《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》期末試題及答案

《械造備計(jì)模試3參答一選（分每題分）了速響應(yīng)市場(chǎng)出了許多新的制造模式如

[D]“剛性”生產(chǎn)制造模式C.成技術(shù)

計(jì)算機(jī)輔助制造“益—敏捷—柔性”．借助磨具對(duì)板料施加外力，迫使材料按磨具形狀、尺寸進(jìn)行剪裁和塑性變形，得要求的金屬板制件的設(shè)備，稱(chēng)為[B]。擠壓機(jī)C.軋機(jī)

沖壓機(jī)鍛機(jī)．普通車(chē)床的主要性能指標(biāo)（第二主參數(shù)）是[B]。床身上的最大回轉(zhuǎn)直徑C.工臺(tái)工作面寬

最大的工件長(zhǎng)度工臺(tái)工作面長(zhǎng)度．機(jī)床在空轉(zhuǎn)條件下，在不運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)速度較低時(shí)各主要部件的形狀、相互位置和對(duì)運(yùn)動(dòng)的精確程度，稱(chēng)為[A]。幾何精度C.傳精度

運(yùn)動(dòng)精度定精度．稱(chēng)為機(jī)器人機(jī)械本體，也可稱(chēng)為主機(jī)的是[D]手臂C.機(jī)

末端執(zhí)行器操機(jī)．一個(gè)四自由度平面關(guān)節(jié)型搬運(yùn)）機(jī)器人，其運(yùn)動(dòng)功能式[B]。

/

12

4

/M

1

2

Z

3

/C.

/

OXYZ

/．表示被加工零件在機(jī)床上的加工過(guò)程和加工方法的技術(shù)資料，稱(chēng)[Ｂ]。被工零件工序圖C.機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖

加工示意圖生率計(jì)算卡．刨床進(jìn)給量的單位[B]。．把毛坯從料倉(cāng)送到機(jī)床加工位置的裝置，稱(chēng)[Ａ]上器C.減速器

隔料器分器10適應(yīng)高速輕載或精密機(jī)床的主軸軸承配置形式應(yīng)選[A]速型C.速度剛度型

剛度型抗型二填（分每題分）．機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)能力和發(fā)展水平標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家和地區(qū)國(guó)民經(jīng)現(xiàn)代化的程度。．適應(yīng)控制分約束適應(yīng)控制、最佳適應(yīng)控制學(xué)習(xí)適應(yīng)控___等。

．搖臂鉆床的主參數(shù)____最大鉆孔直徑_____．在系列型譜中，結(jié)構(gòu)最典型、應(yīng)用最廣泛的是所謂的_____基型產(chǎn)品．當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件低速運(yùn)動(dòng)時(shí)，主動(dòng)件勻速運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)件往往出現(xiàn)明顯的速度不均勻的躍式運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象，稱(chēng)_爬行_______。．工業(yè)機(jī)器人額定負(fù)載主要根據(jù)作用于機(jī)械接口處的力力矩_來(lái)確定。負(fù)載是指在器人規(guī)定的性能范圍內(nèi)接口處所能承受的負(fù)載__允許___．搖臂鉆床的主要性能指標(biāo)是主軸中心線(xiàn)至立柱母線(xiàn)最大距。．機(jī)床的幾何精度是指機(jī)床空載條件下，在不運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)速度較低時(shí)各主要部件的狀，相互位置和_____對(duì)運(yùn)____的確程度。10機(jī)床的抗振性包括兩個(gè)方面：抵抗受迫振動(dòng)和抵_______激振的能力。．傳動(dòng)軸通過(guò)軸承在箱體內(nèi)軸向固定的方法有一端固定兩端固_兩類(lèi)。12滑動(dòng)導(dǎo)軌間隙常____壓板和鑲條來(lái)調(diào)整。13目前在刀架的定位機(jī)構(gòu)中，多采用錐銷(xiāo)定位_______面齒定位。14滾珠絲杠常采用預(yù)拉伸方式，以提高其拉壓剛度和補(bǔ)償熱變形____。15般取機(jī)器人處于機(jī)械原點(diǎn)時(shí)的狀態(tài)作為基準(zhǔn)狀態(tài)可取機(jī)器人各關(guān)節(jié)軸線(xiàn)與基座直角坐標(biāo)系軸__時(shí)的狀態(tài)作為基準(zhǔn)狀態(tài)。16吸附式末端執(zhí)行器（又稱(chēng)吸盤(pán)氣_式磁吸式兩種。．雙公比變速傳動(dòng)系是在常規(guī)變速傳動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，通過(guò)將基本組的級(jí)比指數(shù)增大到_____1+2演來(lái)的，是大于的正整數(shù)。18機(jī)械手的手爪在抓住刀具后還必須___刀____功能，以防止換刀過(guò)程中掉刀或具被甩出。19聯(lián)移齒輪的最大和次大齒輪之間的齒數(shù)差應(yīng)大于或等_____4____?；茣r(shí)齒輪外圓不相碰。20直伺服電動(dòng)機(jī)可直接驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)進(jìn)行直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)文獻(xiàn)介紹它最大進(jìn)給速度可達(dá)到_，大加減速度為。三問(wèn)（分每題分）．試述變速箱內(nèi)傳動(dòng)軸的軸向固定方法及特點(diǎn)？答：有一端固定和兩端固定兩種分采用單列向心球軸承時(shí)，可以一端固定也可以?xún)啥斯潭?；采用圓錐滾子軸承時(shí)，則必須兩端固定分一端固定的優(yōu)點(diǎn)是軸受熱后可以向另一端自由伸長(zhǎng)，不會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力，因此，宜用于長(zhǎng)軸。（1分．工業(yè)機(jī)器人與機(jī)床在基本功能和工作原理上有何異答）同）兩者的末端執(zhí)行器都有位姿變化要求。）兩者都是通過(guò)坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器的位姿變化要求分（2不同）機(jī)床以直角坐標(biāo)形式為主，機(jī)器人以按關(guān)節(jié)形式運(yùn)動(dòng)為主分）機(jī)床的剛度精度要求很高，其靈活性相對(duì)較低；而機(jī)器人靈活性要求很高，其剛精度相對(duì)較低分．在生產(chǎn)線(xiàn)專(zhuān)用機(jī)床的總體設(shè)計(jì)中一卡”的設(shè)計(jì)工作指的是什么？）答）被工零件工序圖）

