《機械制造裝備設(shè)計-習(xí)題解答.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機械制造裝備設(shè)計-習(xí)題解答.doc（13頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、“機械制造裝備設(shè)計”部分習(xí)題解答第一章：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(jié)構(gòu)柔性化和功能柔性化。按照柔性化從高到低排列應(yīng)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(yīng)性強，為功能柔性化；數(shù)控機床和加工中心改變加工程序即可適應(yīng)新的需要，結(jié)構(gòu)柔性化；FMS加工效率較高，改變調(diào)度和程序可適應(yīng)新的需要，為結(jié)構(gòu)柔性化；組合機床（專用機床）生產(chǎn)率高，專門設(shè)計，適應(yīng)性差，基本上無柔性。1-9 機械
2、制造裝備設(shè)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(shè)計類型有創(chuàng)新設(shè)計、變型設(shè)計和模塊化設(shè)計三種類型。 它們的本質(zhì)區(qū)別：創(chuàng)新設(shè)計是一種新的理論、概念的設(shè)計，變型設(shè)計是在原設(shè)計基礎(chǔ)上改變部分部件、參數(shù)或者結(jié)構(gòu)的設(shè)計，模塊化設(shè)計是采用預(yù)先設(shè)計的模塊進(jìn)行組合的一種設(shè)計方法。 目前大多為變型設(shè)計，模塊化設(shè)計縮短了新產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)的時間，創(chuàng)新設(shè)計的產(chǎn)品很少。1-15 設(shè)計的評價方法很多，結(jié)合機械制造裝備設(shè)計，指出哪些評價方法較為重要，為什么？答：設(shè)計的評價方法有：技術(shù)經(jīng)濟評價、可靠性評價、人機工程學(xué)評價、結(jié)構(gòu)工藝性評價、產(chǎn)品造型評價、標(biāo)準(zhǔn)化評價六種。對于機械制造裝備設(shè)計，這六種評價方法按重要程
3、度由高向低排隊一般是：可靠性評價、人機工程學(xué)評價、結(jié)構(gòu)工藝性評價、標(biāo)準(zhǔn)化評價、技術(shù)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。可靠性評價對產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性進(jìn)行評價；人機工程學(xué)評價產(chǎn)品設(shè)計在人機工程方面的合理性；結(jié)構(gòu)工藝性評價是對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)便于加工制造的性能進(jìn)行評價，以降低生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)時間；技術(shù)經(jīng)濟評價綜合評價產(chǎn)品技術(shù)的先進(jìn)性和經(jīng)濟的合理性；標(biāo)準(zhǔn)化評價是在標(biāo)準(zhǔn)化方面對產(chǎn)品進(jìn)行評價；而產(chǎn)品造型評價是對產(chǎn)品的外觀設(shè)計的合理性和新穎性進(jìn)行評價。1-17可靠性指的是什么？有哪些可靠性衡量指標(biāo)？它們之間有
4、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(wù)的能力。 衡量指標(biāo)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(fù)率、平均修復(fù)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(shè)計的角度，如何提高產(chǎn)品的可靠性？答：從系統(tǒng)設(shè)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(jìn)行系統(tǒng)和單元可靠性的預(yù)測。（P39）此外要將系統(tǒng)可靠性指標(biāo)合理分配到各組成單元中，明確各組成單元的可靠性設(shè)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
5、列”，然后在此基礎(chǔ)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(fù)合運動、內(nèi)聯(lián)系傳動鏈、運動軸的聯(lián)動的含義及關(guān)系如何？（P69-71）答：機床的復(fù)合運動：運動之間有嚴(yán)格的運動關(guān)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(fù)合成形
6、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(fù)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(dá)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(jìn)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(dá)形式。運動功能圖（P68）：與機床運動功能式對應(yīng)的圖成為運動功能圖，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
7、, Zf, Yf, Cp /T，可能有下列4種運動分配式：W /Xf, Zf, Yf, Cp/ TW /XfZf, Yf, Cp/ TW /Xf, ZfYf, Cp/ TW /Xf, Zf, YfCp/ 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(biāo)準(zhǔn)GB/T 15375-1994確定。對于專用機床，應(yīng)根據(jù)加工工件要求，參照通用機床的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來確定。 機床的運動參數(shù)的確定主要依據(jù)所設(shè)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(shè)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
8、軸轉(zhuǎn)速應(yīng)減??；反之，工件直徑減小，主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)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(dāng)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；，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(jié)構(gòu)式為，排列為基本組、一擴、二擴；下角標(biāo)為級比指數(shù)。2-26某車床的主軸轉(zhuǎn)速為n=401800 r/min，
9、公比=1.41，電動機的轉(zhuǎn)速n電=1440 r/min，試擬定結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)式選擇傳動方案：，考慮到主傳動設(shè)計前密后疏的原則，傳動結(jié)構(gòu)式應(yīng)為，(3)繪制轉(zhuǎn)速圖根據(jù)表3-6標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列，經(jīng)圓整可以得到12級轉(zhuǎn)速為：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/m
