河南理工大学-机械制造装备-考试重点

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1、机床精度包括_几何精度_、传动精度_、 运动精度_、_定位精度_、_精度保持性_。名词1机床几何精度: 指机床不运动或空载低速运动时的精度。2机床传动精度: 指内联系传动链两末端执行件相对运动的精度。3机床运动精度: 指机床在额定负载下运动时主要零部件的几何位置精度。4机床定位精度: 指机床工作零部件运动终了时所达到的位置的准确性和机床的调整精度。5机床精度保持性: 指机床加工精度应保持的时间，也称使用寿命。名词：1.机床可靠性: 指机床在使用寿命期内完成规定加工功能的能力。2机床固有可靠性: 通过设计、制造赋予机床的可靠性能。3机床使用可靠性: 受使用、维护方式和使用条件的影响。判断：1.机

2、床的可靠性指标用平均无故障工作时间及有效度来衡量。( )简述机床设计的主要内容和步骤：总体设计，技术设计，零件设计，样机试制，试验鉴定。简述机床运动的分配原则：1.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.运动分配应考虑工件形状机床的主要传动形式包括_机械传动_、_液压传动_、_电气传动_。机床主要支承形式包括_卧式支承_、_立式支承_、_单臂支承、_龙门支承（框架式）_简述提高机床动刚度的措施：1.提高抗振性能2.减少热变形3.降低噪声简述减少内联系传动链内振源的措施：采用变频无级调速或双速电动机，缩短传动链。提高传动件、主轴组

3、件的刚度。设置大传动件动平衡或阻尼机构。提高各部件结合面精度，增强局部刚度。机体振动是噪声源，包括：机械噪声、液压噪声、空气噪声、电磁噪声机床的技术参数包括：主参数、尺寸参数、运动参数和动力参数。判断：1进给系统的进给量为等差序列（）2进给系统的进给量为等比数列。（）简述主传动系设计应满足的基本要求1）满足机床使用性能要求2）满足机床传递动力要求3）满足机床工作性能的要求4）满足机床设计经济性的要求5）满足机床结构性能要求简述分级变速主传动系设计的内容和步骤：根据已确定的主变速传动系的运动参数，1）拟定传动结构式；2）拟定传动系转速图；3）分配各变速组各传动副的传动比；4）确定尺寸齿数和带轮直

4、径；5）绘制主变速传动系统图。 名词：1级比：变速组中两相邻的转速或两相邻的传动比之比。2级比指数：指级比的幂指数，用x 表示。3转速图：是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。4转速点：表示主轴和各传动轴的转速值(对数值)的小圆点。5传动轴线：距离相等的铅垂线。6转速线：间距相等的水平线。8基本组：级比等于公比或级比指数等于1的变速组。9第一扩大组：级比指数等于基本组传动副数的变速组称为第一扩大组。10第二扩大组：将第一扩大组变速范围进一步扩大，级比指数等于基本组和第一扩大组传动副数之积，即X2=P0P1的变速组。5结构式：将转速级数按传动顺

5、序写成各变速组传动副数的乘积，级比指数写在各传动副数右下脚的表达式。6结构网：只表示传动比的相对关系，不表示具体转速值，并以对称形式表示的线图。7简述转速图的拟定步骤及原则转速图的拟定步骤：根据拟定原则，确定结构式，画出结构网；分配各传动组的最小传动比，画出转速图。 拟定原则：1.极限传动比和变速范围原则2.传动顺序及传动副数原则3.扩大顺序原则4.最小传动比原则简述齿轮副的齿数确定原则在保证输出转速准确的前提下，尽量减少齿数。要求：（1）变速组内所有齿轮的模数相同，且是标准齿轮，该组传动副的齿数和Sz 应相等。（2）齿轮副的齿数和 Sz100120。（3）为保证传动的平稳性，主传动中，取最小

6、齿轮齿数 Zmin1820。（4）变速组内各齿轮副的齿数和不相等时，齿数和的差3。（5）实际转速n与标准转速 n 的相对转速误差n为n=（n-n）/n10(-1)%（6）三联滑移齿轮的最大和次大齿轮的齿数差应4， 以保证滑移时齿轮外圆不相碰。（7）齿轮可装在轴上的条件是 齿根圆至键槽顶面的距离a2m，以满足齿轮强度。简述各扩大变速范围的方法原理、特点及其应用范围。1. 增加变速组的传动系统机理：通过增加扩大组来增加主轴变速范围。结论：增加一个变速组能使R扩大8倍，主轴转速增加6级。方法：在原有变速传动系内再增加一个变速组。特点：由于受变速组极限变速范围的限制，增加变速组的级比指数不得不小于理论

