機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)試題三

1、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)試題三一、選擇（每小題 1 分，共 10 分）1 對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的直接貢獻(xiàn)率超過(guò)了其它生產(chǎn)要素貢獻(xiàn)的總和是A. 人力B.物力C. 財(cái)力D.知識(shí)2 機(jī)床的總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)中，工件只有X方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分配式為 B A. W/?Xf,Zf,Yf,Cp /TB.W/Xf ?Zf,Yf,Cp/TC. W/Xf,Zf ?Yf,Cp/TD.W /X f ,Z f ,Yf ?Cp /T3 在室溫下借助陽(yáng)模對(duì)金屬板料施加外力，迫使材料按陰模型腔的 形 狀 、 尺 寸 進(jìn) 行 裁 剪 或 塑 性 變 形 ， 該 模 具 稱 為B. A 。A. 冷沖磨具鑄模具C. 鍛壓磨具 D. 粉 末冶金模具4

2、機(jī)床空載并以工作速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，執(zhí)行部件的幾何位置精度稱為 B 。A. 幾何精度B.運(yùn)動(dòng)精度C. 傳動(dòng)精度D.定位精度5 刀具切削刃與工件發(fā)生線相吻合，該發(fā)生線的生成方法為 B 。A. 軌跡法B.成形法C. 相切法D.展成法6 除能承受軸向載荷外，還能承受一定的徑向載荷，但不能承受 較大的顛覆力矩為特點(diǎn)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌為 A 。A. 錐面環(huán)形導(dǎo)軌 B. 平面環(huán) 形導(dǎo)軌C. 雙錐面導(dǎo)軌 D. 圓柱形 導(dǎo)軌7 具有摩擦系數(shù)小，耗能低；動(dòng)、靜摩擦系數(shù)接近，低速運(yùn)動(dòng)平 穩(wěn)性好等為特點(diǎn)的導(dǎo)軌為 D 。A. 鑄鐵導(dǎo)軌軌C.有色金屬導(dǎo)軌軌8 下 列 不 是 D 。A. 1.26C. 1.58B.D.標(biāo)準(zhǔn)公比 0B

3、. 1.41D. 1.60鑲鋼導(dǎo)塑料導(dǎo)的數(shù)值是9 一個(gè)四自由度平面關(guān)節(jié)型機(jī)器人，其運(yùn)動(dòng)功能式為 B A. O/ 1 2 3 4 /M B. O/ 1 2Z 3/MC. O/ 1ZX 2 /MD.O/ XYZ /M10 刀庫(kù)容量較大，當(dāng)采用多環(huán)時(shí)，外形較緊湊，占用空間較小 為特點(diǎn)的刀庫(kù)是 B 。C. 格子箱刀庫(kù)D.直線式刀庫(kù) 二、填空（每小題 1 分，共 20分）間隙_的消除有剛性11 在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中，齒輪傳動(dòng) 調(diào)整法和柔性調(diào)整法兩類方法。12 用墊片式調(diào)整滾珠絲杠螺母副的間隙時(shí)，通過(guò)改變墊片的厚 薄來(lái)改變兩螺母之間的軸向距離， 實(shí)現(xiàn)軸向 _間隙 _消除和預(yù) 緊。13 導(dǎo)軌的卸荷方式有機(jī)械

4、卸荷、液壓卸荷和_氣壓卸荷 _。14 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。15齊次坐標(biāo)變換矩陣0是將0R和0R1_ 合寫_在一起表 示。16 一般可取機(jī)器人處于機(jī)械原點(diǎn)時(shí)的狀態(tài)作為基準(zhǔn)狀態(tài)。也可 以取機(jī)器人各關(guān)節(jié)軸線 （或大部分關(guān)節(jié)軸線） 與機(jī)座直角坐標(biāo)系 軸線 _平行 _時(shí)的狀態(tài)作為基準(zhǔn)狀態(tài)。17 升降臺(tái)銑床的主參數(shù)是工作臺(tái)工作面的_寬度18 各種類型機(jī)床對(duì)溫升都有一定限制，如_精密 _機(jī)床，連19 操作機(jī)通常由末端執(zhí)行器、手腕 _、手臂及機(jī)座組成。續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)條件下允許溫升為 1520C。20 回轉(zhuǎn)型夾持器結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，但當(dāng)所夾持工件的直徑有變

