機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)習(xí)題解答

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)習(xí)題解答“機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)”部分習(xí)題解答第一章：1-3柔性化指的是什么？試分析組合機(jī)床、普通機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、加工中心和柔性制造系統(tǒng)的柔性化程度。其柔性表現(xiàn)在哪里？答：機(jī)械制造裝備的柔性化是機(jī)床可以調(diào)整以滿足不同工件加工的性能。柔性化包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)柔性化和功能柔性化。按照柔性化從高到低排列應(yīng)為：普通機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、加工中心、FMS、組合機(jī)床（專用機(jī)床）。普通機(jī)床柔性化表現(xiàn)在功能多、適應(yīng)性強(qiáng)，為功能柔性化；數(shù)控機(jī)床和加工中心改變加工程序即可適應(yīng)新的需要，結(jié)構(gòu)柔性化；FMS加工效率較高，改變調(diào)度和程序可適應(yīng)新的需要，為結(jié)構(gòu)柔性化；組合機(jī)床（專用機(jī)床）生產(chǎn)率高，專門設(shè)計(jì)，適應(yīng)性差，基本上無柔性。1-9機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)有哪些類型？它們的本質(zhì)區(qū)別是什么？答：機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)類型有創(chuàng)新設(shè)計(jì)、變型設(shè)計(jì)和模塊化設(shè)計(jì)三種類型。它們的本質(zhì)區(qū)別：創(chuàng)新設(shè)計(jì)是一種新的理論、概念的設(shè)計(jì)，變型設(shè)計(jì)是在原設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上改變部分部件、參數(shù)或者結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，模塊化設(shè)計(jì)是采用預(yù)先設(shè)計(jì)的模塊進(jìn)行組合的一種設(shè)計(jì)方法。目前大多為變型設(shè)計(jì)，模塊化設(shè)計(jì)縮短了新產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)的時(shí)間，創(chuàng)新設(shè)計(jì)的產(chǎn)品很少。1-15設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)方法很多，結(jié)合機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)，指出哪些評(píng)價(jià)方法較1/24

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)習(xí)題解答為重要，為什么？答：設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)方法有：技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)、可靠性評(píng)價(jià)、人機(jī)工程學(xué)評(píng)價(jià)、結(jié)構(gòu)工藝性評(píng)價(jià)、產(chǎn)品造型評(píng)價(jià)、標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)價(jià)六種。對(duì)于機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)，這六種評(píng)價(jià)方法按重要程度由高向低排隊(duì)一般是：可靠性評(píng)價(jià)、人機(jī)工程學(xué)評(píng)價(jià)、結(jié)構(gòu)工藝性評(píng)價(jià)、標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)價(jià)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)、產(chǎn)品造型評(píng)價(jià)。其原因是機(jī)械制造裝備投資較大，使用周期較長。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、提高可靠性和競(jìng)爭能力，六種評(píng)價(jià)都是不可缺少的?？