机械制造装备设计课程
设计精编版
MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】
安徽航空航天大学
机械制造装备设计
课程设计
姓名：
班级：
学号：
指导老师：
目录
一、前言 (3)
二、运动设计
1.确定各运动参数 (4)
2.确定结构式 (5)
3.确定转速图 (6)
4.确定齿轮齿数 (8)
5.带传动的设计（V型） (9)
6.计算转速 (11)
(11)
7.验算主轴的转速误差
n
8.传动系统图的绘制 (12)
三、动力设计
1.电机的选择 (13)
2.各轴的传递功率 (13)
3.确定各齿轮的模数 (14)
4.确定各轴直径 (19)
四、结构设计
1.设计主轴组件 (20)
2.主轴的验算 (20)
五、结束语 (22)
六、参考文献 (23)
《机械制造装备设计》课程设计任务书
设计题目：C6135型普通车床主运动传动系统设计
专业：
班级：
学号：
姓名：
指导教师：
教研室主任：
一、前言
1.设计目的
机床设计是学生在学完基础课，技术基础课及专业课的基础上，结合机床主传动部件（主轴变速箱）设计计算进行集合训练。
（1）.掌握机床主传动部件设计过程和方法，包括参数拟定，传动设计，零件计算，结构设计等，培养结构分析和设计的能力。
（2）.综合应用过去所学的理论知识，提高联系实际和综合分析的能力。
（3）.训练和提高设计的基本技能。如计算，制图，应用设计资料，标准和规范，编写技术文件等。
2.完成的内容
机床设计是学生在学完基础课，技术基础课及有关专业课的基础上，结合机床传动部件（主轴变速箱）设计进行的综合训练
最大工件回转直径是350mm普通车床主轴变速箱设计
一、运动设计
1．确定各运动参数
2．确定结构式
3．绘制转速图
4．确定齿轮齿数
5．绘制传动系统图(转速图与传动系统图绘在同一张图纸)
二、动力设计
1．确定主电动机功率 2．确定各轴的直径 3．确定各齿轮的模数 三、结构设计 1．设计主轴组件 2．主轴组件的验算
3．绘制主轴组件装配图(1号图纸) 四、编写设计说明书(不少于20页) 五、答辩。 二、运动设计
1.确定各运动参数 （1）确定极限切削速度max V 和min V 。
根据典型的和可能的工艺选取极限切削速度要求考虑：工序种类、工艺要求、刀
取max V =200m/min ，min V =5m/min 。 （2）确定主轴的转速、公比及变速范围。
1）主轴的最大极限转速
m ax n =
min
max
d V 1000?π
式中，查《机床设计指导》有，min d 按经验公式（）D 取=?=；
求得，主轴的最大极限转速m ax n =1455m/min 。 2）主轴的最小极限转速
min n =
max
min
d V 1000?π
式中，查《机床设计指导》有，m ax d 考虑车螺纹和铰孔时，其加工最大直径应根据实际加工情况选取和50mm 左右；取m ax d =50mm ； 求得，主轴的最小转速min n =min 。 3）车床的变速范围R
R=
min
max
n n = 4）确定公比?。
取机床的变速级数为Z=12级， 由公式R=1Z -?，得?=，取标准值?=.
5）主轴的各级转速
各级转速可直接从《机床设计指导》的标准转速列表中查出，标准数列表给出了以?=1—10000的数值，因为?==606.1，从表中找到m ax n =1500r/min ，就可以每隔5个数值取出一个数，从而得出十二级转速分别为：1500r/min 、1060r/min 、750r/min 、
530r/min 、375r/min 、265r/min 、190r/min 、132r/min 、95r/min 、67r/min 、 min 、min 。 2.确定结构式
（1）确定传动顺序
1）此次设计的c6135车床为12级，故有以下几种传动方案： 2）对方案进行比较
第[]1、第[]2种有四联滑移齿轮，如果采用四联滑移齿轮的话，话大大增大了主轴箱的轴向尺寸，故不采用第[]1、第[]2种方案；
也是从结构方面考虑，第[]5种的轴向尺寸都会比第[]3第[]4种的大；下面就第[]3第[]4种方案进行比较，从而选取最终方案。
对于第[]3种方案，严格遵循了“前多后少”的设计原则，把尽可能多的传动副置于前面，让尽可能多传动副处于较高速的状态，这样就可以尽量减轻它们的受力情况，从而可以减小其尺寸，从而减少整体尺寸；
对于第[]4种方案，没有遵循了“前多后少”的设计原则，但是由于采用第[]3种方案的话，会增大轴I 的轴向尺寸；为了使轴I 的轴向尺寸不至于太长，把二联滑移齿轮放在轴I ，三联滑移齿轮放在轴∏；这样的话可以使轴I 的尺寸不太大，又可以使较多的传动副放在相对高速的位置。
对于第[]3第[]4种方案都是相对其他几种比较好的方案，基于不同方面的考虑，可以选择其中一种；在本次设计中，选择第[]4种方案进行计算。
3）最终确定的传动方案为[]
232124??=。 （2）确定扩大顺序
传动方案的扩大顺序与传动顺序可以一致也可以不一致；
本设计扩大方案设计为61323212??=。因为轴I 上有离合器，为避免离合器干涉齿轮啮合，必须使其中一个齿轮的齿根圆直径大于离合器的最大直径。故采用此扩大顺序61323212??=
（3）此次设计的车床的结构式为61323212??=。 （4）绘制结构图 3.确定转速图
（1）电动机转速的确定
根据本设计车床的12级转速，m ax n =1500r/min ；要使电动机的转速与主轴的最高转速相近，以避免过大的升速或降速；根据电动机的转速标准，取电动机的额定转速m n =1440r/min ；
（2）确定I 轴的转速
查《机床设计指导》有，车床的I 轴的转速一般取700--1000r/min 左右比较合适，故在本设计车床中，取I 轴的转速I n =750r/min ；
（3）分配传动比
1）分配降速比时，应注意传动比的取值范围：齿轮传动副中最大传动比
max u ≤2，最小传动比min u 4
1
≥传动比过大，引起振动和噪音，传动比过小，使动齿
轮与传动齿轮的直径相差太大，将导致结构庞大。
I 轴的750r/min 转速传到主轴的min ，相差9格，相当于级比指数为9；
总共有3个变速组；9÷3=3；由“前缓后急”原则分配三格给中间变速组，分配两格给第一变速组，分配四格给第三变速组；
然后，对于其他传动线，结合结构图可相应得出； 4.确定齿轮齿数
（1）确定齿轮齿数应该注意以下几类：
1）齿轮的齿数和应过大，以免加大中心距使机床结构庞大 一般推荐齿轮数和S Z 为60～100；
2）不产生根切最小齿轮≥min Z 18～20；
3）保证强度和防止热处理变形过大齿轮齿根园到键槽的壁厚≥δ2mm 一般取
≥δ5mm 则m
T Z 25.6min +≥； 4）三联滑移齿轮的相领两轮的齿数差应大于4；避免齿轮右左移动时齿轮右相碰，能顺利通过。
（2）在一个变速组中，主动齿轮的齿数用j Z 表示，从动齿轮的齿数用j Z ‘
表示，
j Z +j Z ‘
=zj S ，则传动比j i 为j i =
j
j
Z Z ‘
=
j
j b a
式中，j j b a 、为互质数，设oj j j S b a =+oj
zj j
j S S a Z =oj
zj j
j S S b Z =‘
由于j Z 是整数，zj S 必定能被oj S 所整除；如果各传动副的的齿数和皆为z S ，则z S 能被o1S 、o2S 、o3S
所整除，换言之，z S 是o1S 、o2S 、o3S 的公倍数。所以确定齿轮的齿数时，应在允许的误差范围内，确定合理的j j b a 、，进而求得o1S 、o2S 、o3S ，并尽量使o1S 、
o2S 、o3S 的最小公倍数为最小，最小公倍数用o S 表示，则z S 必定为o S 的整数倍。
设z S =k o S ，k 为整数系数。然后根据最小传动比或最大传动比中的小齿轮确定k 值，确定各齿轮的齿数。
（3）第一变速组
已知21i a1=、5
7
i a2=，则有
两对齿轮的齿数和分别为a1S =3、a2S =12；最小公倍数a S =12；则齿数和为
z S =12k 。最小齿数发生在a1i 中，则5k 17k 4k 123
1
Z a1≥≥=?=，；取k=6，得
z S =72，第一对齿轮的齿数24Z a1=、48Z a1=‘
，第二对齿轮的齿数
42S 12
7Z z a2=?=
、30Z a2=‘
。 （4）第二变速组
已知5319i b1=、21i b2=，7
5
i b3=则有
三对齿轮的齿数和分别为b1S =72、b2S =3、b3S =12；最小公倍数b S =72；则齿数和为z S =72k 。最小齿数发生在b1i 中，则1k 17k 19k 7272
