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1、“機械制造裝備設計”最全答案習題解答2-31 求圖2-61所示的車床各軸、各齒輪的計算轉(zhuǎn)速。 解：如下圖所示，根據(jù)教材p103表2-9所示，各軸的計算轉(zhuǎn)速用紅色的圈標注在圖中，各對齒輪中小齒輪的計算轉(zhuǎn)速用紅色箭頭標注在圖中。第一章：1-3 柔性化指的是什么？試分析組合機床、普通機床、數(shù)控機床、加工中心和柔性制造系統(tǒng)的柔性化程度。其柔性表現(xiàn)在哪里？ 答：機械制造裝備的柔性化是機床可以調(diào)整以滿足不同工件加工的性能。柔性化包括產(chǎn)品結構柔性化和功能柔性化。按照柔性化從高到低排列應為：普通機床、數(shù)控機床、加工中心、fms、組合機床（專用機床）。普通機床柔性化表現(xiàn)在功能多、適應性強，為功能柔性化；數(shù)控機床

2、和加工中心改變加工程序即可適應新的需要，結構柔性化；fms加工效率較高，改變調(diào)度和程序可適應新的需要，為結構柔性化；組合機床（專用機床）生產(chǎn)率高，專門設計，適應性差，基本上無柔性。1-9 機械制造裝備設計有哪些類型？它們的本質(zhì)區(qū)別是什么？ 答：機械制造裝備設計類型有創(chuàng)新設計、變型設計和模塊化設計三種類型。 它們的本質(zhì)區(qū)別：創(chuàng)新設計是一種新的理論、概念的設計，變型設計是在原設計基礎上改變部分部件、參數(shù)或者結構的設計，模塊化設計是采用預先設計的模塊進行組合的一種設計方法。 目前大多為變型設計，模塊化設計縮短了新產(chǎn)品設計開發(fā)的時間，創(chuàng)新設計的產(chǎn)品很少。1-15 設計的評價方法很多，結合機械制造裝備設

3、計，指出哪些評價方法較為重要，為什么？答：設計的評價方法有：技術經(jīng)濟評價、可靠性評價、人機工程學評價、結構工藝性評價、產(chǎn)品造型評價、標準化評價六種。對于機械制造裝備設計，這六種評價方法按重要程度由高向低排隊一般是：可靠性評價、人機工程學評價、結構工藝性評價、標準化評價、技術經(jīng)濟評價、產(chǎn)品造型評價。其原因是機械制造裝備投資較大，使用周期較長。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、提高可靠性和競爭能力，六種評價都是不可缺少的?？煽啃栽u價對產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性進行評價；人機工程學評價產(chǎn)品設計在人機工程方面的合理性；結構工藝性評價是對產(chǎn)品結構便于加工制造的性能進行評價，以降低生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)時間；技術經(jīng)濟評價綜合

4、評價產(chǎn)品技術的先進性和經(jīng)濟的合理性；標準化評價是在標準化方面對產(chǎn)品進行評價；而產(chǎn)品造型評價是對產(chǎn)品的外觀設計的合理性和新穎性進行評價。1-17可靠性指的是什么？有哪些可靠性衡量指標？它們之間有哪些數(shù)值上的聯(lián)系？ 答：可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定任務的能力。 衡量指標有：可靠度r(t)、累計失效概率f(t)、失效率、平均壽命和平均無故障工作時間、可靠壽命、維修度、修復率、平均修復時間等（p37-38）。 它們之間的主要聯(lián)系：f(t)=1-r(t)。1-18 從系統(tǒng)設計的角度，如何提高產(chǎn)品的可靠性？答：從系統(tǒng)設計角度，提高產(chǎn)品可靠性要提高其組成各單元的可靠性水平，因此要進行系

5、統(tǒng)和單元可靠性的預測。（p39）此外要將系統(tǒng)可靠性指標合理分配到各組成單元中，明確各組成單元的可靠性設計要求。（p42）第二章：2-4 機床系列型譜含意是什么？答：先選擇用量大的機床為“基型系列”，然后在此基礎上派生出若干“變型系列”，基型和變型即為機床的系列型譜。例如，中型臥式車床的簡略系列型譜如表2-1所示（p76）。2-8 工件表面的形成方法是什么？（p63） 答：工件表面的形成方法有四種：軌跡法，如圖2-2(a),(b)；成形法，如圖2-2(c),(d)；相切法，如圖2-2(e)；展成法，如圖2-2(f)。2-11 機床的復合運動、內(nèi)聯(lián)系傳動鏈、運動軸的聯(lián)動的含義及關系如何？（p69-

6、71）答：機床的復合運動：運動之間有嚴格的運動關系（p65）。如車床主軸旋轉(zhuǎn)和車螺紋的縱向移動。內(nèi)聯(lián)系傳動鏈：機床執(zhí)行件與執(zhí)行件之間的傳動鏈成為內(nèi)聯(lián)系傳動鏈，內(nèi)鏈將兩個或以上的運動組成復合成形運動。車床車螺紋的傳動鏈即為內(nèi)聯(lián)系傳動鏈。運動軸的聯(lián)動：數(shù)控機床各運動軸之間通過伺服電機聯(lián)動可實現(xiàn)內(nèi)鏈的復合成形運動，聯(lián)動即為協(xié)調(diào)的運動。2-14 機床運動功能式和運動功能圖表達的含義是什么？答：運動功能式（p67）：表示機床運動的個數(shù)、形式（直線或回轉(zhuǎn)運動）、功能（主運動、進給運動、非成形運動）及排列順序，是描述機床運動功能最簡潔的表達形式。運動功能圖（p68）：與機床運動功能式對應的圖成為運動功能圖，

