1、概念1、機床運動功能式答：表示機床的運動的個數、形式、功能及排列順序。床運動功能2、爬行答;當運動部件低速運動時，主動件勻速運動，從動件跳躍運動，這種不平穩的運動稱為爬行。3、柔性制造系統答：1）是一個以網絡為基礎，面對車間的開方式集成制造系統。擁有CAD、數控編程、工夾具管理、質量管理、數據采集等功能，可根據制造任務與生產環境的變化，迅速調整，以適應多品種、中想批生產。4、級比和級比指數答:指主動軸轉速數列公比稱為級比。級比的指數，稱為級比指數。5、模塊化設計答：在對產品進行功能分析的基礎上，劃分并設計出一系列通用模塊，根據市場需要，對模塊選擇組合，可構成不同功能、不同規格的變形產品。6、工

2、業機器人位姿是指機器人末端執行器的位置坐標。其姿態是指末端執行器的三個轉動角度。7、定位誤差：加工工序基準，在加工方向上的，最大位置變動量。8、機械制造系統中的物流答：原料進廠經儲存、加工、裝配、包裝、出廠全過程的每一個環節的移動和儲存，稱為生產物流。9、生產線節拍：指在連續完成相同的兩個產品，之間的間隔時間稱為生產節拍。即完成一個產品平均時間。0、機器人自由度工業機扁人的自由度與姿態:自由度，是指機器人末端執行器的三個移動自由度其姿態是指末端執行器的三個轉動自由度。機械制造裝備設計試卷01選擇題稱為機器人的機械本體，也稱為主體的是（D）A手臂B.末端執行器C.機座D.操作機機床傳動系統各末端

3、執行件之間的運動協調性,和均勻性精度，稱為（C）A.幾何精度.B.運動靜度，C.傳動靜度.D.定位精度.要求導軌導向性好，導軌面磨損時，動導軌會自動下沉，自動補償磨損量，應選（B）.A.矩形導軌B,三角形導軌C.燕尾形導軌.D.圓柱形軌機床主運動空轉時，由于傳動件摩擦，攪拌，空氣阻力等，使電動機消耗的部分功率，稱為（C）。A.切削功率Bo機械摩橡耗損功率Co空載功率Do額定功率。把毛坯從料倉送到機床加工位置，稱為（A）A.上料器Bo隔料器Co減速器Do分路器借用模具對板料施加壓力，迫使板料按模具形狀，尺寸進行剪裁或塑性變形，得到要求的金屬板的設備，稱為（B）A.擠壓機B.沖壓機C.軋制機D.鍛

4、造機7.機床定位部件，運動達到規定位置的精度，稱為（D）.A.幾何精度B.運動精度C.傳動精度D.定位精度在自動引導小車（AGV）的導向系統中，有陀螺儀，該導航方式稱為（B）.A.電磁引導Bo慣性導航Co光學引導Do激光導航。要求導軌可以承受較大的顚覆力矩，高度較小，結構緊湊，間隙調整方便，應選擇（C）A.矩形導軌B,三角形導軌C.燕形導軌D.圓柱形導軌刀架定位機構要求定位精度高、重復定位精度高、定位剛度好，經常釆用（C）。A.圓錐銷定位。B.圓柱銷定位C.端面齒盤定位。填空題（20分）搖臂鉆床的主要參數是最大鉆孔直徑在系列型譜中，結構典型,應用最廣泛的，是所謂的基型產品.機床抗振性包括兩個方

5、面:抵抗受迫振動和一自激振動的能力.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.滑動導軌間隙常用板和鑲條來調整.目前在刀架的定位機構中，多釆用錐銷定位和端面齒盤定位.滾珠絲杠常用預拉伸長方式，以提高拉亞剛度和補償熱變形在數控機床進給系統中，齒輪傳動間隙的消除，有剛性調整法和柔性調整法兩類。用墊片式調整滾珠絲杠螺母副的間隙時，通過改變墊片的薄厚來改變兩螺母之間的軸向距離，實現軸向間隙消除喩預緊。，導軌卸荷方式_機械卸荷液壓卸荷方式，氣壓卸荷方式.在機器人關節坐標軸軸線祀置的選擇中，對回轉關節，取_Z與i關節的軸線重合。齊次坐標變換矩陣*是將FJ和_山一_合寫在一起表示。1

6、3.在末端執行器上，所夾持工件的角速度“3”是所有回轉關節的角速度矢量和O升降臺銃床的主要參數是工作臺工作面的寬度，主要性能指標是工作臺工作TOC o 1-5 h z面的長度O機械制造裝備的精密化，成為普遍的發展趨勢，從微米級發展到亞微米級，乃至納米級O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）運動的軌跡，這兩條曲線（或直線）稱為該表面的發生線。當運動部件低速運動時，主動件勻速運動,從屈件往往出現速度不均勻的跳躍式運動，這種現象，稱為爬行.滾動軸承的預緊力分為三級，輕預緊力適用于高速主軸，中預緊力適用于中、低速主軸，重適用于分度主軸。在末端執行器的參考點P,相對于基座坐標

7、系的速度，可通過相應_位置變量對時間的微分而得到。工作空間是指工業機器人正常運行時手腕參考點能在空間活動的最大范圍。問答題（30分每小題6分）主軸箱設計中，為什么要遵循“傳動副前多后少”的原則？1）主變速系統從電機到主軸，通常是降速傳動。接近電機傳動件轉速較高，由公式M=9550-可知。傳動的轉矩較小，尺寸小些。n2）靠近主軸轉速小，轉矩大，尺寸大。（2分）3）擬定主軸變速系統時，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）工業機器人與機床，在基本功能和工作原理上有何異同？工業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

