【正文】 3） 最后變速組的變速 范圍 841 .2 6 )12(6)1( ???? ??pxr ? 合格（ 2 分） （ 4） 分配降速比 1minmax ??? zn nnR ? ； 150 0 1121m a xm in ???? ??znn ? r/min 42288m in1111111875011???? ??????nn 電（ 2 分） （ 5）繪制轉(zhuǎn)速圖（ 5 分） 采用雙速電機(jī)的車床主傳動(dòng)系統(tǒng)電 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 13 六、機(jī)器人設(shè)計(jì)計(jì)算（ 10 分） 試求三自由度機(jī)器人運(yùn)動(dòng)功能矩陣 [T0,m] 。求齊次變換矩陣 [iTj]。油腔 3 間隙減小，即 ehh ??3 間隙液阻增大，流量減小，節(jié)流器 3T 的壓力降減少，因供油壓力 sp 是定值，故油腔壓力 3p 隨著增大； （ 2分 ） （ 2）同理，上油腔 1 間隙增大，即 ehh ??1 間隙液阻減小，流量增大，節(jié)流器 3T 的壓力降增大，油腔壓力 1p 隨著減??； （ 1分 ） （ 3）兩者的壓力差 13 ppp ??? ，將主軸推回中心以平衡外載荷 F。 （ 1 分） 5． 機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，擴(kuò)大變速范圍的方法有哪些？（ 3 分） 答：（ 1）增加變速組；是擴(kuò)大變速范圍最簡(jiǎn)單的方法，但增加的變速組的級(jí)比指數(shù)不得不小于理論值，導(dǎo)致部分轉(zhuǎn)速重復(fù)。（ 2 分） 2 常用 的 種識(shí)別 方 法 為：磁性識(shí)別法和光電識(shí)別法。 三、問(wèn)答（ 15 分，每小題 3 分） 1． 試述機(jī)床的基本參數(shù)包括哪些內(nèi)容？ 答：（ 1）尺寸參數(shù)：指機(jī)床主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)，通常包括與被加工零件有關(guān)的尺寸；標(biāo)準(zhǔn)化工具或夾具安裝面尺寸。 17． 卸荷系數(shù) α H 表示導(dǎo)軌 __卸荷量 ____的大小，由 WNH FF /?? 式確定。 13． 在末端執(zhí)行器上的參考點(diǎn) P 相對(duì)于基座坐標(biāo)系 的速度，可通過(guò)相應(yīng) ___位置 __變量對(duì)時(shí)間的微分而得到。 9． 滾動(dòng)軸承的預(yù)緊力分為三級(jí)，輕預(yù)緊適用于高速主軸，中預(yù)緊適用于中、低速主軸， __重 ___預(yù)緊適用于分度主軸。 6． 機(jī)床抗振性是指機(jī)床在 ____交變載荷 ____作用下，抵抗變形的能力。 3．升降臺(tái)銑床的主參數(shù)是工作臺(tái)工作面的 ____寬度 ______。 B. 剛度型 D. 抗振型 9．銑床進(jìn)給量的單位為 [ C ]。 A. 幾何精度 B. 運(yùn)動(dòng)精度 C. 傳動(dòng)精度 D. 定位精度 5．為了降低導(dǎo)軌面的壓力，減少摩差阻力，提高導(dǎo)軌的耐磨性和低速運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，應(yīng)選 [ B ]。 （ 2分） α 9 《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》模擬試題 2 參考答案 一、選擇（ 10 分，每小題 1 分） 1．采用“消滅一切浪費(fèi)”和“不斷完善”，以最優(yōu)的質(zhì)量和最低成本的產(chǎn)品提供給市場(chǎng)，這種制造模式被稱為 [ B ]。 pp FF ? bFaF Np ??cos39。9n ： TnZZ ZZZn141114131239。7n ： 2332 ZZnn nnTT ???? 03 ?n? TnZ ZZn2232 ??? ， 2n 產(chǎn)生誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng) 39。ⅠZ 1Z 2Z 3圖3 三 聯(lián)滑移齒輪a 6 （ 4） 1）分級(jí)變速箱傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)式： 21 224 ?? 2）分配降速比1111140 1 ???? ????? 3）驗(yàn)算最后變速組變速范圍： )12(2)1( ???? ??pxr ? 