19
Z b1≥≥=?=
，；取k=1，得z S =72，第一对齿轮的齿数19Z b1=、53Z b1=‘
，第二对齿轮的齿数
24S 31Z z b2=?=、48Z b2=‘、30S 125Z z b3=?=、42Z b3=‘。
（5）第三变速组
已知41i c1=、1
2
i c2=，则有
两对齿轮的齿数和分别为c1S =5、c2S =3；最小公倍数c S =15；则齿数和为
z S =15k 。最小齿数发生在c1i 中，则7.5k 17k 3k 155
1
Z c1≥≥=?=
，；取k=7，得z S =105，第一对齿轮的齿数21Z c1=、84Z c1=‘
，第二对齿轮的齿数
70S 3
2Z z c2=?=
、35Z c2=‘
。 5.带传动的设计（V 型）
已知：电机额定功率kw 5.7P m =，额定转速r/m 1440n m =，I 轴的转速
r/m in 750n =I ，两班制工作。
（1）确定计算功率ca P 公式m A ca P K P =
查《机械设计》教程表8-7，得A K =，则m A ca P K P ==9kw ； （2）选择V 带带型
查《机械设计》教程图8-11，选取B 型 （3）选择小带轮的基准直径1d
根据V 带的带型，参考《机械设计》教程表8-6和表8-8确定小带轮的基准直径
1d =132mm ；
（4）确定大带轮的基准直径2d
公式）（ε-=1d i d 102 0i —电机到I 轴的传动比；
1d —小带轮的基准直径；
ε—根据《机械设计》教程，取；
计算结果为）
（ε-=1d i d 102=248mm ；查《机械设计》教程表8-8，取2d =250mm 。 （5）验算带速V V 带的速度V=
1000
60n d m
1?π=s ；
由此得25m/s V 5≤≤；验算合格； （6）确定V 带的基准长度d L 1）初定两带轮的中心距0a
查《机械设计》教程，得0a =（）（1d +2d ），取0a =500mm 。 2）计算初定中心距0a 相应的带长ca L
2
12210ca a 4d -d d d 2a 2L ）
（）（+
++=π
=1607mm ； 查《机械设计》教程表8-2，取d L =1600mm 。 （7）确定两带轮的中心距a 由公式a=2
L -L a ca
d 0+
计算出实际中心距a=。 （8）验算小带轮上的包角1α 由公式a
d -d 3.571801
21??-?=α计算出??=1201661 α； 验算合格。
（9）计算V 带的根数Z
公式L
K K P P α）（00ca
P Z ?+=
式中，0P —单根V 带的基本额定功率，查《机械设计》教程表8-4a 取0P =；
0P ?—单根V 带额定功率的增量，查《机械设计》教程表8-4b 取0P ?=； αK —包角修正系数，查《机械设计》教程表8-5取αK =；
L K —带长度系数，查《机械设计》教程表8-2取L K =；
计算结果Z=；取整Z=4；V 带的根数为4根。
6.计算转速
变速传动中传动件的计算转速，可根据主轴的计算转速和转速图确定。确定传动轴的计算转速时，先确定主轴的计算转速，再按传动顺序由后往前依次确定，最后确定各传动件的计算转速。 （1）主轴的计算转速为公式13
Z 1V n n -I =?
式中，1n —第一级的转速；
Z —机床的转速级数；
计算出，主轴的计算转速为95r/min ； （2）各传动轴的计算转速
主轴的计算转速是轴I I I 经21/84的传动副获得的，此时轴I I I 相应的转速为375r/min ，但变速组c 有两个传动副，轴I I I 转速为最低转速132r/min 时，通过70/35的传动副可使主轴获得转速265r/min>95r/min ，则应能传递全部功率，所以轴I I I 的计算转速为132r/min ，轴I I I 的计算转速时通过轴II 最低转速375r/min
。
7.验算主轴的转速误差n δ
n1δ=（1n -m n 0i a1i 1b i c1i ）1n ÷100%?=%
n2δ=（2n -m n 0i a1i 2b i c1i ）2n ÷100%?=2%
n3δ=（3n -m n 0i a1i 3b i c1i ）3n ÷100%?=%
n4δ=（4n -m n 0i a2i 1b i c1i ）4n ÷100%?=% n5δ=（5n -m n 0i a2i 2b i c1i ）5n ÷100%?=% n6δ=（6n -m n 0i a2i 3b i c1i ）6n ÷100%?=2% n7δ=（7n -m n 0i a1i 1b i c2i ）7n ÷100%?=%
n8δ=（8n -m n 0i a1i 2b i c2i ）8n ÷100%?=% n9δ=（9n -m n 0i a1i 3b i c2i ）9n ÷100%?=%
n10δ=（10n -m n 0i a2i 1b i c2i ）10n ÷100%?=%
n11δ=（11n -m n 0i a2i 2b i c2i ）11n ÷100%?=% n12δ=（12n -m n 0i a12i 3b i c2i ）12n ÷100%?=% （3）转速误差允许值为 4.1%%101±=?-±）（?
本设计机床的十二级转速误差均在误差允许值范围内； 转速验算合格。
8.传动系统图的绘制 三、动力设计
1.电机的选择
合理的确定电动机的功率，使车床既能充分发挥其使用性能，满足生产要求，又不致使电动机经常轻载而降低功率因素。 本设计车床典型重切削条件下的用量： 刀具材料：YT15 工件材料：45号钢 切削方式：车削外圆
参照《机床设计指导》选取：切削深度p a =；进给量f=r ； 切削速度v=95m/min 。
1）主切削力：75.0p c f a 1900F ==3187N 2）切削功率：61200
V
F P c =
切= 3）电动机功率：总
切
ηP P =
轴承齿轮总63V 4ηηηη== 计算得：总
切
ηP P =
=；
4）查《机械设计手册》，取电机型号为：Y132M-4；电机额定功率m P =； 电机的额定转速m n =1440r/min 。 2.各轴的传递功率
对于I 轴，kw P V m 37.696.05.7P 44=?=?=I η
对于II 轴，kw P V m 06.699.097.096.05.7P 2424=???=???=I I 轴承齿轮ηηη 对于I I I 轴，kw P V m 76.599.097.096.05.7P 424424=???=???=I I I 轴承齿轮ηηη
对于V I 轴，kw P V m 47.599.097.096.05.7P 634634v =???=???=I 轴承齿轮ηηη 3.确定各齿轮的模数
采用8级精度的圆柱直齿轮；大齿轮用45号钢（调质），硬度为240HBS ；40Cr （调质），硬度为280HBS. （1）估算模数
1）按接触疲劳和弯曲强度计算齿轮模数比较复杂，而且有些系数只有在齿轮各参数都已知后方可确定，所以只在草图画完之后校核用。 齿轮弯曲疲劳的估算：
式中，P —小齿轮所在轴的传递功率，kw ； Z —小齿轮的模数，mm ；
n —小齿轮的计算转速，r/min 。 齿轮齿面点蚀的估算：
式中，P —小齿轮所在轴的传递功率，kw ； Z —小齿轮的模数，mm ；
n —小齿轮的计算转速，r/min ；
z S —小齿轮所在传动副的齿数和。
求出j m m 、ω后，取的模数要比两者大。 2）对于
48
24
的传动副，齿轮弯曲疲劳的估算：750246.3732m ??=ω=
齿轮齿面点蚀的估算：72
750
6.37740m 3
j ?==
对于
30
42
的传动副， 齿轮弯曲疲劳的估算：060
1036.06
32m ??
=ω=
齿轮齿面点蚀的估算：72
1060
6.06740m 3
j ?==
取
4824和30
42的传动副的齿轮的模数m=3。 3）对于53
19
的传动副，
齿轮弯曲疲劳的估算：75
3916.06
32m ??
=ω=3
齿轮齿面点蚀的估算：72
375
6.06740m 3
j ?==
对于
48
24
的传动副， 齿轮弯曲疲劳的估算：375
246.06
32m ??
=ω=
齿轮齿面点蚀的估算：72
375
6.06740m 3
j ?=
=
对于
42
30
的传动副， 齿轮弯曲疲劳的估算：375
306.06
32m ??
=ω=
齿轮齿面点蚀的估算：72
375
6.06740m 3
j ?==
取
5319、4824和42
30的传动副的齿轮的模数m=4。 4）对于84
21
的传动副，
齿轮弯曲疲劳的估算：32
1215.76
32m ??