7、如圖2-4，又稱機床運動原理圖。2-18 機床運動分配式的含義是什么？（p70）答：運動分配式：帶有接地符號“·”符號的運動功能式。一個運動功能式可能有幾種運動分配式。如銑床運動功能式w /xf, zf, yf, cp /t，可能有下列4種運動分配式：w /·xf, zf, yf, cp/ tw /xf·zf, yf, cp/ tw /xf, zf·yf, cp/ tw /xf, zf, yf·cp/ t 2-20 機床的主參數(shù)及尺寸運動參數(shù)根據(jù)什么確定？（p80-81）答：對于通用機床，機床的主參數(shù)及尺寸參數(shù)主要根據(jù)國家標準gb/t 1537

8、5-1994確定。對于專用機床，應根據(jù)加工工件要求，參照通用機床的有關標準來確定。 機床的運動參數(shù)的確定主要依據(jù)所設計機床加工工件的尺寸、主傳動類型和采用刀具的材質(zhì)和類型等確定的。比如車床的設計，一定材質(zhì)的車刀所承受的切削速度是一定的，工件直徑增大，主軸轉(zhuǎn)速應減??；反之，工件直徑減小，主軸轉(zhuǎn)速應增大。2-24 什么是傳動組的級比和級比指數(shù)？常規(guī)變速傳動系的各傳動組的級比指數(shù)有什么規(guī)律性？答：級比：主動軸上同一點傳往從動軸相鄰兩傳動線的比值；用表示；其中指數(shù)稱為級比指數(shù)，它相當于由相鄰兩傳動線與從動軸交點之間相距的格數(shù)。常規(guī)變速傳動系的各傳動組的級比指數(shù)有什么規(guī)律是：基本組的級比指數(shù)x0=1；，

9、第一擴大組的級比指數(shù)x1=p0（p0基本組的傳動副數(shù)）；第二擴大組的級比指數(shù)x2=p0p1（p1為第一擴大組的傳動副數(shù)）。 如12級傳動的傳動結構式為，排列為基本組、一擴、二擴；下角標為級比指數(shù)。2-26某車床的主軸轉(zhuǎn)速為n=401800 r/min，公比=1.41，電動機的轉(zhuǎn)速n電=1440 r/min，試擬定結構式、轉(zhuǎn)速圖；確定齒輪齒數(shù)、帶輪直徑、驗算轉(zhuǎn)速誤差；畫出主傳動系圖。解：(1)確定轉(zhuǎn)速級數(shù)：根據(jù)教材式（3-2）， 其中，所以轉(zhuǎn)速級數(shù) (2) 確定傳動結構式選擇傳動方案：，考慮到主傳動設計前密后疏的原則，傳動結構式應為，(3)繪制轉(zhuǎn)速圖根據(jù)表3-6標準數(shù)列，經(jīng)圓整可以得到12級轉(zhuǎn)速

10、為：40, 56, 80, 112, 160, 224, 315, 450, 630, 900, 1250, 1800確定定比傳動比：取軸的轉(zhuǎn)速值為900r/min，則電機軸與軸的傳動比為： 確定各變速組最小傳動比從轉(zhuǎn)速點900 r/min到40r/min共有10格，按照前緩后急的原則，第二變速組最小傳動線下降2格；第一變速組最小傳動線下降1格；第二變速組下降3格，第三變速組最小傳動線下降4格，最大上升2格。則，轉(zhuǎn)速圖如下： (a) 初步設計的轉(zhuǎn)速圖 (b) 最后確定的轉(zhuǎn)速圖(4)傳動系圖設計（包括計算齒輪齒數(shù)、帶輪直徑）參考教材p85，圖3-13，可以得到本設計傳動系圖為(5)驗算實際轉(zhuǎn)速誤

11、差，與標注轉(zhuǎn)速相比，沒有誤差；，實際誤差；，實際誤差。 轉(zhuǎn)速誤差小于5%，符合設計要求。2-27某機床主軸轉(zhuǎn)速n=1001120 r/min，轉(zhuǎn)速級數(shù)z=8，電動機轉(zhuǎn)速n電=1440 r/min，試設計該機床主傳動系，包括擬定結構式和轉(zhuǎn)速圖，畫出主傳動系圖。解：(1)計算公比根據(jù)教材式（3-2），可以得到，由于， 所以 (2)確定傳動結構式根據(jù)傳動組和傳動副擬定原則，可選方案有： z=4×2； z=2×4； z=2×2×2在方案，中，可減少一根軸，但有一個傳動組內(nèi)有四個傳動副，增加傳動軸軸向長度，所以選擇方案：z=2×2×2 根據(jù)前疏

12、后密原則，選擇結構式為： 8=21×22×24 (3) 轉(zhuǎn)速圖的設計根據(jù)表3-6標準數(shù)列，經(jīng)圓整可以得到8級轉(zhuǎn)速為：100, 140, 200, 280, 400, 560, 800, 1120 r/min確定定比傳動比：取軸的轉(zhuǎn)速值為800r/min，則電機軸與軸的傳動比為： 確定各變速組最小傳動比從轉(zhuǎn)速點800 r/min到100r/min共有6格，三個變速組的最小傳動線平均下降兩格，按照前緩后急的原則，第二變速組最小傳動線下降2格；第一變速組最小傳動線下降2-1=1格；第三變速組最小傳動線下降2+1=3格。(4)繪制轉(zhuǎn)速圖(5)傳動系簡圖設計2-28 試從級變速機構的