8、要求。（2分）2）都是通過坐標運動來實現末端執行器的位姿變化。（1分）不同之處：1）機床以直角坐標五為主，機器人以關節形式運動為主。（2分）2）機床剛度、精度高，機器人剛度精度比較低。（1分）（共計6分）3在生產線專用機床的總體設計中，“三圖一卡”的設計工作指的是什么？1）被加工零件圖。（1分）2）加工示意圖（1分）3）機床總聯系尺寸圖（2分）4）生產計算卡（2分）。4若主軸剛度低，支承剛度高，主軸跨度如何選擇？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響，即軸承支承剛度高，主軸綜合剛度也高。（3分）試述確定標準公比4）的原則是什么？1）通用機床，輔助時間與準備結束

9、時間長,，轉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雜，一般取4=1.26或1.41等較大的公比。（2分）2）專用機床，情況相反，取b=l.12或1.26較小的公比。（2分）3）自動化小型機床，切削時間遠小于輔助時間，取公比為1.58TOC o 1-5 h z78,2o以簡化機床結構。（2分）分析推導題（21分每小題7分）1試述根據什么原則，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？答1）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，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）封閉界面遠比開口截面的剛度

10、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）2.某數控機床工作臺驅動如下圖所示，求變換到電機的轉動慣量J?參數齒輪Z1齒輪Z2I軸絲杠電機n(r/min)720360360360720J(kg/m)20.010.160.0040.0120.224TOC o 1-5 h z各運動部件折算到電動機軸上的當量轉動慣量為：E人牛）2+工也幺）2JL二KCDco（3分）（720Y（360丫（360丫（360=0.01+0.16+0.04+0.012（720丿（720丿（720丿i三.問答題（30分每小題6分）1簡述諧波齒輪減速

11、裝置的工作原理？（6分）答；諧波齒輪減速裝置是由三個基本構件組成，即內齒剛輪G,外齒柔輪R和波發生器組成。柔輪比剛輪少2個或幾個齒。（2分）波發生器外徑比柔輪內徑大些，當波發生器裝入柔輪內時，使柔輪成為橢圓形，其長軸兩端與剛輪內齒嚙合，短軸方向的齒完全脫開，其余齒視回轉方向分別處于“嚙入”或“嚙出”狀態，當波發生器連續回轉時，嚙入嚙出區，隨著橢圓長短軸的向位變化而依次變化，于是柔輪相對不動的剛G沿著波發生器的反方向低速回轉。（2分）特點：結構緊湊尺寸小、傳動比大、承載能力強、傳動平穩、傳動精度高、效率高。廣泛應用于機器人中。（2分）機器人手腕的設計要求是什么？（6分）答：1）機器人手腕處于手的

12、末端，應結構緊湊尺寸小、重量輕。（2分）2）手腕部件的自由度愈多，對作業范圍大，適應能力強。但結構復雜。（2分）TOC o 1-5 h z3）提高機器人手腕精度與傳動剛度。（2分）4）各關節應有限位開關與機械擋塊。（答3條計6分）機床主傳動系統中，擴大變速范圍最簡便的方法有那些？（6分）答：1）增加變速組是擴大變速范圍最簡單的方法。（2分）2）采用背輪機構。（2分）3）釆用雙公比傳動系。（2分）4）采用分支傳動。（答3條計6分）四.分析推導題（20分每小題10分）試述根據什么原則，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？答;1）空心截面的剛度都比實心的大，同樣截面形

13、狀和面積，外形尺寸大，抗彎剛度與抗扭剛度高。（3分）2）圓形截面抗扭剛度比方形的好，而抗彎矩小。（2分）3）封閉界面遠比開口截面的剛度高，特別是抗扭剛度。（2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。（3分）圖為三自由度機械傳動手腕的機構簡圖，試求當S.B軸不轉動時，由行星輪2和14自轉運動誘導出的附加的手腕回轉轉速斤：與手腕俯仰運動轉速卅9。151615161.2、3、4.S.6U、111213、24、15一齒輪8手爪9、10、16殼體答：當S.B軸不動時,T軸轉動，齒輪ZmZ】4為行星輪，殼體10為行星架,齒Z2Z3Z13Z14連同殼體10構成

14、兩行星輪系，則行星輪Z2自傳動誘導出的手爪回轉運動轉速為：（5分）n/7=乙乙（n/7=乙乙（Z3+Z2）Z7Z5Z2nT（2分）15161516行星輪Z14自傳動誘導出的輔加手腕俯仰運動轉速為:（3分）,_Z12(Z13+ZjH9（3分）五轉速圖設計：根據下圖所示Z3040搖臂鉆床主傳動系統轉速圖，回答下列問題。（15分）寫出其結構式2）寫出V-VI軸間變速組的變速范圍公式及其大小。1161:39Z3040搖臂轉床主傳動系統轉速圖61:39Z3040搖臂轉床主傳動系統轉速圖3）寫出V【軸變速范圍公式及其大小。4）找出軸III-VI軸的計算轉速。200012508006305004003152

15、5020016012510080634025答:(15分)TOC o 1-5 h z結構式為：16=22x25x24x2s(4分)R,=嚴=1.2&心=6.35(3分).2(2-1)5(2-1)4(2-1)8(2-1)19R廣RR,R、R產(P(P(P(P=cp=1.26=80-9(5分)計算轉數(3分)軸號mIVVVIN50020010080TOC o 1-5 h z六.假定設計爐=1.41,12二39Q的變速系統有以下幾種方案，試選定最佳結構式，為什么？（5分）A丄N全2C六.答：最佳結構型式為（A）符合“前密后疏”的原則。1得分-11得分-1D閱批人（5分）1.影響機械裝備加工精度的主要