=ω=
齿轮齿面点蚀的估算：105
132
5.76740m 3
j ?==
对于
35
70
的传动副， 齿轮弯曲疲劳的估算：95
535.47
32m ??
=ω=
齿轮齿面点蚀的估算：105
95
5.47740m 3
j ?==
取
8421和35
70
的传动副的齿轮的模数m=5。 （2）齿数的验算
1）根据接触疲劳计算齿轮模数公式为： 根据弯曲疲劳计算齿轮模数公式为：
式中，P —计算齿轮（小齿轮）的传递的额定功率，kw ； n —计算齿轮的计算转速，r/min ；
m ?—齿轮系数，常取6-10，这里取8；
Z —计算齿轮的齿数；
i —大齿轮与小齿轮的齿数比；“+”用于外啮合，“-”用于内啮合；
s K —寿命系数，q N n T s K K K K K =；当max s K K ≥时，取max s K K =；
当min s K K ≤时，取min s K K =；
T K —工作期限系数，m
T C nT
60K =；齿轮在接触和弯曲交变载荷下的疲劳曲线指数m 和基准循环次数0C 查《机床设计指导》表3；预定的齿轮工作期限T ，中型机床取T=h ，这里取20000； n —齿轮的最低转速，r/min ；
n K —转速变化系数，查《机床设计指导》表4； N K —功率利用系数，查《机床设计指导》表5； q K —材料强化系数，查《机床设计指导》表6；
1K —工作情况系数，中等冲击的主运动，1K =—，这里取； 2K —动载荷系数，查《机床设计指导》表8；
3K —齿向载荷分布系数，查《机床设计指导》表9；
Y —齿形系数，查《机床设计指导》表10；
[][]j σσω、
—许用弯曲、接触应力，Mpa ；查《机床设计指导》表11； 2）对于
48
24
的传动副， 根据接触疲劳计算齿轮模数公式为：
322j 50
7650242837
.66.013.125.11216300m ?????????+?=）（=3
根据弯曲疲劳计算齿轮模数公式为：
3
275
507842.02437
.68.013.11.25275m ?????????=ω=
对于
30
42
的传动副， 根据接触疲劳计算齿轮模数公式为：
322j 1060
6004.130806
.66.015.125.114.116300m ?????????+?=）（=
根据弯曲疲劳计算齿轮模数公式为：
3
220
10608444.00306
.68.015.11.25275m ?????????=ω=2
经过验算，取传动副4824和30
42的齿轮的模数为3。 3）对于
53
19
的传动副， 根据接触疲劳计算齿轮模数公式为：
32
2j 375
6508.219806
.66.013.125.118.216300m ?????????+?=）（= 根据弯曲疲劳计算齿轮模数公式为：
3
275
3758386.01906
.68.013.11.25275m ?????????=ω=3
对于
48
24
的传动副， 根据接触疲劳计算齿轮模数公式为：
322j 375
650224806
.66.013.125.11216300m ?????????+?=）（=2
根据弯曲疲劳计算齿轮模数公式为：
3
275
375842.02406
.68.013.11.25275m ?????????=ω=
对于
42
30
的传动副， 根据接触疲劳计算齿轮模数公式为：
32
2j 375
6504.130806
.66.013.125.114.116300m ?????????+?=）（= 根据弯曲疲劳计算齿轮模数公式为：
3
275
3758444.02006
.68.013.11.25275m ?????????=ω=
经过验算，取传动副
5319、4824和42
30的齿轮的模数为。
4）对于
84
21
的传动副，根据接触疲劳计算齿轮模数公式为： 32
2j 132
650421876
.56.01125.11416300m ?????????+?=）（= 根据弯曲疲劳计算齿轮模数公式为：
3
275
13284.02176
.58.0111.25275m ?????????=ω=
对于
35
70
的传动副， 根据接触疲劳计算齿轮模数公式为：
322j 265
600235847
.56.01125.11216300m ?????????+?=）（=
根据弯曲疲劳计算齿轮模数公式为：
3
220
265846.03047
.58.0111.25275m ?????????=ω=
经过验算，取传动副
8421和35
70的齿轮的模数为5。 4.确定各轴直径
（1）对于一般传动轴的直径的估算 一般轴的材料选取45号钢； 公式[]
4
n P 91d ??=
式中，P —该轴的输入功率，kw ； n —该轴的计算转速，n/min ；
[]?—允许扭转角，查《机床设计指导》P32
的表选取，本设计取[]?=；
1）对于I 轴，
4
25
.17506.37
91d ??==26mm ；最小轴段直径m m 32d min =；
取I 轴轴承处的轴颈的直径d=40mm ； 2）对于II 轴，
4
25
.13756.06
91d ??==30mm ；
取II 轴轴承处的轴颈的直径d=35mm ； 3）对于I I I 轴，
4
25
.11325.76
91d ??==39mm ；
取II 轴轴承处的轴颈的直径d=45mm ； （2）主轴直径的确定
查李庆余主编的《机械制造装备设计》，取主轴的前轴承轴颈的直径1D =90mm ；
后支撑轴承的轴颈的直径12D 9.07.0D ）（-=
，取2D =70mm 四、结构设计
1.设计主轴组件
（1）主轴上的轴承的选择
在配置轴承时，应注意以下几点： 1）每个支撑点都要能承受径向力；
2）两个方向的轴向力应分别有相应的轴承承受； 3）径向力和两个方向的轴向力都应该传递到箱体上； 4）前轴承的精度要比后轴承的精度高一级； 对于主轴，采用后端定位；
选取双向角接触球轴承3182113和3182118承受轴向力； 选取双列圆柱滚子轴承2268116+承受径向力； 前轴承用P4级精度，后轴承采用P5级精度； （2）主轴尺寸的确定 1）主轴内孔直径的确定 公式d=2D ω
查《机械制造装备设计》表3-7，取55.0=ω，计算得主轴内孔的直径d=，取整40mm 。
2）前锥孔尺寸的确定
查《机床设计指导》，取莫氏锥孔5号。 3）支承跨距及悬伸长度 支承跨距L 取L=51D =450mm ；
悬伸长度a 5
-3L
=
=90-150mm ；取a=90mm 。 5）主轴头部类型的选择
参照《机床设计指导》选取一般结构的主轴头B 型。 2.主轴的验算
（1）跨距L=450mm （2）当量外径D=80mm （3）主轴的刚度
由于5.0D
d
=，参照《金属切削机床设计》取公式
式中，s K —主轴刚度，m μ/N ； D —当量直径，cm ； L —支承跨距，cm ； a —主轴悬伸量，cm ；
计算得结果得，s K =280m μ/N 。
（4）对这种车床主轴的刚度要求
由于这种机床属于通用机床，主轴的刚度要求可根据自激振动稳定性决定。 查《金属切削机床设计》表3-5，取阻尼比ε=.