13、各種傳動方案中選出其最佳方案，并寫出結構式、畫出轉(zhuǎn)速圖和傳動系圖。 解：主傳動最佳傳動方案的傳動結構式為 ，基本組傳動副為3，第一擴大組傳動副為3，級比指數(shù)為3；第二擴大組傳動副為2，級比指數(shù)為9。根據(jù)標準數(shù)列表，取轉(zhuǎn)速為：31.5, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600。 設電機轉(zhuǎn)速為1440r/min。確定定比傳動比：取軸的轉(zhuǎn)速值為800r/min，則電機軸與軸的傳動比為： 定比傳動皮帶輪的直徑分別為130和234mm。 確定各變速組最小傳動比：從轉(zhuǎn)速點800 r

14、/min到31.5r/min共有14格，按照前緩后急的原則，基本組最小傳動線下降2格，基本組相鄰兩變速組下降1格；第一變速組下降6格，其中相鄰兩變速組下降3格；第二變速組最小傳動線下降6格，最大上升3格。初步確定的轉(zhuǎn)速圖如圖1所示。 圖(a) 初步設計確定的轉(zhuǎn)速圖 圖(b) 確定齒輪齒數(shù)后的轉(zhuǎn)速圖假定同一變速組內(nèi)每對齒輪的齒數(shù)和相等，根據(jù)教材表2-8(p100- -101)，可以確定齒輪的齒數(shù)，齒輪齒數(shù)確定結果如圖2所示。(4) 確定主軸的計算轉(zhuǎn)速根據(jù)教材表2-9(p103)，中型通用機床主軸計算轉(zhuǎn)速為：r/min 圖(c)設計的主傳動系統(tǒng)圖2-29 用于成批生產(chǎn)的車床，主軸轉(zhuǎn)速n=45500

15、 r/min，為簡化機構采用雙速電動機，n電=720/1440 r/min，試畫出該機床的轉(zhuǎn)速圖和傳動系圖。解：(1)計算公比確定轉(zhuǎn)速級數(shù)根據(jù)教材式（3-2），由于，設轉(zhuǎn)速級數(shù)z=8，則 ， 所以 (2)確定傳動結構式選擇方案：z=2×2×2，根據(jù)前疏后密原則，考慮到電動機的情況，選擇結構式為： 8=22×21×24其中第一級是由雙速電機確定的，實際變速箱的結構式為：4=21×24 。(3) 轉(zhuǎn)速圖的設計根據(jù)表3-6標準數(shù)列，經(jīng)圓整可以得到8級轉(zhuǎn)速為：45, 63, 90, 125, 180, 250, 355, 500 r/min確定定比傳動

16、比：取軸的轉(zhuǎn)速值為710, 355r/min，則電機軸與軸的傳動比為： 確定各變速組最小傳動比從轉(zhuǎn)速點355 r/min到45r/min共有6格，按照前緩后急的原則，第一變速組最小傳動線下降2格；第二變速組最小傳動線下降4格。(4)繪制轉(zhuǎn)速圖 (a) 初步設計的轉(zhuǎn)速圖 b) 最后確定的轉(zhuǎn)速圖(5)傳動系簡圖設計2-31 求圖2-61所示的車床各軸、各齒輪的計算轉(zhuǎn)速。 解：如下圖所示，根據(jù)教材p103表2-9所示，各軸的計算轉(zhuǎn)速用紅色的圈標注在圖中，各對齒輪中小齒輪的計算轉(zhuǎn)速用紅色箭頭標注在圖中。2-32求圖2-62中各齒輪、各軸的計算轉(zhuǎn)速。解：如下圖所示，根據(jù)教材p103表2-9所示，各軸的計

17、算轉(zhuǎn)速用紅色的圈標注在圖中，各對齒輪中小齒輪的計算轉(zhuǎn)速用紅色箭頭標注在圖中。2-34 數(shù)控機床主傳動設計有哪些特點？（p111-116） 答：主傳動采用直流或交流電動機無極調(diào)速；驅(qū)動電動機和主軸功率的匹配性設計；數(shù)控機床的高速主傳動設計；采用部件標準、模塊化結構設計；柔性化、復合化設計；并聯(lián)機床設計。 （本題需要適當展開、解釋?。?-36 進給傳動與主傳動相比較，有哪些不同的特點？答：機床主傳動設計特點：主傳動采用恒功率傳動；除主軸之外，各軸計算轉(zhuǎn)速為最低轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)速圖為前密后疏結構；采用背輪機構、雙公比傳動、雙速電機等方式。機床進給傳動設計特點：進給傳動是恒轉(zhuǎn)矩傳動；各傳動件的計算轉(zhuǎn)速是其最高

18、轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)速圖為前疏后密結構；變速范圍可比主傳動大；采用傳動間隙消除機構；采用快速空程傳動和微量進給機構。第三章：3-2 主軸軸向定位方式有哪幾種？各有什么特點？適用于那些場合？（p145，如圖3-4）答：前端配置：前支承軸承較多，發(fā)熱大，溫升高，但主軸受熱后向后伸長，不影響軸向精度，精度高，剛度較高，適于高精度機床或數(shù)控機床。后端配置：前支承軸承較少，發(fā)熱小大，溫升低，但主軸受熱伸長后向前伸長，影響軸向精度，適于普通機床，如立銑床、車床等。兩端配置：當主軸受熱伸長時，影響主軸承的軸向間隙，可采用彈簧消隙和補償熱膨脹措施，適于短主軸，如組合機床等。中間配置：可減少主軸的懸伸量，并使主軸熱膨脹后向