16、因素有：兒何精度、傳動精度、（運動精度）、（定位精度）、低速運動平穩性。機械制造裝備的一般功能要求有：加工精度、剛度、強度、抗振、（加工穩定性）、（耐用度）、技術經濟性。機械制造裝備的全自動化是指能自動完成工件的（上料、）、加工、和（卸料）的生產過程。綠色產品設計是在充分考慮產品功能、（質量）、（發周期的同時，應對環境影響最小，對資源利用率最高。得分閱批人成本1.影響機械裝備加工精度的主要因素有：兒何精度、傳動精度、（運動精度）、（定位精度）、低速運動平穩性。機械制造裝備的一般功能要求有：加工精度、剛度、強度、抗振、（加工穩定性）、（耐用度）、技術經濟性。機械制造裝備的全自動化是指能自動完成工

17、件的（上料、）、加工、和（卸料）的生產過程。綠色產品設計是在充分考慮產品功能、（質量）、（發周期的同時，應對環境影響最小，對資源利用率最高。得分閱批人成本）和開金屬切削機床，按加工原理不同可分為：車床、鉆床、鎮床、磨床、（齒輪機床）、螺紋機床）、銃床、刨床、拉床、特種機床及其它機床。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、（電子束）加工機床、（離子束）加工機床、水射流加工機床。機械制造裝備設計可分為：（創新設計）設計、變形式設計、和（模塊化設計）設計等三大類。.工藝設計階段分為：零件圖設計、裝配設計圖設計、（商平化設計）設計、（工藝化設計）文件。創新設計在明確設計任務后，經過

18、:產品規劃、方案設計、（技術設計）和（工藝設計）等四個階段。總體設計中的主要結構參數包括：（尺寸參數）參數、運動參數和（動力參數）參數。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、傳感測量、（B）、自動控制、電力電子等技術的系統工程。A.機械技術B.信息處理C.計算機技術D.工業管理技術可靠度是產品的可靠性度量（C）,是指產品在規定的時間，規定的條件完成規定任務的概率。A.產品數量B.概率C.標準D.能力機床的基礎坐標系為Oxyzo機床的運動坐標系規定為：沿xyz的直線運動為（A）;繞xyz軸轉動為A、B、C軸

19、；半行xyz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軸機床工作時的內熱源有：電機、液壓系統、機械摩擦、（B）。A.電機B切削熱C.各零件當機床部件產生爬行現象時，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.切屑A）、D.垂直度AD.切屑A）、D.垂直度A）、A.交流調速電機B.異步電機數控機床，按其測量反饋裝置的有無,閉環控制系統、（A）oA.半開環控制系統B.無反饋磁浮軸承的特點是：無機械磨損、（C.同步電機D.伺服電機及其位置，可以分為開環控制系統、C.有反饋D.不確定A）、運動無噪聲、無潤滑、無污染、溫升低。A.理論上

20、速度無限B.A.理論上速度無限B.無溫升C.簡單D.純機械裝置導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（B）oA.強度B.精度與平穩性C.生產率D.溫度高。TOC o 1-5 h z機床支承部件的合理設計是：以最小的質量條件下，獲得（A）oA最大的靜剛度。B.最大的動剛度。C.最大強度D.合理剛度.三、判斷題（在題后的括號內，正確的打“丁”，錯誤的打“X”。每小題1分,共10分）綠色產品設計是充分考慮產品的功能、質量、開發周期的同時，使產品從設計、制造、使用對環境影響最小，資源利用率最高。（X）影響機床振動主要原因：機床剛度、機床阻尼、機床系統固有頻率（V）機床工作時的內熱源

21、有：電機、液壓系統、機械摩擦、切削熱。（V）當機床部件產生爬行現象時，僅會影響機床的定位精度。（X）直流電機的無級調速，是釆用調壓和調磁的方法，來達到主軸所需轉速。（V）磁浮軸承的特點是：有機械磨損、理論上速度有限。（X）機床的精度包括：兒何精度、運動精度、傳動精度、定位精度、工作精度、TOC o 1-5 h z精度保持性。（V）8.主軸軸承的配置形式：僅有速度型。（X）9導軌應滿足的僅要求：導軌精度高、承載能力。（X）主軸軸承的配置形式:僅有剛度型。（X）四.四.簡答題（每小題6分計30分）1.機器人手腕的功能及設計要求是什么？（6分）)分分分分分分1IX1x1A1x1X(1）手腕的功能：（

22、1)分分分分分分1IX1x1A1x1X(（2）實現末端執行器三個姿態坐標，即三個轉動自由度。2）設計要求：（1）手腕力求接構緊湊，體積小重量輕。（2）在滿足工作要求的條件下，盡量減少自由度，力求簡化。（3）提高手腕的精度與剛度。（4）手腕各關節軸，應有限位開關與機械擋塊。什么叫柔性制造系統？它由哪兒個基本部分組成？（6分）答：1）是一個以網絡為基礎，面對車間的開方式集成制造系統。擁有CAD、數控編程、工夾具管理、質量管理、數據采集等功能，可根據制造任務與生產環境的變化，迅速調整，以適應多品種、中小批生產。（3分）2）基本組成：（1）加工子系統：加工裝備、工藝裝備、輔助裝備。（1分）（2）物流子

23、系統：儲存裝備、傳輸裝備、搬運裝備。（1分）（3）控制子系統：過程控制與過程監視。（1分）得分閱批人(6機床主傳動系設計應滿足的一般原則是什么？（10分）(6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，中間軸的轉速不要大于電機轉速。（2分）工業機器人與機床，在基本功能和工作原理上有何異同？答：工業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末端執行器的位姿變化。（3分）不同之處：1）機床以宜角坐標五為注剛度、精度高，機器人剛度精度比較