合格 4）繪制轉(zhuǎn)速圖 （ 5分） 六、機(jī)器人設(shè)計(jì)計(jì)算（ 10分） 試求三自由度機(jī)器人運(yùn)動(dòng)功能矩陣 [T0,m]（ 10分） 答： 某數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)電 Ⅰ Ⅱ Ⅲφf(shuō)φf(shuō)φf(shuō)x 0z 0ymzmy2x2θ 1z 1x 1θ 2c0c1a2o 0z3y 3c3o 1o 2o 3o m 節(jié)機(jī)器人 7 ????????????????????????????????????????????????? ?????????????????????????? ???????????????1000100001000011000100001000011000000010010000100000010000000001100001000000100010000100001]][][][][][][[][3322222222211111111103332221110,0cZCSaSCCSSCcCSSCCSSCcTTTTTTTTmm???????? 式中： ?90???? ， 11 cos??C ， 22 cos??C ， 11 sin??S ， 22 sin??S （ 7分） ? ?? ?? ?????????????????????????10000][ 0123322223321212112332121211,0 ccaZcSSCaZcCSCSSSCaZcCCCCSCST m（ 3分） 七、手腕（ 10分） 圖示為三自由度的機(jī)械傳動(dòng)手腕的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，試求當(dāng) S、 B軸不轉(zhuǎn)， T軸以 Tn 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由行星輪 2和 14 自傳運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)出附加的手抓的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 39。 ???? dNnNzf RR? （ 2分） 當(dāng) 2?z 時(shí)， dNf R?? ? 有功率“缺口”； 當(dāng) 3?z 時(shí)， dNf R?? ? 無(wú)功率“缺口”，但降速比 ? ，如果帶輪部分降速比為 2，仍有降速比 4不可選用； 當(dāng) 4?z 時(shí)， dNf R?? ? 無(wú)功率“缺口”，可選用。 （ 4分） （ 3）確定主電動(dòng)機(jī)最低轉(zhuǎn)速。采用直流調(diào)速電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)功率 15?電N kW，電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速 1500?dn r/min，最高轉(zhuǎn)速4500max ?dn r/min。1*239。這兩個(gè)外齒 輪又與固定在螺母體兩側(cè)的兩個(gè)齒數(shù)相同的內(nèi)齒圈相嚙合。（ 1分） 5． 在設(shè)計(jì)機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，如何限制齒輪的最大傳動(dòng)比 maxu 和最小傳動(dòng)比 minu 及各傳動(dòng)組的最大變速范圍 maxR ？ 答：（ 1） 設(shè)計(jì)機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，為避免從動(dòng)齒輪尺寸過(guò)大而增加箱體的徑向尺寸，一般限制直齒圓柱齒輪的最小傳動(dòng)比 4/1min ?主u ，為避免擴(kuò)大傳動(dòng)誤差，減少振動(dòng)噪聲，一般限制直齒圓柱齒輪的最大升速比 2max ?主u 。 三、問(wèn)答（ 15分 ，每小題 3分 ） 1．試述確定標(biāo)準(zhǔn)公比 ? 的原則？ 答：因?yàn)檗D(zhuǎn)速由 minn 至 maxn 必須遞增，所以公比 ? 應(yīng)大于 1；（ 1分） 為了限制轉(zhuǎn)速損失的最大值 maxA 不大于 50%，則相應(yīng)的公比 ? 不得大于 2，故 21 ??? ；（ 1分） 為了使用記憶方便，轉(zhuǎn)速數(shù)列中轉(zhuǎn)速呈 10 倍比關(guān)系，故 ? 應(yīng)在 110E?? （ 1E 為正整數(shù)）中取數(shù)；如采用多速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通常電動(dòng)機(jī)為（ 3000/1500） r/min或（ 3000/1500/750）r/min，故 ? 也應(yīng)在 2 2E?? （ 2E 為正整數(shù)）中取數(shù)。 17．齊次坐標(biāo)變換矩陣 ][ 10T 是將 ][ 10P 和 ___[0R1]_____合寫在一起表示。 13．在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中，齒輪傳動(dòng)間隙的消除有剛性調(diào)整法和 ____柔 性調(diào)整法 _____兩類方法。 