19、后伸長，但前支承復雜，溫升較高。3-9 在支承件設計中，支承件應滿足哪些基本要求？（p162） 答：(1)具有足夠的剛度和剛度-質(zhì)量比；(2)具有較好的動態(tài)特性（動剛度大、低階固有頻率高、無薄壁噪聲等）：(3)熱穩(wěn)定性好；(4)排屑暢通、吊運安全，結構工藝性好。3-10 支承件常用的材料有哪些？有什么特點？（p166-167） 答：鑄鐵：鑄造性能好、容易成型，具有一定的吸振性能，但綜合機械性能較差、生產(chǎn)周期較長；鋼板焊接結構：生產(chǎn)周期短，綜合機械性能較好，但抗振性能較差；預應力鋼筋混凝土：抗振性較好、成本較低，但脆性大，耐腐蝕性能差；天然花崗巖：熱穩(wěn)定性好，精度保持性好，抗振性好，但脆性較大，

20、抗沖擊性能差；樹脂混凝土：剛度高，抗振性好，熱穩(wěn)定性好，密度較低。3-12 提高支承件結構剛度和動態(tài)性能有哪些措施？（p168-170） 答：提高機床支承件結構剛度和固有頻率的方法是：合理選擇支承件材料、截面形狀和尺寸、壁厚，合理布置肋板和肋條，減少質(zhì)量提高固有頻率，改善支承件之間的接觸剛度和與地基的聯(lián)結強度。提高動態(tài)性能的措施是：改善阻尼特性（鑄件砂芯不清除、充填型砂或混凝土；焊接結構采用斷續(xù)焊縫、支承件表面采用阻尼涂層等），采用新材料制造支承件，如采用樹脂混凝土材料制造支承件可使動剛度提高幾倍。3-14 鑲條和壓板有什么作用？（p174）答：壓板的作用調(diào)整輔助導軌面的間隙和承受顛覆力矩；鑲

21、條的作用是調(diào)整矩形和燕尾形導軌的側向間隙，有平鑲條和斜鑲條兩種。3-15 導軌的卸荷方式有哪幾種？各有什么特點？（p178-179） 答：機械卸荷、液壓卸荷和自動調(diào)節(jié)氣壓卸荷三種，（各種卸荷導軌特點請自己總結?。?-16 提高導軌耐磨性有哪些措施？（p183-184） 答：導軌的預緊、導軌的潤滑和防護、導軌的減摩處理（如導軌貼塑、涂層，滑動改滾動導軌、卸荷導軌等）。（需要自己總結發(fā)揮?。?-19 何謂端面齒盤定位？有何特點？（p193）答：齒盤定位是兩個齒形相同的端面齒盤嚙合而成的定位機構，由于嚙合時各個齒的誤差抵消，起到誤差均化作用，定位精度高。其特點是定位精度高、重復定位精度好、定位剛性

22、好、承載能力大。該機構在數(shù)控機床回轉(zhuǎn)刀架、加工中心鼓輪式刀具庫以及機床回轉(zhuǎn)工作臺分度、定位機構中得到應用。3-20 加工中心自動換刀裝置包括些什么？（p195） 答：加工中心自動換刀裝置包括：刀具庫（伺服驅(qū)動電機、傳動機構、鼓輪式或鏈式結構等）、自動換刀機械手（驅(qū)動裝置、傳動機構、手臂和手爪等）等。3-21 加工中心上刀庫的類型有哪些？各有何特點？（p195-196）答：有四種：鼓輪式刀庫、鏈式刀庫、格子箱式刀庫和直線式刀庫。鼓輪式刀庫：結構簡單、緊湊，但刀具容量較小，鼓輪回轉(zhuǎn)慣性較大。鏈式刀庫：外形緊湊、占用空間較小、刀具容量大。格子箱式刀庫：結構緊湊、空間利用率高、刀庫容量較大，但布局不靈

23、活。直線式刀庫：結構簡單、刀庫容量較小。第四章：4-2 工業(yè)機器人由哪幾部分組成？比較它們與數(shù)控機床組成的區(qū)別？（p219-220） 答：工業(yè)機器人由操作機、驅(qū)動單元和數(shù)控裝置三部分組成。操作機有機座、手臂、手腕和末端執(zhí)行器組成。數(shù)控機床由機床、驅(qū)動單元和數(shù)控裝置等組成。其中機床部分由立柱、支座、工作臺、主軸箱刀具等部分組成。工業(yè)機器人和數(shù)控機床的區(qū)別在操作機和機床部分，機器人的作用是搬運和操作工具，機床主要是加工工件，數(shù)控機床可以說是一種特殊的機器人。4-19 諧波減速器的工作原理是什么？特點是什么？了解在機器人設計中的一些典型用法。（p235）答： 工作原理：諧波齒輪減速器由剛輪（內(nèi)齒）、

24、柔輪（外齒）和諧波發(fā)生器組成，柔輪在剛輪之內(nèi)，諧波發(fā)生器在柔輪內(nèi)部。柔輪在波發(fā)生器作用下變成橢圓，使其長軸兩端的齒與剛輪完全嚙合，短軸完全脫開，其余的齒視回轉(zhuǎn)方向的不同分別處于“嚙入”、“嚙處”狀態(tài)，由于柔輪比剛輪少兩個齒，當波發(fā)生器連續(xù)回轉(zhuǎn)時，嚙入嚙出區(qū)將隨著橢圓長短軸的相位的變化而依次變化，于是柔輪就相對于不動的剛輪沿波發(fā)生器轉(zhuǎn)向相反的方向作低速回轉(zhuǎn)。其速比關系可以寫成：當波發(fā)生器主動，剛輪固定、柔輪從動時，波發(fā)生器與柔輪的減速比為, 則傳動比為： 當波發(fā)生器主動，柔輪固定、剛輪從動時，波發(fā)生器與剛輪的減速比為式中：zg, zr分別為剛輪和柔輪的齒數(shù)；nh, nr, ng分別為波發(fā)生器、柔