L122i2L122i2L7207207207209.8720（2加工示意圖（1）（3機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖1分）（4生產(chǎn)率計(jì)算卡．若主軸剛度低，支承剛度高，主軸跨距應(yīng)如何選擇？3分答：可選主軸跨距略小于最佳跨距l(xiāng)（分此時(shí)主軸綜合剛度主要受軸承影響，即軸承支撐剛度高，主軸綜合剛度也高分．回轉(zhuǎn)型夾持器與平移型夾持器各有何特點(diǎn)？分）答）轉(zhuǎn)夾持器結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，但所夾持工件直徑有變動(dòng)時(shí)，將引起工件軸線(xiàn)的偏移；（2分（2平型夾持器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、體積大、制造精度要求高件徑變化不影響工件軸心的位置（1分）四分推（分，小4分）某控機(jī)床工作驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及參數(shù)如圖所，求轉(zhuǎn)換到電機(jī)軸上的等

V1效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J。)

:G=3000N

Ⅰ

Z

2:S=5mm

Z

1

輪ZZ

Ⅰ軸

n(r/min)J(kg/m)

7203603603607200.010.0040.0120.224圖2工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)答：1

JLk

k

ki

（2分）3000J0.0040.0120.010.040.0012)（2分在控機(jī)床變速中用調(diào)速電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速試導(dǎo)出變速箱的公比等電動(dòng)機(jī)恒f

功率調(diào)速范圍

R

時(shí)，變速箱的變速級(jí)數(shù)dN

的表達(dá)式分）答：1

RnN

RdN

f

zf

RR

nNdN

Rlgf

（）

313924002400313924002400當(dāng)

dN

f

時(shí)

R

f

（2分．試述根據(jù)什么原則選擇支撐件的截面形狀，搖臂鉆床搖臂的截面為何種形狀，為么為該形狀？（4分答）無(wú)論方形、圓形或矩形空心截面的剛度都比實(shí)心的大，同樣截面形狀和面積，外形尺寸大而壁薄的截面比外形尺寸小而壁厚的截面的抗彎剛度和抗扭剛度都高分）（2圓（環(huán)）形截面抗扭剛度比方形的好，而抗彎剛度比方形的低分（3封閉界面的剛度遠(yuǎn)大于開(kāi)口截面的剛度，特別是抗扭剛度分（4搖臂鉆床搖臂在加工時(shí)，即受彎又受扭，因此選非圓非方空心封閉形狀。且高度尺寸大于寬度尺寸。俗稱(chēng)“耳朵”形分五轉(zhuǎn)圖計(jì)13分根據(jù)圖所Z3040搖臂鉆床主傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖，回答下列問(wèn)題？分）．寫(xiě)出其結(jié)構(gòu)式分Ⅴ-Ⅵ軸間變速組的變速范圍式及其大?。?）．寫(xiě)出Ⅵ軸變速范圍公式及其大小1分．找出軸III~的計(jì)算轉(zhuǎn)速（4）．找出Ⅴ軸上齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速分

