2023年自考机械制造装备设计最全复习资料

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1、第一、二章1全新生产制造模式的重要特性。以用户的需求为中心战略重点是时间和速度，并兼顾质量和品种以柔性、精益和灵敏作为竞争的优势技术进步，人因改善，组织创新三个并重的基础工作实现资源快速的有效集成组织形式采用“虚拟公司”在内的多种类型。 2机械制造装备的基本规定（一般功能）。一般功能加工精度方面的规定：满足加工精度方面的规定应是机械制造装备最基本的规定。强度、刚度和抗振性方面的规定：为了提高加工效率，切削速度越来越高，切削力越来越大，所以要具有足够的强度、刚度和抗振性。加工稳定性方面的规定：由于在使用中，受到切削热、摩擦热、环境热等影响，所以要有加工稳定性方面的规定。耐用度方面的规定：随着设备

2、的长期使用，零件磨损、间隙增大原始精度逐渐丧失，所以在设计时应考虑耐用度方面的规定。技术经济方面的规定：要根据产品产量的大小，进行仔细的技术经济分析，合理投资，拟定机械制造装备设计和选购。特殊规定柔性化精密化自动化机电一体化节材符合工业工程规定符合绿色工程规定 3机械制造装备应满足的一般功能。（同上） 4提高机械制造装备加工稳定性的措施。提高加工稳定性的措施是减少发热，散热和隔热，均热、热补偿、控制环境温度等。 5机械制造装备功能的柔性化。答：有两重含义：产品的结构柔性化和功能的柔性化。产品的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，只需对结构做少量的重组和修改，就可以快速地

3、推出满足市场需求的具有不同功能的新产品。功能的柔性化是指需进行少量的调整或修改软件，就可以方便地改变产品或系统的运营功能，以满足不同的加工需要。6为使产品具有结构柔性，在设计时应采用模块化设计方法和机电一体化技术。 7当采用提高机械制造装备自身精度的方法已无法有效提高装备的加工精度时，常采用误差补偿技术。 8从设计的角度，提高机械制造装备耐用度的重要措施减少磨损，均匀磨损，磨损补偿。 9机械制造装备实现自动化的方法从初级到高级依次为凸轮控制、程序控制、数字控制、 适应控制。 10数字控制可以方便地实现运动轨迹控制。 11按绿色工程规定设计的产品称绿色产品。其在生命周期中，对环境影响最小，资源运

4、用率最高。 12机械制造装备大体可以划分为加工装备、工艺装备、仓储传送装备和辅助装备四大类。 13.按机床的使用范围可以分为：通用机床、专用机床和专门化机床，各自的特点。通用的金属切削机床可加工多种尺寸和形状的工件的多种加工面，故又称万能机床。其结构一般比较复杂，合用于单件或中小批量生产。专用机床是用于特定工件的特定表面、特定尺寸和特定工序加工的机床，是根据特定的工艺规定设计和制造的，生产率和自动化限度均高，结构比通用机床简朴，多用于成批和大量生产。专门化机床的特点介于通用机床和专用机床之间，用于对形状相似尺寸不同的工件的特定表面，按特定的工序进行加工。这类机床如精密丝杠机床、曲轴机床等，生产

5、效率一般较高。 14产品制造时所用的各种刀具、模具、夹具、量具等刀具，总称为工艺装备。 15.锻压机床属于无屑加工设备。锻压机床是运用金属的塑性变形特点进行成形加工的。 16各级仓储、物料传送、机床上下料、自动运载小车等设备属于仓储传送装备。 17采用切削工具或特种加工等方法，从工件上去除多余或预留的金属，以获得符合规定尺寸、几何形状、尺寸精度和表面质量规定的零件的机械装备。称为金属切削机床。 18金属切削机床的基本工作原理是通过刀具与工件之间的相对运动，由刀具切除工件上多余的金属材料，使工件具有规定的尺寸和精度的几何形状。19机械制造装备设计可以分为创新设计、变型设计和模块化设计。20变型设