24、勺不同之處：1）機床以宜角坐標五為注剛度、精度高，機器人剛度精度比較勺五.楔塊杠桿回轉夾持器的工作原理女幾器人以關節形式運動為主。2）機床圖（1）所示。試推導夾持力與驅動力尸之間的關系式。解（5分）2bSij(KNc=2bSij(KNc=F3六計算題：圖為車床的傳動系統圖。r/min。標準轉速表如下。公比4）=1.41,電機轉速為14400256六計算題：圖為車床的傳動系統圖。r/min。標準轉速表如下。公比4）=1.41,電機轉速為144002562430243018*1263x721631.56312525050010001733.56713226553010601835.571140魏5

25、6011201937.57515030060011W204080160315血125021.242.585170335670132022.445901W)355710140023.647.59519037575015002550100200400$00160026.55310621242585017002856112224450900180030601182364759501900l車t/m得分閱批人試求:（1）擬定結構式；試求:（1）擬定結構式；（3）按表查出標準轉速數列（4）畫轉速圖（共計20分）解：（1）擬定結構式；結構式為:12=Xx（5分）（2）確定傳動級數：12級（2分）（3）按表

26、査出標準轉速數列標準轉速：40、56、80、112、160224、315、450、630、900、1250、1800（5分）（8分）（8分）機械制造裝備設計試卷04一.填空題（每空1分共計20分）影響機械裝備加工精度的主要因素有：幾何精度、傳度精度、運動精度（定位精度）、（低速平穩性）o機械制造裝備的全自動化是指能自動完成工件的（上料）、加工、和（卸料）的生產過程。金屬切削機床，按加工原理不同可分為：車床、鉆床、鎮床、磨床、齒輪機床、螺紋機床、（銃床）、（刨床）、拉床、特種機床及其它機床。創新設計在明確設計任務后，經過:產品規劃、方案設計、（技術設計）和（工藝設計）等四個階段。總體設計中的系統

27、原理圖包括產品總體布局圖、機械傳動系統圖、（液壓系統圖）系統圖、（電力控制圖）控制圖。.工藝設計階段分為：（零件圖、）圖設計、裝配設計圖設計、（商平化設計）設計、編制技術文件。主軸部件應滿足的基本要求有：旋轉精度、剛度、（抗振性）、（溫升與熱變形）、精度保持性。8.導軌應滿足的要求：導軌精度高、承載能力強、（精度保持性）、（低速平穩性）。按照機械結構類型分類，工業機器人分為四類：關節機器人、（球坐標機器人）、（圓柱坐標機器人）、直坐標機器人。.10.物流系統的特點有：實現價值特點、主要功能特點、（物流過程特點）、（物流運行特點）oA.刀具B.材料C.工藝D.儀器儀表可靠度是產品的可靠性度量標準

28、，是指產品在規定的（條件完成規定任務的概率。A.A.刀具B.材料C.工藝D.儀器儀表可靠度是產品的可靠性度量標準，是指產品在規定的（條件完成規定任務的概率。A.產品數量B.概率C.時間影響機床振動主要原因：機床剛度、機床阻尼、（AA.機床系統固有頻率B.機床強度C.機床重量D.能力）,規定的）。D.機床復雜程度機床工作時的內熱源有：（A.液壓系統B.電機機床的噪聲源來自：（AA.機械噪聲B.擊打聲當機床部件產生爬行現象時，工件表面粗糙度。）、液壓系統、機械摩擦、切削熱。C.各零件D.切屑）、液壓噪聲、電磁噪聲、空氣動力噪聲。C.齒輪聲會影響機床的（D.A.雜音）、工件加工精度、二選擇題：（下列

29、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產品制造過程中所使用的各種（A）、模具、夾具、量具等，總稱為工藝裝備。D.垂直度的方法來達到主軸所需A.定位精度B.平行度D.垂直度的方法來達到主軸所需直流電機的無級調速，是采用調壓和（A轉速。A.調磁B.調電流C.調電容D.調電阻主軸的傳動方式主要有：（A）、帶傳動、電機直接驅動、A.齒輪傳動）、B.齒條傳動C.蝸輪蝸桿傳動.D.摩擦傳動導軌的間隙對機床的工作性能有著直接的影響，（B）,運動阻力大,磨損增加。A間隙過大B.間隙過小C.無.間隙10自動換刀系統的順序換刀方式是按照工藝要求，依次將所用的刀具（A

30、）中，加工時按順序調刀。A.按順序插入刀座B.不同工件順序向同。C.任意插入刀座三、判斷題（在題后的括號內，正確的打“丁”，錯誤的打“X”。每小題1分，共10分）1機電一體化是僅指：機械技術、傳感測量。（X）綠色產品設計是充分考慮產品的功能、質量、開發周期的同時，使產品從設TOC o 1-5 h z計、制造、包裝、運輸、使用、報廢處理整個生命周期中，對環境影響最小，資源利用率最高。（V）產品制造過程中所使用的各種刀具、模具、總稱為工藝裝備。（X）影口冋機床振動主要原因：機床剛度、機床阻尼。（X機床工作時的內熱源有：電機、液壓系統、機械摩擦。（X）當機床部件產生爬行現象時，會影響機床的定位精度、

31、工件加工精度、工件表面粗糙度。（V）磁浮軸承的特點是：無機械磨損、理論上速度無限、運動無噪聲、無潤滑、無污染、溫升低。（V）主軸軸承的配置形式：僅有速度型。（X）導軌應滿足的僅要求：導軌精度高、承載能力。（X）10工業機器人的手腕是連接手臂與末端執行器部件，實現末端執行器在空間的三個姿態。（J）簡答題（每小題6分計30分）1.諧波齒輪減速裝置的工作原理及其特點？下圖為原理圖。1）由三個基本構件組成，即內齒剛輪G,外齒柔輪R和波發生器組成。柔輪比剛2個或幾個齒。（1分）2）波發生器外徑比柔輪內徑大些，波發生器裝入柔輪內時，使柔輪成為橢圓形,其長軸兩端與剛輪內齒嚙合，短軸方向的齒完全脫開.（1分）