電ⅠⅡⅣⅤⅥ9：6537423839：4：：72：52：42：8圖3.Z3040搖臂鉆床主傳動(dòng)系統(tǒng)

2000125080063050040031525020016012510080634025答）構(gòu)：

1624

8

；（2分

r(

1.26

8(2

分（3

rrrrn24

8(2

或

齒輪

20

61

44

34

c

Rn（4

maxmin

；（1分）(5)

軸號(hào)c

III

Ⅳ

Ⅴ

Ⅵ

0,mLLL0,m0,mLLL0,m5六機(jī)人計(jì)算10分試求三關(guān)節(jié)平面機(jī)器人運(yùn)動(dòng)功能矩[]10分）x

y

x

θy

3

θ

2

yO

θx

1答）成基準(zhǔn)狀態(tài)后，建立運(yùn)動(dòng)功能矩陣[]

圖3.平面機(jī)器人[T0,m

]][

1][][2

][][3

]m

1

C

l0

C

l3S

C

l00

0

0

1

式中：

，

，

，

sin

（）[]

1230

C

Clll3211lll312210

1

式中：

C123

cos(，1

123

sin(1

（4分七手（分圖示為由圓錐齒輪傳動(dòng)所構(gòu)成的三自由度的機(jī)械傳動(dòng)手腕的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖求軸轉(zhuǎn)動(dòng)軸以轉(zhuǎn)速

A

單獨(dú)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，手抓繞Ⅲ軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，及當(dāng)C軸轉(zhuǎn)軸以轉(zhuǎn)速

B

單獨(dú)旋轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生的手抓繞Ⅲ軸回轉(zhuǎn)的誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng)

'5

分）

55Z''Np55Z''Np答）A軸轉(zhuǎn)速

A

單獨(dú)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，手抓繞Ⅲ軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)ZZ13ZZ24

A

（）（2當(dāng)、軸不轉(zhuǎn)動(dòng)，軸以轉(zhuǎn)速

B

單獨(dú)旋轉(zhuǎn)時(shí)，Zn7

n

（1分殼體、

Z

3

、

Z

4

組成行星輪系，

Z

4

為行星齒輪，殼體，為行星輪架，產(chǎn)生的手繞Ⅲ軸回轉(zhuǎn)的誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng)

'5

。n34n'Z5

（2分n3

，n5

Z34Z4

n

7

，n5

()349ZZ4

n

（）八抓（分求楔塊杠桿式回轉(zhuǎn)型夾持器中緊力F和動(dòng)力F之的關(guān)系式，并討論該回轉(zhuǎn)型夾持器的特性分）答）力析如圖所示3分）

（2推導(dǎo)計(jì)算；2F'sinp

p

；F

'p

FNF

F'cpb

Fp2b

（5分）（）討論該夾持器的特性：

角增大，將使夾緊力

F

N

減小。楔塊和滾子間為滾動(dòng)接觸，摩擦力小，活動(dòng)靈活，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但夾緊力小，適用于輕載場(chǎng)合分選．采用“消滅一切浪費(fèi)”和“不斷完善的質(zhì)量和最低成本的產(chǎn)品提供給市，這種制造模式被稱(chēng)為“傳統(tǒng)模式”C.“捷制造”

[B]“益生產(chǎn)”“行工程”．借助模具對(duì)板料施加外力，迫使材料按模具形狀、尺寸進(jìn)行剪裁和塑性變形，得要求的金屬板制件的設(shè)備，稱(chēng)為[B]。擠壓機(jī)C.軋機(jī)

沖壓機(jī)鍛機(jī)．一組功能、工作原理和結(jié)構(gòu)相同，而尺寸和性能參數(shù)不同的產(chǎn)品，稱(chēng)為[A]。縱系列產(chǎn)品C.跨列產(chǎn)品

橫系列產(chǎn)品基產(chǎn)品．機(jī)床定位部件運(yùn)動(dòng)達(dá)到規(guī)定位置的精度，稱(chēng)為[D]幾何精度C.傳精度

運(yùn)動(dòng)精度定精度．為了降低導(dǎo)軌面的壓力，減少摩差阻力，提高導(dǎo)軌的耐磨性和低速運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性應(yīng)選[]滑動(dòng)導(dǎo)軌C.滾導(dǎo)軌

卸荷導(dǎo)軌動(dòng)導(dǎo)軌．一個(gè)四自由度圓柱坐標(biāo)型搬運(yùn)機(jī)器人，其運(yùn)動(dòng)功能式[]。

/

12

4

/M

1

2

Z

3

/C.

