1、機械制造裝備設計模擬試題3參考答案一、選擇（10分，每小題1分）1為了快速響應市場，提出了許多新的制造模式，例如 D 。A. “剛性”生產制造模式 B. 計算機輔助制造C. 成組技術 D. “精益敏捷柔性”2借助磨具對板料施加外力，迫使材料按磨具形狀、尺寸進行剪裁和塑性變形，得到要求的金屬板制件的設備，稱為 B 。A. 擠壓機 B. 沖壓機C. 軋制機 D. 鍛造機3普通車床的主要性能指標（第二主參數）是 B 。A. 床身上的最大回轉直徑 B. 最大的工件長度C. 工作臺工作面寬度 D. 工作臺工作面長度4機床在空轉條件下，在不運動或運動速度較低時各主要部件的形狀、相互位置和相對運動的精確程度

2、，稱為 A 。A. 幾何精度 B. 運動精度C. 傳動精度 D. 定位精度5稱為機器人機械本體，也可稱為主機的是 D 。A. 手臂 B. 末端執行器C. 機座 D. 操作機6一個四自由度平面關節型搬運（SCARA）機器人，其運動功能式為 B 。A. B. C. D. 7表示被加工零件在機床上的加工過程和加工方法的技術資料，稱為 。A.被加工零件工序圖 B. 加工示意圖C.機床總聯系尺寸圖 D. 生產率計算卡8刨床進給量的單位為 B 。A.毫米/每轉 B. 毫米/沖程C.毫米/分鐘 D. 轉/分鐘9把毛坯從料倉送到機床加工位置的裝置，稱為 。A.上料器 B. 隔料器C.減速器 D. 分路器10適

3、應高速輕載或精密機床的主軸軸承配置形式應選擇 A 。A.速度型 B. 剛度型C.速度剛度型 D. 抗振型二、填空（20分，每小題1分）1機械制造業的生產能力和發展水平標志著一個國家和地區國民經濟_現代化_的程度。2適應控制分約束適應控制、最佳適應控制和_學習適應控制_等。3搖臂鉆床的主參數是_最大鉆孔直徑_。4在系列型譜中，結構最典型、應用最廣泛的是所謂的“_基型_產品”。5當運動部件低速運動時，主動件勻速運動，從動件往往出現明顯的速度不均勻的跳躍式運動，這種現象，稱為_爬行_。6工業機器人額定負載主要根據作用于機械接口處的力和_力矩_來確定。7額定負載是指在機器人規定的性能范圍內，機械接口處

4、所能承受的負載的_允許值_。8搖臂鉆床的主要性能指標是主軸中心線至立柱母線的_最大距離_。9機床的幾何精度是指機床空載條件下，在不運動或運動速度較低時各主要部件的形狀，相互位置和_相對運動_ 的精確程度。10機床的抗振性包括兩個方面：抵抗受迫振動和抵抗_自激振動_的能力。11傳動軸通過軸承在箱體內軸向固定的方法有一端固定和_兩端固定_兩類。12滑動導軌間隙常用_壓板_和鑲條來調整。13目前在刀架的定位機構中，多采用錐銷定位和_端面齒盤_定位。14滾珠絲杠常采用預拉伸方式，以提高其拉壓剛度和補償其_熱變形_。15一般可取機器人處于機械原點時的狀態作為基準狀態。也可以取機器人各關節軸線與基座直角坐

5、標系軸線_平行_時的狀態作為基準狀態。16吸附式末端執行器（又稱吸盤），有_氣吸_式和磁吸式兩種。17雙公比變速傳動系統是在常規變速傳動系統基礎上，通過將基本組的級比指數增大到_1+2n _演變來的，n是大于1的正整數。18機械手的手爪在抓住刀具后還必須有_鎖刀_功能，以防止換刀過程中掉刀或刀具被甩出。19三聯滑移齒輪的最大和次大齒輪之間的齒數差應大于或等于_4_，以保證滑移時齒輪外圓不相碰。20直線伺服電動機可直接驅動工作臺進行直線運動，據文獻介紹，它的最大進給速度可達到_100m/min_，最大加/減速度為18g。三、問答（15分，每小題3分）1試述變速箱內傳動軸的軸向固定方法及特點？答：