25、輪和剛輪的轉(zhuǎn)速。諧波齒輪減速器體積小、結構緊湊，輸入和輸出同軸；在工業(yè)機械人底座、手臂和手腕的傳動中使用很普遍，典型使用見圖4-29（p245）。4-20 機器人的驅(qū)動方式有哪些？如何選用？（p238-240）答：機器人的驅(qū)動方式主要是電機驅(qū)動方式，有直流伺服電機、步進電機和交流伺服電機三種。其特點是無需能量轉(zhuǎn)換、控制靈活、使用方便，噪聲較低、起動轉(zhuǎn)矩大等，用于額定負載1kn以下的工業(yè)機器人。液壓和氣壓驅(qū)動方式，液壓驅(qū)動主要在經(jīng)濟型機器人、重型工業(yè)機器人和噴漆機器人中使用；氣壓驅(qū)動主要在輕負荷搬運、上下料點位操作工業(yè)機器人中使用。4-21 機器人手臂設計要求是什么？了解一些典型機器人手臂工作原

26、理結構及特點。（p241-245）答：(1)應滿足機器人完成作業(yè)任務提出的工作空間要求；(2)合理選擇手臂截面形狀，使用高強度的輕型材料；(3)盡量減小手臂質(zhì)量和相對其關節(jié)回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量和偏心力矩；(4)設法減小機械間隙引起的運動誤差，提高運動精確性和運動剛度。典型機器人手臂結構如圖4-22，圖4-24，圖4-27，圖4-28和4-29.4-23 機器人手腕設計要求是什么？了解一些典型的機器人手腕工作原理、結構和特點。答：(1)力求手腕結構緊湊，減輕其質(zhì)量和體積；(2)不應盲目增加手腕的自由度數(shù)，一般最多為三個自由度；(3)提高手腕動作的精確性，提高傳動剛度，減小間隙反轉(zhuǎn)回差；(4)設置限位

27、開關和機械擋塊，防止動作超限而造成事故。典型結構見圖4-31，圖4-32，圖4-33等。4-31 什么是智能機器人？（p264） 答：智能機器人是按照人工智能決定行動的機器人。智能機器人分為適應控制機器人和學習控制機器人。4-33 在機械制造系統(tǒng)中工業(yè)機器人的選擇與布局設計原則是什么？（p267）答：(1)滿足作業(yè)技術參數(shù)要求；(2) 性能價格比好；(3) 滿足系統(tǒng)生產(chǎn)節(jié)拍的要求；(4) 在不發(fā)生干涉的條件下，優(yōu)化與前后連接裝備之間的布置，減小占地面積，縮短運動路徑。第六章：6-2 物流系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié)有哪些？物料系統(tǒng)設計時應滿足哪些條件？（p328, 332）答：物流系統(tǒng)組成環(huán)節(jié)如圖6-1所示

28、，有原材料及配套件的調(diào)入、儲存、加工制造、檢驗、裝配、包裝、成品儲存、發(fā)送等。物流系統(tǒng)設計應滿足的條件：連續(xù)性與流暢性；平行性與交叉性；比例性與協(xié)調(diào)性；均衡性與節(jié)奏性；準時性；柔性和適應性。6-6 目前機床間工件傳輸裝置有哪幾種？各適用于哪些場合？（p369-380）答：機床間工件傳輸裝置有托盤與托盤交換器、隨行夾具、傳送裝置、有軌運輸小車、無軌運輸小車。托盤交換器常用于機床和傳送裝置的連接；隨行夾具用于結構形狀復雜而缺少可靠運輸面工件傳送、滾道和帶式傳送機用于機床之間或裝配線上工件的傳輸、有軌運輸小車和無軌運輸小車則用于車間內(nèi)fms系統(tǒng)工件在機床或工作站之間運輸和傳送。6-13 自動化倉庫的

29、工作原理是什么？（p388） 答：如圖6-73所示。簡單說是：進庫、傳送、入庫、出庫、返回原始位置；（應詳細敘述、發(fā)揮）6-15 車間物料設計的原則是什么？（p346） 答：（共6條，應回答！） 6-16 物料搬運裝備的選擇原則是什么？（p354）答：(1) 適用于短距離和低物流量簡單傳送裝備，如叉車、電瓶車、傳送滾道等。(2) 適用于短距離和高物流量復雜傳送裝備，如搬運機械手或機器人等。(3) 適用于長距離和低物流量簡單運輸設備，如汽車等運輸車輛。(4) 適用于長距離和高物流量復雜運輸裝備，如火車、船舶等。第七章：7-1 什么是機械加工生產(chǎn)線？它的主要組成類型及特點有哪些？（p393-394

30、）答：機械加工生產(chǎn)線將加工裝備按照一定順序依次排列，并用一些輸送裝置與輔助裝置將它們連接成一個整體，使之能夠完成工件的指定加工過程。組成類型有：通用機床生產(chǎn)線：建線周期短，成本低，用于盤類、軸、套、齒輪等中小旋轉(zhuǎn)體工件。組合機床生產(chǎn)線：由組合機床聯(lián)機構成，主要適用于加工箱體及雜類工件大批量生產(chǎn)。專用機床生產(chǎn)線：設計制造周期長，成本高，適于加工結構特殊、復雜的工件，大量生產(chǎn)類型。柔性連接生產(chǎn)線：以數(shù)控機床為主，適應工件品種變化的能力強。7-5 簡述生產(chǎn)節(jié)拍平衡和生產(chǎn)線分段的意義和相應的措施？（p400-402）答：生產(chǎn)節(jié)拍平衡的意義：對生產(chǎn)全部工序進行平均化，調(diào)整各作業(yè)負荷，以使各作業(yè)時間盡可能