/

OXYZ

/．在ＡＧＶ的導(dǎo)系統(tǒng)中裝有陀螺儀，該導(dǎo)航方式稱(chēng)[B]電引導(dǎo)C.光學(xué)引導(dǎo)

慣性導(dǎo)航激導(dǎo)航．適應(yīng)中等轉(zhuǎn)速和切削負(fù)載較大，要求剛度高的機(jī)床主軸軸承配置形式應(yīng)選[B]速型C.速度剛度型．銑床進(jìn)給量的單位[C]。

剛度型抗型

pp0Hpp0H10要求導(dǎo)軌可以承受較大的顛覆力矩，高度較小，結(jié)構(gòu)緊湊，間隙調(diào)整方便，應(yīng)選[]矩形導(dǎo)軌C.燕形導(dǎo)軌

三角形導(dǎo)軌圓形導(dǎo)軌填．當(dāng)前提高制造生產(chǎn)能力的決定因素不再是勞動(dòng)力______資本______的密集積累。機(jī)制造裝備的密化成為普遍的發(fā)展趨勢(shì)微級(jí)發(fā)展到亞微米級(jí)乃至納米級(jí)_____。．升降臺(tái)銑床的主參數(shù)是工作臺(tái)工作面寬______．任何一個(gè)表面都可以看成一條曲線(xiàn)（或直線(xiàn)）沿著另一條曲線(xiàn)（或直線(xiàn)）運(yùn)動(dòng)的跡。這兩條曲線(xiàn)（或直線(xiàn)）稱(chēng)為該表面_____發(fā)生_。把閾作為基準(zhǔn)壓相對(duì)量的對(duì)數(shù)值表示稱(chēng)之為聲壓級(jí)L（達(dá)為L(zhǎng)20lg（p/）。．機(jī)床抗振性是指機(jī)床_交變載____用下，抵抗變形的能力。．當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件低速運(yùn)動(dòng)時(shí)，主動(dòng)件勻速運(yùn)動(dòng)，被動(dòng)件往往出現(xiàn)明顯的速度不均勻的躍式運(yùn)動(dòng)，即時(shí)走時(shí)?；蛘邥r(shí)塊時(shí)慢的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象稱(chēng)______爬行。．設(shè)計(jì)機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，為避免從動(dòng)齒輪尺寸過(guò)大，一般限制直齒圓柱齒輪的最傳動(dòng)比_

u

主min

1/

，為避免擴(kuò)大傳動(dòng)誤差，限制最大傳動(dòng)比

u

主max

。．滾動(dòng)軸承的預(yù)緊力分為三級(jí)，輕預(yù)緊適用于高速主軸，中預(yù)緊適用于中、低速主重___緊適用于分度主軸。10角接觸球軸承及圓錐滾子軸承有泵油效應(yīng)，潤(rùn)滑油必須____小口___入。．工作空間是指工業(yè)機(jī)器人正常運(yùn)行時(shí)手______考點(diǎn)能在空間活動(dòng)的最大范圍。12額定負(fù)載是指在機(jī)器人規(guī)定的性能范圍內(nèi)___機(jī)械接__處所能承受負(fù)載的允許值。13在末端執(zhí)行器上的參考點(diǎn)相對(duì)于基座坐標(biāo)系的速度，可通過(guò)位置變量對(duì)時(shí)間的微分而得到。14機(jī)床主參數(shù)是代表機(jī)床規(guī)格大小及反映機(jī)床最工作能___一種參數(shù)。15系列化設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“產(chǎn)品系列化、零部___通用_、標(biāo)準(zhǔn)化”原則，簡(jiǎn)稱(chēng)“三化”原則。16主軸組件的精度保持性是指長(zhǎng)期保持原始制造精的能力。17卸荷系α表導(dǎo)_卸荷量____大小，由

H

/FW

式確定。18機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)類(lèi)型特征，用它的結(jié)構(gòu)坐標(biāo)形式___自由___表示。19機(jī)人額定速度是指工業(yè)機(jī)器人在額定負(fù)載動(dòng)過(guò)程中接口中心___最大速度_。．各種類(lèi)型機(jī)床對(duì)溫升都有一定限制，如普通機(jī)床，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)條件下允許溫升為℃_____問(wèn)．試述機(jī)床的基本參數(shù)包括哪些內(nèi)容？答）尺寸數(shù)：指機(jī)床主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)，通常包括與被加工零件有關(guān)的尺寸；標(biāo)準(zhǔn)化工具或夾具安裝面尺寸。（2運(yùn)動(dòng)參數(shù)：機(jī)床執(zhí)行件如主軸、工件安裝部件（工作臺(tái)）的運(yùn)動(dòng)速度。（3動(dòng)力參數(shù)：包括機(jī)床驅(qū)動(dòng)的各種電動(dòng)機(jī)的功率或轉(zhuǎn)矩。