6、有一端固定和兩端固定兩種，（1分）采用單列向心球軸承時，可以一端固定也可以兩端固定；采用圓錐滾子軸承時，則必須兩端固定。（1分）一端固定的優點是軸受熱后可以向另一端自由伸長，不會產生熱應力，因此，宜用于長軸。（1分）2工業機器人與機床在基本功能和工作原理上有何異同?答：（1）相同：1）兩者的末端執行器都有位姿變化要求。2）兩者都是通過坐標運動來實現末端執行器的位姿變化要求。（1分）（2）不同：1）機床以直角坐標形式為主，機器人以按關節形式運動為主。（1分2）機床的剛度精度要求很高，其靈活性相對較低；而機器人靈活性要求很高，其剛度精度相對較低。（1分3在生產線專用機床的總體設計中，“三圖一卡”的

7、設計工作指的是什么？（3分）答：（1） 被加工零件工序圖，（1分）（2）加工示意圖（1分）（3）機床總聯系尺寸圖（1分）（4）生產率計算卡4若主軸剛度低，支承剛度高，主軸跨距應如何選擇？（3分）答：可選主軸跨距略小于最佳跨距（2分）此時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。（1分）5回轉型夾持器與平移型夾持器各有何特點？（3分）答：（1）回轉型夾持器結構較簡單，但所夾持工件直徑有變動時，將引起工件軸線的偏移；（2分）（2） 平移型夾持器結構較復雜、體積大、制造精度要求高，但工件直徑變化不影響工件軸心的位置（1分）四、分析推導（12分，每小題4分）1某數控機床工作臺驅動

8、系統及參數如圖2所示，求轉換到電機軸上的等效轉動慣量JL 。(4分)答：1（2分）（2分）2在數控機床變速箱中，采用調速電動機無級調速。試導出變速箱的公比等于電動機恒功率調速范圍時，變速箱的變速級數Z的表達式。（4分）答：1 （2分）當時 （2分）3試述根據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，為什么為該形狀？（4分）答：（1）無論是方形、圓形或矩形空心截面的剛度都比實心的大，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；（1分）（2）圓（環）形截面抗扭剛度比方形的好，而抗彎剛度比方形的低；（1分）（3）封閉界面的剛度遠大于開

9、口截面的剛度，特別是抗扭剛度；（1分）（4）搖臂鉆床搖臂在加工時，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“耳朵”形。（1分）五、轉速圖設計（13分）根據圖2所示Z3040搖臂鉆床主傳動系統轉速圖，回答下列問題？（13分）(1)寫出其結構式：（2分）(2)寫出-軸間變速組的變速范圍公式及其大小（2分）(3)寫出軸變速范圍公式及其大小（1分）(4)找出軸III的計算轉速（4分）(5)找出軸上齒輪的計算轉速：（4分）答：（1）結構式： ； （2分） (2) ；（2分）（3）或 ； （1分）齒輪Z20Z61Z44Z34nc315100100250（4）軸號IIInc50

10、020010080(5)六、機器人設計計算（10分）試求三關節平面機器人運動功能矩陣T0,m 。（10分）答：（1）變成基準狀態后，建立運動功能矩陣T0,m式中：，（6分）式中：，（4分）七、手腕（10分）圖示為由圓錐齒輪傳動所構成的三自由度的機械傳動手腕的機構簡圖，試求當B、C軸不轉動，A軸以轉速單獨轉動時，手抓繞軸的回轉運動n5，以及當A、C軸不轉動，B軸以轉速單獨旋轉時，產生的手抓繞軸回轉的誘導運動。（10分）答：（1）A軸以轉速單獨轉動時，手抓繞軸的回轉運動n5 （2分）（2）當A、C軸不轉動，B軸以轉速單獨旋轉時，（1分）殼體6、組成行星輪系，為行星齒輪，殼體6，為行星輪架，產生的手抓繞軸回轉的誘導運動。 （2分），（5分）八、抓手