查《金属切削机床设计》表3-4，当V=100m/s ，s=时，
取?=?=77m m m N/81.1K ab βμ、
这种机床要求切削稳定性良好，取mm 735002.0D 02.0b max lim =?== 根据《金属切削机床设计》公式 计算得，m N/46K B μ= 根据《金属切削机床设计》公式 计算得，A K =163m N/μ
≤=m N/270K A μs K =280m μ/N
由此，验算合格。 五、结束语
首先，感谢赵克政老师在这为期两个星期的课程设计中对我的辛勤指导，没有赵克政老师的指导，我不会这么容易快速很好的完成本次设计任务。
其次，在这次设计中我学到了以下几点：
（1）掌握机床主传动部件设计过程和方法，包括参数拟定，传动设计，零件计算，结构设计等，培养结构分析和设计的能力。
（2）综合应用过去所学的理论知识，提高联系实际和综合分析的能力。 （3）训练和提高设计的基本技能。如计算，制图，应用设计资料，标准和规范，编写技术文件等。
（4）巩固了在《机械制造装备设计》课程中学到的知识，使我很好的把所学的知识应用到了实际设计中，为以后的设计打下了坚实的基础。 六、参考文献
【1】《机床设计指导》曹金榜等主编机械工业出版社 【2】《金属切削机床设计》戴曙主编机械工业出版社 【3】《机械制造装备设计》王启义主编冶金工业出版社 【4】《机械设计手册》成大先主编化学工业出版社
【5】《机械制造装备设计》李庆余、孟广耀主编机械工业出版社 【6】《机械设计》濮良贵、纪名刚主编高等教育出版社
【7】《机械设计课程设计》杨光、席伟光主编高等教育出版社 【8】《机械制造技术基础》华楚生主编重庆大学出版社 【9】《机械原理》孙桓等主编高等教育出版社
1-3xx 填空 1.机械制造装备应具备的一般功能要求有：加工精度方面的要求，强度、刚度和抗振性方面的要求，加工稳定性方面的要求，耐用度方面的要求，技术经济方面的要求。 2.机械制造装备包括：加工装备，仓储传送装备，工艺装备，辅助装备四大类 工艺装备主要指：产品制造时所用的各种刀具、模具、夹具、量具等工具 3.机械制造装备设计：创新设计、变型设计、模块化设计三大类 4.机床技术步骤有：方案设计、产品规划、技术设计、工艺设计 5.工件加工表面的发生线形成方法有：轨迹法、成形法、相切法、展成法 6.扩大分级变速主传动系变速范围的方法有：增加变速组、采用背轮机构、采用双公比的传动系、分支传动 7.机床控制系统按自动化程度分为：手动控制系统。机动控制系统。 半自动控制系统。自动控制系统 3-7xx 1.主轴部件的传动方式主要由：齿轮传动、带传动、电动机直接驱动等 噪和刚度、转速、承载能力、抗振性主轴轴承的配置形式应根据：2.声等要求来选择，常见的配置形式有：刚度型、速度型、刚度速度型。 3.提高支承件结构性能的措施有：提高支承件的静刚度和固有频率，提高动态特性，提高热稳定性 4.机床支承件的形状基本上课分有：箱型类、板块类和梁类这三大类
5.直线运动导轨的界面形状有：矩形、三角形、燕尾形、圆柱形导轨；回转运动导轨的界面形状有：平面环形、锥面环形、双锥面导轨。 6.常用调整导轨间隙的元件有：压板、镶条 7.工业机器人由：操作机、驱动单元、控制装置三部分组成 8..工业机器人总体方案设计包括：运动功能方案设计、传动系统方案设计、结构布局方案设计、参数设计、控制系统方案设计、总体方案评价六个方面 9.机床夹具夹紧力的方向应有利于工件的准确定位，而不是破坏定位，一般要求主夹紧力垂直于第一定位基准面，应与工件刚度高方向一致，以利于减小工件的变形，应尽可能与切削力、重力方向一致，有利于减少夹紧力 10.常用夹紧机构有：斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构、偏心夹紧机构；常用夹紧机构的其他夹紧机构有：定心夹紧机构、铰链夹紧机构、联动夹紧机构；夹紧机构的动力装置有气动、液压气-液联合夹紧装置；其他动力装置有真空、电磁等的夹紧装置 特殊钻套快换钻套可换钻套固定钻套钻套夹具中的钻套有：11.四种 12.可调整夹具的调整方式有调节式更换式综合式组合式 13.现代物流系统的主要特点：采用自动化物流装备，运用现代科学技术和方法，进行设计和管理 垂直式的基本构成由：管理层控制层执行层三大部分组成 14.机械加工生产线由：加工装备工艺装备输送装备辅助装备和控制系统组成 二.名词解释 1.工业工程 2.金属切削机床 3.可靠性 4.成形运动 5.分离式运动 6.无级变速 7.时间控制 8.接触角 9.过定位10.欠定位11.集中式传动 1.工业工程(P9)
河北科技大学理工学院2013——2014学年第1学期 《机械制造装备设计》期末考试试卷A 专业班级姓名学号 一、填空（每空1分，共20分） 1．机械制造装备设计柔性化的含义是指和柔性化。 2．机械制造装备主要包括：、、 、。 3．机床的基本参数包括：______________、_____________、_____________。 4．导轨的作用是和。 5．普通机床主轴的滚动轴承前支承的精度要比后支承的精度______________。 =1.26，采用双速电机的结构式为6．某机床主轴的转速级数Z=12，公比 _______________。 7．进给传动链的传动载荷特点是；因此，其传动系中各传动件的计算转速是其的________________。 8．专用机床总体设计的结果表现形式是三图一卡，它们是：零件的机械加工工序图、、和。 9．自动化仓库中的托盘或货箱的功能是____________。 10．料仓中隔料器的作用是__________________。
二．简答（每小题5分，共25分） 1．机床系列化设计的标志是什么？设计中遵循的四化原则是什么？ 2．机床设计应满足的基本要求是什么？ 3．机床主轴转速数列的公比?为什么要1＜?≤2 ？ 4．机床主轴的功率转矩特性是什么？（画图表示并说明） 5．直线滑动导轨常用的截面组合形式有哪些？
三、简单分析设计（15分） 1．某机床主轴的转速（速度）中等，承受的径向载荷较大，径向支承应选择哪种类型的轴承？如果主轴的转速（速度）高，承受的径向、轴向都载荷较小，又应选择哪种类型的轴承？为了提高主轴轴承的接触刚度，应采取什么措施？ 2．某龙门机床的横梁受到切削头重力和切削力的作用，试选择横梁合理的截面形状？为了提高横梁的刚度，应采取什么措施？ 3．某中型机床主传动系统主轴的转速n max=3000转/分，n min=25转/分，计算转速n j=250转/分，交流调速电机的额定转速n电=1500转/分，n电max=4500转/分,试设计无级和分级混合的传动系统。
1-1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。 1-2 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?为什么？ 柔性化精密化自动化机电一体化节材节能 符合工业工程要求符合绿色工程要求 1-3 柔性化指的是什么?试分析组合机床、普通机床、数控机床、加工中心和柔性制造系统的柔性化程度。其柔性表现在哪里? 柔性化有俩重含义：产品机构柔性化和功能柔性化。 数控机床、柔性制造单元或系统具有较高的功能柔性化程度。在柔性制造系统中,不同工件可以同时上线,实现混流加工。组合机床其柔性表现在机床可进行调整以满足不同工件的加工。 1－6．机械制造装备的机电一体化体现在哪些方面？可获得什么好处？ 答:机械制造装备的机电一体化体现在：其系统和产品的通常结构是机械的，用传感器检测来自外界和机器内部运行状态的信息，由计算机进行处理,经控制系统,由机械、液压、气动、电气、电子及他们的混合形式的执行系统进行操作,使系统能自动适应外界环境的变化,机器始终处于正常的工作状态。 采用机电一体化技术可以获得如下几方面功能：1，对机器或机组系统的运行参数进行巡查和控制；2，对机器或机组系统工作程序的控制;３,用微电子技术代替传统产品中机械部件完成的功能,简化产品的机械结构。 1－7 对机械制造装备如何进行分类? 加工装备：采用机械制造方法制造机器零件的机床。 工艺装备:产品制造是用的各种刀具、模具、夹具、量具等工具。 仓储运输装备：各级仓库、物料传送、机床上下料等设备。 辅助装备:清洗机和排屑装置等设备。 １－8工业工程指的是什么？如何在设计机械制造装备时体现工业工程的需求? 答：工业工程是对人、物料、设备、能源和信息能组成的集成系统进行设计,改善和实施的一门科学。 产品设计符合工业工程的需求:在产品开发阶段, 充分考虑结构的工艺性,提高标准化、通用化程度， 以便采用最佳的工艺方案，选择最合理的制造设备, 减少工时和材料的消耗；合理地进行机械制造装备的 总体布局，优化操作步骤和方法,减少操作过程中工 人的体力消耗;对市场和消费者进行调研,保证产品合 理的质量标准，减少因质量标准定得过高造成不必要 的超频工作量。 1-９机械制造装备设计有哪些类型？他们的本质区 别是什么? 1.）