6、计重要涉及适应型设计和变参数设计。21创新设计分为四个阶段：明确设计任务，通过产品规划；方案设计；技术设计；施工设计。22系列化设计的特点。系统优化设计的优点可以用较少品种规格的产品满足市场较大范围的需求，有助于减少生产成本，提高产品制造质量的稳定性。可以大大减少设计工作量，提高设计质量，减少产品开发的风险，缩短产品的研制周期。可以压缩工艺设备的数量和种类，有助于缩短产品的研制周，减少生产成本便于进行产品的维修，改善售后质量为开展变型设计提供技术基础系统化设计的缺陷一方面其性能参数和功能特性不一定最符合用户规定，另一方面有些功能还也许冗余。23. 系列化设计中应遵循“产品系列化、零部件通用化、

7、标准化原则、结构典型化”的设计方法。24同一类型、不同规格或不同类型的产品中，部分零部件彼此互相合用。称为零部件通用化。25使用规定形同的零部件按照线性的各种标准和规范进行设计和制造。称为零部件标准化。26模块化设计的基本概念和优点。基本概念为了开发多种不同功能结构，或相同功能结构而性能不同的产品，不必对每种产品单独设计，而是精心设计一批模块，将这些模块通过不同的组合来构造具有不同功能结构和性能的多种 产品模块化设计的优点除了系列化设计的优点以外，尚有以下优点：根据科学技术的发展，便于用新技术设计性能更好的模块，取代原有旧的模块，提高产品的性能，组合出功能更完善、性能更先进的组合产品，加快产品

8、的更新换代。采用模块化设计，只需更换部分模块，或设计制造个别模块和专用部件，便可快速满足用户提出的特殊订货规定，大大缩短设计和供货周期。模块化设计方法推动了整个公司技术、生产、管理和组织体制的改革。由于产品的大多数零部件由单批小性质生产变为批量生产，有助于采用成组加工等先进工艺，有助于组织专业化生产，既提高质量，又减少成本。模块系统中大部分部件由模块组成，设备如发生故障，只需更换有关模块，维护修理更为方便，对生产影响少。27产品在规定的条件下和规定的时间内，完毕规定功能的能力，称为可靠性。28. 产品在规定的条件下和规定的时间内，完毕规定任务的概率，称为可靠度。29经济评价是抱负生产成本与实际

9、生产成本之比，比值越大，代表经济效果越好。30平均寿命是衡量产品可靠性指标。31对于可修复产品，从一次故障到下一次故障的平均有效工作时间称为平均无端障工作时间。32对于不可修复的产品，从开始使用到发生故障报废的平均有效工作时间。称为平均寿命。第三章 复习题1机床的工艺范围是指机床适应不同生产规定的能力2机床的柔性是指其适应加工对象变化的能力。3机床的生产率是指单位时间内机床所能加工的工件数量。4与物料系统的可接近性是指机床与物流系统之间进行物料流动的方便限度。5机床的刚度是指加工过程中，在切削力的作用下，抵抗刀具相对于工件在影响加工精度方向变形的能力。6机床自身精度是指机床在空载条件下的精度。

10、7金属切削机床的基本功能是提供切削加工所必须的运动和动力。8. 工件的加工表面是通过机床上刀具与工件的相对运动而形成的。9形成工件加工表面发生线的方法有四种：轨迹法、成形法、相切法和范成法。10任何一个表面可以当作是一条线沿着另一条线运动的轨迹。这两条线统称为发生线。11完毕一个表面的加工所必须的最基本的运动称为表面成形运动。12切除加工表面上多余的金属材料的重要运动，因此运动速度高，消耗机床的大部分动力，称为主运动。13形成工件加工表面的发生线的运动称为形状创成运动。14与其它运动之问有严格运动关系的运动称为复合运动。15机床在空载条件下，在不运动或运动速度较低时，各重要部件的形状、互相位置

