武汉工程大学邮电与信息工程学院机械制造装备期末考试重点.docx
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武汉工程大学邮电与信息工程学院机械制造装备期末考试重点
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1、机械制造装备普遍具有柔性化、自动化和精密化的特点,以便更好的适应市场经济的需求,适应多品种、小批量生产和经常更新品种的需要。
2、数字化制造是指在虚拟现实、计算机网络、快速原型、数据库和多媒体等支撑技术下,根据用户需求,迅速收集资源信息,对产品信息、工艺信息和资源信息进行分析、规划和重组,实现产品设计和功能仿真,进而快速生产出满足用户性能要求的产品的整个制造过程。
3、机械制造装备的发展趋势:
①向高效、高速、高精度方向发展②多功能复合化、柔性自动化的产品成为发展的主流 ③实施绿色制造与可持续发展战略 ④智能制造技术和智能化装备有了新的发展。
4、机械制造装备应满足的一般功能:
①加工精度方面的要求②强度、刚度和抗振性方面的要求③加工稳定性方面的要求④耐用度方面的要求⑤技术经济方面的要求。
5、柔性化即产品结构柔性化和功能柔性化。
产品结构柔性化是指产品设计时采用模块化设计方法和机电一体化技术。
6、发生线是通过刀具切削刃与工件接触并产生相对运动而形成的。
有如下四种方法:
轨迹法、成形法、相切法、展成法。
7、成形运动:
机床上用来完成工件一个待加工表面几何形状的生成和金属的切除任务的运功称为表面成形运动。
8、机床的成形运动又可以有两种分类方法,从成形运动的速度、消耗动力可分为主运动和进给运动。
从成形运动所完成的功能看可分为主运动和形状创成运动。
9、机床运动功能式和运动功能图表达的含义是什么?
答:
运动功能式(P67):
表示机床运动的个数、形式(直线或回转运动)、功能(主运动、进给运动、非成形运动)及排列顺序,是描述机床运动功能最简洁的表达形式。
运动功能图(P68):
与机床运动功能式对应的图成为运动功能图,如图2-4,又称机床运动原理图。
10、机床运动分配式的含义是什么?
(P70)
答:
运动分配式:
带有接地符号“·”符号的运动功能式。
一个运动功能式可能有几种运动分配式。
如铣床运动功能式W/Xf,Zf,Yf,Cp/T,可能有下列4种运动分配式:
①W/·Xf,Zf,Yf,Cp/T②W/Xf·Zf,Yf,Cp/T
③W/Xf,Zf·Yf,Cp/T④W/Xf,Zf,Yf·Cp/T
11、各类机床按精度可分为普通精度级、精密级和超精密级。
精度包括:
几何精度、运动精度、传动精度、定位精度和重复定位精度、工作精度、精度保持性。
12、影响机床振动的主要原因有:
机床的刚度、机床的阻尼特性、机床系统固有频率。
13、当运动部件低速运动时,主动件匀速运动,从动件往往出现明显的速度不均匀的跳跃式运动,即时走时停或者时快时慢的现象。
这种在低速运动时产生的运动不平稳性称为爬行。
为防止爬行,在设计低速运动部件时,应减少静、动摩擦系数之差,提高传动机构的刚度和降低移动件的质量等。
14、减少机床的热变形的措施:
减少热源的发热量、将热源置于易散热的位置,或增加散热面积和采用强制冷却,使产生的热量尽量发散出去、采用热管等将温升较高部位的热量转移至温升较低部位,以减少机床各部位之间的温差,减少机床热变形。
也可以采用温度自动控制、温度自动补偿及隔热等措施。
15、机床主要参数的设计(79页):
机床的主要技术参数包括机床的主参数和基本参数,基本参数可包括尺寸参数、运动参数及动力参数
16、主传动系设计的要求(88页):
满足机床使用性能要求、满足机床传递动力要求、满足机床工作性能的要求、满足产品设计经济型的要求、调整维修方便,结构简单、合理,便于加工和装配。
17、主传动系设计的一般原则:
传动副前多后少原则、传动顺序与扩大顺序相一致的原则、变速组的降速要前慢后快,中间轴的转速不宜超过电动机的转速、转速图中传动比的分类。
18、计算转速(恒功率、恒转矩)(103页)
19、机械夹具应满足的要求:
①保证加工精度②夹具的总体方案应与年生产纲领相适应③安全、方便、减轻劳动强度④排屑顺畅⑤机床夹具应有良好的强度、刚度和结构工艺性。
20、加工误差:
工件加工后在尺寸、形状和位置三个方面偏离理想工件的大小
定位误差:
工序基准在加工方向上的最大位置变动量所引起的加工误差。
产生定位误差的原因:
基准不重合带来的定位误差、间隙引起的定位误差、与夹具有关的因素产生的定位误差
简答
1.机械制造装备设计有哪些类型?
他们的本质区别是什么?
