大工件长度
8.称为机器人机械本体,也称为主体的是 ( D )
A 手臂
B.末端执行器 C.机座 D.操作机
9.利用一套标准元件和通用部件,按加工要求组装而成的夹具,称为
10.导轨卸荷方式 机械卸荷 ,液压卸荷方式,气压卸荷方式. 11.在机器人关节坐标轴轴线位置的选择中,对回转关节,取 Z
与 i 关节的轴线重合。
R 12.齐次坐标变换矩阵 [ 0T1 ] 是将 [ 0 P 1 ] 和
01
合写在一起表
示 。13.在 末端 执行 器上，所 夹持 工件的 角速度“ ω” 是所有 回转关节 的
4）生产计算卡 （2 分 ）。
4 若主轴刚度低，支承刚度高，主轴跨度如何选择？
可选主轴跨距略小的最佳跨距 L.
(3 分)
主轴综合刚度主要受轴承与支承的应响，即轴承支承刚度高，主轴综合刚度也
高。 （3 分）
5.试述确定标准公比φ的原则是什么 ?
1）通用机床，辅助时间与准备结束时间长，，转速损失不会因起加工周期过多
2.额定负载,使之在机器人规定的性能范围内,机械接口处所能承受负载的 允
许值
。
3..机床抗振性包括两个方面:抵抗受迫振动和____自激振动________的能力.
4..传动轴通过轴承,在箱体内轴向固定的方法,有一固定,和______两端固定__
5.滑动导轨间隙常用_____压板________和镶条来调整.
4、 级比和级比指数
答:指主动轴转速数列公比称为级比。级比的指数，称为级比指数。 5、 模块化设计
答：在对产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列通用模块，根据市 场需要，对模块选择组合，可构成不同功能、不同规格的变形产品。
6、 工业机器人位姿 是指机器人末端执行器的位置坐标。其姿态是指末端执行器的三个转动角 度。
量对时间的微分而得到。
20．工作空间是指工业机器人正常运行时 手腕
参考点能在空间活动的
最大范围。
三．问答题 （30 分 每小题 6 分）
1．主轴箱设计中，为什么要遵循“传动副前多后少”的原则 ？
1）主变速系统从电机到主轴，通常是降速传动。接近电机传动件转
速较高，由公式 M=9550 N 可知。传动的转矩较小，尺寸小些。
性,应选择( B
).
A.滑动导轨 B.卸荷导轨 C.滚动导轨 D.动压导轨
5. 要 求 导 轨 可 以 承 受 较 大 的 顚 覆 力 矩 ， 高 度 较 小 ， 结 构 紧 凑 ， 间 隙 调
整方便，应选择（ C ）
A.矩形导轨 B,三角形导轨 C.燕形导轨 D.圆柱形导轨
6. 适应中等转速和切削负载较大,要求刚度高的机床,其主轴轴承配置形式,应
3．解: （7 分 ）
变速箱的变速级数 Z 的表达式：
R R nN
Z 1 dN f
（2 分）
R Z1
nN
f
RdN
（1 分）
R R 故：Z= lg
_ lg
nN
dN 1
lg
f
（2 分）
当
R
时，Z= lg nN
RdN
f
lg
f
（2 分）
等 f
五．试分析及床主轴的前轴承精度，一般要比后轴承的精度高一级。
的延长，为使变速箱不过于复杂，一般取φ=1.26 或 1.41 等较大的公比。
（ 2 分）
2）专用机床，情况相反，取φ=1.12 或 1.26 较小的公比。 （2 分）
3）自动化小型机床，切削时间远小于辅助时间，取公比为 1.58
1.78 ，2 。以简化机床结构。
（2 分）
四．分析推导题 （21 分 每小题 7 分）
n
2）靠近主轴转速小，转矩大，尺寸大。
(2 分)
3）拟定主轴变速系统时，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，以减小变速箱的尺寸。（2 分）
2．工业机器人与机床，在基本功能和工作原理上有何异同？
工业机器人与机床在基本功能和工作原理上相同之处：1）两者都有位姿变化要
求。 （2 分） 2）都是通过坐标运动来实现末端执行器的位姿变化。（1 分）
不同之处：1）机床以直角坐标五为主，机器人以关节形式运动为主。（2 分）
2）机床刚度、精度高，机器人刚度精度比较低。（1 分） （共计 6 分）
3 在生产线专用机床的总体设计中，“三图一卡”的设计工作指的是
什么 ?
1）被加工零件图。（1 分）
2）加工示意图 （1 分）
3）机床总联系尺寸图 （2 分）
7、 定位误差：加工工序基准，在加工方向上的，最大位置变动量。