11、和相对运动的精确限度称为机床的几何精度。16机床的传动精度是指机床传动系统各末端执行件之间的运动协调性和均匀性。17机床的运动精度是指机床空载并以工作速度运动时，执行部件的几何位置精度。18在规定的工作期间内，保持机床所规定的精度称为机床的精度保持性。19影响机床精度保持性的重要因素是磨损。20机床的定位部件运动到达规定位置的精度称为机床定位精度。21. 机床运动部件在相同条件下，用相同方法反复定位时，位置的一致限度称为机床的反复定位精度。22机床的抗振能力是指机床在交变载荷作用下，抵抗变形的能力。23机床的自激振动式发生在刀具和：工件之间的一种相对振动。24机床抵抗受迫振动的能力称为机床的抗

12、振性。25机床抵抗自激振动的能力称为机床的切削稳定性。26影响机床振动的重要因素：机床的刚度，如构件的材料选择、截面形状、尺寸、肋板分布、接触表面的预紧力、表面粗糙度、加工方法、几何尺寸等。 机床的阻尼特性。提高阻尼是减少振动的有效方法。 机床系统固有频率，若激振频率远离固有频率，将不出现共振。27减少机床热变形对加工精度影响的方法：减少热源的发热量；将热源置于易散热的位置，或增长散热面积和采用强制冷却，使产生的热量尽量散发出去；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，改变机床的温度场，减少

13、机床热变形，或使机床的热变形对加工精度影响较小。28机床噪声产生的因素:物体振动是声音产生的来源，机床工作时各种振动频率不同，振幅也不同，它们将产生不同频率和不同强度的声音，这些声音无规律地组合在一起就是噪声。29当运动部件低速运动时，积极件匀速运动，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。30爬行现象及其其产生的因素：爬行是个很复杂的现象，它是因摩擦产生的自激振动现象；产生这一现象的重要因素是摩擦面上的摩擦系数随速度的增大而减小和传动系的刚度局限性。31爬行现象对机床加工的危害，以及防止爬行现象发生的措施：危害：影

14、响机床的定位精度、工件的加工精度和表面粗糙度。措施：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减少移动件的质量。32低速运动平稳性的概念，并简述其产生的因素和危害：概念：机床上有些运动部件，需要作低速或微小位移。当运动部件低速运动时，积极件匀速运动，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（爬行现象）。爬行是个很复杂的现象，它是因摩擦产生的自激振动现象；产生这一现象的重要因素是摩擦面上的摩擦系数随速度的增大而减小和传动系的刚度局限性。危害：影响机床的定位精度、工件的加工精度和表面粗糙度。33机床主参数是代表机床规格大小及反映机床最大工作

15、能力的一种参数34机床主轴转速数列采用等比数列，公比与最大相对转速损失率的关系。由于Amax=（nj+1 -nj）/nj+1 =1-（nj/nj+1）=const，nj/nj+1 =const=1/，所以Amax=1-1/，由此公式可以看出，公比增大，最大相对转速损失率Amax就会增大35机床主轴转速数列为什么要采用等比级数排列?如某一工序规定的合理转速为n，但在Z级转速中没有这个转速，n处在nj和nj+1之间，即njnnj+1。若采用比n转速高的nj+1，由于过高的切削速度会使刀具寿命下降。为了不减少刀具寿命，一般选用比n转速低的nj。这将导致(n-nj)的转速损失，相对转速损失率为A=（n

16、-nj）/n。在极端情况下，当n趋近于nj+1时，如仍选用nj为使用转速，产生的最大相对转速损失率为Amax=（nj+1-nj）/nj+1=1-nj/nj+1。在其他条件（直径、进给、被吃刀量）不变的情况下，转速的损失就反映了生产率的损失。对于各级转速选用机会基本相等的普通机床，为使总生产率损失最小，应使选择各级转速产生的Amax相同，即Amax=1-nj/nj+1=const,或nj/nj+1=const=10,可见任意两级转速之间的关系为nj+1=nj。此外，应用等比级数排列的主轴转速，可借助于串联若干个滑移齿轮来实现。使变速传动系统简朴并且设计计算方便36标准公比的概念: 由于转速由n（