5、動(dòng)時(shí)，將引起工件軸心的偏移。這個(gè)偏移量稱為_夾持誤差 _。21 對(duì)平移型夾持器，工件直徑的變化不影響其_軸心 _的位置。但其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，體積大，制造精度要求高。22吸附式末端執(zhí)行器（又稱吸盤），有氣吸式和_磁吸_式兩種。23額定速度。指工業(yè)機(jī)器人在額定負(fù)載、勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，機(jī) 械接口中心的_最大_速度。24機(jī)器人運(yùn)動(dòng)功能設(shè)計(jì)可采用分析式設(shè)計(jì)方法和創(chuàng)成式 設(shè)計(jì)方法。25系列化設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“產(chǎn)品系列化、零部件通用化、標(biāo)準(zhǔn)化”原則，簡(jiǎn)稱“三化”原則。26主軸組件的精度保持性指長(zhǎng)期保持其原始制造精度 的能力。27卸荷系數(shù)a H表示導(dǎo)軌卸荷量的大小，由 _ h Fn/Fw式 確定。28由機(jī)器人的末端執(zhí)行器

6、的位姿求關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)量，稱為機(jī)器人的 逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解析。其解往往不是 _唯一的_。29諧波齒輪傳動(dòng)裝置是由三個(gè)基本構(gòu)件組成的即具有內(nèi)齒的 剛輪G_,具有外齒容易變形的、薄壁圓筒狀柔輪 R和波發(fā)生 器Ho30各種類型機(jī)床對(duì)溫升都有一定限制，如普通_機(jī)床，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)條件下允許溫升為 3040C。三、問(wèn)答（每小題5分，共30分）31有哪些消除齒輪傳動(dòng)間隙的方法？各有何特點(diǎn)？（1）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。（1分）（2）剛性調(diào)整法是調(diào)整后的齒側(cè)間隙不能自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，如偏心軸套調(diào)整法、變齒厚調(diào)整法、斜齒輪軸向墊片調(diào)整法等。特點(diǎn) 是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)剛度較高。但要求嚴(yán)格控制齒輪的齒厚及齒距 公

7、差，否則將影響運(yùn)動(dòng)的靈活性。（2分）（3）柔性調(diào)整法是指調(diào)整后的齒側(cè)間隙可以自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，結(jié) 構(gòu)比較復(fù)雜，傳動(dòng)剛度低些，會(huì)影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性。主要有雙片 直齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法，薄片斜齒輪軸向壓簧調(diào)整法， 雙齒輪彈簧調(diào) 整法等。（2分）32試解釋主軸變速箱設(shè)計(jì)中，“前多后少”原則的含義？（5 分）答：1）主變速傳動(dòng)系統(tǒng)從電動(dòng)機(jī)到主軸，通常為降速傳動(dòng)。接 近電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)件轉(zhuǎn)速較高，根據(jù)公式M 9550 可知，傳動(dòng)的轉(zhuǎn)n矩M較小，尺寸小些；（2分）2）反之，靠近主軸的傳動(dòng)件轉(zhuǎn)速較低，傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，尺寸 較大。（1分）3）因此，在擬定主變速系統(tǒng)時(shí)，盡可能將傳動(dòng)副較多的變速組安排在前面，將傳動(dòng)副較少的變速組安

8、排在后面，使主變速傳動(dòng)系統(tǒng)中更多的傳動(dòng)件在高速范圍內(nèi)工作，尺寸小些，以便節(jié)省變速箱的造價(jià)，減少變速箱的外形尺寸。（2分）33試導(dǎo)出一端軸向固定的絲杠預(yù)拉伸量和預(yù)拉伸力表達(dá)式答：1 K -叵 E-L 生（N / m） （3 分）L L L LLi Li式中：A螺紋底徑處的截面積（mm2E 彈性模量（鋼為：E 2 1011 ） （ N / m2 ）Li 螺母至固定端的距離（m）2 L FEL 黑（2 分）式中：d。一一絲杠螺紋底徑（m）Fo絲杠預(yù)拉伸力（N）34如圖所示的機(jī)器人，若其關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍限定為120 i 120 ,9020 ，1501 0試用作圖法畫出其工作空間。答:03h3h2d1d00

