自学考试《机械制造装备设计》题集

《机械制造装备设计》模拟试题1 参考答案 一、 选择（10分，每小题1分） 1．采用“少品种、大批量”的做法，强调的是“规模效益”，这种制造模式被称为 [ A ]。 A. “传统模式” B. “精益生产” C. “敏捷制造” D. “精益—敏捷—柔性” 2．利用工具电极与工件之间的放电现象从工件上去除微粒材料达到加工要求的机床，称为 [ C ]。 A. 电火花线切割机床 B. 电解加工机床 C. 电火花加工机床 D. 电子束加工机床 3．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 [ A ]。 A. 组合夹具 B. 专用夹具 C. 成组夹具 D. 随行夹具 4．使用要求相同的零部件按照现行的各种标准和规范进行设计和制造，称为 [ C ]。 A. 产品系列化 B. 结构典型化 C. 标准化 D. 零部件通用化 5．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 [ C ]。 A. 几何精度 B. 运动精度 C. 传动精度 D. 定位精度 6．要求导轨导向性好，导轨面磨损时，动导轨会自动下沉，自动补偿磨损量，应选 [ B ]。 A. 矩形导轨 B. 三角形导轨 C. 燕尾形导轨 D. 圆柱形导轨 7．一个运动功能式为MXYZO//的四自由度搬运机器人是[ D ]。 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 8．一个料斗同时向几台机床供料时，通常使用[ D ]。 A.上料器 B. 隔料器 C.减速器 D. 分路器 9．磨床进给量的单位为[ C ]。 A.毫米/每转 B. 毫米/冲程 C.毫米/分钟 D. 转/分钟 10．机床主运动空转时由于传动件摩擦、搅油、空气阻力等原因使电动机消耗的一部分功率，称为[ C ]。 A.切削功率 B. 机械摩擦损耗功率 C.空载功率 D. 额定功率 二、填空（20分，每小题1分） 1．20世纪末，世界已进入_____知识_______经济时代。 2．加工后零件对理想尺寸、形状和位置的符合程度，称谓___加工精度______。 3．普通车床的主参数是在床身上的______最大回转直径______。 4．进行产品的系列设计通常从_____基型______产品开始。 5．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。 6．快速运动电动机_____起动______时消耗的功率最大。 7．影响机械制造装备加工精度的因素很多，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、定位精度和___低速运动平稳性____等。 8．正常人人耳能够听到的最小声压称为听阈，其值等于____2×10-5____Pa。 9．国产的GGB型直线滚动导轨副由制造厂用选配_____不同直径钢球___的办法确定间隙或预紧。 10．导轨间隙常用压板、____镶条___来调整。 11．主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷、___低速____转动条件下，在安装工件或刀具的主轴部位的径向和端面圆跳动。 12．在自动换刀装置中，蜗杆、蜗轮传动采用______单头双导程_______蜗杆消除啮合间隙。 13．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_____两类方法。 14．用垫片式调整滚珠丝杠螺母副的间隙时，通过改变____垫片的厚薄_____来改变两螺母之间的轴向距离，实现轴向间隙消除和预紧。 15．导轨的卸荷方式有___机械卸荷__、液压卸荷和气压卸荷。 16．在机器人关节坐标轴轴线位置的选取中，对于回转关节，取____ Zi _______与i关节的轴线重合。 17．齐次坐标变换矩阵][10T是将][10P和___[0R1]_____合写在一起表示。 18．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___角速度.R____的矢量和。 19．升降台铣床的主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______。 20．各种类型机床对温升都有一定限制，如精密机床，连续运转条件下允许温升为___15~20℃_____。 三、问答（15分，每小题3分） 1．试述确定标准公比的原则？ 答：因为转速由minn至maxn必须递增，所以公比应大于1；（1分） 为了限制转速损失的最大值maxA不大于50%，则相应的公比不得大于2，故21；（1分） 为了使用记忆方便，转速数列中转速呈10倍比关系，故应在110E（1E为正整数）中取数；如采用多速电动机驱动，通常电动机为（3000/1500）r/min或（3000/1500/750）r/min，故也应在22E（2E为正整数）中取数。（1分） 2．试确定机床的最高转速maxn和最低minn转速？ 答：按照典型工序的切削速度和刀具（工件）直径，可由下式算出机床的最高转速maxn和最低minn转速：