31、相近。通過平衡，提高效率，減少工時，降低成本，減少在制品，實現(xiàn)有序流動。生產(chǎn)線平衡措施是：六條（p401，需要總結歸納?。┥a(chǎn)線分段的意義：適應生產(chǎn)節(jié)拍平衡的需要和工件的輸送的需要。生產(chǎn)線分段的措施和場合：四條（p401-402，需要總結歸納?。?-6 提高生產(chǎn)線可靠性的主要手段有哪些？（p403） 答：（共5條，需要歸納總結?。?-8 組合機床總體設計的內(nèi)容有哪些？（p410-421）答：主要是三圖一卡的設計，包括繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機床總聯(lián)系尺寸圖和編制生產(chǎn)率計算卡。（需展開簡介三圖一卡的含義！并注意三圖一卡的定義。）7-10 柔性制造系統(tǒng)的概念、組成及類型？（p430-43

32、1）答：fms概念：是一個以網(wǎng)絡為基礎、面向車間的開放式集成制造系統(tǒng)，是實現(xiàn)cims的基礎，它具有cad、數(shù)控編程、分布式 數(shù)控、工夾具管理、數(shù)據(jù)采集和質(zhì)量管理等功能，它能根據(jù)制造任務和生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速進行調(diào)整，適用于多品種、中小批量生產(chǎn)。fms組成：（1）加工子系統(tǒng)：加工裝備、輔助裝備、工藝裝備。（2）物流子系統(tǒng)：物料儲存、傳送和搬運。物料指工件和刀具，典型的物流過程：工件流，刀具流。（3）控制子系統(tǒng)：過程控制、過程監(jiān)視。上述為三種基本組成，還包括fms的管理、操作與調(diào)整維護及編程等工作。fms類型：根據(jù)所含機床的數(shù)量、機床結構的不同，可將柔性制造系統(tǒng)分為柔性制造裝置（fmu）、柔性加工單

33、元（fmc）、柔性制造系統(tǒng)（fms）、柔性生產(chǎn)線（fml）。 機械制造裝備設計關慧貞第三版課后習題答案1-1 為什么說機械制造裝備在國民經(jīng)濟發(fā)展中起著重要的作用？ 制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，也是科技技術發(fā)展的載體及使其轉(zhuǎn)化為規(guī)模生產(chǎn)力的工具和橋梁。裝備制造業(yè)是一個國家綜合制造能力的集中表現(xiàn)，重大裝備研制能力是衡量一個國家工業(yè)化水平和綜合國力的重要標準。1-2 機械制造裝備與其他工業(yè)化裝備相比，特別強調(diào)應滿足哪些要求？為什么？ 柔性化 精密化 自動化 機電一體化 節(jié)材節(jié)能 符合工業(yè)工程要求 符合綠色工程要求1-3 柔性化指的是什么？試分析組合機床、普通機床、數(shù)控機床、加工中心和柔性制造系統(tǒng)

34、的柔性化程度。其柔性表現(xiàn)在哪里？ 柔性化有倆重含義：產(chǎn)品機構柔性化和功能柔性化。數(shù)控機床、柔性制造單元或系統(tǒng)具有較高的功能柔性化程度。在柔性制造系統(tǒng)中，不同工件可以同時上線，實現(xiàn)混流加工。組合機床其柔性表現(xiàn)在機床可進行調(diào)整以滿足不同工件的加工。1-7 對機械制造裝備如何進行分類？ 加工裝備：采用機械制造方法制造機器零件的機床。工藝裝備：產(chǎn)品制造是用的各種刀具、模具、夾具、量具等工具。倉儲運輸裝備：各級倉庫、物料傳送、機床上下料等設備。輔助裝備：清洗機和排屑裝置等設備。1-9 機械制造裝備設計有哪些類型？他們的本質(zhì)區(qū)別是什么？ 類型：創(chuàng)新設計、變型設計和模塊設計1-12 哪些產(chǎn)品宜采用系列化設計

35、方法？為什么？有哪些優(yōu)缺點? 系列化設計方法是在設計的某一類產(chǎn)品中，選擇功能、結構和尺寸等方面較典型產(chǎn)品為基型，運用結構典型化、零部件通用化、標準化的原則，設計出其他各種尺寸參數(shù)的產(chǎn)品，構成產(chǎn)品的基型系列。優(yōu)點：1）用較少品種規(guī)格的產(chǎn)品滿足市場較大范圍的需求。 2）可以減少設計工作量，提高設計質(zhì)量，減少產(chǎn)品開發(fā)的風險，縮短產(chǎn)品的研制周期。 3）可以壓縮工藝裝備的數(shù)量和種類，有助于縮短產(chǎn)品的研制周期，降低生產(chǎn)成本。 4）零備件的種類少，系列中的產(chǎn)品結構相似，便于進行產(chǎn)品的維修，改善售后服務質(zhì)量。 5）為開展變型設計提供技術基礎缺點：用戶只能在系類型譜內(nèi)有限的品種規(guī)格中選擇所需的產(chǎn)品，選到的產(chǎn)品，

36、一方面其性能參數(shù)和功能特性不一定最符合用戶的需求。另一方面有些功能還可能冗余。1-15 設計的評價方法很多，結合機械制造裝備設計，指出哪些評價方法極為重要，為什么？技術經(jīng)濟評價 可靠性評價 人機工程學評價 結構工藝性評價 產(chǎn)品造型評價 標準化評價2-1 機床設計應滿足哪些基本要求？其理由是什么? 工藝范圍、柔性、與物流系統(tǒng)的可親性、剛度、精度、噪聲、成產(chǎn)率自動化、成本、生產(chǎn)周期、可靠性、造型與色彩2-4機床系列型譜的含義是什么？ 為了以最少的品種規(guī)格，滿足盡可能多用戶的不同需求，通常是按照該類機床的主參數(shù)標準，先確定一種用途最廣、需要量較少的機床系列作為“基型系列”，在這系列的基礎上，根據(jù)用戶