32、3）波發生器連續回轉時，嚙入嚙出區，隨著橢圓長短軸的向位變化而依次變。4）柔輪相對不動的剛（1分）G沿著波發生器的反方向低速回轉。（1分）5）特點：尺寸小、傳動比大、承載能力強、傳動平穩、傳動精度，效率高.在機床分級變速箱中，如何選用公比4）?（6分）答：1）通用機床，輔助時間與準備結束時間長，機動時間在加工周期中占的比重不大，轉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雜，一般取4=1.26或1.41等較大的公比。（2分）2）大批量的專用機床，情況相反，通常取4=1.12或1.26較小的公比。（2分）3）自動化小型機床，切削時間遠小于輔助時間，通常取公比為1.581.78,2o以簡

33、化機床結構。TOC o 1-5 h z工業機器人與機床，在基本功能和工作原理上有何異同？（6分）答:工業機器人與機床在基本功能和工作原理上相同之處：（3分）1）兩者都有位姿變化要求。2）都是通過坐標運動來實現末端執行器的位姿變化。不同之處：（3分）1）機床以直角坐標五為主，機器人以關節形式運動為主。2）機床剛度、精度高，機器人剛度精度比較低。4.在生產線專用機床的總體設計中，“三圖一卡”的設計工作指的是什么？（6分）答：1）被加工零件圖。（2分）2）加工示意圖（2分）3）機床總聯系尺寸圖（1分）4）生產計算卡。（1分）機算題（計20,分每小題10分）31.563125250500100033.

34、567132265530106035.571140280560112037.57515030060011804080160315630125042.58517033567013204590180355710140047.5951903757501500501002004000016005310621242585017005622244509001800601182364759501900表2-2標準數列某機床主軸轉速為：壯MOGOjl.=1&dm電機轉速為:殲=丄5kw）公比4表2-2標準數列1）試擬定結構式2）確定皮帶輪直徑3）確定表準轉速數列.某機床主軸轉速為：么益10如12=1電機轉速為

35、：（5分）=1-4u（7.5kw）（5分）1）試擬定結構式結構式為：6=3*22）確定皮帶輪直徑:1440_2801000_200電機帶輪200mm主軸帶輪280mm（。2分）（3分）3（3分）計算轉速數列為：1000、709、503、357、253、179由表査出標準速數列為：1000710、500355、250、1802楔塊杠桿回轉夾持器的工作原理如下圖（1）所示。丄知FP=10007b=300mm,c=500mm,a=|5求F?楔塊杠桿回轉夾持器的工作原理如下圖（1）所示。已知F!=100N,b=300mm,c=500mm,a=J5求FJ?解：NFPN”=2VSino又VNc=pNb（5

36、分）cFp7bSikk（5分）（10分）機械制造裝備設計試卷05一、選擇題（每題1分，共10分）隨行夾具的返回型式有上方返回、下方返回和（C）三種。（A）直線通過式；（B）折線通過式；（C）水平返回；按照工藝范圍，機床可分為（A）、專用機床、專門化機床（A）通用機床；（B）車床；（C）數控機床；根據數控機床的工作原理，它一般由信息載體、（C）、伺服統、機床本體等四部分組成。（A）伺服電機；（B）加工裝備；（C）數控裝置；倉儲設施的型式按其功能分有原材料庫、（A）、在制品庫、零部件成品庫、維修件和備件庫、產成品庫、工夾量具等工藝裝備庫等；（A）外購件庫；（B）車間級庫；（C）廠級庫；數控機床電氣

37、伺服系統按有無檢測和反饋裝置分為開環（B）和半閉環系統.（A）電氣系統；（B）閉環；（C）液壓系統；鉆模按其結構特點可分為（A）、回轉式鉆模、翻轉式鉆模蓋板式鉆模、滑柱式鉆模等五種類型。（A）固定式鉆模；（B）分離式鉆模；（C）可調式鉆模；采用少品種，大批量”的作法，強調的是“規模效益”.這種制造模式稱為（A）oA.“傳統模式“B.“精益生產”C.“敏捷制造“D。”精益一敏捷一柔性回轉運動導軌的截面形狀有三種：平面環形、（C）和雙錐導軌。（A）平面形；（B）錐面環形；（C）三角形;使用要求相同的部件，另件，按現行的各種標準和規范，進行設計與制造.，稱為（C）.A.產品系列化.B.結構典型化.C

38、.通用化標準化/S.另件.通用化10機床傳動系統各末端執行件之間的運動協調性,和均勻性精度，稱為（C）.A.幾何精度.B.運動靜度，C.傳動靜度.D.定位精度.判斷題（20分，每小題2分）機械制造裝備包括加工裝備、機床、倉儲輸送裝備和輔助裝備四種，它與制造工藝、方法緊密聯系在一起，是機械制造技術的重要載體。（V）.2。可調支承是支承點位置可以調整的支承。它不起定位作用，主要用于工件的TOC o 1-5 h z毛坯制造精度不高，而乂以粗基準面定位的工序中。（X）.3.刀具識別裝置是自動換刀系統的重要組成部分。常用的有順序選刀和任意選刀兩種型式。（V）機床間的工件傳遞和運送裝置目前包括有：托盤和隨

