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机械制造装备设计




《机械制造装备设计》试卷(试卷编号:10)
(考试时间:120 分钟 适用机制专业)

1 题号
业 学

一 20

二 40

三 30

四 10







总分 100

复核人

分值 得分

一、概念题(每题 2 分,共 20 分) 1、柔性制造系统
得 分

批阅人
级 班 姓

2、机床运动功能式
线 装





3、爬行

4、级比和级比指数

5、模块化设计



6、工业机器人位姿



7、定位误差

8、机械制造系统中的物流

9、生产线节拍

10、机器人自由度

二、论述题(每题 10 分,共 40 分) 1、机床主要设计内容有哪些?
得 分

批阅人

2、工业机器人的驱动方式有那些?如何选用驱动方式?

3、导轨的组合形式有几种?如何调整间隙?

4、柔性制造系统的组成和规划内容是什么?

三、分析题(每题 10 分,共 30 分) 1、主轴轴承配置有几种形式?试分析各结构特点?
得 分

批阅人

2、六点定位原理是什么?平面定位时其定位元件如何选择?

3.试分析及床主轴的前轴承精度,一般要比后轴承的精度高一级。

四、计算题(共 10 分) 某机床的主轴转速为 n=40-1800n/min,公比φ =1.41,电动机的转速 n 电=1800n/min,试拟定结构式、转速图。
得 分 批阅人

《机械制造装备设计》答案 (10)
一. 概念题 (20 分 每小题 2 分) 1.答:1)是一个以网络为基础,面对车间的开方式集成制造系统。 拥有 CAD、 数控编程、工夹具管理、质量管理、数据采集等功 能,可根据制造任务与生产环境的变化,迅速调整,以适应多品 种、中想批生产。 (2 分)

2.答:表示机床的运动的个数、形式、功能及排列顺序。床运动功能 (2 分) 3.爬行:答;当运动 部件低速运动时,主动件匀速运动,从动件跳跃 运动,这种不平稳的运动称为爬行。 (2 分)

4. 答:指主动轴转速数列公比称为级比。 级比的指数, 称为级比指数。 (2 分) 5.答:在对产品进行功能分析的基础上,划分并设计出一系列通用 模块,根据市场需要,对模块选择组合,可构成不同功能、不同规格 的变形产品。 (2 分)

6.工业机器人的位置与姿态,是指机器人末端执行器的位置坐标。 其姿态是指末端执行器的三个转动角度。 (2 分)

7. 定位误差:加工工序基准,在加工方向上的,最大位置变动量。 (2 分) 8.答:原料进厂经储存、加工、装配、包装、出厂全过程的每一个环 节的移动和储存,称为生产物流。 (2 分)

9. 生产节拍: 指在连续完成相同的两个产品, 之间的间隔时间称为生 产节拍。即完成一个产品平均时间。 (2 分)

10. 工业机器人的自由度与姿态 :自由度,是指机器人末端执行器 的三个移动自由度, 。其姿态是指末端执行器的三个转动自由度。 (2 分) 二.论述题 (每小题 10 共计 40 分) 1.答 1)总体设计 ( 1)主要技术指标确定。 (2 分)

(2) 总体设计: 基本参数设计、 传动设计、 总体部局设计、 控制设计。 (4 分)

2)祥细设计:技术设计、施工设计。全部零件图、技术文件。 (4 分)

2.答:驱动方式:电机驱动、液压驱动、气动。

(2 分)

负载在 1 kw 以下的工业机器人,多采用电动机驱动。(2 分) 直流伺服电机与步进电应用广泛 。 (2 分)

交流服电机是新近的发展。 液压驱动用于重型机器人,轻负荷用气动。

(2 分) (2 分)

3.答;机床导轨的组合型式:双三角形导轨、双矩形导轨、矩形与三角 形导轨组合、矩形与燕尾形导轨组合。 (5 分)

导轨间隙调整:压板间隙调整、镶条间隙调整、导向调整板间 隙调整。 (5 分)

4.答: 1)是一个以网络为基础,面对车间的开方式集成制造系统。拥有 CAD、 数控编程、工夹具管理、质量管理、数据采集等功能,可根 据制造任务与生产环境的变化,迅速调整,以适应多品种、 中想批 生产。 (5 分)

2)基本组成: (1)加工子系统 (2)物流子系统 (3)控制子系统 (5 分) 三.分析题 (30 分 每小题 10 分)

1.答:1)图(a)前端配置:两个轴向推力轴承都置于前支承处, 前支承处发热量大,温升高,但主轴受热向后伸长,不影响轴向 精度,对提高轴向刚度有利。用于高精度机床或数控机床。 分) (4 2)图(b)后端配置:两个轴向推力轴承都置于后支承处 前支承处 发热量小,温升低,但主轴受热向前伸长,影响轴向精度,用于 普通精度机床。 (4 分)

3)图(c)两端配置:主轴受热伸长时应响主轴承的轴向间隙,须 有轴向补偿热膨胀,用于短主轴。 2.答: 采用六个按一定规则布置的约束点,限制了工件的六个自由度 使工件实现了完全定位。 粗加工采用支承钉、可调支承、自位支承定位。 精加工支承板定位。 (4 分) (4 分) (2 分) (2 分)

3.答:1)前轴承的轴心有偏移量 ? A , 后轴承偏移量为零时, 由偏移量 ? A 引起的主轴主端轴心偏移量为 (2 分) (1 分)
L?a l ?A

?

A1

?

后轴承有偏移量 ? B ,前轴承的轴心偏移量为零时,引起的主轴 主轴端偏移量为: (2 分) (1 分) (1 分)

?


B1

?

a L? B

显然,前轴承的精度比后轴承对主轴部件应响大

后 轴 承 B L A A

前 轴 承

轴 端

?
a

?
A

A1

?
?
B

B1

作图 四.计算题 (计 10 分) 解; Rn=mmax/mmin=1800/40=45 Z—1=Lg45∕Lg1.41=11 , Z=12

(4 分)

(2 分)

结构式:

12=31 × 23 × 2 6
1) 2) 3) 4) 第 1 扩大组为带轮减速,速比 1/1.41 一级减速比为: 1/1.41 二级减速比为: 三级减速比为: 1
1
6

(4 分)

1.41 1.41

3

速度图:

(4 分)

42:30 1800 36:36 100:142 42:42 1800 1280 900 640 450 320 225 180 110 78 55 40

24:48

22:62

18:72


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