7、值，并导致部分转速重复。2.单回曲机构机理：通过扩大极限变速范围来扩大总变速范围。结论：采用单回曲机构，R 可扩大4倍；若增加的变速组为单回曲机构，结构式为 则R 可扩大16倍。3.对称混合公比传动系统机理：在不增加主轴转速级数的前提下，增大不常用的 来扩大R。结论：对称混合公比传动系统，是改变传动副数为2的基本组形成的，能使R扩大4倍。4、双速电动机传动系统结论：应用双速电动机，缩短了传动链，变相扩大了变速范围。名词：1计算转速：指主轴或传动件传递全部功率的最低转速。2恒转矩传动：驱动直线运动的传动件，不考虑摩擦力等因素时，在所有转速下承受的最大转矩是相等的这类机床的主传动属于恒转矩传动3恒

8、功率传动：主运动是旋转运动的机床维持功率近似相等，即属于恒功率传4请绘制转速特性图：简述无级变速主传动系设计原则？1.选择功率和转矩特性符合传动系要求的无级变速装置2.将无级变速装置与机械分级变速箱串联，扩大变速范围简述进给传动的载荷特点：直线传动的恒转矩载荷，传动件的计算转速n计 是该传动件的最高转速。简述三联滑移齿轮顺利啮合的条件：最大，次大齿轮齿数差不小于4简述提高传动精度的措施：1）尽量缩短传动链。2）尽量多采用前缓后急的降速传动，末端传动件组件要有较高的制造精度、支承刚度。3）对于传动比大的升速传动，应提高传动件的制造精度和支承刚度。4）提高传动链的刚度和抗震能力简述主轴应满足的基本

9、要求：旋转精度、刚度、抗振性、温升和热变性、精度保持性名词：1主轴刚度：指主轴组件在外载荷作用下抵抗变形的能力。2主轴精度保持性：指主轴组件长期保持其原始制造精度的能力。3主轴旋转精度：指主轴装配后，在空载、低速转动状态下，安装刀具或工件的主轴部位的径向跳动和轴向跳动。判断：背靠背安装时轴的刚度比面对面安装大。（）_双向推力角接触球_轴承常与双列圆柱滚子轴承配套做主轴前支承使用。简述磁悬浮轴承的工作原理利用磁力来支承运动部件使其与固定部件脱离接触来实现轴承功能。机床主轴常选用“背靠背组合”，为什么？“背靠背组合”，使轴承的接触线与轴线的交点间距大，抵抗弯曲变形的支反力矩大，支承刚度比“面对面组

10、合”高，应用广泛。简述主轴滚动轴承的选择原则？1）转速较高，负载不大，而旋转精度要求较高，采用球轴承。2）转速较低，负载大或有冲击负载，采用滚子轴承。3）径向载荷和轴向载荷都较大时，如果转速高，采用角接触球轴承。如果转速不高，采用圆锥滚子轴承。4）轴向载荷比径向载荷大得多，但转速较低时，采用两种不同类型的轴承组合，分别承受轴向和径向负载。5）径向载荷比轴向载荷大得多，且转速较高，采用深沟球轴承。6）支承刚度要求较高时，可采用成对角接触型轴承。简述主轴旋转精度要求1.主轴前后轴承轴颈的同轴度，2.锥孔相对于前后轴颈中心连接线的径向跳动，3.定心轴颈及其定位轴肩相对于前后轴颈中心连线的径向和轴向跳

11、动等。 同步齿形带分为_梯形齿_和_圆弧齿_两种。简述三支承主轴的结构特点：1.前、后支承为主要 支承，中间支承为辅助支承。（当传动力对主轴作用点靠近后支承） 2.前、中支承为主要支承，后支承为辅助支承。（当传动力对主轴作用点靠近前支承） 3.三支承方式对三个轴承孔的要求较高。主支承应当消除间隙或预紧，辅助支承应当有一定的径向游隙。 简述主轴前端配置的特点:在前支承处轴承较多，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，对提高主轴部件刚度有利。简述主轴后端配置的特点:这类配置方案前支承处轴承较少，发热小，温升低；但主轴受热后向前伸长，影响轴向精度。简述主轴中间配置的特点: 这

12、类配置方案可减少主轴的悬伸量，并使主轴的热膨胀向后；但前支承结构较复杂，温升也可能较高。简述主轴两端配置的特点: 这类配置方案当主轴受热伸长后，影响主轴轴承的轴向间隙。为避免松动，可用弹簧消除间隙和补偿热膨胀。简述传动件的轴向布置原则：应使由传动力引起的主轴弯曲变形小，引起主轴前端在影响加工精度的敏感方向上的位移小。主轴的主要参数有哪些1.前支承轴颈D1 2.主轴内孔直径d 3.主轴前端悬伸量a 4.主轴支承间垮距L简述支撑件的基本要求：1.具有足够静刚度和较高固有频率2.良好的动态特性3.结构合理4.排屑畅通，工艺性好，成本低，吊运安装方便。名词1支承件整体刚度：床身承受载荷产生整体弯曲变形