39、行夾具.有軌小車（RGV）和無軌小車（AGV）等。（J）導軌按結構型式可分為開式導軌和閉式導軌。（）若需要限制的自由度少于六個，定位時正好限制了這幾個自由則為完全定位。（V）工業機器人的驅動系統，是帶動操機作各運動副的動力源，常用的驅動方式包括手動、電動機驅動、液壓或氣動三種。（V）在工業機器人中的諧波減速傳動裝置，具有傳動比大、承載能力強、傳動精度高、傳動平穩、效率高、體積小、質量輕等優點。（V）在工廠“物流”是指從原材料和毛坯進廠，經過儲存、加工、裝配、檢驗、包裝，直至成品和廢料出廠，在倉庫、車間、工序之間流轉位、移動和儲存的全過程。（V）機械加工生產線主要由加工裝備、工藝裝備、輸送裝備、

40、輔助備和控制系統組成。三、簡答題（每題7分，共28分）.1.簡述自動化立體倉庫的工作過程？（7分）得分批閱人答：1）由輸送裝備將待入庫的貨物放到入庫裝卸站，由堆垛機用貨叉將貨物放到由堆垛機用貨叉將貨物放到托盤上。再將貨物托盤存入號倉。（2分）2）計算計控制堆垛機在巷道內行走，自動尋找存入（或取出）倉號。3）托盤到達倉位后，由堆垛機用貨叉將貨物送到貨位。（2分）4）若調出貨物，由堆垛機用貨叉將貨物放到托盤上，由堆垛機將貨物自動送到裝卸站，由輸送裝備運走。（1分）諧波齒輪減速裝置的工作原理及其特點？（7分）諧波齒輪減速裝置是由三個基本構件組成，即內齒剛輪G,外齒柔輪R和波發生器組成。柔輪比剛輪少2

41、個或幾個齒。（3分）波發生器外徑比柔輪內徑大些，當波發生器裝入柔輪內時，使柔輪成為橢圓形，其長軸兩端與剛輪內齒嚙合，短軸方向的齒完全脫開，其余齒視回轉方向分別處于“嚙入”或“嚙出”狀態，當波發生器連續回轉時，嚙入嚙出區，隨著橢圓長短軸的向位變化而依次變化，于是柔輪相對不動的剛G沿著波發生器的反方向低速回轉。特點：結構緊湊尺寸小、傳動比大、承載能力強、傳動平穩、傳動精度高、效率高。廣泛應用于機器人中。（1分）3。.什么是機械加工生產線？它主要由哪幾個基本部分組成？（7分）在機械產品生產過程中，對于一些工序較多的工件，為保證質量、提高效率、降低成本，可把加工裝備按照一定的順序依次排列，并用一些輸送

42、裝備與輔助裝備，將它們連接起來成為一體，使之能完成工件指定的加工過程。這種生產作業線稱為機械加工生產線。基本組成部分：加工裝備、工藝裝備、輸送裝備、輔助裝備和控制系統組成。試述變速箱內傳動軸的軸向固定方法及特點？（7分）答：有一端固定與兩端固定。（2分）采用單列向心軸承時，可一端固定，也可兩端固定。（2分）采用圓錐滾子軸承時，必須兩端固定（3分）四、設計題（20分）己知：圖示是某機床主傳動系統圖。公比（p=l41,（710/1440r/min）,試分析該機床主傳動系統。包括：寫出主傳動路線表達式；分析主軸的轉速級數Z；按表査出主軸標準轉速數列；得分閱批人釆用雙速電機3L563得分閱批人釆用雙速

43、電機3L563125250500100033.567132265530106035.571140280560112037.57515030060011804080160315630125042.58517033567013204590180355710140047.5951903757501500501002004008001600531062124258501700561122244509001800601182364759501900標準數列表（5分）1（5分）14401V%*%710%.2.由機床主傳動系統圖得：I-D軸的變速組為基本組，傳動副為2H-HI軸的變速組為第二擴大組，傳動副為

44、2雙速電機為第一擴大組，變速范圍為2,公比為（P=1.41（1分）（1分）（1分）（1分）3結構式為：8=4.當電機轉速為710r/min345r/min485r/min（2分）主軸轉速為：345r/min485r/min（2分）主軸轉速為：185r/min255r/min700r/min1000r/min（2分）標準轉速數列為：90、125.190、250、355、475、700、1000（2分）主傳動轉速圖（5分）14407101440710六.2.在數控機床變速箱中，用調速電機無級調速，試導出變速箱的公比（p等于電機恒功率調速范圍R“時，變速箱的變速級數Z的表達式。（7分等于電機恒功率調

45、速范圍R“時，變速箱的變速級數Z的表達式。（7分）變速箱的變速級數Z的表達式:Z-1故：Z=lg/?v-lg+l當24時，Z二警（2分）（1分）（2分）（2分）得分閱批人機械制造裝備設計試卷06一、簡述題（每題分6,共30分）1、工業機器人的設計內容有那些？總體設計：（1）基本參數的選擇：負載、作業空間、速度、性能指標。（2）總體方案設計：運動功能、傳動系統、結構布局、控制方案、總體評價。TOC o 1-5 h z2）結構設計：技術設計、施工設計（1分）3）總體綜合評價。（1分）簡述自動化立體倉庫的工作過程？（6分）答；1）由輸送裝備將待入庫的貨物放到入庫裝卸站，由堆垛機用貨叉將貨物放到由堆垛