．非接觸式刀具識(shí)別裝置有何特點(diǎn)？常用哪兩種識(shí)別法？答接觸式刀具識(shí)別裝置沒(méi)有機(jī)械直接接觸因而無(wú)磨損、無(wú)噪聲、壽命長(zhǎng)、反應(yīng)速度快，適用于高速、換刀頻繁的工作場(chǎng)合。用的種識(shí)別方法為：磁性識(shí)別法和光識(shí)別法。．試述型懸掛式鏈條與型筒式鏈條組成刀庫(kù)的形式有何不同？答）SK型掛式鏈條組成的刀庫(kù)，只能是“外轉(zhuǎn)型刀庫(kù)為方形時(shí)，就不能充分利用中間空間；（2）HP型筒式鏈條組的刀庫(kù)，再刀套“內(nèi)轉(zhuǎn)”時(shí)，不發(fā)生刀套之間的干涉；（3故刀庫(kù)空間利用率比懸掛式高．主軸變速箱設(shè)計(jì)中，為什么要遵循“前多后少”的原則？答）變傳動(dòng)系統(tǒng)從電動(dòng)機(jī)到主軸，通常為降速傳動(dòng)。接近電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)件轉(zhuǎn)速較高，根據(jù)公式

M9550

n

可知，傳動(dòng)的轉(zhuǎn)矩小，尺寸小些；（2反之，靠近主軸的傳動(dòng)件轉(zhuǎn)速較低，傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，尺寸較大。（3因此，在擬定主變速系統(tǒng)時(shí)，盡可能將傳動(dòng)副較多的變速組安排在前面，將傳動(dòng)副較少的變速組安排在后面，使主變速傳動(dòng)系統(tǒng)中更多的傳動(dòng)件在高速范圍內(nèi)工作，尺寸小些，以便節(jié)省變速箱的造價(jià)，減少變速箱的外形尺寸。．機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，擴(kuò)大變速范圍的方法有哪些？答）增加速組擴(kuò)大變速范圍最簡(jiǎn)單的方法，但增加的變速組的級(jí)比指數(shù)不得不小于理論值，導(dǎo)致部分轉(zhuǎn)速重復(fù)。（2采用背輪機(jī)構(gòu)高直連傳動(dòng)時(shí)，應(yīng)使背輪脫開(kāi)，以減少空載功率損失、噪聲和發(fā)熱及避免超速現(xiàn)象。（3采用雙公比的傳動(dòng)系統(tǒng)（4采用分支傳動(dòng)分推．試述主軸液體靜壓滑動(dòng)軸承的工作原理。答）有載荷向作用時(shí)，軸徑失去平衡，沿載荷方向偏移一個(gè)微小位移e油腔3間減小，即

h3

間隙液阻增大量小流的壓力降減少供油壓力是值腔壓力隨3著增大；（2同理，上油腔1間增大，即

間隙液阻減小流量增大節(jié)流的力降增大，油腔壓力

p1

隨著減?。?/p>

y

jz

i（兩者的壓力差3推回中心以平衡外載荷F。

，將主軸

o

j

-3

x

jz

j

5

4

o

i

y

ix

i1.O參考坐O繞軸的旋轉(zhuǎn)與

j3j36．桿件動(dòng)坐標(biāo)系j相于參考坐標(biāo)系i先i軸90再繞Xj軸轉(zhuǎn)90°然后平移。求齊次變換矩[iT]。

4

1

答：1

[i]j

5

0

1

005

100

0

0

01

．根據(jù)結(jié)構(gòu)式=×3×2分，（1該傳動(dòng)系統(tǒng)有何特點(diǎn)？（2可以采用的最大公比是多少？（3如采用雙速電機(jī)時(shí)，公比應(yīng)為多少？答）基組，雙公比，上下各空一級(jí)轉(zhuǎn)速。（2

r3

，

（3rP電

2

，

1.26轉(zhuǎn)圖計(jì)設(shè)計(jì)一臺(tái)12級(jí)速的車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)，主軸最高轉(zhuǎn)速為n1500r/min。要求采用轉(zhuǎn)速為的速電機(jī)。（1出結(jié)構(gòu)式（2出公比

（3算最后變速組的變速范圍（4配降速比（5出轉(zhuǎn)速圖答）構(gòu)：

1223

6公比r電

1500750

；1.26（3最后變速組的變速范圍

r

1.26

6(2

合格（4分配降速比Rn

nmnmin

z

；

min

n

maxz

150012

電ⅠⅡr/min采用雙速電機(jī)的車(chē)床傳系

10x21110x2111118電min（5繪制轉(zhuǎn)速圖機(jī)人計(jì)算試求三自由度機(jī)器人運(yùn)動(dòng)功能矩[]。

m

mcc

2210

3220

310

m3

3圖4.關(guān)節(jié)機(jī)器人答：[T0,

]T][T][1T][T][][][]223

00Cc000C01

00C0S100SSC0

CC

c

00

c

式中：90

，

Ccos1

，Ccos1

，2

，Ssin12

2

9B''79B''7[]0,

SC1231CS

C2121CC3

CCC

CC2Cc32c210

手圖示為三自由度的機(jī)械傳動(dòng)手腕的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，試求當(dāng)T軸轉(zhuǎn)B軸以