37、的需求派生出若干種變型機床，形成“變型系列”?！盎汀焙汀白冃汀睒嫵闪藱C床的“系類型譜”。2-5機床的基本工作原理是什么？ 通過刀具與工件之間的相對運動，由刀具切除工件加工表面多余的金屬材料，使工件具有要求的幾何形狀和尺寸。2-7 工件表面發(fā)生線的形成方法有哪些？ 軌跡法、成形法、相切法、展成法2-20 機床的主參數(shù)及尺寸參數(shù)根據(jù)什么確定？ 通用機床的主參數(shù)和主參數(shù)系列國家已制訂標準，設計時可根據(jù)市場的需求在主參數(shù)系列標準中選用相近的數(shù)值。專用機床的主參數(shù)是以加工零件或被加工面的尺寸參數(shù)來表示，一般也參照類似的通用機床主參數(shù)系列選取。2-23 機床主傳動系都有哪些類型？由哪些部分組成？ 按驅(qū)動

38、主傳動的電動機類型：交流電動機驅(qū)動、直流電動機驅(qū)動按傳動裝置類型：機械傳動裝置、液壓傳動裝置、電氣傳動裝置以及它們的組合按變速的連續(xù)性：分極變速傳動、無極變速傳動主傳動系一般由動力源（如電動機）、變速裝置及執(zhí)行件（如主軸、刀架、工作臺），以及開停、換向和制動機構等部分組成。26、某車床的主軸轉(zhuǎn)速n=401800r/min ，公比電動機的轉(zhuǎn)速，試擬定結構式，轉(zhuǎn)速圖；確定齒輪的齒數(shù)、帶輪的直徑；演算轉(zhuǎn)速誤差；畫出主傳動系統(tǒng)圖。 解：該主軸的變速范圍為: 根據(jù)變速范圍、公比可求變速的級數(shù)擬定結構式級數(shù)為12的傳動副數(shù)為2或3的傳動方案有以下幾種： 根據(jù)級比規(guī)律和傳動副前多后少、傳動線前密后疏的的原則

39、確定 查表可獲得12級轉(zhuǎn)速為 40、56、80、112、160、224、315、450、630、900、1250、1800作轉(zhuǎn)速圖如下：40568011216022431545063090012501800r/min1440r/min電iiiiiiiv 符合要求符合要求最后擴大組的變速范圍：符合要求帶輪的直徑計算（因功率參數(shù)等不詳僅舉例說明）：查表取小帶輪的基準直徑為125mm則大帶輪直徑 取0.015 197mm查表取大帶輪的基準直徑為200mm齒輪齒數(shù)的確定：i ii 軸之間的傳動副共有3對 傳動比為 1:1 1:1.41 1:2如果采用模數(shù)相同的標準齒輪， 則三對傳動副的齒輪和相同查表可

40、得40568011216022431545063090012501440r/min電iiiiiiiv取 可以確定 三個傳動副的齒數(shù)為1800r/min1：1傳動副 36 361：1.41傳動副 30 421：2傳動副 24 48同理可確定ii iii 軸的齒數(shù)和取 84 1：1傳動副齒數(shù)取 42 42 1：2.82傳動副齒數(shù)取22 62iii iv之間的傳動副齒數(shù)和取 902：1的傳動副齒數(shù)取 60 301：4的傳動副齒數(shù)取 18 72 轉(zhuǎn)速誤差的計算主軸各級轉(zhuǎn)速所獲得的實際轉(zhuǎn)速按下面的公式計算123456789101112理論轉(zhuǎn)速4056801121602243154506309001250

41、1800實際轉(zhuǎn)速39.3256.1778.64110.81158.30221.63314.56449.38629.13886.51266.431773轉(zhuǎn)速誤差率（%）1.700.311.701.061.061.060.140.140.141.51.311.5允許誤差： 根據(jù)上表可知轉(zhuǎn)速誤差率在允許的范圍內(nèi)繪制傳動系統(tǒng)圖如下：36243036484242224262601830721440r/min27、某機床主軸轉(zhuǎn)速n=1001120r/min ，轉(zhuǎn)速級數(shù)，電動機的轉(zhuǎn)速，試設計該機床的主傳動系，包括擬定結構式和轉(zhuǎn)速圖，畫出主傳動系統(tǒng)圖。1.41查表可獲得8級轉(zhuǎn)速為 100，140，200，28

42、0，400，560，800，1120擬定8級轉(zhuǎn)速的結構式： 根據(jù)級比規(guī)律和傳動副前多后少、傳動線前密后疏的的原則確定10014020028040056080011201440r/min電iiiiiiiv 符合要求符合要求最后擴大組的變速范圍：符合要求帶輪的直徑計算（因功率參數(shù)等不詳僅舉例說明）：查表取小帶輪的基準直徑為125mm則大帶輪直徑 取0.015 221.625mm查表取大帶輪的基準直徑為224mm齒輪齒數(shù)的確定：i ii 軸之間的傳動副共有2對 傳動比為 1:1 1:1.41如果采用模數(shù)相同的標準齒輪， 則三對傳動副的齒輪和相同查表可得取 可以確定 兩個傳動副的齒數(shù)為1：1傳動副 2

