【正文】 方法及特點？ 答：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(yōu)點是軸受熱后可以向另一端自由伸 長，不會產(chǎn)生熱應(yīng)力，因此，宜用于長軸。（ 1 分） 2． 工業(yè)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(zhí)行器都有位姿變化要求。 2）兩者都是通過坐標運動來實現(xiàn)末端執(zhí)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(guān)節(jié)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(chǎn)線專用機床的總體設(shè)計中，“三圖一卡”的設(shè)計工作指的是什么？（ 3 分） 答：（ 1） 被加工零件工序圖， （ 1 分） 17 （ 2）加工示意圖 （ 1 分） （ 3）機床總聯(lián)系尺寸圖 （ 1 分） （ 4）生產(chǎn)率計算卡 4． 若主軸剛度低，支承剛度高，主軸跨距應(yīng)如何選擇？ （ 3 分） 答：可選主軸跨距略小于最佳跨距 0l （ 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(zhuǎn)型夾持器與平移型夾持器各有何特點？ （ 3 分） 答：（ 1） 回轉(zhuǎn)型夾持器 結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(shù)控機床工作臺驅(qū)動系統(tǒng)及參數(shù)如圖 2 所示，求轉(zhuǎn)換到電機軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量 JL 。 (4 分 ) 答： 1 22 ?? ?????????????? ??? iik kkL vmJJ（ 2分 ） )k g m(272010536030007207207207202232222?????????????????????????????????????????????? ??LJ（ 2分 ） 2． 在數(shù)控機床變速箱中，采用調(diào)速電動機無級調(diào)速。試導出變速箱的公比 f? 等于電動機恒功率調(diào)速范圍 dNR 時， 變速箱的變速級數(shù) Z的 表達式。（ 4分 ） 答： 1 1?? zfdNnN RR ? dNnNzf RR??1? 1lg lglg ???fdNnN RRz ? （ 2 分） Ⅰ軸參數(shù)J(k g/ m ) n( r/ min)圖2 工作 臺驅(qū)動系統(tǒng)0. 16360Z 27200. 01Z 1360 04重力: G=30 00NⅠ齒 輪Z 1V1Z 2絲杠 電動機720 24360 12電動機絲杠導程:S=5mm 18 當 fdNR ?? 時 fnNRz ?lglg? （ 2 分） 3． 試述 根據(jù)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(huán)）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(zhuǎn)速圖設(shè)計（ 13 分） 根據(jù)圖 2 所示 Z3040 搖臂鉆床主傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖，回答下列問題？（ 13 分） (1)．寫出其結(jié)構(gòu)式：（ 2 分） (2)．寫出 Ⅴ Ⅵ 軸間變速組的變速范圍公式及其大?。?2 分 ） (3)．寫出 Ⅵ 軸 變速范圍公式及其大?。?1 分） (4)．找出軸 III~Ⅵ 的計算轉(zhuǎn)速 （ 4分） (5)．找出 Ⅴ 軸上齒輪的計算轉(zhuǎn)速：（ 4分） 答：（ 1） 結(jié)構(gòu)式 ： 8452 222216 ???? ； （ 2 分） (2) )12(8)1( ??? ??pxr ?? ；（ 2 分） （ 3） 1919)12(8)12(4)12(5)12(24321 ????? ???? ?????rrrrR n 或8025200 0m inm a x ??? nnR n ； （ 1 分） （ 4） (5) 齒輪 Z20 Z61 Z44 Z34 nc 315 100 100 250 軸號 III Ⅳ Ⅴ Ⅵ nc 500 200 100 80 圖3. Z3 04 0搖 臂鉆床主傳動系統(tǒng)Ⅳ20：5037 ：4235：5529：4738 ：3839 ：31電 Ⅰ Ⅱ Ⅲ20：80254022：44 12 5638010 016 020 025 031 563 050 040 080 020 0061：3944 ：3412 50Ⅴ Ⅵ 19 六、機器人設(shè)計計算（ 10 分） 試求 三關(guān)節(jié)平面 機器人運動功能矩陣 [T0,m] 。