9、2Xo關(guān)節(jié)機(jī)器人工作空間35 簡(jiǎn)述氣吸式末端執(zhí)行器按形成負(fù)壓的方法分為幾種方式？各 有何特點(diǎn)？答：氣吸式末端執(zhí)行器有擠壓排氣式吸盤、 氣流負(fù)壓式吸盤和真 空泵排氣式吸盤三種。 （2 分）（1）擠壓排氣式吸盤 靠向下擠壓力將吸盤 3 內(nèi)的空氣排 出，使其內(nèi)部形成負(fù)壓，將工件 4 吸住。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小，成 本低的優(yōu)點(diǎn)，但吸力不大，多用于吸取尺寸不大，薄而輕物體。 （1 分）（2）氣流負(fù)壓式吸盤 控制閥將來(lái)自氣泵的壓縮空氣自噴嘴 通人，形成高速射流，將吸盤內(nèi)腔中的空氣帶走而形成負(fù)壓，使 吸盤吸住物體。這種吸盤比較方便，且成本低。 （1 分）（3）真空泵排氣式吸盤 利用電磁控制閥將吸盤與真空泵相 聯(lián)

10、，當(dāng)抽氣時(shí)，吸盤腔內(nèi)的空氣被抽出，形成負(fù)壓而吸住物體。 這種吸盤工件可靠，吸力大，但需配備真空泵及其控制系統(tǒng)，費(fèi) 用較高。（ 1 分）36 我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/12643-1997 是如何定義工業(yè)機(jī)器人和操作 機(jī)的？答：工業(yè)機(jī)器人定義：“是一種能自動(dòng)控制、可重復(fù)編程、 多功能、多自由度的操作機(jī)，能搬運(yùn)材料、工件或挾持工具，用 以完成各種作業(yè)”； （3 分）操作機(jī)定義：“具有和人手臂相似的動(dòng)作功能，可在空間抓放物體或進(jìn)行其它操作的機(jī)械裝置”2 分）五、機(jī)床轉(zhuǎn)速圖設(shè)計(jì)（14分）設(shè)計(jì)一臺(tái)12級(jí)轉(zhuǎn)速的車床主傳動(dòng)系統(tǒng)，主軸最高轉(zhuǎn)速為nmax 3000 r/min。要求采用轉(zhuǎn)速為 3000/1500/75

11、0 r/min 的三速 電機(jī)。1. 求出公比 。（2分）2. 寫出結(jié)構(gòu)式。（2分）3 .驗(yàn)算最后變速組的變速范圍。（2分）4. 分配降速比。（2分）5. 畫出轉(zhuǎn)速圖。（6分）答：（1）公比：r電 3000x（p1）2（31） 4 ；4 4 1.41750結(jié)構(gòu)式：1232 21 26（3）最后變速組的變速范圍r x（p1） 1.416（21）8 8合格（4）分配降速比n m axz 1Rn n min67r/mi n )111n 電7501.417nmin67(5)繪制轉(zhuǎn)速圖n minn max聳 68.5 r/min1.411111034（標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速采用三速電機(jī)的車床主傳動(dòng)系統(tǒng)五、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)

12、算（14分）試求兩自由度機(jī)器人運(yùn)動(dòng)功能矩陣TO,m100010001010001000001C0001乙0000100010C2S200C 20S 2S2C2000100010S ；20C 20001000100010001010001000001C0001乙0000100010C2S200001a2S2C20001000010100000010001式中905，C2000C 1S10S1C 1c001a2C2S 2000S2C 200000101000100001010c0010100（8 分）100000100001cos2，S2sin2（2分）S20C2玄2。2T,m0100C20S2a

13、?S2GCoZ0001（4 分）ttl 1 蔭桿杠桿式網(wǎng)捕母咚持莽1 一桿畫亠區(qū)桿$撾總樹不4六、機(jī)器人夾持器計(jì)算（12分） 根據(jù)圖示連桿杠桿式回轉(zhuǎn)型夾持器，回答下列問(wèn)題（12分）（1）試簡(jiǎn)述該夾持器的工作原理。（2 分）（2）進(jìn)行擺動(dòng)鉗爪受力分析。（3分）（3）求夾緊力Fn和驅(qū)動(dòng)力Fp之間的 關(guān)系式（5分）（4）討論該夾持器的特性。（2分）答：（1）如圖4所示，當(dāng)驅(qū)動(dòng)器推動(dòng)桿1上下移動(dòng)時(shí)，由桿1、 連桿2,擺動(dòng)的鉗爪3和夾持器體構(gòu)成四桿機(jī)構(gòu)，迫使鉗爪（手 指）完成夾緊和松開動(dòng)作。（2）受力分析如圖所示(3)推導(dǎo)計(jì)算；Fp2 tanFp tan-2r ； FFp FpC F“b匸FpCFpCF Nb 2bta n(4) 討