答:
机械制造装备设计类型有创新设计、变型设计和模块化设计三种类型。
它们的本质区别:
创新设计是一种新的理论、概念的设计,变型设计是在原设计基础上改变部分部件、参数或者结构的设计,模块化设计是采用预先设计的模块进行组合的一种设计方法。
目前大多为变型设计,模块化设计缩短了新产品设计开发的时间,创新设计的产品很少。
2.可靠性指的是什么?
有哪些可靠性衡量指标?
它们之间有哪些数值上的联系?
答:
可靠性是指产品在规定的条件和规定的时间内,完成规定任务的能力。
衡量指标有:
可靠度R(t)、累计失效概率F(t)、失效率、平均寿命和平均无故障工作时间、可靠寿命、维修度、修复率、平均修复时间等。
它们之间的主要联系:
F(t)=1-R(t)。
3.主轴轴向定位方式有哪几种?
各有什么特点?
适用于那些场合?
答:
前端配置:
前支承轴承较多,发热大,温升高,但主轴受热后向后伸长,不影响轴向精度,精度高,刚度较高,适于高精度机床或数控机床。
后端配置:
前支承轴承较少,发热小大,温升低,但主轴受热伸长后向前伸长,影响轴向精度,适于普通机床,如立铣床、车床等。
两端配置:
当主轴受热伸长时,影响主轴承的轴向间隙,可采用弹簧消隙和补偿热膨胀措施,适于短主轴,如组合机床等。
中间配置:
可减少主轴的悬伸量,并使主轴热膨胀后向后伸长,但前支承复杂,温升较高。
4在支承件设计中,支承件应满足哪些基本要求?
答:
(1)具有足够的刚度和刚度-质量比;
(2)具有较好的动态特性(动刚度大、低阶固有频率高、无薄壁噪声等):
(3)热稳定性好;(4)排屑畅通、吊运安全,结构工艺性好。
计算题
2-26某车床的主轴转速为n=40~1800r/min,公比φ=1.41,电动机的转速n电=1440r/min,试拟定结构式、转速图;确定齿轮齿数、带轮直径、验算转速误差;画出主传动系图。
解:
(1)确定转速级数:
根据教材式(3-2),
其中
,所以转速级数
(2)确定传动结构式
选择传动方案:
,考虑到主传动设计前密后疏的原则,
传动结构式应为
,
(3)绘制转速图
根据表3-6标准数列,经圆整可以得到12级转速为:
40,56,80,112,160,224,315,450,630,900,1250,1800
确定定比传动比:
取轴Ⅰ的转速值为900r/min,则电机轴与轴Ⅰ的传动比为:
确定各变速组最小传动比
从转速点900r/min到40r/min共有10格,按照前缓后急的原则,第二变速组最小传动线下降2格;第一变速组最小传动线下降1格;第二变速组下降3格,第三变速组最小传动线下降4格,最大上升2格。
则,转速图如下:
(a)初步设计的转速图 (b)最后确定的转速图
(4)传动系图设计(包括计算齿轮齿数、带轮直径)
参考教材p85,图3-13,可以得到本设计传动系图为
(5)验算实际转速误差
,与标注转速相比,没有误差;
,实际误差
;
,实际误差
。
……
转速误差小于5%,符合设计要求。
2-27某机床主轴转速n=100~1120r/min,转速级数Z=8,电动机转速n电=1440r/min,试设计该机床主传动系,包括拟定结构式和转速图,画出主传动系图。
解:
(1)计算公比
根据教材式(3-2),可以得到
,由于
,
所以
(2)确定传动结构式
根据传动组和传动副拟定原则,可选方案有:
①Z=4×2;②Z=2×4;③Z=2×2×2在方案①,②中,可减少一根轴,但有一个传动组内有四个传动副,增加传动轴轴向长度,所以选择方案③:
Z=2×2×2
根据前疏后密原则,选择结构式为:
8=21×22×24
(3)转速图的设计
根据表3-6标准数列,经圆整可以得到8级转速为:
100,140,200,280,400,560,800,1120r/min
确定定比传动比:
取轴Ⅰ的转速值为800r/min,则电机轴与轴Ⅰ的传动比为:
确定各变速组最小传动比
从转速点800r/min到100r/min共有6格,三个变速组的最小传动线平均下降两格,按照前缓后急的原则,第二变速组最小传动线下降2格;第一变速组最小传动线下降2-1=1格;第三变速组最小传动线下降2+1=3格。
(4)绘制转速图
(5)传动系简图设计
2-31求图2-61所示的车床各轴、各齿轮的计算转速。
解:
如下图所示,根据教材p103表2-9所示,各轴的计算转速用红色的圈标注在图中,各对齿轮中小齿轮的计算转速用红色箭头标注在图中。
2-32求图2-62中各齿轮、各轴的计算转速。
解:
如下图所示,根据教材p103表2-9所示,各轴的计算转速用红色的圈标注在图中,各对齿轮中小齿轮的计算转速用红色箭头标注在图中。
定位误差的推导
定位误差为
式中
代入可得
同理
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