机械制造装备设计包括创新设计、变形设计、 模块化设计; 2.)创新设计，一般需要较长的设计开发周期， 投入较大的研制开发工作量;变型设计，变型设计不 是孤立无序的设计，而是在创新设计的基础上进行的, 模块化设计,对一定范围内不同性能，不同规格的产 品进行功能分析，划分一系列的功能模块,而后组合 而成的; 1－１2哪些产品宜采用系列化设计方法?为什么? 有哪些优缺点? 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型，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。 优点：1)用较少品种规格的产品满足市场较大范围的 需求。 2）可以减少设计工作量，提高设计质量,减 少产品开发的风险，缩短产品的研制周期。 3）可以压缩工艺装备的数量和种类,有助于 缩短产品的研制周期,降低生产成本。 4)零备件的种类少,系列中的产品结构相似, 便于进行产品的维修,改善售后服务质量。 ５）为开展变型设计提供技术基础 缺点：用户只能在系类型谱内有限的品种规格中选择 所需的产品，选到的产品,一方面其性能参数和功能 特性不一定最符合用户的需求。另一方面有些功能还 可能冗余。 1-1３系列化设计时主参数系列公比的选取原则是什 么？公比选得过大或过小会带来哪些问题? 答:选取原则产品的主参数应尽可能采用优先数系。 主参数系列公比如选得较小，则分级较密,有利于用 户选到满意的产品，但系列内产品的规格品种较多， 系列化设计的许多优点得不到充分利用;反之，则分 级较粗,系列内产品的规格品种较少，可带来系列化 设计的许多优点，但为了以较少的品种满足较大使用 范围内的需求,系列内每个品种产品应具有较大的通 用性,导致结构相对复杂,成本会有待提高，对用户来 说较难选到称心如意的产品。 1－１5 设计的评价方法很多,结合机械制造装备设 计，指出哪些评价方法极为重要,为什么？ 技术经济评价可靠性评价人机工程学评价 结构工艺性评价产品造型评价标准化评价 1-１６有些方案的技术评价较高，但经济评价一般或 不好，有些方案可能是相反的情况，如何对这些方案 进行综合评价？ 答:设计方案的技术评价Tj和经济评价Ｅj经常不会 同时都是最优,进行技术和经济的综合评价才能最终 选出最理想的方案。技术经济评价TEj有两种计算方 法： 1、当Tj和Ej的值相差不太悬殊时,可用均值法计 算TＥj值,即ＴＥj=（Tj+Eｊ）/２。 2、当Tｊ和Ｅj的值相差很悬殊时，建议用双曲线 法计算TEj值,即TEj＝根号（Ｔj＋Ej)。 技术经济评价值TEｊ越大，设计方案的技术经济综 合性能越好,一般TＥj值不应小于0.65。 １-17可靠性指的是什么?有哪些可靠性衡量指标?它 们之间有哪些数值上的联系? 答:含义: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。 可靠性的衡量指标有:１、可靠度；２、积累失效 概率；３、失效率;4、平均寿命和平均无故障工作时 间；5、可靠寿命 这些可靠性衡量指标之间在数值上都与时间t相关 联。 ２-1机床设计应满足哪些基本要求?其理由是什 么? 工艺范围、柔性、与物流系统的可亲性、刚度、 精度、噪声、成产率自动化、成本、生产周期、可靠 性、造型与色彩 2-2机床设计的主要内容及步骤是什么？ 答：(一)总体设计:1、机床主要技术指标设计,包括 工艺范围、运行模式、生产率、性能指标等。2、 总体方案设计,包括运动功能、基本参数、总体结 构布局等设计。３、总体方案综合评价与选择4、 总体方案的设计修改或优化。（二）详细设计， 包括技术设计和施工设计。(三)机床整机综合评 价 ２-3机床的基本工作原理是什么? 答:基本工作原理是：通过刀具与工件之间的相 对运动，由刀具切除工件上多余的金属材料,使工件 具有要求的尺寸和精度的几何形状。 ２-4机床系列型谱的含义是什么？
班级＿＿＿＿＿＿＿＿ 姓名＿＿＿＿＿＿＿＿ 学号＿＿＿＿＿＿＿＿ ……○……○……○……○……密……○……封……○……线……○……内……○……不……○……要……○……答……○……题…○……… 机密★启用前 xxx 学院 《机械制造装备设计》期末考试试题 （2015—2016年度第二学期） 注：考生姓名一律填在左边密封线内规定的位置，填在其他地方试卷均作无效处理。 一、单项选择题（本题共15小题，每小题1分，共15分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个．．．． 是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．支承件抵抗自身变形的能力称为支承件的（ ）。 【 】 A ．自身刚度 B ．连接刚度 C ．静刚度 D ．弯曲刚度 2．具有自动交换刀具系统的数字控制机床是（ ）。 【 】 A ．车削中心 B ．铣削中心 C ．加工中心 D ．FMC 3．普通机床主轴，一般选用中碳钢45钢或（ ）。 【 】 A ．16MnCn5 B ．20Cr C ．40Cr D ．50钢 4．滑动轴承具有良好的抗振性和（ ）。 【 】 A ．耐磨性 B ．运动平稳性 C ．静刚度 D ．旋转性 5．独立制造岛是以成组技术为基础，（ ）为核心，数控机床和普通机床并存，强调信息流 的自动化，以人为中心的生产组织方式。 【 】 A ．普通机床 B ．数控机床 C ．组合机床 D ．FMC 6．PC 程序中的系统管理程序和编译程序由厂家固化于（ ）中。 【 】 A ．CPU B ．PL C C ．机床 D ．存储器 7．数字控制是当代控制技术的主流，是设备（ ）的基础。 【 】 A ．柔性化 B ．刚性化 C ．自动化 D ．成组技术 8．主轴轴承的精度主要采用（ ）3级。 【 】 A ．P1，P2，P3 B ．P2，P3，P4 C ．P2，P3，P5 D ．P2，P4，P5 9．开环和闭环控制系统主要区别在于有无（ ）。 【 】 A ．数控装置 B ．驱动装置 C ．伺服装置 D ．反馈装置 10．加工中心与其他数控机床的主要区别是( )。 【 】 A ．有刀库和自动换刀装置 B ．机床转速高 C ．机床刚性好 D ．进刀速度高 11．滚珠丝杠副的基本导程L 0减少，可以( )。 【 】 A ．增大脉冲当量 B ．提高承载能力 C ．提高传动效率 D ．提高使用寿命 12．采用两个薄片齿轮与一个宽齿轮啮合，靠调整两个薄片齿轮轴向距离来消除传动侧隙的方 法适用于（ ）。 【 】 A ．直齿轮传动 B ．斜齿轮传动 C ．圆柱齿轮传动 D ．分度圆齿厚沿轴向略有锥度的齿轮传动 13．数控铣床上最常用的导轨是（ ）。 【 】 A ．滚动导轨 B ．静压导轨 C ．贴塑导轨 D ．塑料导轨 14．数控机床伺服系统是以（ ）为直接控制目标的自动控制系统。 【 】 A ．机械运动速度 B ．机械位移 C ．切削力 D ．角位移 15．既起定位作用，又能自动调整位置的支承称为（ ）支承。 【 】 A ．固定 B ．可调 C ．辅助 D ．自位 二、多项选择题（本题共7小题，每小题2分，共14分） 在每小题列出的五个备选项中至少．．有两个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选、少选或未选均无分。 1．车床的主要组成部件有： 【 】 A ．主轴箱 B ．刀架 C ．尾座 D ．升降台 E ．溜板箱 2．变速方式分为有级变速和无级变速。有级变速机构有下列几种： 【 】 A ．交换齿轮变速机构 B ．滑移齿轮变速机构 C ．离合器变速运动 D ．组合皮带轮变速机构 E ．组合链轮变速机构 3．镗床的类型有： 【 】 A ．卧式镗床 B ．坐标镗床 C ．金刚石镗床 D ．落地镗铣床 E ．数控镗床 4．组合机床自动线由下列那些部分组成？ 【 】 A ．组合机床 B ．工件 C ．排屑装置 D ．液压系统 E ．电气控制系统 5．托盘系统一般都具有： 【 】 A ．储存、运送功能 B ．集中控制功能 C ．自动检测功能
《机械制造装备设计》试题1答案 一、简答题（每题3分，共12分） 1. 能将几个多轴箱安装在转塔回转工作台上，使每个多轴箱依次转动到加工位置对工件进行加工的组合机床。 2. 利用刀齿的轮廓与工件最终加工表面形状相似，切削齿高度向后递增，工件的余量被一层一层地切去，由最后一个刀齿切出所要求的尺寸，经校准齿修光达到预定的加工精度的拉削。 3. 机床夹具是机械加工中用来确定加工工件的正确位置，并使工件固定，以承受切削力，便于接受加工的工艺装备。 4. 指机床上，工件安装基面至机床底面的垂直距离。 二、填空题（每空1分，共16分） 1. 夹具、模具、刀具、量具 2. 被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图、机床生产率卡。 3. 锯齿头支承钉、一组支承板、可胀心轴、定位销 4. 保护压板和避免螺栓弯曲，直接压紧工件，支承压板，卸料工件时托住压板。 三、问答题（12分） 见教材