minmaxmax

1000dvnr/min（1分）

maxminmin

1000dvnr/min （1分）

式中maxv、minv可根据切削用量手册、现有机床使用情况调查或切削试验确定。maxd、mind不是机床上可能加工的最大最小直径，而是指实际使用情况下，采用

maxv、minv时常用的经济加工直径。（1分） 3．对于普通机床，如何确定常用的经济加工直径maxd、mind？ 答：对于普通机床 KDdmax（1分） maxmindRdd（1分） 式中：D为机床能安装的最大工件直径，卧式车床：5.0K，摇臂钻床：0.1K，25.0~2.0dR（1分） 4．在机床分级主轴变速箱设计中，如何选用公比？ 答：（1）对于通用机床，辅助时间和准备结束时间长，机动时间在加工周期中占的比重不是很大，转速损失不会引起加工周期过多的延长，为了机床变速箱结构不过于复杂，一般取26.1或1.41等较大的公比；（1分） （2）对于大批大；大批大量生产的专用机床、专门化机床及自动机，情况却相反，通常取12.1或1.26等较小的公比；（1分） （3） 对于非自动化小型机床，加工周期内切削时间远小于辅助时间，转速损失大些影响不大，常采用58.1、1.78甚至2等更大的公比，以简化机床结构。（1分） 5．在设计机床传动系统时，如何限制齿轮的最大传动比maxu和最小传动比minu及各传动组的最大变速范围maxR？ 答：（1）设计机床主传动系统时，为避免从动齿轮尺寸过大而增加箱体的径向尺寸，一般限制直齿圆柱齿轮的最小传动比4/1min主u，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2max主u。斜齿圆柱齿轮传动较平稳，可取5.2max主u。（1分） （2）各传动组的最大变速范围为10~825.0/)5.2~2(/minmaxmax主主主uuR（1分） （3）设计机床进给传动系统时，由于转速通常较低，传动功率小，零件尺寸也较小，上述限制可放宽为8.2max进u，5/1min进u，最大变速范围为14max进R（1分） 四、分析推导（12分，每小题3分） 1．试述图1所示谐波减速器工作原理，求出当波发生器主动，刚轮固定，柔轮从动时的传动比GHRi？ （4分） 答：（1）柔轮在波发生器作用下变成椭圆，使其长轴两端的齿与刚轮完全啮合，短轴完全脱开，其余的齿视回转方向的不同分别处于“啮入”、“啮处”状态，由于柔轮比刚轮少两个齿，当波发生器连续回转时，啮入啮出区将随着椭圆长短轴的相位的变化而依次变化，于是柔轮就相对于不动的刚轮沿波发生器转向相反的方向作低速回转。（2分） （2）GRHRHGzznnnn 当刚轮固定时，0Gn 则传动比为：RGRRHGHRzzznni（2分） 2．试述采用齿差式调整滚珠丝杠间隙的方法，求出两螺母相对轴向位移0s？ （4分） 答：（1）左右螺母法兰盘外圆上制有外齿轮，齿数常相差1。这两个外齿轮又与固定在螺母体两侧的两个齿数相同的内齿圈相啮合。调整方法是两个螺母相对其啮合的内齿圈同向都转一个齿。则两个螺母相对轴向位移为：2112210)()11(zzLzzkLzzks （2分）

（2） 当两齿轮齿数相差1，并同时转过1个齿：则210zzLs 式中：L——滚珠丝杠导程； k——同时转过的齿数（2分） 3．试证明三联滑移齿轮的最大和次大齿轮之间的齿数差应大于或等于4。（4分） 答：)2(21)2(21)(21*'1*2'11aahzmhzmzzma（2分） 因为1*ah 所以)2()2()('12'11zzzz 因此421zz （2分） 五、转速图设计（13分） 某数控车床，主轴最高转速4000maxn r/min，最低转速电动机40minnr/min。采用直流调速电动机，功率15电N kW，电动机额定转速1500dnr/min，最高转速4500maxdn r/min。试设计分级变速箱传动系统（要求无功率缺口）。（13分） （1）确定主轴计算转速。（2分） （2）确定变速级数z和公比f。（4分） （3）确定主电动机最低转速。（2分） （4）画出转速图和功率特性图。（5分）

ⅡZ3'

Z1'

Z2'

ⅠZ1

Z2Z

3

图3 三联滑移齿轮a