煽啃栽u(píng)價(jià)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量及可靠性進(jìn)行評(píng)價(jià)；人機(jī)工程學(xué)評(píng)價(jià)產(chǎn)品設(shè)計(jì)在人機(jī)工程方面的合理性；結(jié)構(gòu)工藝性評(píng)價(jià)是對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)便于加工制造的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，以降低生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)時(shí)間；技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)綜合評(píng)價(jià)產(chǎn)品技術(shù)的先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)的合理性；標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)價(jià)是在標(biāo)準(zhǔn)化方面對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià)；而產(chǎn)品造型評(píng)價(jià)是對(duì)產(chǎn)品的外觀設(shè)計(jì)的合理性和新穎性進(jìn)行評(píng)價(jià)。1-17可靠性指的是什么？有哪些可靠性衡量指標(biāo)？它們之間有哪些數(shù)值上的聯(lián)系？答：可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定任務(wù)的能力。衡量指標(biāo)有：可靠度R(t)、累計(jì)失效概率F(t)、失效率、平均壽命和平均無故障工作時(shí)間、可靠壽命、維修度、修復(fù)率、平均修復(fù)時(shí)間等（P37-38）。它們之間的主要聯(lián)系：F(t)=1-R(t)。1-18從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度，如何提高產(chǎn)品的可靠性？2/24

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)習(xí)題解答答：從系統(tǒng)設(shè)計(jì)角度，提高產(chǎn)品可靠性要提高其組成各單元的可靠性水平，因此要進(jìn)行系統(tǒng)和單元可靠性的預(yù)測(cè)。（P39）此外要將系統(tǒng)可靠性指標(biāo)合理分配到各組成單元中，明確各組成單元的可靠性設(shè)計(jì)要求。（P42）第二章：2-4機(jī)床系列型譜含意是什么？答：先選擇用量大的機(jī)床為“基型系列”，然后在此基礎(chǔ)上派生出若干“變型系列”，基型和變型即為機(jī)床的系列型譜。例如，中型臥式車床的簡略系列型譜如表2-1所示（P76）。2-8工件表面的形成方法是什么？（P63）答：工件表面的形成方法有四種：軌跡法，如圖2-2(a),(b)；成形法，如圖2-2(c),(d)；相切法，如圖2-2(e)；展成法，如圖2-2(f)。2-11機(jī)床的復(fù)合運(yùn)動(dòng)、內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈、運(yùn)動(dòng)軸的聯(lián)動(dòng)的含義及關(guān)系如何？（P69-71）答：機(jī)床的復(fù)合運(yùn)動(dòng)：運(yùn)動(dòng)之間有嚴(yán)格的運(yùn)動(dòng)關(guān)系（P65）。如車床主軸旋轉(zhuǎn)和車螺紋的縱向移動(dòng)。內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈：機(jī)床執(zhí)行件及執(zhí)行件之間的傳動(dòng)鏈成為內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈，內(nèi)鏈將兩個(gè)或以上的運(yùn)動(dòng)組成復(fù)合成形運(yùn)動(dòng)。車床車螺紋的傳動(dòng)鏈即為內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈。3/24

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)習(xí)題解答運(yùn)動(dòng)軸的聯(lián)動(dòng)：數(shù)控機(jī)床各運(yùn)動(dòng)軸之間通過伺服電機(jī)聯(lián)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)內(nèi)鏈的復(fù)合成形運(yùn)動(dòng)，聯(lián)動(dòng)即為協(xié)調(diào)的運(yùn)動(dòng)。2-14機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能式和運(yùn)動(dòng)功能圖表達(dá)的含義是什么？答：運(yùn)動(dòng)功能式（P67）：表示機(jī)床運(yùn)動(dòng)的個(gè)數(shù)、形式（直線或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)）、功能（主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、非成形運(yùn)動(dòng)）及排列順序，是描述機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能最簡潔的表達(dá)形式。