46、機用貨叉將貨物放到托盤上。再將貨物托盤存入號倉。（2分）2）計算計控制堆垛機在巷道內行走，自動尋找存入（或取出）倉號。（2分）3）托盤到達倉位后，由堆垛機用貨叉將貨物送到貨位。（1分）（1分）“（1分）“三圖一卡”的設計工作指的是2）加工示意圖生產計算卡。3在生產線專用機床的總體設計中，什么？1）被加工零件圖。3）機床總聯系尺寸圖4）試述機床的基本參數包括那些內容？1）尺寸參數：指機床主要結構尺寸參數，通常包括與被加工零件有關尺寸,標準化工具或夾具安面平面尺寸。（2分）2）運動參數：機床執行件，如主軸、工件安裝部件（工作臺）的運動速度。（2分）3）動力參數：包括機床的各種驅動電機的功率或轉矩。

47、（2分）主軸箱設計中，為什么要遵循，傳動副“前多后少”的原則？1）主變速系統從電機到主軸，通常是降速傳動。接近電機傳動件轉速較高,由公式M=9550-可知。傳動的轉矩較小，尺寸小些。n（2分）2）靠近主軸轉速小，轉矩大，尺寸大。（2分）3）擬定主軸變速系統時，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）二、分析題（每題10分，共30分）得分批閱人1、工業機器人有那幾部分構成？（10分）答：（1）操作機：是機器人的機械本體，由末端執行器、手腕、手臂、機座組成。（2）驅動裝置：電機（液壓馬達）、減速器。（3分）（3）控制裝置：檢測、控制兩部分。

48、（3分）有級變速系統中，主傳動系統的轉速排列為何常采用等比數列？答：1）某工序要求合理轉速為n,但在Z級轉速中沒有這個轉速，其n.,級數Z,速度范圍Rn（5分）min1000二3）結構式為（5分）=XX0=sXV143%8081.4121.4111.41313電機帶輪為第一擴大組，級比指數為2,I一11軸間的變速組為基本組，級比指數為1,U-m軸間的變速組為第二擴大組級比指數為3o4）轉速圖（5分）1430143010001000720500360250機械制造裝備設計試卷07一、概念題（每題2分，共10分）1、工業機器人位姿工業機器人的位置與姿態，是指機器人末端執行器的位置坐標。其姿態是指末

49、端執行器的三個轉動角度。2、定位誤差定位誤差：加工工序基準，在加工方向上的，最大位置變動量。3、立體倉庫自動化倉庫稱為立體倉庫。采用多層貨架，自動存取物料的系統。4、生產線節拍生產節拍：指在連續完成相同的兩個產品，之間的間隔時間稱為生產節拍。5、機器人自由度工業機器人的自由度與姿態:自由度，是指機器人末端執行器的三個移動自由度,。（1分）其姿態是指末端執行器的三個轉動自由度。二、簡述題（每題10分，共40分）1、工業機器人的驅動方式有那些?如何選用驅動方式？答；1）驅動方式：電機驅動、液壓驅動、氣動。2）：（1）負載在1kw以下的工業機器人，多采用電動機驅（2）直流伺服電機與步進電應用廣泛,交

50、流服電機是新近的發展。（4）液壓驅動用于重型機器人，輕負荷用氣動。（2分）2、柔性制造系統的組成和規劃內容是什么？答：1）是一個以網絡為基礎，面對車間的開方式集成制造系統。擁有CAD、數控編程、工夾具管理、質量管理、數據采集等功能，可根據制造任務與生產環境的變化，迅速調整，以適應多品種、中想批生產。（4分）2）基本組成：（1）加工子系統：加工裝備、工藝裝備、輔助裝備（2）物流子系統：工件流、刀具流（2分）（3）控制子系統。（1分）3、試述根據什么原則，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？答；1）,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，抗彎剛

51、度與抗扭剛度高。2）圓形截面抗扭剛度比方形的好,而抗彎矩小。3）封閉界面遠比開口截面的剛度高，特別是抗扭剛度。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。4、六點定位原理是什么？平面定位時其定位元件如何選擇？.答1）采用六個按一定規則布置的約束點，限制了工件的六個自由度，使工件實現了完全定位2）粗加工采用支承釘、可調支承、自位支承定位3）精加工支承板定位。三、分析題（每題10分，共30分）d)b)d)b)T|=kd)77T如上圖所示，推力軸承在軸前、后支承的配置形式，應響主軸軸向剛度和主軸熱變形的方向和大小。試分析下列四種配置形式之條件與適應場合答：1）

52、圖（a）前端配置：兩個軸向推力軸承都置于前支承處，前支承處發熱量大，溫升高，但主軸受熱向后伸長，不影響軸向精度，對提高軸向剛度有利。用于高精度機床或數控機床。（4分）2）圖（b）后端配置:兩個軸向推力軸承都置于后支承處前支承處發熱量小,溫升低，但主軸受熱向前伸長，影響軸向精度，用于普通精度機床。（4分）3）圖（c）兩端配置：主軸受熱伸長時應響主軸承的軸向間隙，須有軸向補償熱膨脹，用于短主軸。（2分）試述無軌運輸小車（AGV）的組成是什么？答：無軌小車（AGV）的組成：（1）車體：由車架、車輪、減速器組成。（2分）（2）電源裝置：24V或48V蓄電池及充電裝置（2分）。（3）驅動裝置：減速器、制

53、動器、速度控制器。（2分）（4）轉向裝置：絞軸轉向式、差動轉向式。（2分）（5）車上控制裝置、通信裝置。安全裝置。（2分）試述機床的基本參數包括那些內容？答：1）尺寸參數：指機床主要結構尺寸參數，通常包括與被加工零件有關尺寸,標準化工具或夾具安面平面尺寸。（4分）2）運動參數：機床執行件，如主軸、工件安裝部件（工作臺）的運動速度。（4分）3）動力參數：機床的各種驅動電機的功率或轉矩。（2分）四、計算題（共10分）得分批閱人加工某一工件釆用一面兩孔定位，大孔釆用一個圓柱銷定位，小孔釆用一個菱形銷。己知大孔直徑Z?=2ol;mm,圓柱銷直徑4=22。皿，小孔直徑2=10伽，菱形銷直徑仏=1躍：;m