B

轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)殼體9的仰運(yùn)動(dòng)

n

9

，及由

n

9

誘導(dǎo)出齒輪7的轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

n

''7

。答軸獨(dú)轉(zhuǎn)時(shí)殼體9的仰運(yùn)動(dòng)ZZZ151312n15BZZZ13

n

9

為：由于殼體的轉(zhuǎn)動(dòng)引起圓錐齒輪行星運(yùn)動(dòng)：由誘出齒輪的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)n為：9''Z

n06

677

9

，產(chǎn)生誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng)

n''97

()Z61215ZZZ714

n

抓如圖齒條平行連桿式平移型夾持器中，夾緊力

F

N

和驅(qū)動(dòng)力F之的系式，并討論該夾持器的特性。p答）力析如圖所示α

（2推導(dǎo)計(jì)算；Fp2

Lcos

；

F

Fp2L

（3討論該夾持器的特性：在驅(qū)動(dòng)力

F

和

RL

一定時(shí)，夾緊力

將隨

增大而增大。當(dāng)

0

時(shí)，

為極小值《械造備計(jì)模試1參答一、選擇（分，小題1分）1．用“少品種、大批量”的法，強(qiáng)調(diào)的是“規(guī)模效益”，種制造模式被稱(chēng)為[A]。A.“統(tǒng)模式”B.“精益生產(chǎn)”C.“捷制造”D.“精益—敏捷—柔性”2．利用工具電極與工件之間的電現(xiàn)象從工件上去除微粒材料達(dá)到加工要求的機(jī)床，稱(chēng)為[C]。A.電花線(xiàn)切割機(jī)床B.電解加工機(jī)床C.電花加工機(jī)床D.電子束加工機(jī)床3．利用一套標(biāo)準(zhǔn)元件和通用部按加工要求組裝而成的夾具，稱(chēng)為[A]。A.組夾具B.專(zhuān)夾具C.成夾具D.隨夾具4．使用要求相同的零部件按照現(xiàn)行的各種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造，稱(chēng)為[C]。A.產(chǎn)系列化B.結(jié)構(gòu)典型化C.標(biāo)化D.零件通用化5．機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)各末端執(zhí)行件間的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性和均勻性精度，稱(chēng)為[C。A.幾精度B.運(yùn)動(dòng)度C.傳精度D.定位度6求軌導(dǎo)向性好軌磨時(shí)導(dǎo)軌會(huì)自動(dòng)下沉動(dòng)補(bǔ)償磨損量選[B]。A.矩導(dǎo)軌B.三角導(dǎo)軌C.燕形導(dǎo)軌D.柱形導(dǎo)軌7．一個(gè)運(yùn)動(dòng)功能式為

O/

/M

的四自由度搬運(yùn)機(jī)器人是[D。A.關(guān)型機(jī)器人B.求標(biāo)型機(jī)器人C.圓坐標(biāo)型機(jī)器人D.直坐標(biāo)型機(jī)器人8．一個(gè)料斗同時(shí)向幾臺(tái)機(jī)床供時(shí)，通常使[D。