運(yùn)動(dòng)功能圖（P68）：及機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能式對(duì)應(yīng)的圖成為運(yùn)動(dòng)功能圖，如圖2-4，又稱機(jī)床運(yùn)動(dòng)原理圖。2-18機(jī)床運(yùn)動(dòng)分配式的含義是什么？（P70）答：運(yùn)動(dòng)分配式：帶有接地符號(hào)“·”符號(hào)的運(yùn)動(dòng)功能式。一個(gè)運(yùn)動(dòng)功能式可能有幾種運(yùn)動(dòng)分配式。如銑床運(yùn)動(dòng)功能式W/Xf,Zf,Yf,Cp/T，可能有下列4種運(yùn)動(dòng)分配式：①W/·Xf,Zf,Yf,Cp/T②W/Xf·Zf,Yf,Cp/T③W/Xf,Zf·Yf,Cp/T④W/Xf,Zf,Yf·Cp/T2-20機(jī)床的主參數(shù)及尺寸運(yùn)動(dòng)參數(shù)根據(jù)什么確定？（P80-81）答：對(duì)于通用機(jī)床，機(jī)床的主參數(shù)及尺寸參數(shù)主要根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T15375-1994確定。對(duì)于專用機(jī)床，應(yīng)根據(jù)加工工件要求，參照通用機(jī)床的4/24

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)習(xí)題解答有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來確定。機(jī)床的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的確定主要依據(jù)所設(shè)計(jì)機(jī)床加工工件的尺寸、主傳動(dòng)類型和采用刀具的材質(zhì)和類型等確定的。比如車床的設(shè)計(jì)，一定材質(zhì)的車刀所承受的切削速度是一定的，工件直徑增大，主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)減小；反之，工件直徑減小，主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)增大。2-24什么是傳動(dòng)組的級(jí)比和級(jí)比指數(shù)？常規(guī)變速傳動(dòng)系的各傳動(dòng)組的級(jí)比指數(shù)有什么規(guī)律性？答：級(jí)比：主動(dòng)軸上同一點(diǎn)傳往從動(dòng)軸相鄰兩傳動(dòng)線的比值；用表示；其中指數(shù)稱為級(jí)比指數(shù)，它相當(dāng)于由相鄰兩傳動(dòng)線及從動(dòng)軸交點(diǎn)之間相距的格數(shù)。常規(guī)變速傳動(dòng)系的各傳動(dòng)組的級(jí)比指數(shù)有什么規(guī)律是：基本組的級(jí)比指數(shù)X0=1；，第一擴(kuò)大組的級(jí)比指數(shù)X1=P0（P0基本組的傳動(dòng)副數(shù)）；第二擴(kuò)大組的級(jí)比指數(shù)X2=P0P1（P1為第一擴(kuò)大組的傳動(dòng)副數(shù)）。如12級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式為下角標(biāo)為級(jí)比指數(shù)。，排列為基本組、一擴(kuò)、二擴(kuò)；2-26某車床的主軸轉(zhuǎn)速為n=40～1800r/min，比公φ=1.41，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n電=1440r/min，試擬定結(jié)構(gòu)式、轉(zhuǎn)速圖；確定齒輪齒數(shù)、帶輪直徑、驗(yàn)算轉(zhuǎn)速誤差；畫出主傳動(dòng)系圖。解：(1)確定轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)：根據(jù)教材式（3-2），5/24機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)習(xí)題解答其中，所以轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)(2)確定傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式選擇傳動(dòng)方案：傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式應(yīng)為(3)繪制轉(zhuǎn)速圖，考慮到主傳動(dòng)設(shè)計(jì)前密后疏的原則，，根據(jù)表3-6標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列，經(jīng)圓整可以得到12級(jí)轉(zhuǎn)速為：40,56,80,112,160,224,315,450,630,900,1250,1800確定定比傳動(dòng)比：取軸Ⅰ的轉(zhuǎn)速值為900r/min，則電機(jī)軸及軸Ⅰ的傳動(dòng)比為：確定各變速組最小傳動(dòng)比從轉(zhuǎn)速點(diǎn)900r/min到40r/min共有10格，按照前緩后急的原則，第二變速組最小傳動(dòng)線下降2格；第一變速組最小傳動(dòng)線下降1格；第二變速組下降3格，第三變速組最小傳動(dòng)線下降4格，最大上升2格。