54、m,兩孔中心距厶=4DOmm，試計算轉角誤差。分析各定位元件所限制的自由度。TOC o 1-5 h z解：Dlmax=25+0.013D2max=10+0.009(2分)Dlmin=250.009d2min=100.019Lmin=400.05(3分)6a/2=(DlmaxDlmin)+(D2maxd2min)/2Lmin=02f15(5分)轉速圖設計：根據下圖所示Z3040搖臂鉆床主傳動系統轉速圖，回答下列問題。（10分）1）寫出其結構式得分批閱人2）寫出V-一VI軸間變速組的變速范圍公式及其大小。I13）寫出VI軸變速范圍公式及其大小。4）找出軸III-VI軸的計算轉速。答：（10分）TO

55、C o 1-5 h z1）結構式為：16=2/25%22s（3分）2）R,=嚴=1.26心=635（2分）3）R.=嚴嚴嚴嚴=b=1.26=so.9（3分）4）計算轉數（2分）軸號mIVVVIN50020010080.柔性調整法兩類。.柔性調整法兩類。機械制造裝備設計試卷08選擇題1稱為機器人的機械本體，也稱為主體的是（D）A手臂B.末端執行器C.機座D.操作機機床傳動系統各末端執行件之間的運動協調性,和均勻性精度，稱為（C）A.兒何精度.B.運動靜度，C.傳動靜度.D.定位精度.要求導軌導向性好，導軌面磨損時,動導軌會自動下沉，自動補償磨損量，應選（B）.A.矩形導軌B,三角形導軌C.燕尾形

56、導軌.D.圓柱形軌機床主運動空轉時，由于傳動件摩擦，攪拌，空氣阻力等，使電動機消耗的部分功率，稱為（C）。A.切削功率Bo機械摩橡耗損功率Co空載功率Do額定功率。把毛坯從料倉送到機床加工位置，稱為（A）A.上料器Bo隔料器Co減速器Do分路器借用模具對板料施加壓力，迫使板料按模具形狀，尺寸進行剪裁或塑性變形，得到要求的金屬板的設備，稱為（B）A.擠壓機B.沖壓機C.軋制機D.鍛造機7.機床定位部件，運動達到規定位置的精度，稱為（D）.A.幾何精度B.運動精度C.傳動精度D.定位精度在自動引導小車（AGV）的導向系統中，有陀螺儀，該導航方式稱為（B）.A.電磁引導Bo慣性導航Co光學引導Do激

57、光導航。刀架定位機構要求定位精度高、重復定位精度高、定位剛度好，經常釆用（C）A.圓錐銷定位。B.圓柱銷定位C.端面齒盤定位。要求導軌可以承受較大的顚覆力矩，高度較小，結構緊湊，間隙調整方便,應選擇（C）A.矩形導軌B,三角形導軌C.燕形導軌D.圓柱形導軌二填空題（20分）得分閱批人搖臂鉆床的主要參數是最大鉆孔直徑在系列型譜中，結構典型，應用最廣泛的，是所謂的基型產品.機床抗振性包括兩個方面：抵抗受迫振動和自激振動的能力.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.滑動導軌間隙常用壓板和鑲條來調整.目前在刀架的定位機構中，多釆用錐銷定位和端面齒盤定位.滾珠絲杠常用預拉

58、伸長方式，以提高拉亞剛度和補償熱變形在數控機床進給系統中，齒輪傳動間隙的消除，有剛性調整法和用墊片式調整滾珠絲杠螺母副的間隙時，通過改變_墊片的薄厚來改變兩螺母之間的軸向距離，實現軸向間隙消除或預緊。，導軌卸荷方式有_機械卸荷,液壓卸荷方式，氣壓卸荷方式.在機器人關節坐標軸軸線位置的選擇中,對回轉關節,取Z與i關節的軸線重合。齊次坐標變換矩陣托是將P和農合寫在一起表示。在末端執行器上，所夾持工件的角速度“3”是所有回轉關節的角速度矢暈和。升降臺銃床的主要參數是工作臺工作面的寬度,主要性能指標是工作臺工作TOC o 1-5 h z面的長度o機械制造裝備的精密化，成為普遍的發展趨勢，從微米級發展到

59、亞微米級，乃至納米級O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）運動的軌跡，這兩條曲線（或直線）稱為該表面的發生線-當運動部件低速運動時，主動件勻速運動,從動件往往出現速度不均勻的跳躍式運動，這種現象，稱為爬行.滾動軸承的預緊力分為三級，輕預緊力適用于高速主軸，中預緊力適用于中、低速主軸，重預緊力適用于分度主軸。工作空間是指工業機器人正常運行時_手腕參考點能在空間活動的最大范圍。在末端執行器的參考點P,相對于基座坐標系的速度，可通過相應位置變量對時間的微分而得到。三.問答題（30分每小題6分）得分閱批人主軸箱設計中，為什么要遵循“傳動副前多后少”的原則？答：1）主變速系統

60、從電機到主軸，通常是降速傳動。接近電機傳動件轉速較高，由公式M=9550-可知。尺寸小些。（尺寸小些。（2分）（2分）2）靠近主軸轉速小，轉矩大，尺寸大。3）擬定主軸變速系統時，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。工業機器人與機床，在基本功能和工作原理上有何異同?答：工業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分）2）都是通過坐標運動來實現末端執行器的位姿變化。（1分）不同之處：1）機床以直角坐標五為主，機器人以關節形式運動為主。（2分）2）機床剛度、精度高，機器人剛度精度比較低。（1分）（共計6分）3在生