iiA.上器B.隔器C.減器D.分器9．磨床進(jìn)給量的單位為[C]10床運(yùn)動(dòng)空轉(zhuǎn)時(shí)由于傳動(dòng)摩擦氣力等原因使電動(dòng)機(jī)消耗的一部分功率，稱(chēng)為[C]。A.切功率B.機(jī)械擦損耗功率C.空功率D.額定率二、填空（分，小題1分1．20世末，世界已進(jìn)入____知識(shí)______濟(jì)時(shí)代。2．加工后零件對(duì)理想尺寸、形和位置的符合程度，稱(chēng)___工精度_____。3．普通車(chē)床的主參數(shù)是在床身______大回轉(zhuǎn)直徑_____。4．進(jìn)行產(chǎn)品的系列設(shè)計(jì)通常_____基______品開(kāi)始。5．機(jī)床__抗振能力_____是指床在交變載荷作用下，抵抗變形的能力。6．快速運(yùn)動(dòng)電動(dòng)_____起動(dòng)______消耗的功率最大。7．影響機(jī)械制造裝備加工精度因素很多，與機(jī)械制造裝備本身有關(guān)的因素有幾何精度、傳動(dòng)精度、運(yùn)動(dòng)精度、定位精度___低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)____。8．正常人人耳能夠聽(tīng)到的最小壓稱(chēng)為聽(tīng)閾，其值等____2×10。9．國(guó)產(chǎn)的GGB型直線(xiàn)滾動(dòng)導(dǎo)軌由制造廠(chǎng)用選_____不同直徑鋼球___的法確定間隙或預(yù)緊。10．軌間隙常用壓板____鑲___來(lái)調(diào)整。11．軸的旋轉(zhuǎn)精度是指裝配后在無(wú)載荷___速___轉(zhuǎn)動(dòng)條件下，在安裝工件或刀具的主軸部位的徑向和端面圓跳動(dòng)。12在動(dòng)換刀裝置中蝸蝸傳動(dòng)采______單頭雙導(dǎo)_______蝸桿消除嚙合間隙。13．?dāng)?shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中，齒傳動(dòng)間隙的消除有剛性調(diào)整法____柔性調(diào)整法____兩類(lèi)方法。14．墊片式調(diào)整滾珠絲杠螺母的間隙時(shí)，通過(guò)改____墊片的厚薄來(lái)變兩螺母之間的軸向距離，實(shí)現(xiàn)軸向間隙消除和預(yù)緊。15．軌的卸荷方式有機(jī)卸_、液壓卸荷和氣壓卸荷。16．機(jī)器人關(guān)節(jié)坐標(biāo)軸軸線(xiàn)位的選取中，對(duì)于回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，取___________與i關(guān)的軸線(xiàn)重合。17．次坐標(biāo)變換矩陣

[

0

T]將[]1

和__[R]_____合寫(xiě)在一起表示。18．末端執(zhí)行器上所夾持工件角速ω是所有回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)_角速度____的矢量和。R19．降臺(tái)銑床的主參數(shù)是工作工作面的寬度，主要性能指標(biāo)是工作臺(tái)工作面_____長(zhǎng)度_____。20．種類(lèi)型機(jī)床對(duì)溫升都有一限制，如精密機(jī)床，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)條件下允許溫升為℃_____。三、問(wèn)答（分，小題3分1．試述確定標(biāo)準(zhǔn)公比

的原則？答：因?yàn)檗D(zhuǎn)速由

min

至

m

必須遞增，所以公比大于1分）

為了限制轉(zhuǎn)速損失的最大值

A

不大于50%則相應(yīng)的公比

不得大于2故

1

分）為了使用記憶方便，轉(zhuǎn)速數(shù)列中轉(zhuǎn)速呈10倍比關(guān)系，故

應(yīng)在

E

（

1

為正整數(shù)）中取數(shù)；如采用多速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通常電動(dòng)機(jī)為3000/1500）r/min或（3000/1500/750）r/min，應(yīng)

E

（

E

為正整數(shù)）中取數(shù)分2．試確定機(jī)床的最高轉(zhuǎn)速

m

和最低

n

in

轉(zhuǎn)速？答：按照典型工序的切削速度和刀具（工件）直徑，可由下式算出機(jī)床的最高轉(zhuǎn)速

m

和最低

in

轉(zhuǎn)速：nn

maxmin

1000vmaxmin1000vminmax

r/min（1分r/min（1分式中

v

m

、v

in

可根據(jù)切削用量手冊(cè)有床用情況調(diào)查或切削試驗(yàn)確定d

m

、d

min不是機(jī)床上可能加工的最大最小直徑，而是指實(shí)際使用情況下，采用

v

m

、

in

時(shí)常用的經(jīng)濟(jì)加工直徑分）3．對(duì)于普通機(jī)床，如何確定常的經(jīng)濟(jì)加工直徑d答：對(duì)于普通機(jī)床（1分maxdRd（1分mindmax

m

、

d

min

？式中：

D

為機(jī)床能安裝的最大工件直徑，臥式車(chē)床：

，搖臂鉆床：

，0.25d

（1分4．在機(jī)床分級(jí)主軸變速箱設(shè)計(jì)，如何選用公

？答對(duì)通用機(jī)床，輔助時(shí)間和準(zhǔn)備結(jié)束時(shí)間長(zhǎng)，機(jī)動(dòng)時(shí)間在加工周期中占的比重不是很大，轉(zhuǎn)速損失不會(huì)引起加工周期過(guò)多的延長(zhǎng)，為了機(jī)床變速箱結(jié)構(gòu)不過(guò)于復(fù)雜，一般取

或1.41等大的公比分）（2）對(duì)于大批大；大批大量生的專(zhuān)用機(jī)床、專(zhuān)門(mén)化機(jī)床及自動(dòng)機(jī)，情況卻相反，通常取