10、in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(shè)計的轉(zhuǎn)速圖 (b) 最后確定的轉(zhuǎn)速圖(4)傳動系圖設(shè)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(shè)計傳動系圖為(5)驗算實際轉(zhuǎn)速誤差，與標(biāo)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(shè)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(shè)計該機床主傳動系，包括擬定結(jié)構(gòu)式和轉(zhuǎn)速圖，畫出主傳動
11、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(jié)構(gòu)式根據(jù)傳動組和傳動副擬定原則，可選方案有： Z=42； Z=24； Z=222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=222 根據(jù)前疏后密原則，選擇結(jié)構(gòu)式為： 8=212224 (3) 轉(zhuǎn)速圖的設(shè)計根據(jù)表3-6標(biāo)準(zhǔn)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
12、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(shè)計2-28 試從級變速機構(gòu)的各種傳動方案中選出其最佳方案，并寫出結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表，取轉(zhuǎn)速為：31.5, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500,
13、630, 800, 1000, 1250, 1600。 設(shè)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/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(shè)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
14、-8(p100- -101)，可以確定齒輪的齒數(shù)，齒輪齒數(shù)確定結(jié)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(shè)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 r/min，為簡化機構(gòu)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(shè)轉(zhuǎn)速級數(shù)Z=8，則 ， 所以 (2)確定傳動結(jié)構(gòu)式選擇方案：Z=222，根據(jù)前疏后密原則，考慮到電動機的情況，選擇結(jié)構(gòu)式為： 8=222124其中第一級是由雙速電機確定的，實際變速
15、箱的結(jié)構(gòu)式為：4=2124 。(3) 轉(zhuǎn)速圖的設(shè)計根據(jù)表3-6標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計的轉(zhuǎn)速圖 b) 最后確定的轉(zhuǎn)速圖(5)傳動系簡圖設(shè)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-
16、9所示，各軸的計算轉(zhuǎn)速用紅色的圈標(biāo)注在圖中，各對齒輪中小齒輪的計算轉(zhuǎn)速用紅色箭頭標(biāo)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，各軸的計算轉(zhuǎn)速用紅色的圈標(biāo)注在圖中，各對齒輪中小齒輪的計算轉(zhuǎn)速用紅色箭頭標(biāo)注在圖中。2-34 數(shù)控機床主傳動設(shè)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(shè)計；數(shù)控機床的高速主傳動設(shè)計；采用部件標(biāo)準(zhǔn)、模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計；柔性化、復(fù)合化設(shè)計；并聯(lián)機床設(shè)計。 （本題需要適當(dāng)展開、解釋?。?-36 進(jìn)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(shè)計特點：
17、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(jié)構(gòu)；采用背輪機構(gòu)、雙公比傳動、雙速電機等方式。機床進(jìn)給傳動設(shè)計特點：進(jìn)給傳動是恒轉(zhuǎn)矩傳動；各傳動件的計算轉(zhuǎn)速是其最高轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)速圖為前疏后密結(jié)構(gòu)；變速范圍可比主傳動大；采用傳動間隙消除機構(gòu)；采用快速空程傳動和微量進(jìn)給機構(gòu)。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
18、度，適于普通機床，如立銑床、車床等。兩端配置：當(dāng)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后伸長，但前支承復(fù)雜，溫升較高。3-9 在支承件設(shè)計中，支承件應(yīng)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(jié)構(gòu)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
19、期較長；鋼板焊接結(jié)構(gòu)：生產(chǎn)周期短，綜合機械性能較好，但抗振性能較差；預(yù)應(yīng)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，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(jié)構(gòu)剛度和動態(tài)性能有哪些措施？（P168-170） 答：提高機床支承件結(jié)構(gòu)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(jié)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(jié)構(gòu)采用斷續(xù)焊縫、支承
20、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(dǎo)軌面的間隙和承受顛覆力矩；鑲條的作用是調(diào)整矩形和燕尾形導(dǎo)軌的側(cè)向間隙，有平鑲條和斜鑲條兩種。3-15 導(dǎo)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(dǎo)軌特點請自己總結(jié)?。?-16 提高導(dǎo)軌耐磨性有哪些措施？（P183-184） 答：導(dǎo)軌的預(yù)緊、導(dǎo)軌的潤滑和防護(hù)、導(dǎo)軌的減摩處理（如導(dǎo)軌貼塑、涂層，滑動改滾動導(dǎo)軌、卸荷導(dǎo)軌等）。（需要自己總結(jié)發(fā)揮?。?-19 何謂端
21、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(gòu)，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(fù)定位精度好、定位剛性好、承載能力大。該機構(gòu)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(gòu)中得到應(yīng)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(gòu)、鼓輪式或鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)等）、自動換刀機械手（驅(qū)動裝置、傳動機構(gòu)、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?zhǔn)降稁?、格?/p>