則，轉(zhuǎn)速圖如下：(a)初步設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)速圖(b)最后6/24機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)習(xí)題解答確定的轉(zhuǎn)速圖(4)傳動(dòng)系圖設(shè)計(jì)（包括計(jì)算齒輪齒數(shù)、帶輪直徑）參考教材p85，圖3-13，可以得到本設(shè)計(jì)傳動(dòng)系圖為(5)驗(yàn)算實(shí)際轉(zhuǎn)速誤差，及標(biāo)注轉(zhuǎn)速相比，沒有誤差；，實(shí)際誤差，實(shí)際誤差；?！D(zhuǎn)速誤差小于5%，符合設(shè)計(jì)要求。2-27某機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n=100～1120r/min，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=8，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n電=1440r/min，試設(shè)計(jì)該機(jī)床主傳動(dòng)系，包括擬定結(jié)構(gòu)式和轉(zhuǎn)速圖，畫出主傳動(dòng)系圖。7/24機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)習(xí)題解答解：(1)計(jì)算公比根據(jù)教材式（3-2），可以得到，由于，所以(2)確定傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式根據(jù)傳動(dòng)組和傳動(dòng)副擬定原則，可選方案有：①Z=4×2；②Z=2×4；③Z=2×2×2在方案①，②中，可減少一根軸，但有一個(gè)傳動(dòng)組內(nèi)有四個(gè)傳動(dòng)副，增加傳動(dòng)軸軸向長度，所以選擇方案③：Z=2×2×2根據(jù)前疏后密原則，選擇結(jié)構(gòu)式為：8=21×22×24(3)轉(zhuǎn)速圖的設(shè)計(jì)根據(jù)表3-6標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列，經(jīng)圓整可以得到8級(jí)轉(zhuǎn)速為：100,140,200,280,400,560,800,1120r/min確定定比傳動(dòng)比：取軸Ⅰ的轉(zhuǎn)速值為800r/min，則電機(jī)軸及軸Ⅰ的傳動(dòng)比為：確定各變速組最小傳動(dòng)比從轉(zhuǎn)速點(diǎn)800r/min到100r/min共有6格，三個(gè)變速組的最小傳動(dòng)線平均下降兩格，按照前緩后急的原則，第二變速組最小傳動(dòng)線下降2格；第一變速組最小傳動(dòng)線下降2-1=1格；第三變速組最小傳動(dòng)線下降2+1=3格。(4)繪制轉(zhuǎn)速圖8/24機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)習(xí)題解答(5)傳動(dòng)系簡圖設(shè)計(jì)2-28試從級(jí)變速機(jī)構(gòu)的各種傳動(dòng)方案中選出其最佳方案，并寫出結(jié)構(gòu)式、畫出轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系圖。解：主傳動(dòng)最佳傳動(dòng)方案的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式為，基本組傳動(dòng)副為3，第一擴(kuò)大組傳動(dòng)副為3，級(jí)比指數(shù)為3；第二擴(kuò)大組傳動(dòng)副為2，級(jí)比指數(shù)為9。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表，取轉(zhuǎn)速為：31.5,40,50,63,80,100,125,160,200,250,315,400,500,630,800,1000,1250,1600。設(shè)電機(jī)轉(zhuǎn)速為1440r/min。9/24機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)習(xí)題解答確定定比傳動(dòng)比：取軸Ⅰ的轉(zhuǎn)速值為800r/min，則電機(jī)軸及軸Ⅰ的傳動(dòng)比為：定比傳動(dòng)皮帶輪的直徑分別為130和234mm。確定各變速組最小傳動(dòng)比：從轉(zhuǎn)速點(diǎn)800r/min到31.5r/min共有14格，按照前緩后急的原則，基本組最小傳動(dòng)線下降2格，基本組相鄰兩變速組下降1格；第一變速組下降6格，其中相鄰兩變速組下降3格；第二變速組最小傳動(dòng)線下降6格，最大上升3格。