四、问答题（15分） 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。 五、问答题（15分） 见教材 六、设计题（15分） 1. 计算公比φ 已知：100 1120=R ，Z=8 . 根据 1-=Z R ?, 则7 19.11lg 1lg lg =-= Z R ?, 即：φ= 2．确定传动组、传动副和扩大顺序 根据传动组和传动副拟定原则，可选方案有：① Z=4ⅹ2； ② Z=2ⅹ4；③ Z=2ⅹ2ⅹ2 在方案①，②中，可减少一根轴，但有一个传动组内有四个传动副，增加传动轴轴向长
一、填空题 1、机械制造装备的组成包括（加工设备）、（工艺设备）、（工件输送装备）和（辅助装备）。 2、加工装备主要指（金属切削机床）、（特种加工机床）以及（金属成型机床）。 3、工艺装备是机械加工中所使用的（刀具）、（模具）、（机床夹具）、（量具）、（工具）的总称。 4、辅助装备包括（清洗剂）、（排屑装置）、（计量装置）等。 2、机床运动分配的四个原则：（将运动分配给质量小的零件）、（运动分配应有利于提高工件的加工精度）、（运动分配应有利于提高运动部件的刚度）、（运动分配应视工件形状而定）。 2、机床设计大致包括：(总体设计)、(技术设计)、（零件设计及资料编写）、（样机试制和试验鉴定）四个阶段。 3、机械制造装备设计可分为：（创新设计），（变形设计）和（模块化设计）。 4、机床的总体方案拟定包括（ 掌握机床的设计依据）、（工艺分析 ）、（总体布局 ）、（ 确定主要的技术参数 ）。 5、机床的主要技术参数包括（ 主参数）、（ 尺寸参数 ）、（ 运动参数 ）、（动力参数 ）。 尺寸参数：指影响机床加工性能的一些尺寸。 运动参数：指机床执行件（主轴或工作台、刀架）的运动速度. 动力参数：包括驱动机床的各种电动机功率或转矩，液压马达和液压缸的牵引力等 6、主轴的尺寸参数主要有：（主轴前后支撑轴颈21,D D ），（主轴内孔直径d ），（主轴前端的悬伸量a ）和（主轴的支承跨距L ）。 6、主轴的技术要求：主轴轴承是根据（载荷性质）、（转速)、（机床的精度）选择的。 6、机床总体布局中提高动刚度的措施：（提高抗震性）、（减小热变形）、（降低噪声）。 7、推力轴承在主轴上的位置影响主轴的轴向精度和主轴（热变形方向和大小），设计时，一般普通机床采用（后端定位），数控机床采用（前端定位），组合机床采用（两端定位）。 8、推力轴承位置配置方式：（前端定位），（后端定位），（两端定位），(中间定位)。 9、机床的主传动形式有：（机械传动）、（液压传动）、（电气传动）。 10、机床主轴组件应满足的基本要求是（旋转精度）、（刚度）、（抗振性）、（温升与热变形）、（精度保持性） 11、提高主轴部件性能措施：（提高旋转精度）、（提高刚度）、（提高动刚度）。 12、导轨应满足的要求：（导向精度 ）、（精度保持性 ）、（有足够的刚度 ）、（低速运动平稳性）、（结构简单，工艺性好）。 13、机械制造装备应满足的功能包括：（加工精度），（强度）、（刚度和抗震性），（加工稳定性），（耐用度和性价比）。 12、转速图的一点三线包括：（转速点）、（转速线）、（传动轴线）、（传动线）。 13、主轴滚动轴承的选择：（双列圆柱滚子轴承）、（双向推力角接触轴承)、 (圆锥滚子轴承和深沟球轴承)、(角接触球轴承)。
机械制造装备设计_试卷及答案第06套
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《机械制造装备设计》试卷（闭卷）（试卷编号：06） （考试时间：120分钟适用机制专业） 1题号一二三四五六七总分复核人分值10 20 28 15 20 7 100 得分 一、选择题（每题1分，共10分） 1.随行夹具的返回型式有上方返回、下方返回和（） 得分 三种。 批阅人（A）直线通过式；（B）折线通过式； （C）水平返回； 2.按照工艺范围，机床可分为（）、专用机床、专门化机床 （A）通用机床；（B）车床；（C）数控机床； 3.根据数控机床的工作原理，它一般由信息载体、（）、伺服 统、机床本体等四部分组成。 （A）伺服电机；（B）加工装备；（C）数控装置；4.仓储设施的型式按其功能分有原材料库、（）、在制品库、零部件 成品库、维修件和备件库、产成品库、工夹量具等工艺装备库等； （A）外购件库；（B）车间级库；（C）厂级库； 5.数控机床电气伺服系统按有无检测和反馈装置分为开环、（） 和半闭环系统. （A）电气系统；（B）闭环；（C）液压系统； 6.回转运动导轨的截面形状有三种：平面环形、（）和双锥 导轨。 （A）平面形；（B）锥面环形；（C）三角形；
7.钻模按其结构特点可分为（）、回转式钻模、翻转式钻模 盖板式钻模、滑柱式钻模等五种类型。 （A）固定式钻模；（B）分离式钻模；（C）可调式钻模； 8.采用"少品种,大批量”的作法，强调的是“规模效益”.这种制造模式称为（）。 A.“传统模式“ B.“精益生产” C．“敏捷制造“D。”精益—敏捷—柔性 9.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., ,称为. ( ). 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 10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( ). A.几何精度. B.运动静度, C.传动静度. D.定位精度. 二．判断题（20分，每小题2分） 1．机械制造装备包括加工装备、机床、仓储输送装备和 得分 辅助装备四种，它与制造工艺、方法紧密联系在一起， 批阅人 是机械制造技术的重要载体。（） .2。可调支承是支承点位置可以调整的支承。它不起定位作用，主要用于工件的毛坯制造精度不高，而又以粗基准面定位的工序中。（） .3.刀具识别装置是自动换刀系统的重要组成部分。常用的有顺序选刀和任意选刀两种型式。( ) 4.机床间的工件传递和运送装置目前包括有：托盘和随行夹具..有轨小车 (RGV)和无轨小车(AGV)等。（）
机械制造装备设计复习题（一）及答案 一、选择（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．利用金属的塑性变形，使坯料在工具的冲击力或静压力作用下成为具有一定形状和尺寸的工件，同时使其性能和金相组织符合一定的技术要求的机床，称为[ D ]。 A. 挤压机 B. 冲压机 C. 轧制机 D. 锻造机 3．一组功能、工作原理和结构相同，而尺寸和性能参数不同的产品，称为[ 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．加工规定的试件，用试件的加工精度表示机床的精度，称为 [ D ]。 A. 几何精度 B. 运动精度 C. 传动精度 D. 工作精度 5．具有摩擦系数小，动、静摩擦系数很接近、运动灵敏度高，但抗振性差为特点的导轨是 [ C ]。 A. 滑动导轨 B. 卸荷导轨 C. 滚动导轨 D. 动压导轨 6．一个四自由度平面关节型机器人，其运动功能式为[ B ]。 A. M O //4321γγγγ B. M Z O //321γγγ C. M ZX O //21γγ D. M XYZ O //γ 7．以灵活性好，工作空间范围大，但刚度和精度较低为特点的机器人是[ A ]。 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．质量小、线胀系数小、弹性模量大、刚度大，在高速下温升低的轴承为[ D ]。 A.角接触球轴承 B. 双列短圆柱滚子轴承 C.圆锥滚子轴承 D. 陶瓷滚子轴承 9．背轮机构可把变速范围扩大到最大数值为[ D ]。 A. 8 B. 32 C. 4 D. 16 10．制造方便，工艺性好，但磨损后很难调整和补偿间隙，主要用于受轴向负荷为特点的导轨为：[ D ]。A. 矩形导轨 B. 三角形导轨 C. 燕尾形导轨 D. 圆柱形导轨 二、填空（20分，每小题1分） 1．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。 2．全自动是指能自动完成工件的上料、加工和卸料的生产全过程；半自动则需___人工___完成上下料。
机械制造装备设计考试题及答案 西北工业大学考试题（A卷）（考试时间120分钟） 学院：专业： 姓名：学号： 一．填空题（共30分，每空1分） 1.机械制造装备创新设计的步骤 可划分为产品规划、方案设计、技术设计和工艺设计等四个阶 段。P17 2.可靠性预测是对新产品设计的 可靠性水平进行评估，计算出产品或其零部件可能达到的可靠 性指标。P38 3.机床的柔性包括空间上的柔性 和时间上的柔性。P57 4.变速组的级比是指主动轴上同 一点传往从动轴相邻两传动线 的比值。P92 5.机床控制系统可分为时间控制、 程序控制、数字控制、误差补偿控制和自适应控制。P129 6.支承件的主要功能是保证机床 各零部件之间的相互位置和相 对运动精度。P161 7.机器人的机械结构类型特征，用 它的结构坐标形式和自由度数 表示。P223 8.伺服电动机驱动单元一般由伺 服电动机、传感器、减速器和制动器组成。 P238 9.可调整夹具的调整方式可分为 调节式、更换式、综合式和组合式。P307
