机械制造装备设计复习题

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1页 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。

机床的总体布局设计 1,按工艺要求决定机床所需的运动，2, 确定机床的组成部件，3, 确定各个部件的相对运动和相对位置关系, 4, 确定操纵机构和控制机构在机床中的配置。

机床运动的分配应掌握四个原则：**

 1．将运动分配给质量最小的零部件——简化机床的传动和结构

 2．运动分配应有利于提高工件的加工精度

 3．运动分配应有利于（提高运动部件的刚度）减小机床占地面积

 4．运动的分配应视工件形状而定

机床传动有机械的、液压的、气动的、电气的及综合的等多种形式。其中常见的是机械传动和液压传动。传动形式的选择原则：应根据具体情况，以满足使用要求为原则，合理选定

应该注意的是卧式机床一般用卧式支承，也可用立式支承，如X6132A卧式铣床便采用了立式支承。

机床各部件相对位置的安排，应保证：

1．操作者和工件有适当的相对位置，有足够的活动空间，以便于工件的装卸、刀具的安装调试、加工情况的观察和工件的检验。

2．操作者与操作手柄等控制元件的适当位置，应有足够的操作空间，达到操作准确、省力、方便。

3．操作件应按GB4141选用，操作件之间有合理的距离 如有你有帮助，请购买下载，谢谢！

2页 4．功能不同的按钮应有不同的颜色，而且这些颜色应和人的视觉习惯一致，符合人的心理生理特征，防止误操作。

抵抗受迫振动的能力抗振性, 抵抗自激振动的能力切削稳定性

提高抗振性的具体措施:

（1）隔离振动源 机床的电动机、变速箱等部件由于不平衡等原因引起振动时，可采取将这些部件与工件、刀具隔离开的方法，来减少机床的振动。

（2）选择合理的传动形式（如采用调速或双速电动机），应尽量缩短传动链，减少传动件个数，即减少了振动源的数量。

（3）提高传动链各传动轴组件，尤其是主轴组件的刚度，提高其固有频率，以防止产生共振。

（4）机床中高速转动的大传动件应作动平衡或设置阻尼机构，若工件装夹有偏心，应在适当部位增加配重。

（5）箱体外表面涂刷高阻尼涂层。

（6）提高各结合面的表面精度和降低表面粗糙度值，以增强结合面的局部刚度。

减小机床热变形的措施:

1, 隔离热源。是减小热变形最简单、最有效的方法。2, 热对称结构。3, 改善排屑状态。

机床（机械产品）造型总的原则是经济实用、美观大方。

运动参数是指机床执行件如主轴、工作安装部件（工作台、刀架）的运动速度。

专用机床和组合机床是为特定工件的某一特定工序而设计的，每根主轴一般只有一种转速，根据最佳切削速度而定。

通用机床是为适应多种工件加工而设计的，工艺范围广，工件尺寸变化大，主轴需要变速，因此，需确定主轴的变速范围。

（1）主运动为旋转运动的机床，主运动的运动参数为主轴的转速。

（2）主运动是直线运动的机床，主运动参数为刀具或工件的每分钟往复次数。

机床的主传动类型: (主运动传动系统包括变速部分和传动部分。)

按照传动方式主运动传动系统可分为 机械传动 机电结合传动 零传动

※因此主轴转速数列的公比有

第二章

级比和级比指数:

变速组中，两相邻的转速或两相邻的传动比之比称为级比，级比通常写成公比幂的形式，其幂指数称为级比指数，用x表示。

主传动系统分为分级变速和无级变速两种。

机床的主传动系统应满足的基本要求：*

1, 满足机床的使用要求，有足够的变速范围和转速级数。2, 直线运动机床，应有足够的双行程数范围和变速级数；合理地满足机床的自动化和生产率的要求；有良好的人机关系 3, 满足机床传递动力的要求，传动系统应能传递足够的功率和转矩。4, 满足机床工作性能要求，传动系统应能传递足够的刚度、精度、抗振性能和较小的热变形。5,

满足维修调整方便，结构简单、合理，便于加工和装配等方面的要求。6, 满足经济性要求。

主传动系一般由动力源（如电动机）、变速装置及执行件（如主轴、刀架、工作台），以及开停、换向和制动机构等部分组成。

有级（或分级）变速机构: 滑移齿轮变速机构 交换齿轮变速机构 多速电动机 离合器变速机构 摆移变速机构。

控制主轴启动和停止的方式有两种：电动机开停 机械开停。选择开停方式：（1）优先选用电动机开停方式（2）当开停频繁，电动机功率较大或有其他要求时可采用机械开停。另外尽可能将开停装置安排在传动链前面，而且转速较高的传动轴上。

