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浙師大《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》試卷（閉卷）試卷編號：04 （考試時間：120分鐘 適用 機(jī)制專業(yè)） 1題號 一 二 三 四 五 六 七 總分 復(fù)核人 分值 10 20 30 21 12 7 100 得分 一.選擇題 得 分 批閱人 1.稱為機(jī)器人的機(jī)械本體,也稱為主體的是 ( ) A手臂 B.末端執(zhí)行器 C.機(jī)座 D.操作機(jī) 2.機(jī)床傳動系統(tǒng)各末端執(zhí)行件之間的運(yùn)動協(xié)調(diào)性,和均勻性精度,稱為（ ） A.幾何精度. B.運(yùn)動靜度, C.傳動靜度. D.定位精度. 3.要求導(dǎo)軌導(dǎo)向性好,導(dǎo)軌面磨損時,動導(dǎo)軌會自動下沉,自動補(bǔ)償磨損量,應(yīng)選 ( ). A.矩形導(dǎo)軌 B,三角形導(dǎo)軌 C.燕尾形導(dǎo)軌. D.圓柱形軌 4.機(jī)床主運(yùn)動空轉(zhuǎn)時，由于傳動件摩檫，攪拌，空氣阻力等，使電動機(jī)消耗的部分功率，稱為 （ ）。 A．切削功率 B。機(jī)械摩檫耗損功率 C?？蛰d功率 D。額定功率。 5.把毛坯從料倉送到機(jī)床加工位置，稱為 （ ） A．上料器 B。隔料器 C。減速器 D。分路器 6.借用模具對板料施加壓力,迫使板料按模具形狀,尺寸進(jìn)行剪裁或 塑性變形,得到要求的金屬板的設(shè)備,稱為 ( ) A.擠壓機(jī) B.沖壓機(jī) C.軋制機(jī) D.鍛造機(jī) 7..機(jī)床定位部件,運(yùn)動達(dá)到規(guī)定位置的精度,稱為( ). A.幾何精度 B.運(yùn)動精度 C.傳動精度 D.定位精度 8.在自動引導(dǎo)小車(AGV)的導(dǎo)向系統(tǒng)中,有陀螺儀,該導(dǎo)航方式稱為 ( ). A．電磁引導(dǎo) B。慣性導(dǎo)航 C。光學(xué)引導(dǎo) D。激光導(dǎo)航。 9.要求導(dǎo)軌可以承受較大的顚覆力矩，高度較小，結(jié)構(gòu)緊湊，間隙調(diào)整方便，應(yīng)選擇（ ） A.矩形導(dǎo)軌 B,三角形導(dǎo)軌 C.燕形導(dǎo)軌 D.圓柱形導(dǎo)軌 10．刀架定位機(jī)構(gòu)要求定位精度高、重復(fù)定位精度高、定位剛度好，經(jīng)常采用 （ ）。 A.圓錐銷定位。 B. .圓柱銷定位 C.端面齒盤定位。 二．填空題 （20分） 得 分 批閱人 1.搖臂鉆床的主要參數(shù)是_____________. 2.在系列型譜中,結(jié)構(gòu)典型,應(yīng)用最廣泛的,是所謂的__________產(chǎn)品. 3.機(jī)床抗振性包括兩個方面:抵抗受迫振動和____________的能力. 4.傳動軸通過軸承,在箱體內(nèi)軸向固定的方法,有一端固定,和________ 兩類. 5.滑動導(dǎo)軌間隙常用_____________和鑲條來調(diào)整. 6.目前在刀架的定位機(jī)構(gòu)中,多采用錐銷定位和__________定位. 7.滾珠絲杠常用預(yù)拉伸長方式,以提高拉亞剛度和補(bǔ)償__________. 8．在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中，齒輪傳動間隙的消除，有剛性調(diào)整法和 兩類。 9．用墊片式調(diào)整滾珠絲杠螺母副的間隙時，通過改變 來改變兩螺母之間的軸向距離，實(shí)現(xiàn)軸向間隙消除或預(yù)緊。， 10.導(dǎo)軌卸荷方式有 ,液壓卸荷方式,氣壓卸荷方式. 