43、4 241：1.41傳動副 20 28同理可確定ii iii 軸的齒數(shù)和取 601：1傳動副齒數(shù)取 30 30 1：2傳動副齒數(shù)取20 40iii iv之間的傳動副齒數(shù)和取 721.41：1的傳動副齒數(shù)取 42 301：2.82的傳動副齒數(shù)取 19 53轉(zhuǎn)速誤差的計算主軸各級轉(zhuǎn)速所獲得的實際轉(zhuǎn)速按下面的公式計算12345678理論轉(zhuǎn)速1001402002804005608001120實際轉(zhuǎn)速100.98141.25201.78282.49394551.67881103.2轉(zhuǎn)速誤差率（%）0.890.890.890.891.51.51.51.5允許誤差： 根據(jù)上表可知轉(zhuǎn)速誤差率在允許的范圍內(nèi)繪制

44、傳動系統(tǒng)圖如下：20242830203040421930531440r/min2428試從，級變速機構的各種傳動方案中選出最佳方案，并寫出結構式，畫出轉(zhuǎn)速圖和傳動系統(tǒng)圖。轉(zhuǎn)速不重復的方案： 轉(zhuǎn)速重復的方案 等根據(jù)級比規(guī)律和傳動副前多后少、傳動線前密后疏的的原則確定 也可選擇轉(zhuǎn)速重復的方案。假定最小轉(zhuǎn)速為31.5r/min 查表可得各級轉(zhuǎn)速為31.5， 40，50，63，80，100，125，160，200，250，315，400，500，630，800，1000，1250，1600。125160200250315400500630800100012501600r/min1440r/min電ii

45、iiiiiv31.540506380100 符合要求符合要求最后擴大組的變速范圍：符合要求帶輪的直徑計算（因功率參數(shù)等不詳僅舉例說明）：查表取小帶輪的基準直徑為125mm則大帶輪直徑 取0.015 221.625mm查表取大帶輪的基準直徑為224mm齒輪齒數(shù)的確定：i ii 軸之間的傳動副共有2對 傳動比為 1:1 1:1.25 1:1.6如果采用模數(shù)相同的標準齒輪， 則三對傳動副的齒輪和相同查表可得取 可以確定 三個傳動副的齒數(shù)為1：1傳動副36 361：1.25傳動副 32 401：1.6傳動副 28 44同理可確定ii iii 軸的齒數(shù)和取 841：1傳動副齒數(shù)取 42 42 1：2傳動

46、副齒數(shù)取28 561：4傳動副齒數(shù)取17 67iii iv之間的傳動副齒數(shù)和取902：1的傳動副齒數(shù)取 60 301：4的傳動副齒數(shù)取 18 7232283628564217601830404436425667721440r/min轉(zhuǎn)速誤差的計算主軸各級轉(zhuǎn)速所獲得的實際轉(zhuǎn)速按下面的公式計算123456789理論轉(zhuǎn)速31.540506380100125160200實際轉(zhuǎn)速31.8139.9849.9962.6878.898.5125.36157.6197轉(zhuǎn)速誤差率（%）0.980.030.030.511.51.50.291.51.5101112131415161718理論轉(zhuǎn)速2503154005

47、00630800100012501600實際轉(zhuǎn)速254.47319.90399.88492.5630.47881002.91260.81576轉(zhuǎn)速誤差率（%）1.791.511.50.030.6351.50.290.8641.5允許誤差： 根據(jù)上表可知轉(zhuǎn)速誤差率在允許的范圍內(nèi)29、用于成批生產(chǎn)的車床，主軸轉(zhuǎn)速45500r/min，為簡化機構選用雙速電機，n電=720r/min和1440r/min，試畫出該機床的轉(zhuǎn)速度和傳動系統(tǒng)圖。 采用雙速電機時公比一般取1.41和1.26 本例中取1.41查表可獲得8級轉(zhuǎn)速為45，63，90，125，180，250，360，500擬定8級轉(zhuǎn)速的結構式： 選用

48、多速電機是將多速電機作為第一擴大組放在傳動式前面基本組放在第一擴大組的后面因此確定最后的結構式為i軸的帶輪轉(zhuǎn)速為720r/min查表取小帶輪的基準直徑為125mm則大帶輪直徑 取0.015 246.25mm查表取大帶輪的基準直徑為250mm4563901251802503605001440r/min電iiiiii72010001440720r/min 符合要求符合要求最后擴大組的變速范圍：符合要求齒輪齒數(shù)的確定：i ii 軸之間的傳動副共有2對 傳動比為 1:2 1:2.82如果采用模數(shù)相同的標準齒輪， 則三對傳動副的齒輪和相同查表可得取 可以確定 三個傳動副的齒數(shù)為1：2傳動副23 461：

49、 2.82傳動副 18 51同理可確定ii iii 軸的齒數(shù)和取 721.41：1傳動副齒數(shù)取 42 301：2.82傳動副齒數(shù)取19 53231846194230531440r/min51720r/min轉(zhuǎn)速誤差的計算主軸各級轉(zhuǎn)速所獲得的實際轉(zhuǎn)速按下面的公式計算12345678理論轉(zhuǎn)速456390125180250360500實際轉(zhuǎn)速44.8763.5689.73127.12175.21248.22350.43496.44轉(zhuǎn)速誤差率（%）0.2970.890.2971.72.660.712.660.71允許誤差： 根據(jù)上表可知轉(zhuǎn)速誤差率在允許的范圍內(nèi)33、某數(shù)控機床，主軸最高轉(zhuǎn)速，最低轉(zhuǎn)速，計算轉(zhuǎn)速為，采用直流電動機，電動機功率=15kw，電動機的額定轉(zhuǎn)速，最高轉(zhuǎn)速為，試設計分級變速箱的傳動系，畫出轉(zhuǎn)速圖和功率特性圖，以及主傳動系統(tǒng)圖。主軸要求的很功率范圍為電機所能達到的恒功率范圍取 =4.06 取z=4機械分級結構式可寫作45004000400020003202000150013331333100010006676675005003603331671671608040r/