初步確定的轉(zhuǎn)速圖如圖1所示。圖(a)初步設(shè)計(jì)確定的轉(zhuǎn)速圖圖(b)確定齒輪齒數(shù)后的轉(zhuǎn)速圖假定同一變速組內(nèi)每對(duì)齒輪的齒數(shù)和相等，根據(jù)教材表2-8(p100--101)，可以確定齒輪的齒數(shù)，齒輪齒數(shù)確定結(jié)果如圖2所示。(4)確定主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速根據(jù)教材表2-9(p103)，中型通用機(jī)床主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速為：10/24機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)習(xí)題解答r/min圖(c)設(shè)計(jì)的主傳動(dòng)系統(tǒng)圖2-29用于成批生產(chǎn)的車床，主軸轉(zhuǎn)速n=45～500r/min，為簡化機(jī)構(gòu)采用雙速電動(dòng)機(jī)，n電=720/1440r/min，試畫出該機(jī)床的轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系圖。解：(1)計(jì)算公比確定轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)根據(jù)教材式（3-2），，由于，設(shè)轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=8，則，所以(2)確定傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式選擇方案：Z=2×2×2，根據(jù)前疏后密原則，考慮到電動(dòng)機(jī)的情況，選擇結(jié)構(gòu)式為：8=22×21×24其中第一級(jí)是由雙速電機(jī)確定的，實(shí)際變速箱的結(jié)構(gòu)式為：4=21×24。(3)轉(zhuǎn)速圖的設(shè)計(jì)11/24機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)習(xí)題解答根據(jù)表3-6標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列，經(jīng)圓整可以得到8級(jí)轉(zhuǎn)速為：45,63,90,125,180,250,355,500r/min確定定比傳動(dòng)比：取軸Ⅰ的轉(zhuǎn)速值為710,355r/min，則電機(jī)軸及軸Ⅰ的傳動(dòng)比為：確定各變速組最小傳動(dòng)比從轉(zhuǎn)速點(diǎn)355r/min到45r/min共有6格，按照前緩后急的原則，第一變速組最小傳動(dòng)線下降2格；第二變速組最小傳動(dòng)線下降4格。(4)繪制轉(zhuǎn)速圖(a)初步設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)速圖(5)傳動(dòng)系簡圖設(shè)計(jì)b)最后確定的轉(zhuǎn)速圖12/24機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)習(xí)題解答2-31求圖2-61所示的車床各軸、各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。解：如下圖所示，根據(jù)教材p103表2-9所示，各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速用紅色的圈標(biāo)注在圖中，各對(duì)齒輪中小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速用紅色箭頭標(biāo)注在圖中。2-32求圖2-62中各齒輪、各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。解：如下圖所示，根據(jù)教材p103表2-9所示，各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速用紅色的圈標(biāo)注在圖中，各對(duì)齒輪中小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速用紅色箭頭標(biāo)注在圖中。13/24機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)習(xí)題解答2-34數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)設(shè)計(jì)有哪些特點(diǎn)？（P111-116）答：主傳動(dòng)采用直流或交流電動(dòng)機(jī)無極調(diào)速；驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和主軸功率的匹配性設(shè)計(jì)；數(shù)控機(jī)床的高速主傳動(dòng)設(shè)計(jì)；采用部件標(biāo)準(zhǔn)、模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；柔性化、復(fù)合化設(shè)計(jì)；并聯(lián)機(jī)床設(shè)計(jì)。