主传动的制动方式：电动机制动 机械制动。（1）电机制动 制动时，让电机的转矩方向与其实际转向2φ1如有你有帮助，请购买下载，谢谢！

3页 相反，使之减速而迅速停转。多采用反接制动和能耗制动。特点：操纵方便省力，简化机械结构，但是频繁制动时，电机发热甚至烧损（2）机械制动刚带式制动 闸瓦式制动 片式摩擦制动。制动方式的选择：（1）优先选用电机制动方式（2）对于制动频繁，传动链较长，惯量较大的主传动可采用机械制动。应将制动器放在接近主轴且转速较高的传动件上

若某一变速组的实际级比指数小于级比规律要求的理论值就会出现转速重合，如果该变速组为双速变速组，则实际级比指数与理论值的差就是重复转速的级数，并且重复转速发生在主轴转速数列的中间位置。

若某一变速组的实际级比指数大于级比规律要求的理论值就会出现空转速。

主传动系统的设计原则

1，1.极限传动比、极限变速范围的原则,主传动系统的设计中imin=>1/4, imax<=2~2.5，r=8~10。设计时应检查各变速组的变速范围是否超过上述限制。一般只检查最后一个扩大组的变速范围是否超过限制。2.确定传动顺序及传动副数的原则在设计主传动系统时，应该尽量选择传动副数多的变速组放在传动顺序前面的高速范围，而把传动副数少的变速组放在传动顺序的后面，即所谓“前多后少”的原则。33．确定基本组与扩大组排列顺序的原则

应尽量使基本组安排在传动顺序最前面，其次是第一扩大组、第二扩大组……使变速组的扩大顺序和传动顺序一致。由于各变速组的变速范围逐渐增大，在转速图或结构网中表现出前面变速组的传动线分布比较紧密，而后面变速组的传动线分布比较疏松，即所谓“前密后疏”的原 4．确定最小传动比的原则为使更多的传动件在相对高速下工作，以减小变速箱的结构尺寸，在传动顺序上越靠前的变速组，最小传动比应越大，越靠后的应越小，即“前缓后急”的原则

齿轮齿数的确定原则

（1）实际转速与标准转速的相对转速误差应在允许范围之内。（2）齿轮副的齿数和Sz≤100~120。（3）满足结构安装要求，相邻主轴孔的壁厚不小于3mm。（4）当变速组内各齿轮副的齿数和不相等时，齿数和的差不能大于3。

扩大变速范围方法

1增加变速组: 是扩大变速范围最简便的方法。但由于受变速组极限传动比的限制，增加的变速组的级比指数往往不得不小于理论值，并导致部分转速的重复。

（2）采用单回曲机构（3）采用双公比的传动系（4）采用分支传动（5）采用双速电机

（6）采用交换齿轮

齿轮的轴向布置

2．齿轮轴向布置原则

1）滑移齿轮机构中，必须当一对齿轮副完全脱离啮合后，另一对齿轮才能进入啮合。固定齿轮间的最小距离应为齿轮宽度的两倍，并留有△=1-2mm间隙。

2）为避免滑移齿轮与固定的小齿轮齿顶相碰，三联滑移齿轮的最大、次大齿轮的齿数应不小于4。

否则应采用变位齿轮使两者齿顶圆半径之差不小于4个模数；或改变啮合变速条件，让滑移的小齿轮通过固定的小齿轮，使最大和最小齿轮齿数差不小于4；或采用牙嵌式离合器变速，使齿轮不动。

3）为减少轴向长度，在轴向布置齿轮时，应尽量采用窄式排列。

4）滑移齿轮应装在主动轴上，因其转速一般比被动轴转速高，则其上面的滑移齿轮的尺寸小，重量轻，操纵省力。

3．一个变速组中齿轮的轴向布置

（1）窄式排列和宽式排列

（2）亚宽式排列

（3）滑移齿轮的分组排列 如有你有帮助，请购买下载，谢谢！

4页 4．相邻两个变速组齿轮的轴向排列

（1）并行排列

（2）交错排列

（3）公用齿轮传动结构

1）单公用齿轮变速组的齿轮排列

2）双公用齿轮变速组的齿轮排列

第三章

主轴组件应满足的基本要求 ★

1．旋转精度2．静刚度3．动刚度（抗振性）4．温升和热变形5．精度保持性

主轴的旋转精度是指装配后，主轴在无载荷、低速转动时，主轴前端安装工件或刀具的基准面上所测得的径向跳动、角度摆角和轴向窜动值。影响旋转精度的因素：各主要件(主轴、轴承、壳体孔等) 制造、装配、调整精度。

静刚度简称刚度，是主轴组件在静载荷作用下抵抗变形的能力，通常以主轴端部产生单位弹性变形位移时，位移方向上所施加的力表示。 K=F/y (N/μm) 影响因素主要有

主轴的尺寸、形状; 滚动轴承的型号、数量、预紧和配置形式；前后支承的距离； 主轴前端的悬伸量等。