22、箱式刀庫和直線式刀庫。鼓輪式刀庫：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，但刀具容量較小，鼓輪回轉(zhuǎn)慣性較大。鏈?zhǔn)降稁欤和庑尉o湊、占用空間較小、刀具容量大。格子箱式刀庫：結(jié)構(gòu)緊湊、空間利用率高、刀庫容量較大，但布局不靈活。直線式刀庫：結(jié)構(gòu)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
23、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(shè)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）、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(dāng)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(guān)系可以寫成：當(dāng)波發(fā)生器主動，剛輪固定、柔輪
24、從動時，波發(fā)生器與柔輪的減速比為, 則傳動比為： 當(dāng)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、柔輪和剛輪的轉(zhuǎn)速。諧波齒輪減速器體積小、結(jié)構(gòu)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(jìn)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(fù)載1kN以下的工業(yè)機器人。液壓和氣壓驅(qū)
25、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(fù)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(shè)計要求是什么？了解一些典型機器人手臂工作原理結(jié)構(gòu)及特點。（P241-245）答：(1)應(yīng)滿足機器人完成作業(yè)任務(wù)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(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量和偏心力矩；(4)設(shè)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(jié)構(gòu)如圖4-22，圖4-24，圖4-27，圖4-28和4-29.4-23 機器人手腕設(shè)計要求是什么？了解一些典型的機器人手腕工作原
26、理、結(jié)構(gòu)和特點。答：(1)力求手腕結(jié)構(gòu)緊湊，減輕其質(zhì)量和體積；(2)不應(yīng)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(shè)置限位開關(guān)和機械擋塊，防止動作超限而造成事故。典型結(jié)構(gòu)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(yīng)控制機器人和學(xué)習(xí)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(shè)計原則是什么？（P267）答：(1)滿足作業(yè)技術(shù)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
27、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(shè)計時應(yīng)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，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(shè)計應(yīng)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(zhǔn)時性；柔性和適應(yīng)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
28、結(jié)構(gòu)形狀復(fù)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 自動化倉庫的工作原理是什么？（P388） 答：如圖6-73所示。簡單說是：進(jìn)庫、傳送、入庫、出庫、返回原始位置；（應(yīng)詳細(xì)敘述、發(fā)揮）6-15 車間物料設(shè)計的原則是什么？（P346） 答：（共6條，應(yīng)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(fù)雜傳送裝備，如搬運機械手或機器人等。(3) 適用于長
29、距離和低物流量簡單運輸設(shè)備，如汽車等運輸車輛。(4) 適用于長距離和高物流量復(fù)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）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(gòu)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(shè)計制造周期長，成本高，適于加工結(jié)構(gòu)特殊、復(fù)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
30、主，適應(yīng)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(yīng)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(jìn)行平均化，調(diào)整各作業(yè)負(fù)荷，以使各作業(yè)時間盡可能相近。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(jié)歸納?。┥a(chǎn)線分段的意義：適應(yīng)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(jié)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(jié)！）7-8 組合機床總體設(shè)計的內(nèi)容有哪些？（P410-421）答：主要是三圖一卡
31、的設(shè)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？（P430-431）答：FMS概念：是一個以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)、面向車間的開放式集成制造系統(tǒng)，是實現(xiàn)CIMS的基礎(chǔ)，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(wù)和生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速進(jìn)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(hù)及編程等工作。FMS類型：根據(jù)所含機床的數(shù)量、機床結(jié)構(gòu)的不同，可將柔性制造系統(tǒng)分為柔性制造裝置（FMU）、柔性加工單元（FMC）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）、柔性生產(chǎn)線（FML）。 13
機械制造裝備設(shè)計-習(xí)題解答.doc