（本題需要適當(dāng)展開、解釋?。?-36進(jìn)給傳動(dòng)及主傳動(dòng)相比較，有哪些不同的特點(diǎn)？答：機(jī)床主傳動(dòng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)：主傳動(dòng)采用恒功率傳動(dòng)；除主軸之外，各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速為最低轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)速圖為前密后疏結(jié)構(gòu)；采用背輪機(jī)構(gòu)、雙公比傳動(dòng)、雙速電機(jī)等方式。機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)：進(jìn)給傳動(dòng)是恒轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)；各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速是其最高轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)速圖為前疏后密結(jié)構(gòu)；變速范圍可比主傳動(dòng)大；采用傳動(dòng)間隙消除機(jī)構(gòu)；采用快速空程傳動(dòng)和微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)。14/24機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)習(xí)題解答第三章：3-2主軸軸向定位方式有哪幾種？各有什么特點(diǎn)？適用于那些場(chǎng)合？（P145，如圖3-4）答：前端配置：前支承軸承較多，發(fā)熱大，溫升高，但主軸受熱后向后伸長，不影響軸向精度，精度高，剛度較高，適于高精度機(jī)床或數(shù)控機(jī)床。后端配置：前支承軸承較少，發(fā)熱小大，溫升低，但主軸受熱伸長后向前伸長，影響軸向精度，適于普通機(jī)床，如立銑床、車床等。兩端配置：當(dāng)主軸受熱伸長時(shí)，影響主軸承的軸向間隙，可采用彈簧消隙和補(bǔ)償熱膨脹措施，適于短主軸，如組合機(jī)床等。中間配置：可減少主軸的懸伸量，并使主軸熱膨脹后向后伸長，但前支承復(fù)雜，溫升較高。3-9在支承件設(shè)計(jì)中，支承件應(yīng)滿足哪些基本要求？（P162）答：(1)具有足夠的剛度和剛度-質(zhì)量比；(2)具有較好的動(dòng)態(tài)特性（動(dòng)剛度大、低階固有頻率高、無薄壁噪聲等）：(3)熱穩(wěn)定性好；(4)排屑暢通、吊運(yùn)安全，結(jié)構(gòu)工藝性好。3-10支承件常用的材料有哪些？有什么特點(diǎn)？（P166-167）答：鑄鐵：鑄造性能好、容易成型，具有一定的吸振性能，但綜合機(jī)械性能較差、生產(chǎn)周期較長；鋼板焊接結(jié)構(gòu)：生產(chǎn)周期短，綜合機(jī)械性能較好，但抗振性能較差；預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土：抗振性較好、成本較低，但脆性大，耐腐蝕性能差；天然花崗巖：熱穩(wěn)定性好，精度保持性好，抗振性好，但脆15/24

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)習(xí)題解答性較大，抗沖擊性能差；樹脂混凝土：剛度高，抗振性好，熱穩(wěn)定性好，密度較低。3-12提高支承件結(jié)構(gòu)剛度和動(dòng)態(tài)性能有哪些措施？（P168-170）答：提高機(jī)床支承件結(jié)構(gòu)剛度和固有頻率的方法是：合理選擇支承件材料、截面形狀和尺寸、壁厚，合理布置肋板和肋條，減少質(zhì)量提高固有頻率，改善支承件之間的接觸剛度和及地基的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度。提高動(dòng)態(tài)性能的措施是：改善阻尼特性（鑄件砂芯不清除、充填型砂或混凝土；焊接結(jié)構(gòu)采用斷續(xù)焊縫、支承件表面采用阻尼涂層等），采用新材料制造支承件，如采用樹脂混凝土材料制造支承件可使動(dòng)剛度提高幾倍。3-14條鑲和壓板有什么作用？（P174）答：壓板的作用調(diào)整輔助導(dǎo)軌面的間隙和承受顛覆力矩；鑲條的作用是調(diào)整矩形和燕尾形導(dǎo)軌的側(cè)向間隙，有平鑲條和斜鑲條兩種。3-15導(dǎo)軌的卸荷方式有哪幾種？各有什么特點(diǎn)？（P178-179）答：機(jī)械卸荷、液壓卸荷和自動(dòng)調(diào)節(jié)氣壓卸荷三種，（各種卸荷導(dǎo)軌特點(diǎn)請(qǐng)自己總結(jié)！）。3-16提高導(dǎo)軌耐磨性有哪些措施？（P183-184）答：導(dǎo)軌的預(yù)緊、導(dǎo)軌的潤滑和防護(hù)、導(dǎo)軌的減摩處理（如導(dǎo)軌貼塑、16/24