或1.26等小的公比分）（3）對(duì)于非自動(dòng)化小型機(jī)床加工周期內(nèi)切削時(shí)間遠(yuǎn)小于輔助時(shí)間轉(zhuǎn)速損失大些影響不大，常采用

1.58

、1.78甚等更的公比，以簡(jiǎn)化機(jī)床結(jié)構(gòu)分）

5．在設(shè)計(jì)機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，如限制齒輪的最大傳動(dòng)的最大變速范圍？m

ax

和最小傳動(dòng)比

in

及各傳動(dòng)組答設(shè)機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，為避免從動(dòng)齒輪尺寸過(guò)大而增加箱體的徑向尺寸，一般限制直齒圓柱齒輪的最小傳動(dòng)比

u

主min

1/4

，為避免擴(kuò)大傳動(dòng)誤差，減少振動(dòng)噪聲，一般限制直齒圓柱齒輪的最大升速比

u

主max

2

。斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)較平穩(wěn)，可取

u

主

。（1分（2各動(dòng)組的最大變速范圍

主

主

/u

主min

~/0.258

（1分）（3）設(shè)計(jì)機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)由于轉(zhuǎn)速通常較低，傳動(dòng)功率小，零件尺寸也較小，上述限制可放寬為

u

進(jìn)

，

u

進(jìn)min

1/5

，最大變速范圍為

進(jìn)

（1分）四、分析推導(dǎo)（12分每小題3分）1試述圖1所示諧波減速器工原理出當(dāng)波發(fā)生器主動(dòng)，剛輪固定，柔輪從動(dòng)時(shí)的傳動(dòng)比

i

G

？（4分）答）柔輪在波發(fā)生器作用下成橢圓，使其長(zhǎng)軸兩端的齒與剛輪完全嚙合，短軸完全脫開(kāi)，其余的齒視回轉(zhuǎn)方向的不同分別處于“嚙入態(tài)由柔輪比輪少兩個(gè)齒，當(dāng)波發(fā)生器連續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí)，嚙入嚙出區(qū)將隨著橢圓長(zhǎng)短軸的相位的變化而依次變化，于是柔輪就相對(duì)于不動(dòng)的剛輪沿波發(fā)生器轉(zhuǎn)向相反的方向作低速回轉(zhuǎn)分）（2）

nzHnzG當(dāng)剛輪固定時(shí)，

nG則傳動(dòng)比為：

i

HR

nzHRnz

（2分2．試述采用齒差式調(diào)整滾珠絲間隙的方法，求出兩螺母相對(duì)軸向位移？（4分答）左螺母法蘭盤(pán)外圓上制有外齒輪，齒數(shù)常相差個(gè)外齒輪又與固在螺母體兩側(cè)的兩個(gè)齒數(shù)相同的內(nèi)齒圈相嚙合。調(diào)整方法是兩個(gè)螺母相對(duì)其嚙合的內(nèi)齒圈同向都轉(zhuǎn)一個(gè)齒。則兩個(gè)螺母

11相對(duì)軸向位移為：

s0

11)z12

z)L2z12

分）（2）當(dāng)兩輪齒數(shù)相差1，并時(shí)轉(zhuǎn)過(guò)個(gè)：則

0

Lz12

式中：——滾珠絲杠導(dǎo)程；——同時(shí)轉(zhuǎn)過(guò)的齒數(shù)2分）3．試證明三聯(lián)滑移齒輪的最大次大齒輪之間的齒數(shù)差應(yīng)大于或等于4分）答：

a

1m)mh*)m'h*)22

（2分因?yàn)?/p>

h

*a

所以因此

z'(2)111z（2）2

2)

Z3

Z

1

Z2ⅠaⅡZ'3

Z'1

Z'2圖3三聯(lián)滑移齒輪五、轉(zhuǎn)速圖設(shè)計(jì)13分）某數(shù)控車(chē)床，主軸最高轉(zhuǎn)速

n

max

r/min，最低轉(zhuǎn)速

n

min

40

r/min。用直流調(diào)速電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)功率

N

電

15

kW，電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速

nd

r/min，高轉(zhuǎn)速n

dmax

r/min。試設(shè)計(jì)分級(jí)變速箱傳動(dòng)統(tǒng)（要求無(wú)功率缺口分）（1）確定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速分（2）確定變速級(jí)數(shù)

和公比分）f（3）確定主電動(dòng)機(jī)最低轉(zhuǎn)速分）（4）畫(huà)出轉(zhuǎn)速圖和功率特性圖分）答）

nj

maxn

40004040

r/min（2分）(2)

max25.12159.24j

;

R

dN

dmaxd

;

min0,m10211min0,m10211

zf

R25.128.37R3

（2分當(dāng)時(shí)

Rf