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B《機械制造裝備設(shè)計》（003） 試卷（閉卷）（試卷編號：003） （考試時間：120分鐘或規(guī)定時間, 適用機制專業(yè)） 1題號 一 二 三 四 五 六 七 總分 復(fù)核人 分值 20 10 10 30 10 20 100 得分 一．填空題 ( 每空 1分 共計20分) 得 分 批閱人 1.影響機械裝備加工精度的主要因素有：幾何精度、傳動精度、（ ）、（ ）、低速運動平穩(wěn)性。 2.機械制造裝備的一般功能要求有：加工精度、剛度、強度、抗振、（ ）、（ ）、技術(shù)經(jīng)濟性。 3.機械制造裝備的全自動化是指能自動完成工件的（ ）、加工、和（ ）的生產(chǎn)過程。 4.綠色產(chǎn)品設(shè)計是在充分考慮產(chǎn)品功能、( )、( )和開發(fā)周期的同時，應(yīng)對環(huán)境影響最小，對資源利用率最高。 5.金屬切削機床，按加工原理不同可分為：車床、鉆床、鏜床、磨床、( )、( )、銑床、刨床、拉床、特種機床及其它機床。 6.特種加工技床有：電加工機床、超聲波加工機床、激光加工機床、( )加工機床、( )加工機床、水射流加工機床。 7.機械制造裝備設(shè)計可分為：( )設(shè)計、變形式設(shè)計、和( )設(shè)計等三大類。. 8.創(chuàng)新設(shè)計在明確設(shè)計任務(wù)后，經(jīng)過：產(chǎn)品規(guī)劃、方案設(shè)計、( )和( )等四個階段。 .9.總體設(shè)計中的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)包括：（ ）參數(shù)、運動參數(shù)和（ ）參數(shù)。 10.工藝設(shè)計階段分為：零件圖設(shè)計、裝配設(shè)計圖設(shè)計、（ ）設(shè)計、（ ）文件。 得 分 批閱人 二、選擇題（下列各題的備選答案中只有一個選項是正確的，請把正確答案填在括號中。每小題1 分，共10分） 1.機電一體化是指：機械技術(shù) 、傳感測量、（ ）、自動控制、電力電子等技術(shù)的系統(tǒng)工程。 A.機械技術(shù) B. 信息處理 C.計算機技術(shù) D.工業(yè)管理技術(shù) 2．可靠度是產(chǎn)品的可靠性度量（ ），是指產(chǎn)品在規(guī)定的時間，規(guī)定的條件完成規(guī)定任務(wù)的概率。 A.產(chǎn)品數(shù)量 B. 概率 C. 標準 D.能力 3.機床的基礎(chǔ)坐標系為Oxyz。機床的運動坐標系規(guī)定為：沿x y z 的直線運動為( )；繞x y z 軸轉(zhuǎn)動為A 、B、 C軸；平行x y z軸的輔助軸為U 、V 、W表示。 A. X 、 Y 、 Z軸 B. A 、B、 C軸 C. U 、V 、W軸 4.機床工作時的內(nèi)熱源有：電機、液壓系統(tǒng)、機械摩擦、（ ）。 A. 電機 B切削熱 C.各零件 D.切屑 5.當機床部件產(chǎn)生爬行現(xiàn)象時，會影響機床的 定位精度、（ ）、工件表面粗糙度。 A. 工件加工精度 B.平行度 C.平面都 D.垂直度 6.電氣伺服進給部件的驅(qū)動方式有：步進 機、直流電機、（ ）、直線電機。 A. 交流調(diào)速電機 B.異步電機 C.同步電機 D.伺服電機 7.數(shù)控機床，按其測量反饋裝置的有無，及其位置，可以分為 開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)、（ ）。 A. 半開環(huán)控制系統(tǒng) B.無反饋 C.有反饋 D.不確定 8.磁浮軸承的特點是：無機械磨損、（ ）、運動無噪聲、無潤滑、無污染、溫升低。 A. 理論上速度無限 B.無溫升 C.簡單 D.純機械裝置 9.機床支承部件的合理設(shè)計是：以最小的質(zhì)量條件下，獲得( )。 A最大的靜剛度。 B. 最大的動剛度。 C.最大強度 D.合理剛度. 10．導(dǎo)軌的間隙對機床的工作性能有著直接的影響，若間隙過大，影響（ ）。 ．A. 強度 B.精度與平穩(wěn)性 C.生產(chǎn)率 D.溫度高。 得 分 批閱人 三、判斷題（在題后的括號內(nèi)，正確的打“√”，錯誤的打“”。每小題1分，共10分） 1.綠色產(chǎn)品設(shè)計是充分考慮產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、開發(fā)周期的同時，使產(chǎn)品從 設(shè)計、制造、使用對環(huán)境影響最小，資源利用率最高。 （ ） 2..影響機床振動主要原因：機床剛度、機床阻尼、機床系統(tǒng)固有頻率.( ) 3．機床工作時的內(nèi)熱源有：電機、液壓系統(tǒng)、機械摩擦、切削熱。 ( ） 4.當機床部件產(chǎn)生爬行現(xiàn)象時，僅會影響機床的 定位精度。 ( ） 5.直流電機的無級調(diào)速，是采用 調(diào)壓和調(diào)磁的方法 ，來達到主軸所需轉(zhuǎn)速。 （ ） 6.磁浮軸承的特點是：有機械磨損、理論上速度有限。 （ ） 7..機床的精度包括：幾何精度、運動精度、傳動精度、定位精度 、工作精度、精度保持性。 （ ） 8導(dǎo)軌應(yīng)滿足的僅要求：導(dǎo)軌精度高、承載能力。 （ ） 9．主軸軸承的配置形式：僅有速度型。 （ ） 10..主軸軸承的配置形式：僅有剛度型。 （ ） 四．簡答題 （每小題6分 計30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？ (6分) 2 .機器人手腕的功能及設(shè)計要求是什么？（6分） 3.什么叫柔性制造系統(tǒng)？它由哪幾個基本部分組成？（6分） 4.機床主傳動系設(shè)計應(yīng)滿足的一般原則是什么? （6 （10分） 得 分 批閱人 五．楔塊杠桿回轉(zhuǎn)夾持器的工作原理如下圖（1）所示。試推導(dǎo)夾持力與 驅(qū)動力之間的關(guān)系式。 得 分 批閱人 六．計算題: 圖為車床的傳動系統(tǒng)圖。 公比φ=1.41 ，電機轉(zhuǎn)速為1440 r/min 。 標準轉(zhuǎn)速表如下。 試求： （1）擬定結(jié)構(gòu)式； （2）確定傳動級數(shù) （3）按表查出標準轉(zhuǎn)速數(shù)列 （4）畫轉(zhuǎn)速圖 （共計20分） 試題答案 （編號：003） 一． 填空題 （計20 每空1分） 1.運動精度、定位精度 2.加工穩(wěn)定性、耐用度 3.上料、卸料 4.質(zhì)量、成本 5.齒輪機床、螺紋機床 6.電子束、離子束 7.創(chuàng)新設(shè)計、模塊化設(shè)計 8.技術(shù)設(shè)計、工藝設(shè)計 9.尺寸參數(shù)、動力參數(shù) 10.商平化設(shè)計、工藝化設(shè)計 二．選擇題 （計10分 每小題1分） 1B 2C 3A 4B 5A 6A 7A 8A 9A 10B 三．判斷題 （計10分 每小題1分） 1 2√ 3√ 4 5√ 6 7√ 8 9 10 四．簡答題 （計30分 每小題6分） 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？ (6分) 3.答 1）無論是方形、圓形、矩形，空心截面的剛度都比實心的大同樣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的而壁厚的截面，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。 （1分） 3)封閉界面遠比開口截面的剛度高，特別是抗扭剛度。 （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） 2 .機器人手腕的功能及設(shè)計要求是什么？ 1）手腕的功能:（1）連接并支持末端執(zhí)行器。 (1分) （2）實現(xiàn)末端執(zhí)行器三個姿態(tài)坐標，即三個轉(zhuǎn)動自由度。（1分） 2）設(shè)計要求：（1）手腕力求接構(gòu)緊湊，體積小重量輕。 （1分） （2）在滿足工作要求的條件下，盡量減少自由度，力求簡化。（1分） （3）提高手腕的精度與剛度。 （1分） （4）手腕各關(guān)節(jié)軸，應(yīng)有限位開關(guān)與機械擋塊。 （1分） 3.什么叫柔性制造系統(tǒng)？它由哪幾個基本部分組成？ ．答：1）是一個以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，面對車間的開方式集成制造系統(tǒng)。擁有CAD、 數(shù)控編程、工夾具管理、質(zhì)量管理、數(shù)據(jù)采集等功能，可根據(jù)制造任務(wù)與生產(chǎn)環(huán)境的變化，迅速調(diào)整，以適應(yīng)多品種、中小批生產(chǎn)。 (3分) 2)基本組成：（1）加工子系統(tǒng)：加工裝備、工藝裝備、輔助裝備。 （1分） （2）物流子系統(tǒng)：儲存裝備、傳輸裝備、搬運裝備。 （1分） （3）控制子系統(tǒng)：過程控制與過程監(jiān)視。 （1分） 4.機床主傳動系設(shè)計應(yīng)滿足的基本要求是什么? 答: 1) 傳動副前多后少原則，可減小變速箱的尺寸。 (2分) 2) 傳動順序與擴大組相一致的原則，亦可減小變速箱的尺寸。 （2分） 3) 變速組的降速要前慢后快的原則，中間軸的轉(zhuǎn)速不要大于電機轉(zhuǎn)速 。(2分) 5..工業(yè)機器人與機床，在基本功能和工作原理上有何異同？ 答：工業(yè)機器人與機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）都是通過坐標運動來實現(xiàn)末端執(zhí)行器的位姿變化。 (3分) 不同之處：1）機床以直角坐標五為主，機器人以關(guān)節(jié)形式運動為主。2）機床剛度、精度高，機器人剛度精度比較低。 （3 分） 五．解： (5分) N N N c c c b . ∵Sin-------① 又 ∵ Nc=-------② ∴ （5分） 六．解：（1）擬定結(jié)構(gòu)式； 結(jié)構(gòu)式為：12= （ 5分） （2）確定傳動級數(shù) : 12級 （ 2分） （3）按表查出標準轉(zhuǎn)速數(shù)列 標準轉(zhuǎn)速: 40、56、80、112、160、224、315、450、630、900、1250、1800 （5 分 ） 4 （ （4）速度圖 （8分） 電 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 1800 r/min 1250 900 630 450 315 224 160 112 80 56 40 1440 r/min 180:288 24:48 22:62 18；72 36:36 42:42 60:30