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)習(xí)題解答涂層，滑動(dòng)改滾動(dòng)導(dǎo)軌、卸荷導(dǎo)軌等）。（需要自己總結(jié)發(fā)揮?。?-19何謂端面齒盤定位？有何特點(diǎn)？（P193）答：齒盤定位是兩個(gè)齒形相同的端面齒盤嚙合而成的定位機(jī)構(gòu)，由于嚙合時(shí)各個(gè)齒的誤差抵消，起到誤差均化作用，定位精度高。其特點(diǎn)是定位精度高、重復(fù)定位精度好、定位剛性好、承載能力大。該機(jī)構(gòu)在數(shù)控機(jī)床回轉(zhuǎn)刀架、加工中心鼓輪式刀具庫以及機(jī)床回轉(zhuǎn)工作臺(tái)分度、定位機(jī)構(gòu)中得到應(yīng)用。3-20加工中心自動(dòng)換刀裝置包括些什么？（P195）答：加工中心自動(dòng)換刀裝置包括：刀具庫（伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、鼓輪式或鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)等）、自動(dòng)換刀機(jī)械（手驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、手臂和手爪等）等。3-21加工中心上刀庫的類型有哪些？各有何特點(diǎn)？（P195-196）答：有四種：鼓輪式刀庫、鏈?zhǔn)降稁臁⒏褡酉涫降稁旌椭本€式刀庫。鼓輪式刀庫：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，但刀具容量較小，鼓輪回轉(zhuǎn)慣性較大。鏈?zhǔn)降稁欤和庑尉o湊、占用空間較小、刀具容量大。格子箱式刀庫：結(jié)構(gòu)緊湊、空間利用率高、刀庫容量較大，但布局不靈活。直線式刀庫：結(jié)構(gòu)簡單、刀庫容量較小。第四章：17/24

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)習(xí)題解答4-2工業(yè)機(jī)器人由哪幾部分組成？比較它們及數(shù)控機(jī)床組成的區(qū)別？（P219-220）答：工業(yè)機(jī)器人由操作機(jī)、驅(qū)動(dòng)單元和數(shù)控裝置三部分組成。操作機(jī)有機(jī)座、手臂、手腕和末端執(zhí)行器組成。數(shù)控機(jī)床由機(jī)床、驅(qū)動(dòng)單元和數(shù)控裝置等組成。其中機(jī)床部分由立柱、支座、工作臺(tái)、主軸箱刀具等部分組成。工業(yè)機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床的區(qū)別在操作機(jī)和機(jī)床部分，機(jī)器人的作用是搬運(yùn)和操作工具，機(jī)床主要是加工工件，數(shù)控機(jī)床可以說是一種特殊的機(jī)器人。4-19諧波減速器的工作原理是什么？特點(diǎn)是什么？了解在機(jī)器人設(shè)計(jì)中的一些典型用法。（P235）答：工作原理：諧波齒輪減速器由剛輪（內(nèi)齒）、柔輪（外齒）和諧波發(fā)生器組成，柔輪在剛輪之內(nèi)，諧波發(fā)生器在柔輪內(nèi)部。柔輪在波發(fā)生器作用下變成橢圓，使其長軸兩端的齒及剛輪完全嚙合，短軸完全脫開，其余的齒視回轉(zhuǎn)方向的不同分別處于“嚙入”、“嚙處”狀態(tài)，由于柔輪比剛輪少兩個(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)。其速比關(guān)系可以寫成：當(dāng)波發(fā)生器主動(dòng)，剛輪固定、柔輪從動(dòng)時(shí)，波發(fā)生器及柔輪的減速比為,則傳動(dòng)比為：當(dāng)波發(fā)生器主動(dòng)，柔輪固定、剛輪從動(dòng)時(shí)，波發(fā)生器及剛輪的減速比為18/24機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)習(xí)題解答式中：zG,zR分別為剛輪和柔輪的齒數(shù)；nH,nR,nG分別為波發(fā)生器、柔輪和剛輪的轉(zhuǎn)速。諧波齒輪減速器體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，輸入和輸出同軸；在工業(yè)機(jī)械人底座、手臂和手腕的傳動(dòng)中使用很普遍，典型使用見圖4-29（P245）。4-20機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方式有哪些？如何選用？（P238-240）答：機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方式主要是電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，有直流伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)和交流伺服電機(jī)三種。其特點(diǎn)是無需能量轉(zhuǎn)換、控制靈活、使用方便，噪聲較低、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大等，用于額定負(fù)載1kN以下的工業(yè)機(jī)器人。