17、min）至n（max）必须递增，所以公比应大于1；为了限制转速损失的最大值A（max）不大于50%，则相应的公不得大于2，故12；为了使用记忆方便，转速数列中转速呈10倍比关系，故应在=。（E1是正整数）中取数；如采用多速电动机驱动，通常电动机转速为（3000/1500）r/min或（3000/1500/750）r/min；故也在=。（E2为整数）中取数。37标准公比与相对转速损、变速范围的关系。由于Amax=（nj+1 -nj）/nj+1=1-（nj/nj+1）=const，nj/nj+1=const=1/，所以Amax=1-1/，由此公式可以看出，公比增大，最大相对转速损失率Amax就会增

18、大见题38。38公比与变速范围、转速级数的关系。变速范围Rn，公比和级数Z之间的关系由等比级数规律可知: Rn= =z-1 则 = 两边取对数，可写成lgRn=(Z-1)lg故Z=(lgRn/lg)+1已知其中任意两个，可求出第三个。39机床主传动系统分级变速传动的特点:优点：传动功率较大，变速范围广，传动比准确，工作可靠，广泛地应用于通用机床，特别是中小型通用机床。 缺陷：有速度损失，不能在转速中进行变速40机床主传动系统无级变速传动的特点:可以在一定的变速范围内连续改变转速，以便得到最有利的切削速度。能在运转中变速，便于实现变速自动化。能在负载下变速，便于车削大端面时保持恒定的切削速度，以

19、提高生产效率和加工质量。可由机械摩擦无级变速器、液压无级变速器和电器无级变速器实现。41主传动的所有传动和变速机构集中装在同一个主轴箱内，称为集中传动方式。42机床主传动系集中传动方式的概念和特点:(1)概念：主传动系的所有传动和变速机构集中装在同一个主轴箱内。(2)特点：优点：结构紧凑，便于实现集中操作，安装调整方便。缺陷：A.这些高速运转的传动件在运转过程中所产生的振动，将直接影响主轴的运转平稳性。B.传动件所产生的热量，会使主轴产生热变形，使主轴回转轴线偏离对的位置而直接影响加工精度43主传动系中的大部分的传动和变速机构装在远离主轴的单独变速箱中，然后通过带传动将运动传到主轴箱的传动方式

20、，称为分离传动方式。44机床主传动系分离传动方式的概念和特点:概念：主传动系中的大部分的传动和变速机构装在远离主轴的单独变速箱中，然后通过带传动将运动传到主轴箱的传动方式。特点：变速箱各传动件所产生的振动和热量不能直接传给或少传给主轴，从而减少主轴的振动和热变形，有助于提高机床的工作精度。45分离传动方式中，单独变速箱常通过带传动将运动传到主轴箱。46级比是指积极轴上同一点传往从动轴相邻两传动线的比值。47结构式的概念。 设计分级变速主传动系时，为了便于分析和比较不同传动设计方案，常使用结构式形式，如 123 12 32 6 式中，12表达主轴的转速级数为12级，3、2、2分别表达按传动顺序排

21、列各变速组的传动副数，即该变速传动系由a、b、c三个变速组组成，其中，a变速组的传动副数为3，b变速组的传动副数为2，c变速组的传动副数为2。结构式的下标1、3、6，分别表达出各变速组的级比指数。48最后扩大组的变速范围的计算:答：主变速传动系统最后一个扩大组的变速范围为Rj=p0p1p2pj-1(pj-1)设主变速传动系总变速级数为Z，当然 Z=P0P1P2Pj-1Pj通常最后扩大组的变速级数Pj=2，则最后扩大组的变速范围为Rj=z/2其中，P表达每次传动副数（齿轮对数）。例题1：求12=31X23X26最后扩大组的变速的范围。解：由于Z=12，所以Rj=Z/2=12/2=6。例题2：求1