11.在機(jī)器人關(guān)節(jié)坐標(biāo)軸軸線位置的選擇中,對回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié),取 與i 關(guān)節(jié)的軸線重合。 12.齊次坐標(biāo)變換矩陣 [] 是將 []和 合寫在一起表示。13.在末端執(zhí)行器上，所夾持工件的角速度“ω”是所有回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的 矢量和。 14.升降臺銑床的主要參數(shù)是工作臺工作面的寬度，主要性能指標(biāo)是工作臺工作面的 。 15．機(jī)械制造裝備的精密化，成為普遍的發(fā)展趨勢，從微米級發(fā)展到亞微米級，乃至 。 16．任何一個表面都可以看成一條曲線（或直線）沿著另一條曲線（或直線）運(yùn)動的軌跡，這兩條曲線（或直線）稱為該表面的 。 17．當(dāng)運(yùn)動部件低速運(yùn)動時,主動件勻速運(yùn)動,從動件往往出現(xiàn)速度不均勻的跳躍式運(yùn)動,這種現(xiàn)象,稱為__________. 18．滾動軸承的預(yù)緊力分為三級，輕預(yù)緊力適用于高速主軸，中預(yù)緊力適用于中、低速主軸， 適用于分度主軸。 19．工作空間是指工業(yè)機(jī)器人正常運(yùn)行時 參考點(diǎn)能在空間活動的最大范圍。 20．在末端執(zhí)行器的參考點(diǎn)P，相對于基座坐標(biāo)系的速度，可通過相應(yīng) 變量對時間的微分而得到。 三．問答題 （30分 每小題6分） 得 分 批閱人 1．主軸箱設(shè)計(jì)中，為什么要遵循“傳動副前多后少”的原則 ？ . 2．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同？ 3在生產(chǎn)線專用機(jī)床的總體設(shè)計(jì)中，“三圖一卡”的設(shè)計(jì)工作指的是 什么 ? 4若主軸剛度低，支承剛度高，主軸跨度如何選擇？ 5.試述確定標(biāo)準(zhǔn)公比φ的原則是什么 ? 四．分析推導(dǎo)題 （21分 每小題7分） 得 分 批閱人 1.試述根據(jù)什么原則，選擇支承件的截面形狀，搖臂鉆床搖臂的截面為何種形狀？為什么為該形狀？ 2.某數(shù)控機(jī)床工作臺驅(qū)動如下圖所示，求變換到電機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量J ? 參 數(shù) 齒輪 Z1 齒輪 Z2 Ⅰ軸 絲 杠 電 機(jī) n(r/min) 720 360 360 360 720 J(kg/m)2 0.01 0．16 0.004 0．012 0.224 重量G=3000N V 工作臺系統(tǒng)圖 絲杠導(dǎo)程S=5mm Ⅰ 3.在數(shù)控機(jī)床變速箱中，用調(diào)速電機(jī)無級調(diào)速，試導(dǎo)出變速箱的公比 等于電機(jī)恒功率調(diào)速范圍 時，變速箱的變速級數(shù)Z的 表 達(dá)式。 五．試分析及床主軸的前軸承精度，一般要比后軸承的精度高一級。 （12分 ） 得 分 批閱人 六．滾珠絲杠預(yù)拉伸的目的是什么？ 為達(dá)到預(yù)拉伸的目的，滾珠絲杠廠家采取什么措施？ （7分 ） 得 分 批閱人 《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》答案(4) 一． 選擇題 （10分每小題1分） 1.D 2.C 3.B 4.C 5.A 6.B 7.D 8.B 9.C 10.C 二．填空題 （20分 每小題1分） 1．最大鉆孔直徑 2.基型 3.自激振動 4.兩端固定 5.壓板 6．端面齒盤 7.熱變形 8.