液壓和氣壓驅(qū)動(dòng)方式，液壓驅(qū)動(dòng)主要在經(jīng)濟(jì)型機(jī)器人、重型工業(yè)機(jī)器人和輕負(fù)荷搬運(yùn)、上下料點(diǎn)位操作工業(yè)機(jī)器人中使用。4-21機(jī)器人手臂設(shè)計(jì)要求是什么？了解一些典型機(jī)器人手臂工作原理結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。（P241-245）答：(1)應(yīng)滿足機(jī)器人完成作業(yè)任務(wù)提出的工作空間要求；(2)合理選擇手臂截面形狀，使用高強(qiáng)度的型輕材料；(3)盡量減小手臂質(zhì)量和相對(duì)其關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和偏心力矩；(4)設(shè)法減小機(jī)械間隙引起的運(yùn)動(dòng)誤差，提高運(yùn)動(dòng)精確性和運(yùn)動(dòng)剛度。典型機(jī)器人手臂結(jié)構(gòu)如圖4-22，圖4-24，圖4-27，圖4-28和4-29.19/24機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)習(xí)題解答4-23機(jī)器人手腕設(shè)計(jì)要求是什么？了解一些典型的機(jī)器人手腕工作原理、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。答：(1)力求手腕結(jié)構(gòu)緊湊，減輕其質(zhì)量和體積；(2)不應(yīng)盲目增加手腕的自由度數(shù)，一般最多為三個(gè)自由度；(3)提高手腕動(dòng)作的精確性，提高傳動(dòng)剛度，減小間隙反轉(zhuǎn)回差；(4)設(shè)置限位開關(guān)和機(jī)械擋塊，防止動(dòng)作超限而造成事故。典型結(jié)構(gòu)見圖4-31，圖4-32，圖4-33等。4-31什么是智能機(jī)器人？（P264）答：智能機(jī)器人是按照人工智能決定行動(dòng)的機(jī)器人。智能機(jī)器人分為適應(yīng)控制機(jī)器人和學(xué)習(xí)控制機(jī)器人。4-33在機(jī)械制造系統(tǒng)中工業(yè)機(jī)器人的選擇及布局設(shè)計(jì)原則是什么？（P267）答：(1)滿足作業(yè)技術(shù)數(shù)參要求；(2)性能價(jià)格比好；(3)滿足系統(tǒng)生產(chǎn)節(jié)拍的要求；(4)在不發(fā)生干涉的條件下，優(yōu)化及前后連接裝備之間的布置，減小占地面積，縮短運(yùn)動(dòng)路徑。第六章：6-2物流系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié)有哪些？物料系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足哪些條件？（P328,20/24

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)習(xí)題解答332）答：物流系統(tǒng)組成環(huán)節(jié)如圖6-1所示，有原材料及配套件的調(diào)入、儲(chǔ)存、加工制造、檢驗(yàn)、裝配、包裝、成品儲(chǔ)存、發(fā)送等。物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的條件：連續(xù)性及流暢性；平行性及交叉性；比例性及協(xié)調(diào)性；均衡性及節(jié)奏性；準(zhǔn)時(shí)性；柔性和適應(yīng)性。6-6目前機(jī)床間工件傳輸裝置有哪幾種？各適用于哪些場(chǎng)合？（P369-380）答：機(jī)床間工件傳輸裝置有托盤及托盤交換器、隨行夾具、傳送裝置、有軌運(yùn)輸小車、無軌運(yùn)輸小車。托盤交換器常用于機(jī)床和傳送裝置的連接；隨行夾具用于結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜而缺少可靠運(yùn)輸面工件傳送、滾道和帶式傳送機(jī)用于機(jī)床之間或裝配線上工件的傳輸、有軌運(yùn)輸小車和無軌運(yùn)輸小車則用于車間內(nèi)FMS系統(tǒng)工件在機(jī)床或工作站之間運(yùn)輸和傳送。6-13自動(dòng)化倉庫的工作原理是什么？（P388）答：如圖6-73所示。簡單說是：進(jìn)庫、傳送、入庫、出庫、返回原始位置；（應(yīng)詳細(xì)敘述、發(fā)揮）6-15車間物料設(shè)計(jì)的原則是什么？（P346）答：（共6條，應(yīng)回答！）21/24

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)習(xí)題解答6-16物料搬運(yùn)裝備的選擇原則是什么？（P354）答：(1)適用于短距離和低物流量簡單傳送裝備，如叉車、電瓶車、傳送滾道等。(2)適用于短距離和高物流量復(fù)雜傳送裝備，如搬運(yùn)機(jī)械手或機(jī)器人等。(3)適用于長距離和低物流量簡單運(yùn)輸設(shè)備，如汽車等運(yùn)輸車輛。(4)適用于長距離和高物流量復(fù)雜運(yùn)輸裝備，如火車、船舶等。第七章：7-1什么是機(jī)械加工生產(chǎn)線？它的主要組成類型及特點(diǎn)