22、2=21X22X34最后扩大组的变速的范围。解：由于最后扩大组的变速级数Pj=3，Pj2，所以Rj=p0p1p2pj-1(pj-1) =p0p1p2=2x2x(3-1)=849设计机床主变速传动系时，一般限制降速最小传动比不小于14，及其因素:答：为避免从动齿轮尺寸过大而增长箱体的径向尺寸50设计机床主变速传动系时，一般限制直齿圆柱齿轮的最火升速比2，及其因素：答：为避免扩大传动误差，减少振动噪声。51结构式与变速范围的计算：答:变速组的变速范围一般可写为 Rj=xi(pi-1)式中，i=0,1,2,j,依次表达基本组、一、二、j扩大组。 例如，12=31X23X26，其中: X1=1，P1=

23、3，R1=1(3-1)=2 X2=3，P2=2，R2=3(2-1)=3 X3=6，P3=2，R3=6(2-1)=6 R=z-1=12-1=1152主变速传动系设计时，尽也许将传动副较多的变速组安排在前面，传动副数目少的放在后面的因素: 主变速传动系从电动机到主轴，通常为降速传动，接近电动机的传动件转速较高，传递的转矩较小，尺寸小一些；反之，靠近主轴的传动件转速较低，传递的转矩较大，尺寸就较大。因此在拟定主变速传动系时，应尽也许将传动副较多的变速组安排在前面，传动副数目少的放在后面，使主变速传动系中更多的传动件在高速范围内工作，尺寸小一些，以便节省变速箱的造价和外形尺寸。53主变速传动系设计时，

24、尽也许做到变速组的传动顺序与扩大顺序一致的因素: 在变速传动系中变速组顺序方案中选取以下两种：(1)12=31*23*26(2)12=32*21*26现将这两种方案相比较，(2)方案因第一扩大组在最前面，轴的转速范围比(1)方案大。假如两种方案轴的最高转速同样，(2)方案轴的最低转速较低，在传递相等功率的情况下，受到的转矩较大，传动件的尺寸也就比方案(1)大。与其他多种扩大顺序方案相比，也可以得到同样的结论。因此在设计主变速传动系时，尽也许做到变速组的传动顺序与扩大顺序一致。由转速图上可发现，当变速组的传动顺序与扩大顺序一致时，(1)变速组的传动线分布紧密，而(2)变速组传动线分布较疏松，所以

25、“变速组的传动顺序与扩大顺序一致”原则可简称为“前密后疏”原则。54主变速传动系设计时，变速组的降速要前慢后快的因素: 从电动机到主轴之间的总趋势是降速传动，在分派各变速组传动比时，为使中间传动轴具有较高的转速，以减小传动件的尺寸，(1)12=31*23*26方案的变速组降速要慢些，(2)12=32*21*26方案的变速组降速要快些。但是，中间轴的转速不应过高，以免产生震动、发热和噪声。55在变速传动系中，既是前一变速组的从动齿轮，又是后一变速组的积极齿轮，称为公用齿轮。56公用齿轮的概念和特点: 概念：在变速传动系中，既是前一变速组的从动齿轮，又是后一变速组的积极齿轮。 特点：可以减少齿轮的

26、数目，简化结构，缩短轴向尺寸，两个变速组的模数必须相同。57互换齿轮的概念及其特点: 1）概念：为了减少互换齿轮的数量，相啮合的两齿轮可互换位置安装。2）特点：优点:可以用少量齿轮，得到多级转速，不需要操纵机构，变速箱结构大大简化。 缺陷：更换互换齿轮较费时费力；假如装在变速箱外，润滑密封较困难，如装在变速箱内，则更换麻烦。58机床主传动系统是降速传动，各个变速组传递转矩和中心距的变化规律: 齿轮的中心距取决于传递的转矩。一般来说，主变速传动系是降速传动系，越后面的变速组传递的转矩越大，因此中心距也越大。59在主传动系中，一般取最小齿轮齿数Zmin1820.60三联滑移齿轮的最大和次大齿轮之间