13、。整体刚度与支承件材料以及截面形状、尺寸等影响惯性矩的参数有关。2支承件局部刚度：指支承件载荷集中的局部结构处抵抗变形的能力。3支承件接触刚度：指支承件的结合面在外载作用下抵抗接触变形的能力。简述支承件截面形状设计原则：1.截面积一定时，空心截面比实心截面的惯性矩大，满足工艺要求时，应尽量减小壁厚，提高抗弯刚度。2.承受一个方向弯矩的支承件，当高度方向为受弯方向时，截面形状应为矩形。3.承受弯扭作用的支承件，截面形状应为方形。4.承受纯转矩的支承件，截面形状应为圆环形。5.不封闭截面刚度远小于封闭截面刚度，尽量将支承件制成封闭形状。6.截面不能封闭的支承件，应采取补偿刚度措施。支承件为什么要进

14、行刚度补偿？1.从抗弯刚度、铸造工艺、支承件功用综合考虑，支承件截面不能完全封闭，存在刚度损失。2.导轨与床身的过渡连接处存在局部刚度损失。3.箱体轴承孔处存在刚度损失。简述提高支承件接触刚度的措施？1.相对滑动的连接面和重要的固定结合面须精磨或配对刮研，以增加接触面积。2.紧固螺栓应使结合面有2MPa的接触压强，以消除结合面的平面度误差，增大结合面积。3.结合面承受弯矩时，应使较多的紧固螺栓布置在受拉面，承受拉应力。4.结合面承受转矩时，螺栓远离扭转中心，均匀分布在四周。简述导轨副材料的选择原则1）导轨副应采用不同的材料制造，以提高导轨副的耐磨性，防止粘结磨损。2）采用相同的材料，应采用不同

15、的热处理，使其双方具有不同的硬度。3）滑动长导轨各处的使用机率不等，磨损不匀。因此，长导轨应采用耐磨性好、硬度较高的材料制造。4）普通机床的动导轨多采用聚四氟乙烯导轨软带，支承导轨采用淬硬的孕育铸铁。5）精密和高精度机床，导轨面需刮削，可采用耐磨铸铁导轨副，但动导轨的硬度比支承导轨的硬度低1545HB。简述提高支承件动刚度的措施1.合理选择支承件的结构形式（1）支承件截面形状尽量选用抗弯的方截面和抗扭的圆截面 或采用封闭型床身（2）合理布置支承件肋板、肋条（3）增加导轨与支承件的连接部分的刚度（4）增加机床各部件的接触刚度和承载能力2.合理选用构件的材料（1）床身、立柱等支承件采用钢板或型钢焊

16、接增加刚度、减轻重量、提高抗振性（2）采用混凝土、树脂混凝土或人造花岗岩作支承件的材料3.改善阻尼特性（1）采用封砂床身结构（2）采用间断焊缝（3）支承件表面采用阻尼涂层名词：1动压滑动导轨：液体摩擦，动压油膜的形成是利用滑移速度带动润滑油从大间隙处向狭窄处流动形成的。 适用于主运动导轨。2静压滑动导轨：液体摩擦，导轨间有压力油膜层，靠液压系统提供压力油膜。用于高精度机床进给导轨。3普通滑动导轨：混合摩擦，导轨间有一定动压效应，速度较低，导轨面处于接触状态。用于大多数普通机床。4滚动导轨：导轨面之间装有滚动元件（钢球），靠钢球的滚动摩擦引导部件运动。广泛用于数控、精密和高精度机床。什么是导轨爬

17、行现象，简述爬行现象形成的原因及危害？如何消除爬行现象？爬行是进给传动机构的一种低速运动的不均匀现象，即在传动件以很低的速度匀速转动时，工件台出现速度不均匀的跳跃式运动，或出现间歇式运动，速度时快时慢，时走时停。爬行现象的危害1.运动不均匀的低速爬行，影响机床的加工精度、定位精度，使工件表面精度降低。2.爬行严重时会导致机床不能正常工作。特别是在精密机床、数控机床及大型机床中，爬行危害极大。爬行的产生原因爬行是一种摩擦自激振动。主要原因是摩擦面上的动摩擦系数小于静摩擦系数，且由于摩擦阻尼，动摩擦系数随滑移速度的增加而减小，以及传动系统的弹性变形。降低爬行临界速度的措施有：1）减少静动摩擦系数之