（ 10 分） 答：（ 1）變成基準狀態(tài)后，建立 運動功能矩陣[T0,m] ???????????????????????? ????????????????????????? ????????????????????????? ???100001000010001100001000000100001000010001100001000000100001000010001100001000000]][][][][][[][33333222221111133322211,0lCSSClCSSClCSSCTTTTTTTmm 式中： 11 cos??C ， 22 cos??C ， 11 sin??S ， 22 sin??S （ 6 分） ??????????????????1000010000][ 1121231 2 31 2 31 2 31121231 2 31 2 31 2 3,0lSlSlSCSlClClCSCT m 式中： )c o s ( 321123 ??? ???C ， )s in ( 3211 2 3 ??? ???S （ 4 分） 七、手腕（ 10 分） 圖示為由圓錐齒輪傳動所構(gòu)成的三自由度的機械傳動手腕的機構(gòu)簡圖，試求當 B、 C 軸不 轉(zhuǎn)動， A 軸 以轉(zhuǎn)速 An 單獨轉(zhuǎn)動 時，手抓繞 Ⅲ 軸的回轉(zhuǎn)運動 n5，以及 當 A、 C 軸不 轉(zhuǎn) 動， B 軸 以轉(zhuǎn)速 Bn 單獨旋轉(zhuǎn) 時， 產(chǎn)生的 手抓繞 Ⅲ 軸回轉(zhuǎn)的 誘導 運動 39。5n 。 （ 10 分） y 2x 2L2ymxmx 0y 0y 1L1θ 1O 1=O 0 器人y3x3θ 2x 1θ 3L3 20 答：（ 1） A 軸 以轉(zhuǎn)速 An 單獨轉(zhuǎn)動 時，手抓繞 Ⅲ 軸的回轉(zhuǎn)運動 n5 AnZZ ZZn 42 315 ? （ 2 分） （ 2） 當 A、 C 軸不 轉(zhuǎn) 動， B 軸 以轉(zhuǎn)速 Bn 單獨旋轉(zhuǎn) 時， BnZZnn 7976 ??（ 1 分） 殼體 3Z 、 4Z 組成行星輪系， 4Z 為行星齒輪，殼體 6，為行星輪架，產(chǎn)生的 手抓繞 Ⅲ 軸回 轉(zhuǎn)的 誘導 運動 39。5n 。 34739。573 ZZnn nn ???? （ 2 分） 03 ?n? ， 744339。5 nZ ZZn ??? ， BnZZZ ZZn7944339。5 )( ??? （ 5 分） 八、抓手（ 10 分） 求楔塊杠桿式回轉(zhuǎn)型夾持器中，夾緊力 FN 和驅(qū)動力 Fp 之間的關(guān)系式，并討論該回轉(zhuǎn)型夾持器的特性。（ 10 分） 答：（ 1）受力分析如圖所示（ 3 分） 21 （ 2）推導計算； pp FF ??sin2 39。 ； bFcF Np ?39。 ?sin239。b cFb cFF ppN ?? （ 5 分） （ 3） 討論該夾持器的特性 ： ? 角增大，將使夾緊力 NF 減小。楔塊和滾子間為滾動接觸，摩擦力小，活動靈活，且結(jié)構(gòu)簡單，但夾緊力小，適用于輕載場合。 （ 2 分） 22 2022年自考《機械制造裝備設(shè)計》預測 試卷 1 一、單項選擇題（每小題 1 分） 在每小題列出 的四個備選項中 只有一個 ． ． ． ． 是符合題目要求的，請將其代碼填寫在題后的括號內(nèi)。錯選、多選或未選均無分。 1． 主軸轉(zhuǎn)速的計算是主軸傳遞全部功率時的（ ）。 【 B 】 A． 最高轉(zhuǎn)速 B． 最低轉(zhuǎn)速 C． 平均轉(zhuǎn)速 D． 瞬時轉(zhuǎn)速 2． 主軸箱的功用是支承主軸并把動力經(jīng)變速機構(gòu)傳給主軸，使主軸帶動工件按規(guī)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)（ ）。 【 C 】 A． 旋轉(zhuǎn)運動 B． 進給運動 C． 主運動 D． 輔助運動 3． 刨床的主運動是直線運動，它的主運動參數(shù)是（ ）。 【 B 】 A． 每小時的往復次數(shù) B． 每分鐘的往復次數(shù) C． 每秒鐘的往復次數(shù) D． 每毫秒的往復次數(shù) 4． 滾珠絲杠的主要載荷是（ ）。 【 B 】 A． 徑向載荷 B． 軸向載荷 C． 運動載荷 D． 靜止載荷 5． 雙三角形組合導軌有導向精度高及（ ）的優(yōu) 點。 【 B 】 A． 調(diào)整簡單 B． 磨損后相對位置不變 C． 承載能力大 D． 承受較大力矩 6． 機床爬行現(xiàn)象一般發(fā)生于（ ）的運動情況下。 【 C 】 A． 高速重載 B． 高速輕載 C． 低速重載 D． 低速輕載 7． 機床熱變形對精度的影響大體分角度變化、工作臺等部件運動的直線性及（ ）三類。 【 A 】 A． 線性位移變化 B． 非線性位移變化 C． 直線位移變 化 D． 爬行現(xiàn)象 8． 有軌式無人輸送小車 (RGV)多用于（ ）導軌。 【 A 】 A． 直線布局 B． 曲線布局 C． 環(huán)形布局 D． 網(wǎng)絡(luò)形布局 9． 機床數(shù)控系統(tǒng)是一種（ ）。 【 C 】 A． 速度控制系統(tǒng) B． 電流控制系統(tǒng) C． 位置控制系統(tǒng) D． 壓力控制系統(tǒng) 10．擬將 一臺普通車床數(shù)控化，希望改造費用較低，宜采用的伺服電 動機是（ ）。 【 C 】 A． 交流伺服電機 B． 直流伺服電機 C． 步進電機 D． 同步電機 11． 滾珠絲杠副中，絲杠相對于螺母旋轉(zhuǎn) 弧度時，螺母上基準點的軸向位移稱為（ ）。 【 D 】 A． 導程 B． 螺距 C． 節(jié)距 D． 基本導程 12． 數(shù)控機床進給系統(tǒng)中采用齒輪傳動副時，如果不采用消隙措施，將會 ( )。