27、的齿数差应大于或等于4。61主运动是直线运动的机床基本上是恒转矩传动。62主运动是旋转运动的机床基本上是恒功率传动。63主轴或各个传动件传递所有功率的最低转速为计算转速。64. 主轴或各个传动件传递所有功率的最低转速称为计算转速。65限制机床变速箱中传动轴空间布置最重要的因素是变速箱的形状和尺寸。66机床变速箱中，传动轴通过圆锥滚子轴承在箱体内轴向吲定期，应采用两端固定。67机床变速箱中，传动轴通过轴承一端固定的方法拟定轴向位置的优点及其合用场合: 优点：轴受热后可以向另一端自由伸长，不会产生热应力。合用场合：长轴。68机床各个传动轴在工作时必须保证具有足够的弯曲刚度和扭转刚度。69设计机床传

28、动轴时，要先按照扭转刚度估算传动轴的直径。70按弯曲刚度验算机床传动轴直径时，齿轮处在轴的中部，应验算在齿轮处轴的挠度。71按弯曲刚度验算机床传动轴直径时，齿轮处在轴的两端附近时，应验算齿轮的倾角。72机械进给传动是恒转矩传动。73机械进给传动系中各传动件的计算转速是其最高转速。74机床进给传动的转速图是“前疏后密”结构的因素: 这样可以使进给系内更多的传动件至末端输出轴的传动比较小，承受的转矩也较小,从而减小各中间轴和传动件的尺寸。75电气伺服系统是数控装置和机床之间的联系环节:76可以直接将电能转化为直线运动机械能，并能适应超高速加工技术发展的新型电力驱动装置是直线伺服电动机。77电伺服进

29、给传动系中齿轮传动问隙采用刚性调整法调整后，齿侧间隙不能自动进行补偿。78电伺服进给传动系中齿轮传动间隙采用柔性调整法调整后，齿侧间隙可以自动进行补偿。79滚珠丝杠传动的综合拉压刚度重要由丝杠的拉压刚度，支承刚度和螺母刚度三部分组成。80为了提高滚珠丝杠的拉压刚度和补偿丝杠的热变形，常采用预拉伸的方法。81滚珠丝杠螺母副需要消除问隙和预紧的因素: ：滚珠丝杠在轴向载荷作用下，滚珠和螺纹滚道接触区会产生接触变形，接触刚度与接触表面预紧力成正比。假如滚珠丝杠螺母副存在间隙，接触刚度较小；当滚珠丝杠反向旋转时，螺母不会立即反向，存在死区，影响丝杠的传动精度。因此，同齿轮的传动副同样，滚珠丝杠螺母副必

30、须消除间隙，并施加预紧力，以保证丝杠、滚珠和螺母之间没有间隙，提高螺母丝杠螺母副的接触刚度。82滚珠丝杠螺母副采用双螺母结构的因素: 通过调整两个螺母之间的轴向位置，使两螺母的滚珠在承受工作载荷前，分别与丝杠的两个不同的侧面接触，产生一定的预紧力，以达成提高轴向刚度的目的。83主轴部件的旋转精度是指装配后，在无载荷，低速转动条件下，在安装工件或刀具的主轴部位的径向和端面圆跳动。84主轴部件的旋转精度是指装配后，在无载荷，低速转动条件下，在安装工件或刀具的主轴部位的径向和端面圆跳动。85主轴部件的刚度是指其在外加载荷作用下抵抗变形的能力。86主轴部件的抗振性是指抵抗受迫振动和自激振动的能力。87

31、主轴部件丧失其原始精度的重要因素是磨损。88主轴部件的精度保持性是指长期保持器原始制造精度的能力。89主轴部件采用带传动的特点及其合用场合: 1）特点：优点：靠摩擦力传动（除同步齿形带外）、结构简朴、制造容易、成本低，特别合用于中心距较大的两轴间传动。 带有弹性，可吸振，传动平稳，噪声小，适宜高速传动。在过载中会打滑，能起到过载保护作用。缺陷：有滑动，不能用在速比规定准确的场合。 2）合用场合：中心距较大的两轴间传动 速比规定不太准确的场合。90主轴部件齿轮传动的特点: 结构简朴、紧凑，能传递较大的转矩，能适应变转速、变载荷工作，适应最广。它的缺陷是线速度不能过高，通常小于1215m/s，不如