18、差，改变动摩擦系数随速度变化的特性（滚动摩擦代替滑动摩擦，液体摩擦代替滑动摩擦，减摩材料，专用导轨油）。2）提高传动系统的刚性（适当加大丝杠直径以提高拉压刚度，轴承适度预紧。缩短传动链，合理分配传动比。防止液压传动进给机构的气穴、冲击现象）。3）尽量减少动导轨及工作台的质量。简述滚珠丝杠的工作原理它由螺母、丝杠、滚珠、回珠器、密封环等组成。当丝杠、螺母相对转动时，钢珠沿螺旋滚道滚动，使螺纹摩擦为滚动摩擦。滚珠通过螺母两端的回程导引装置，自动返回入口而循环流动。从而实现高精度、高效率的传动。为什么滚珠丝杠轴向间隙要能够调整？怎样调整？滚珠丝杠副的轴向间隙会造成： 1.滚珠丝杠启动、停止以及受冲击

19、载荷时运动不平稳；2.反向时存在空行程，影响传动精度和定位精度。调整方法: 采用双螺母装置消除轴向间隙。补充：何谓无级变速？无级变速是指在一定范围内，转速（或速度）能连续地变速，从而获取最有利的切削速度。无相对转速损失；且能够在加工过程中变速，保持恒速切削；缩短了传动链长度，简化了结构设计；机床主传动中常采用的无级变速装置有：变速电动机、机械无级变速装置和液压无级变速装置。柔性：是指机床适应加工对象变化的能力。机床的柔性包括功能柔性和结构柔性。功能柔性：指对机床的加工控制软件进行调整或修改，就可方便的改变机床的加工功能。适应变形零件的加工要求。机构柔性：指对机床的某些部件只能少量修改或重组。就

20、可迅速构成适应产品更新要求的新型加工机床。滚轴丝杠有哪些调整措施：（1）垫片调隙式调整方式：调整垫片厚度使螺母产生轴向位移，来消除间隙和产生预拉紧力。特点：结构简单、可靠性好、刚度高，装卸方便。不足点：调整复杂。（2）螺纹间隙式调整方法：旋转螺母，消除间隙和产生预拉紧力，调整后，用另一个螺母锁紧。特点：结构紧凑、调整方便；应用较广泛。不足点：双螺母调整间隙欠精确。（3）齿差调隙式调整方式：调整时，先取下两内齿轮，使两螺母相对套筒同方向转动，每转过一个齿，调整轴向位移量为e = Ph/(z1z2)。特点：调整精确，适用于高精度的传动机构。不足点：结构较大，调整、装配比较复杂。 可靠性是机床重要的

21、技术经济指标，它包括两个方面：（1） 机床在规定时间内发生失效的难易程度；（2） 修复机床失效后在规定时间内修复的难易程度。可靠性的衡量指标：平均无故障工作时间及有效度。三、转速图的绘制例 某车床的主轴转速要求为 n = 1181320r/min ，转速级数为8级，电机转速 n = 1440r/min。试设计该机床的主传动系统，即拟定传动结构式，计算各级转速，画出转速图。解: 1.计算公比已知：R = 1320 /118, Z = 8。根据 R = z-1， 得 2.确定传动组、传动副和扩大顺序根据传动组和传动副拟定原则，可选方案有： 8 = 42， 8 = 24， 8 = 222在方案 ，中

22、有三根轴，比方案少一根轴，但有一个传动组内有四个传动副，增加了传动轴的轴向长度，故选择方案 8 = 222根据前密后疏原则，粗选扩大顺序为 8 = 212224 因第二扩大组的最终确定结构式为 8 = 212224 3.设计转速图 主轴各级转速 118, 170, 236, 335, 475, 670, 950, 1320 确定定比传动比 取轴的转速值为 950 r/min，则电机轴 与轴的传动比为 确定各变速组最小传动比从转速点 950 r/min 到118 r/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

23、-1=1格；第三变速组最小传动线下降2+1=3格。机械制造装备一般包括：加工设备、工艺设备、工件传输装备、辅助装备机床具有的性能指标主要包括：坐标轴指标、精度指标、运动性能指标、加工能力指标机床精度分为机床加工精度和机床静态精度；机床加工精度是指被加工零件达到的尺寸精度、形态精度和位置精度；机床静态精度是指机床的几何精度、运动精度、传动精度、定位精度机床的主要技术参数包括尺寸参数运动参数动力参数机床设计大致包括总体设计详细设计包括技术设计机床整机综合评价定型设计机床分配运动的原则1)将运动分配给质量小的部件；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