柔性調(diào)整法 9.墊片的薄厚 10．機(jī)械卸荷 11.Z 12. 13角速度 14.長度 15納米級 16．發(fā)生線 17.爬行 18.重 19.手腕 20。位置 三．簡答題 （30 分 每小題6分） 1.答：1）主變速系統(tǒng)從電機(jī)到主軸，通常是降速傳動。接近電機(jī)傳動件轉(zhuǎn)速較高，由公式 M=9550 可知。傳動的轉(zhuǎn)矩較小，尺寸小些。 （2分） 2）靠近主軸轉(zhuǎn)速小，轉(zhuǎn)矩大，尺寸大。 (2分) 3）擬定主軸變速系統(tǒng)時，盡可能將傳動副較多的變速組安排在前面， 將傳動副較少的變速組安排在后面，以減小變速箱的尺寸。（2分） 2. 答：工業(yè)機(jī)器人與機(jī)床在基本功能和工作原理上相同之處：1）兩者都有位姿變化要求。 （2分） 2）都是通過坐標(biāo)運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器的位姿變化。（1分）不同之處：1）機(jī)床以直角坐標(biāo)五為主，機(jī)器人以關(guān)節(jié)形式運(yùn)動為主。（2分） 2）機(jī)床剛度、精度高，機(jī)器人剛度精度比較低。（1分） （共計(jì)6分） 3.答：1）被加工零件圖。（1分） 2）加工示意圖 （1分） 3）機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖 （2分） 4）生產(chǎn)計(jì)算卡 （2分 ）。 4.答：可選主軸跨距略小的最佳跨距L. (3分) 主軸綜合剛度主要受軸承與支承的應(yīng)響，即軸承支承剛度高，主軸綜合剛度也高。 （3分） 5. 答： 1）通用機(jī)床，輔助時間與準(zhǔn)備結(jié)束時間長，，轉(zhuǎn)速損失不會因起加工周期過多的延長，為使變速箱不過于復(fù)雜，一般取φ=1.26 或1.41 等較大的公比。 （ 2分） 2）專用機(jī)床，情況相反，取φ=1.12或 1.26較小的公比。 （2分） 3）自動化小型機(jī)床，切削時間遠(yuǎn)小于輔助時間，取公比為 1.58 1.78 ，2 。以簡化機(jī)床結(jié)構(gòu)。 （2分） 四．分析題 （21分 每小題7 ） 1．答； 1）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，抗彎剛度與抗扭剛度高。 （2分） 2）圓形截面抗扭剛度比方形的好，而抗彎矩小。 （2分） 3)封閉界面遠(yuǎn)比開口截面的剛度高，特別是抗扭剛度高。 （1分） 4）搖臂在加工時，既有彎又有扭，因此選非圓非方空心封閉形狀，且高度尺寸大于寬度尺寸。 （2分） 3．解: （7分 ） 變速箱的變速級數(shù)Z的表達(dá)式： （2分） （1分） 故：Z= （2分） 當(dāng) 時，Z= （2分） 2．各運(yùn)動部件折算到電動機(jī)軸上的當(dāng)量轉(zhuǎn)動慣量為： JL= （3分） =0.01+0.16+0.04+0.012 + =0.01+0.04+0.001+0.03+0.0002 =0.054 kg （4分） 五．（12分） 答：前軸承的軸心有偏移量， 后軸承偏移量為零時，偏移量引起的主軸主端軸心偏移量為 后軸承有偏移量,前軸承的軸心偏移量為零時，引起的主軸主軸端偏移量為： 顯然，前軸承的精度比后軸承對主軸部件影響大。應(yīng)精度高一級。 A 后 軸承 前軸承 A B 軸 端 L a 六．( 7分) 答：滾珠絲杠的預(yù) 拉伸量的目的，是為了提高滾珠絲杠的拉壓剛度與補(bǔ)償絲杠的熱變形。 1）使絲在最大軸向載荷作用下，受力方向仍然保持受拉狀態(tài)。 2）絲杠的預(yù) 拉伸量應(yīng)能補(bǔ)償絲杠的熱變形。 滾珠絲杠廠家特制絲杠螺距，比設(shè)計(jì)值小一些。