10. 铣床夹具可分为直线进给式、圆周进给式和仿形进给式三类。P321 二． 判断题（共10分，每题1分） 1. 采用分支传动方式除了能较大地减小变速范围外，还具有缩短高速传动路线、提高传动效率、 减少噪声的优点。P99 （×） 2. 钢板焊接结构的缺点是钢板材料内摩擦阻尼约为铸铁的1/3。P166 （√） 3. 机器人对灵活性要求很高，其刚 度、精度相对较低。P218 （√） 4. 在工业机器人中常柔软且拉伸 变形大的钢带传递运动。P237 （×） 5. 机器人手臂的结构随其机械结构类型和驱动系统类型的不同 而有很大差别。P241 （√） 6. 调节式可调整夹具适用于位置精度高的场合。P308 （×） 7. 在OXYZ 坐标系中，物体有三个自由度。P275 （×） 8. 组合夹具特别适用于单件、小批量生产，以及新产品试制。P311 （√） 9. 带式传送机的输送能力大、运距大，可输送的物料品种多，结构 比较简单，营运费用较低。P373 （√） 10. 柔性制造系统对集成于其中 的加工设备是有一定要求的，不 是任何加工设备均可纳入柔性制造系统中。P437 （√） 三． 名词解释（共20分，每题5分）
2012年9月份《机械制造装备设计》课程考试模拟试卷答案 考试形式：闭卷试卷类型：A 一、填空题（本大题共10小题，每小题4分，共40分） 1、工件表面的形成原理是：通_______ 。 2、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（组合设计）等三大类型。装备系列化产 品中的“基型产品”通常采用创新设计方法完成。 3、扩大机床传动系变速范围的方法有增加变速组、采用背轮机构、采用双公比的传动系、采用分支 机构四种方法。 4、可靠度是可靠性的度量化指标，是指产品在规定条件下和规定时间内完成规定任务的概率。 5、进给传动系设计应满足的基本要求包括：具有_________ 性好、具有足够宽的调速范围、进给系统的传动精度和定位精度高，结构简单，加工和装配工艺性好。 6、主轴部件的传动方式有齿轮传动、带传动、电动机直接驱动。 7、机械制造过程是从原材料开始，经过热、冷加工，装配成产品，对产品进行调试和检测、包装和发运的 全过程，所使用的装备类型繁多，大致可划分为加工装备、工艺装备、仓储传送装备和辅助装备四大类。8在主变速传动系中，扩大传动系变速范围的方法有增加变速组；采用背轮机构；采用双公比的传动 系；采用分支传动。 9、在40度角接触球轴承、双列短圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、推力轴承中，同时能承受径向力和轴向 载荷的轴承有角接触轴承、圆锥滚子轴承，只能承受径向载荷的轴承有双列圆柱滚子轴承，只能承受轴向载荷的轴承有推力轴承。 10、机床运动分配式和机床运动功能式的区别在于是否确定“接地”位置；对机床运动分配式进行 评价时，通常依据“避重就轻”的原则进行评价。 二、简答题（本大题共3小题，每小题8分，共24分） 1、请简述主变速传动系设计的一般原则。 答：1.传动副前多后少原则 主变速传动系从电动机到主轴，通常为降速传动，接近电动机的传动件转速较高，传递的转矩较小， 尺寸小一些；反之，靠近主轴的传动件转速较低，传递的转矩较大，尺寸就较大。因此在制定主变速传动 系时，应尽可能将传动副较多的变速组安排在前面，传动副数少的变速组放在后面，使主变速传动系中更 多的传动件在高速范围内工作，尺寸小一些，以便节省变速箱的造价，减少变速箱的外形尺寸。
机械制造装备设计期末 试题及答案 集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]
《机械制造装备设计》试题1答案 一、简答题（每题3分，共12分） 1. 能将几个多轴箱安装在转塔回转工作台上，使每个多轴箱依次转动到加工位置对工件进行加工的组合机床。 2. 利用刀齿的轮廓与工件最终加工表面形状相似，切削齿高度向后递增，工件的余量被一层一层地切去，由最后一个刀齿切出所要求的尺寸，经校准齿修光达到预定的加工精度的拉削。 3. 机床夹具是机械加工中用来确定加工工件的正确位置，并使工件固定，以承受切削力，便于接受加工的工艺装备。 4. 指机床上，工件安装基面至机床底面的垂直距离。 二、填空题（每空1分，共16分） 1. 夹具、模具、刀具、量具 2. 被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图、机床生产率卡。 3. 锯齿头支承钉、一组支承板、可胀心轴、定位销 4. 保护压板和避免螺栓弯曲，直接压紧工件，支承压板，卸料工件时托住压板。 三、问答题（12分） 见教材 四、问答题（15分） 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。 五、问答题（15分） 见教材 六、设计题（15分） 1. 计算公比φ 已知：100 1120=R ，Z=8 . 根据 1-=Z R ?, 则7 19.11lg 1 lg lg =-=Z R ?, 即：φ= 2．确定传动组、传动副和扩大顺序 根据传动组和传动副拟定原则，可选方案有：① Z=4ⅹ2； ② Z=2ⅹ4；③ Z=2ⅹ2ⅹ2 在方案①，②中，可减少一根轴，但有一个传动组内有四个传动副，增加传动轴轴向长度，所以选择方案③：Z=2ⅹ2ⅹ2 根据前疏后密原则，选择结构式为： 8=21ⅹ22ⅹ24 3. 转速图绘制设计 ① 主轴各级转速为：100，140，200，280，400，560，800，1120 r/min ② 确定定比传动比：取轴Ⅰ的转速值为800r/min ，则电机轴与轴 的传动比为： ③ 确定各变速组最小传动比
1-1 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。 1-2 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？为什么？ 柔性化精密化自动化机电一体化节材节能 符合工业工程要求符合绿色工程要求 1-3 柔性化指的是什么？试分析组合机床、普通机床、数控机床、加工中心和柔性制造系统的柔性化程度。其柔性表现在哪里？ 柔性化有俩重含义：产品机构柔性化和功能柔性化。 数控机床、柔性制造单元或系统具有较高的功能柔性化程度。在柔性制造系统中，不同工件可以同时上线，实现混流加工。组合机床其柔性表现在机床可进行调整以满足不同工件的加工。 1-6．机械制造装备的机电一体化体现在哪些方面？可获得什么好处？ 答：机械制造装备的机电一体化体现在：其系统和产品的通常结构是机械的，用传感器检测来自外界和机器内部运行状态的信息，由计算机进行处理，经控制系统，由机械、液压、气动、电气、电子及他们的混合形式的执行系统进行操作，使系统能自动适应外界环境的变化，机器始终处于正常的工作状态。 采用机电一体化技术可以获得如下几方面功能：1，对机器或机组系统的运行参数进行巡查和控制；2，对机器或机组系统工作程序的控制；3，用微电子技术代替传统产品中机械部件完成的功能，简化产品的机械结构。 1-7 对机械制造装备如何进行分类？ 加工装备：采用机械制造方法制造机器零件的机床。 工艺装备：产品制造是用的各种刀具、模具、夹具、量具等工具。 仓储运输装备：各级仓库、物料传送、机床上下料等设备。 辅助装备：清洗机和排屑装置等设备。 1-8工业工程指的是什么？如何在设计机械制造装备时体现工业工程的需求？ 答：工业工程是对人、物料、设备、能源和信息能组成的集成系统进行设计，改善和实施的一门科学。 产品设计符合工业工程的需求：在产品开发阶段，充分考虑结构的工艺性，提高标准化、通用化程度，以便采用最佳的工艺方案，选择最合理的制造设 备，减少工时和材料的消耗；合理地进行机械制造装 备的总体布局，优化操作步骤和方法，减少操作过程 中工人的体力消耗；对市场和消费者进行调研，保证 产品合理的质量标准，减少因质量标准定得过高造成 不必要的超频工作量。 1-9 机械制造装备设计有哪些类型？他们的本质区 别是什么？ 1.）机械制造装备设计包括创新设计、变形设计、 模块化设计； 2.）创新设计，一般需要较长的设计开发周期， 投入较大的研制开发工作量；变型设计，变型设计不 是孤立无序的设计，而是在创新设计的基础上进行 的，模块化设计，对一定范围内不同性能，不同规格 的产品进行功能分析，划分一系列的功能模块，而后 组合而成的； 1-12 哪些产品宜采用系列化设计方法？为什么？有 哪些优缺点? 