机械制造装备设计作业题及答案
更新时间:2024-01-06 06:25:01 阅读量: 教育文库 文档下载
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1-1. 机床应满足哪些基本要求?何谓人机关系?
答:机床应满足的要求:
(1)工艺范围:是指机床适应不同生产要求的能力。它包括可加工的零件类型、形状和尺寸范围,能完成的工序种类等。
(2)加工精度:是指被加工工件表面的形状、位置、尺寸的准确度、表面的粗糙程度。机床的精度分为三级:普通精度机床、精密机床、高精度机床。 (3)生产率和自动化:机床的生产率是指机床在单位时间内所能加工的工件数量。机床的自动化分为大批量生产自动化和单件、小批量生产自动化。 (4)可靠性:是指机床在整个使用寿命期间完成规定功能的能力。它是一项重要的技术经济指标。
人机关系:
机床能符合人的生理和心理特征,实现人机环境高度协调统一,为操作者创造一个安全、舒适、可靠、高效的工作条件;能减轻操作者精神紧张和身体疲劳。 1-2.
机床设计的内容和步骤是什么?
答:一、总体设计:a.掌握机床的设计依据;b.工艺分析;c.总体布局;d.
确定主要的技术参数;
二、技术设计:根据已确定的主要技术参数设计机床的运动系统,画出
传动系统图;
三、零件设计及资料编写;
四、样机试制和试验鉴定:零件设计完成后,应进行样机试制,样机试
制后,进行空车试运转。
1-4.机床分配运动的原则是什么?传动形式如何选择? 答:机床分配运动的原则:
(1)将运动分配给质量小的零部件; (2)运动分配应有利于提高工件的加工精度; (3)运动分配应有利于提高运动部件的刚度; (4)运动分配应视工件形状而定。
传动形式如何选择:
机床传动的形式有机械传动、液压传动等。机械传动靠滑移齿轮变速,变速级数一般少于30级,传动功率大,变速范围较广,传动比准确,工作可靠,广泛用于通用机床中,尤其是中小型机床中。缺点是有相对转速损失,工作中不能变速。液压无极变速传动平稳,运动换向冲击小,易于实现直线运动,适用于刨床、拉床、大型矩台平面磨床等机床的主运动中。机床进给运动的传动多采用机械传动或液压无极传动。数控机床进给运动采用伺服电动机——齿轮传动——滚珠丝杠副传动。设计时应根据具体情况,以满足使用要求为原则,合理选定。
1-5.机床的尺寸参数包括哪些参数?如何确定?
答:尺寸参数:主参数(代表机床的规格大小)、第二主参数、其他重要尺寸。
如何确定:
主参数:摇臂钻床的主参数(最大钻孔直径)为:25、40、63、80、100、
125mm;
卧式车床是以床身上被加工工件的最大回转直径作为主参数; 齿轮加工机床是最大工件直径; 外圆磨床和无心磨床是最大磨削直径;
龙门刨床、龙门铣床、升降台铣床和矩形工作台的平面磨床是
工作台工作面宽度;
卧式铣镗床是主轴直径;
立式钻床和摇臂钻床是最大钻孔直径;
牛头刨床和插床是最大刨削和插削长度(以上单位均为nm); 也有的机床不用尺寸作为主参数,如拉床的主参数是额定拉力
等。
专用机床的主参数,一般以与通用机床相对应的主参数表示。
第二参数:是为了更完整地表示机床的工作能力和加工范围,在主参数后面标出另一参数值、称为第二主参数。
如最大工件长度、最大跨度和最大加工模数等 如车床的第二主参数是最大工件长度;
铣床和龙门刨床是工作台工作面长度; 摇臂钻床是最大跨距等。
其他重要尺寸:包括与工件、工、夹、量具、机床结构有关的参数。
与工件主要的有关参数,如卧式车床最大加工工件长度、刀架上最大加工直径、主轴孔允许通过的最大棒料直径等;
摇臂钻床还要确定主轴下端面到底座间的最大和最小距离,其
中包括了摇臂的升降距离和主轴的最大伸出量等;
龙门铣床还应确定横梁的最高和最低位置等;
与工、夹、量具有关的参数,如卧式车床的主轴锥孔。
2-1.何谓转速图中的一点三线?机床的转速图表示什么?
答:一点三线:一点是转速点;三线是主轴转速线、传动轴线、传动线; 转速图表示:主轴各转速的传递路线和转速值,各传动轴的转速数列及转速大小,各传动副的传动比的线图。
2-2.结构式与结构网表示机床的什么内容?