32、带传动平稳。91主轴前端悬伸量是主轴前端面到前轴承径向反力作用点的距离。92机床主轴需要拟定合理跨距的因素: 合理拟定主轴重要支承间的跨距L，是获得主轴部件最大静刚度的重要条件之一。支承跨距过小，主轴的弯曲变形固然较小，但因支承变形引起主轴前轴端的位移量增大；反之，支承跨距过大，支承变形引起主轴前轴端的位移量尽管减小了，但主轴的弯曲变形增大，也会引起主轴前轴端较大的位移。因此存在一个最佳跨距L0，在该跨距时，因主轴弯曲变形和支承变形引起主轴前轴端的总位移为最小。一般取L0=(23.5)a。但是在实际结构设计时，由于结构上的因素，以及支承刚度因磨损会不断减少，主轴重要支承间的实际跨距L往往大于上

33、述最佳跨距L0。93机床主轴进行局部高频淬硬解决的目的是提高其耐磨性。94在两支承主轴部件中，前后轴承的精度对主轴部件旋转精度的影响: 选取轴承精度时，前轴承的精度要选得高一点，一般比后轴承精度高一级。在安装主轴轴承时，如将前、后轴承的偏移方向放在同一侧，可以有效地减少主轴端部的偏移。如后轴承的偏移量适本地比前轴承的大，可使主轴端部的偏移量为零。95轴承预紧的概念及其作用: 概念：采用预加载荷的方法消除轴承间隙，并且有一定的过盈量，使滚动体和内外圈接触部分产生预变形，增长接触面积，提高支承刚度和抗振性。作用：提高主轴部件的旋转精度、刚度和抗振性。96主轴部件轴承的预紧量要根据主轴的载荷和转速来

34、拟定。97滚动轴承运动时进行润滑的作用: 运用润滑剂在摩擦面间形成润滑油膜，减小摩擦系数和发热量，并带走一部分热量，以减少轴承的温升。98密封的作用: 防止切削液，切屑，杂质等进入轴承，并使润滑剂无泄漏得保持在轴承内，保证轴承的使用性能和寿命。99 滑动轴承按产生油膜的方式，可以分为静压轴承和动压轴承。100动压滑动轴承转速越高，间隙越小，油膜的承载能力越大。101液体静压轴承系统由一套专用供油系统、节流器和轴承三部分组成。102封闭截面的刚度远远大于开口截面的刚度，特别是抗扭刚度.103以承受弯矩为主的支承件的截面形状应取矩形。104以承受弯矩为主的支承件的截面形状应取矩形，其受弯方向为长边

35、方向。105以承受转矩为主的支承件的截面形状应取圆形。106支承件设立肋板(即隔板)可以提高自身和整体刚度。107支承件肋扳的作用: 使支承件外壁的局部载荷传递给其它壁板，从而使整个支承件承受载荷，加强支承件的自身和整体刚度。水平布置的肋板有助于提高支承件水平面内抗弯刚度；垂直放置的肋板有助于提高支承件垂直面内的抗弯刚度；斜向肋板能同时提高支承件的抗弯和抗扭刚度。108肋条一般配置于支承件某一内壁上，用来提高支承件的局部刚度。109铸造支承件要进行时效解决，以消除内应力。110. 为了消除内应力，铸造支承件要进行时效解决。111用钢板和型钢等焊接支承件的特点: 制造周期短，省去制作木模和铸件工

36、序。支承件制成封闭结构，刚性好；便于产品更新和结构改善钢板焊接支承件的固有频率比铸铁高，在刚度规定相同情况下，采用钢焊接支承件可比铸铁支承件壁厚减少一半，质量减少20%-30%。112导轨的功用是导向和承载。113在部件自重和外载荷作用下，导轨面保持贴合的是开式导轨。114在压板的作用下，使导轨面保持贴合的是闭式导轨。 115导轨的导向精度是导轨副在空载荷或切削条件下运动时，运动轨迹的偏差。116导轨的磨损形式重要有三种：磨料磨损、粘着磨损和接触疲劳磨损。117直线运动导轨中，可以承受颠覆力矩的是燕尾形导轨。118回转运动导轨的截面形状有三种：平面圆环、锥面圆环合双锥面圆环。119对于双矩形导