9．國(guó)產(chǎn)的 GGB 型直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副由制造廠用選配 _____不同直徑鋼球 ___的辦法確定間隙或預(yù)緊。 5．機(jī)床 ___抗振能力 _____是指機(jī)床在交變載荷作用下，抵抗變形的能力。 B. 機(jī)械摩擦損耗功率 D. 額定功率 二、填空 （ 20分 ， 每小題 1分） 1． 20世紀(jì)末，世界已進(jìn)入 _____知識(shí) _______經(jīng)濟(jì)時(shí)代。 A. 矩形導(dǎo)軌 B. 三角形導(dǎo)軌 C. 燕尾形導(dǎo)軌 D. 圓柱形導(dǎo)軌 7． 一個(gè)運(yùn)動(dòng)功能式為 MXYZO // ? 的四自由度搬運(yùn)機(jī)器人是 [ D ]。 A. 電火花線切割機(jī)床 B. 電解加工機(jī)床 C. 電火花加工機(jī)床 D. 電子束加工機(jī)床 3． 利用一套標(biāo)準(zhǔn)元件和通用部件按加工要求組裝而成的夾具，稱為 [ A ]。 A. “傳統(tǒng)模式” B. “精益生產(chǎn)” C. “敏捷制造” D. “精益 — 敏捷 — 柔性” 2． 利用工具電極與工件之間的放電現(xiàn)象從工件上去除微粒材料達(dá)到加工要求的機(jī)床，稱為 [ C ]。 A. 幾何精度 B. 運(yùn)動(dòng)精度 C. 傳動(dòng)精 度 D. 定位精度 6． 要求導(dǎo)軌導(dǎo)向性好，導(dǎo)軌面磨損時(shí)，動(dòng)導(dǎo)軌會(huì)自動(dòng)下沉，自動(dòng)補(bǔ)償磨損量，應(yīng)選 [ B ]。 /每轉(zhuǎn) B. 毫米 /沖程 /分鐘 D. 轉(zhuǎn) /分鐘 10． 機(jī)床主運(yùn)動(dòng)空轉(zhuǎn)時(shí)由于傳動(dòng)件摩擦、攪油、空氣阻力等原因使電動(dòng)機(jī)消耗的一部分功率，稱為 [ C ]。 2 4．進(jìn)行產(chǎn)品的系列設(shè)計(jì)通常從 _____基型 ______產(chǎn)品開(kāi)始。 8．正常人人 耳能夠聽(tīng)到的最小聲壓稱為聽(tīng)閾，其值等于 ____2 105____Pa。 12．在自動(dòng)換刀裝置中，蝸桿、蝸輪傳動(dòng)采用 ______單頭雙導(dǎo)程 _______蝸桿消除嚙合間隙。 16．在機(jī)器人關(guān)節(jié)坐標(biāo)軸軸線位置的選取中，對(duì)于回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，取 ____ Zi _______與 i 關(guān)節(jié)的軸線重合。 20． 各種類型機(jī)床對(duì)溫升都有一定限制，如精密機(jī)床，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)條件下允許溫升為_(kāi)__15~20℃ _____。（ 1分） 3．對(duì)于普通機(jī)床，如何確定常用的經(jīng)濟(jì)加工直徑 maxd 、 mind ？ 答：對(duì)于普通機(jī)床 KDd ?max （ 1分） maxmin dRd d? （ 1分） 式中： D 為機(jī)床能安裝的最大工件直徑，臥式車床： ?K ，搖臂鉆床： ?K ，~?dR （ 1分） 4．在機(jī)床分級(jí)主軸變速箱設(shè)計(jì)中，如何選用公比 ? ？ 答：（ 1）對(duì)于通用機(jī)床，輔助時(shí)間和準(zhǔn)備結(jié)束時(shí)間長(zhǎng)，機(jī)動(dòng)時(shí)間在加工周期中占的比重不是很大，轉(zhuǎn)速損失不會(huì)引起加工周期過(guò)多的延長(zhǎng)，為了機(jī)床變速箱結(jié)構(gòu)不過(guò)于復(fù)雜，一般取?? 或 ；（ 1分） （ 2）對(duì)于大批大；大批大量生產(chǎn)的專用機(jī)床、專門化機(jī)床及自動(dòng)機(jī)，情況卻相 反，通常取?? 或 ；（ 1分） （ 3） 對(duì)于非自動(dòng)化小型機(jī)床，加工周期內(nèi)切削時(shí)間遠(yuǎn)小于輔助時(shí)間，轉(zhuǎn)速損失大些影響不大，常采用 ?? 、 2等更大的公比，以簡(jiǎn)化機(jī)床結(jié)構(gòu)。 （ 2分） （ 2）GRHRHG zznn nn ??? 當(dāng)剛輪固定時(shí)， 0?Gn 則傳動(dòng)比為：RGRRHGHR zz znni ???? （ 2分） 2．試述采用齒差式調(diào)整滾珠絲杠間隙的方法，求出兩螺母相對(duì)軸向位移 0s ？ （ 4分） 答：（ 1）左右螺母法蘭盤外圓上制有外齒輪，齒數(shù)常相差 1。（ 4分） 答： )2(21)2(21)(21 *39。11 ????? zzzz 因此 421 ??zz （ 2分）