答:结构式表示级比规律,结构网表示机床的传动路线传动比的相对关系。 2-3.等比传动系统中,总变速范围与各变速组的变速范围有什么关系?与主轴的转速级数有什么关系?
答:乘积Rn=r1.r2.r3……rn-1 Rn=级数的Z-1次方 2-4. 等比传动系统中,各变速组的级比指数有何规律?
答:X0=1 X1=P0 X2=P0.P1 Xj=P0.P1…P(j-1) 2-5.拟定转速图的原则有哪些?
答:(1)传动顺序 前多后少(2)扩大顺序 前密后疏(3)最小传动比 前缓后急。
2-6. 机床转速图中,为什么要有传动比限制,各变速组的变速范围是否一定在限定的范围内,为什么?
答:在设计机床传动时,为防止传动比过小造成从动齿轮太大,增加变速箱的尺寸,限制最小传动比;为减少振动,提高传动精度,限制最大传动比。
2-7.机床传动系统为什么要前多后少、前疏后密,前缓后急?
答:前多后少:传动件越靠近电动机,其转速就越高,在电动机功率一定的情况下,所传递的转矩就越小,传动件和传动 轴的几何尺寸就越小。因此,应尽量使前面的传动件多一些。
前密后疏:变速组j的变速范围是。在公比一定的情况下,只有控制
xj(pj-1)的大小,才能使变速组的变速范围不超 过允许值。传动副数多时,级比指数应小一些。考虑到传动顺序中有前多后少的原则,扩大顺序应采用前密后疏的原则。
前缓后急:为使更多的传动件在相对高速下工作,减少变速箱的结构尺
寸,最小传动比应采取前缓后急的原则。此外,由 于制造安装等原因,传动件工作中有转角误差,采用前缓后急原则,有利于提高传动链末端执行件的旋转精度。
2-11.某机床的主轴转速为n=100~1120r/min,转速级数Z=8,电动机转速nm=1440r/min,试拟定结构式,画出转速图和传动系统图。
3-1.为什么对机床主轴要提出旋转精度、刚度、抗振性、温升及耐磨性要求? 答:
3-5.提高主轴刚度的措施有哪些? 答:书上P80 (2)、(3)
3-7.怎样根据机床切削力的特性选择主轴滚动轴承的精度?答:书上P66 3-13.试述铸铁支承件、焊接支承件的优缺点,并说明其应用范围。
答:铸铁:优点-铸造性能好,容易得到复杂形状,且阻尼大,有良好的抗振性能,成本低。
缺点-铸件需要木模芯盒,制造周期长,有时产生缩孔、气泡等缺
陷,成本高。铸造支承件要进行时效处理,以消除内应力。
应用范围:成批生产
焊接:优点-制造周期短,不用制作木模,支撑件可制成封闭结构,刚性好,
便于产品更新和结构改进,刚度要求相同时,钢板焊接床身的壁厚比铸铁床身减少1/2,质量减轻20%~30%。
缺点-抗振性能差。 应用范围:
3-15.支承面截面形状的选用原则是什么?
答:(1)空心截面比实心截面的惯性矩大;(2)方形截面比圆形截面的抗弯刚度大,而抗扭刚度低;(3)不封闭截面的刚度远小于封闭的截面刚度。 3-16.怎样补偿不封闭支撑件的刚度损失?
答:(1)根据支承件受力情况合理的选择材料、截面形状、尺寸、壁厚,合理的布置肋条和肋板;(2)提高阻尼特性,采用新材料制造支承件。 3-28.滚珠丝杠有什么特点?应用于什么场合?试述滚珠丝杠消除轴间间隙的方法。
答:特点:1)传动效率高,摩擦损失小;2)适当预紧,可消除丝杠和螺母的螺纹间隙,反向时就可以消除空行程死区,定位精度高,刚度好;3)运动平稳,无爬行现象,传动精度高;4)有可逆性;5)磨损小,使用寿命长;6)制造工艺复杂;7)不能自锁。
应用场合:1.一端固定,一端自由:用于短丝杠和竖直丝杠; 2.一端固定,一端简支:用于较长的卧式安装丝杠;
3.两端固定:用于长丝杠或高转速,要求高抗压刚度场合。
方法:1.垫片调隙式;2.齿差调隙式;3.螺纹调隙式。
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