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型，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。 优点：1）用较少品种规格的产品满足市场较大范围 的需求。 2）可以减少设计工作量，提高设计质量，减 少产品开发的风险，缩短产品的研制周期。 3）可以压缩工艺装备的数量和种类，有助于 缩短产品的研制周期，降低生产成本。 4）零备件的种类少，系列中的产品结构相似， 便于进行产品的维修，改善售后服务质量。 5）为开展变型设计提供技术基础 缺点：用户只能在系类型谱内有限的品种规格中选择 所需的产品，选到的产品，一方面其性能参数和功能 特性不一定最符合用户的需求。另一方面有些功能还 可能冗余。 1-13系列化设计时主参数系列公比的选取原则是什 么？公比选得过大或过小会带来哪些问题？ 答：选取原则产品的主参数应尽可能采用优先数系。 主参数系列公比如选得较小，则分级较密，有利于用 户选到满意的产品，但系列内产品的规格品种较多， 系列化设计的许多优点得不到充分利用；反之，则分 级较粗，系列内产品的规格品种较少，可带来系列化 设计的许多优点，但为了以较少的品种满足较大使用 范围内的需求，系列内每个品种产品应具有较大的通 用性，导致结构相对复杂，成本会有待提高，对用户 来说较难选到称心如意的产品。 1-15 设计的评价方法很多，结合机械制造装备设计， 指出哪些评价方法极为重要，为什么？ 技术经济评价可靠性评价人机工程学评价结 构工艺性评价产品造型评价标准化评价 1-16有些方案的技术评价较高，但经济评价一般或不 好，有些方案可能是相反的情况，如何对这些方案进 行综合评价？ 答：设计方案的技术评价Tj和经济评价Ej经常不会 同时都是最优，进行技术和经济的综合评价才能最终 选出最理想的方案。技术经济评价TEj有两种计算方 法： 1、当Tj和Ej的值相差不太悬殊时，可用均值法 计算TEj值，即TEj=（Tj+Ej）/2。 2、当Tj和Ej的值相差很悬殊时，建议用双曲线 法计算TEj值，即TEj=根号（Tj+Ej）。 技术经济评价值TEj越大，设计方案的技术经济综合 性能越好，一般TEj值不应小于0.65。 1-17可靠性指的是什么？有哪些可靠性衡量指标？ 它们之间有哪些数值上的联系？ 答：含义：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。 可靠性的衡量指标有：1、可靠度；2、积累失效 概率；3、失效率；4、平均寿命和平均无故障工作时 间；5、可靠寿命 这些可靠性衡量指标之间在数值上都与时间t相关 联。 2-1 机床设计应满足哪些基本要求？其理由是什么? 工艺范围、柔性、与物流系统的可亲性、刚度、 精度、噪声、成产率自动化、成本、生产周期、可靠 性、造型与色彩 2-2机床设计的主要内容及步骤是什么？ 答：（一）总体设计：1、机床主要技术指标设计，包 括工艺范围、运行模式、生产率、性能指标等。2、 总体方案设计，包括运动功能、基本参数、总体 结构布局等设计。3、总体方案综合评价与选择4、 总体方案的设计修改或优化。（二）详细设计， 包括技术设计和施工设计。（三）机床整机综合评 价 2-3机床的基本工作原理是什么？ 答：基本工作原理是：通过刀具与工件之间的相 对运动，由刀具切除工件上多余的金属材料，使工件 具有要求的尺寸和精度的几何形状。 2-4机床系列型谱的含义是什么？ 为了以最少的品种规格，满足尽可能多用户的不 同需求，通常是按照该类机床的主参数标准，先确定 一种用途最广、需要量较少的机床系列作为“基型系 列”，在这系列的基础上，根据用户的需求派生出若 干种变型机床，形成“变型系列”。“基型”和“变型” 构成了机床的“系类型谱”。 最新可编辑word文档
浙师大《机械制造装备设计》试卷（闭卷）试卷编号：04 一.选择题 1.称为机器人的机械本体,也称为主体的是 ( ) A 手臂 B.末端执行器 C.机座 D.操作机 2.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（ ） A.几何精度. B.运动静度, C.传动静度. D.定位精度. 3.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 ( ). A.矩形导轨 B,三角形导轨 C.燕尾形导轨. D.圆柱形轨 4.机床主运动空转时，由于传动件摩檫，搅拌，空气阻力等，使电动机消耗 的部分功率，称为 （ ）。 A ．切削功率 B 。机械摩檫耗损功率 C 。空载功率 D 。额定功率。 5.把毛坯从料仓送到机床加工位置，称为 （ ） A ．上料器 B 。隔料器 C 。减速器 D 。分路器 6.借用模具对板料施加压力,迫使板料按模具形状,尺寸进行剪裁或 塑性变形,得到要求的金属板的设备 ,称为 ( ) A.挤压机 B.冲压机 C.轧制机 D.锻造机 7..机床定位部件,运动达到规定位置的精度,称为( ).
A.几何精度 B.运动精度 C.传动精度 D.定位精度 8.在自动引导小车(AGV)的导向系统中,有陀螺仪,该导航方式称为 ( ). A．电磁引导B。惯性导航C。光学引导D。激光导航。 9.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（） A.矩形导轨B,三角形导轨 C.燕形导轨 D.圆柱形导轨 10．刀架定位机构要求定位精度高、重复定位精度高、定位刚度好，经常采用（）。 A.圆锥销定位。 B. .圆柱销定位 C.端面齿盘定位。 二．填空题（20分） 1.摇臂钻床的主要参数是_____________. 2.在系列型譜中,结构典型,应用最广泛的,是所谓的 __________产品. 3.机床抗振性包括两个方面:抵抗受迫振动和____________的能力. 4.传动轴通过轴承,在箱体内轴向固定的方法,有一端固定,和________ 两类. 5.滑动导轨间隙常用_____________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__________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__________. 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 两类。
机械制造装备设计课程模拟试题一 一,选择题(每题3分,共21分) 1.随行夹具的返回型式有上方返回,下方返回和( )三种. (A)直线通过式; (B)折线通过式; (C)水平返回; 2.按照工艺范围,机床可分为( ),专用机床,专门化机床 (A)通用机床; (B)车床; (C) 数控机床; 3.根据数控机床的工作原理,它一般由信息载体,( ),伺服系统,机床本体等四部分组成. (A)伺服电机; (B)加工装备; (C)数控装置; 4.仓储设施的型式按其功能分有原材料库,( ),在制品库,零部件成品库,维修件和备件库,产成品库,工夹量具等工艺装备库等; (A)外购件库; (B)车间级库; (C)厂级库; 5.数控机床电气伺服系统按有无检测和反馈装置分为开环,( )和半闭环系统. (A)电气系统; (B)闭环; (C)液压系统; 6.回转运动导轨的截面形状有三种:平面环形,( )和双锥面导轨. (A)平面形; (B)锥面环形; (C)三角形; 7.钻模按其结构特点可分为( ),回转式钻模,翻转式钻模,盖板式钻模,滑柱式钻模等五种类型. (A)固定式钻模; (B)分离式钻模; (C)可调式钻模; 二,判断题(每题2分,共20分)
1.机械制造装备包括加工装备,机床,仓储输送装备和辅助装备四种,它与制造工艺,方法紧密联系在一起,是机械制造技术的重要载体. ( ) 2.可调支承是支承点位置可以调整的支承.它不起定位作用,主要用于工件的毛坯制造精度不高,而又以粗基准面定位的工序中. ( ) 3.刀具识别装置是自动换刀系统的重要组成部分.常用的有顺序选刀和任意选刀两种型式. ( ) 4.机床间的工件传递和运送装置目前包括有:托盘和随行夹具,有轨小车(RGV)和无轨小车(AGV)等. ( ) 5.导轨按结构型式可分为开式导轨和闭式导轨. ( ) 6.若需要限制的自由度少于六个,定位时正好限制了这几个自由度,则为完全定位. ( ) 7.工业机器人的驱动系统是带动操作机各运动副的动力源,常用的驱动方式包括手动,电动机驱动,液压,气动三种. ( ) 8.在工业机器人中的谐波减速传动装置,具有传动比大,承载能力强,传动精度高,传动平稳,效率高,体积小,质量轻等优点. ( ) 9.在工厂"物流"是指从原材料和毛坯进厂,经过储存,加工,装配,检验,包装,直至成品和废料出厂,在仓库,车间,工序之间流转,移动和储存的全过程. ( ) 10.机械加工生产线主要由加工装备,工艺装备,输送装备,辅助装备和控制系统组成. ( ) 三,简答题(每题6分,共30分) 1.机床夹具功用是什么?主要由哪几部分组成?(6分)