37、轨，由两条导轨外侧导向的导向方式，称为宽式组合。120对于双矩形导轨，由一条导轨两侧导向的导向方式，称为窄式组合。121导轨面之间需要调整问隙的因素和方法：因素：导轨面间的间隙对机床工作性能有直接影响，假如间隙过大，将影响运动精度和平稳性；间隙过小，运动阻力大，导轨的磨损加快。因此必须保证导轨具有合理间隙，磨损后又能方便地调整。方法：压板、镶条。122用来调整矩形导轨合燕尾形导轨侧向间隙的是镶条。123对于运动灵敏度规定高的数控机床和加工中心上，执行部件移动导轨副常采用滚动导轨。124加工中心的刀架和卧式车床刀架的异同：卧式车床的刀架既安放刀具，并且还直接参与切削，承受极大的切削力，所以它往往

38、成为工艺系统中的薄弱环节。加工中心进一步采用了刀库和换刀机械手，实现了大容量储存刀具和自动互换刀具的功能，这种刀库安放刀具的数量从几十把到上百把，自动互换刀具的时间从十几秒减少到几秒甚至零点几秒。这种刀库和换刀机械手组成的自动换刀装置，就成为加工中心的重要特性。125机床刀架自动换刀装置应满足的规定：满足工艺过程所提出的规定。在刀架、刀库上要能牢固地安装刀具，在刀架上安装刀具时还应能精确地调整刀具的位置，采用自动变换刀具时，应能保证刀具互换前后都能处在对的位置。刀架、刀库、换刀机械手都应具有足够的刚度。可靠性高。刀架和自动换刀装置是为了提高机床自动化而出现的，因而它的换刀时间应尽也许缩短，以利

39、于提高生产率。操作方便和安全。126机床刀架的端齿盘定位，其有何特点? 定位精度高反复定位精度好定位刚性好，承载能力大。两齿盘多齿啮合。127刀库驱动电机的选择，应同时满足刀库运转时的负载转矩和启动时的加速度转矩的规定。128自动换刀装置重要是由刀库和换刀机械手组成的。129链式刀库需要消除反向间隙因素和方法：1）因素：刀库驱动传动链，必然会有传动间隙，且这种间隙还随机械磨损而增大，这将影响刀座准停精度。对有定位盘的刀库来说，过大的间隙会影响定位盘的正常工作。因此都必须设法消除反向间隙。2）方法：电气系统自动补偿方式。在链轮轴上装编码器，对链轮传动进行补偿的方法实现准停。单头双导程蜗杆传动方式

40、。130机械手的手爪必须有锁刀功能，以防在换刀过程中掉刀或刀具被甩出。第四章 工业机器人1工业机器人与数控机床的异同。同：a.两者的末端执行都有位姿变化规定 b.两者都是通过坐标运动来实现末端执行器的位姿变化规定。异：机床是按直角坐标形式为主，而机器人是按关节形式运动为主；机床对刚度精度规定很高，其灵活性相对较低；而机器人对灵活性规定很高，其刚度精度规定相对较低。2工业机器人：是一种生产装备，能提供作业所需的运动和动力，通过操作机上各运动构件，自动实现手部作业的动作功能和技术规定。3. 工业机器人由以下几部分组成：操作机、驱动单元和控制装置。4. 工业机器人的控制装置由检测和控制两部分组成。5

41、. 工业机器人的驱动单元为操作机各运动附件提供动力和运动。6. 工业机器人的机械本体称为操作机(主机)。7. 工业机器人按机械结构类型可以分为四类：关节型机器人、球坐标机器人、圆柱坐标机器人和直角坐标机器人。8关节型机器人的特点。灵活性好，工作空间范围大，但刚度和精度较低9PUMA机器人是六自由度关节型机器人。10直角坐标机器人的特点。刚度和精度高，但灵活性差，工作范围小11机器人的机械结构类型特性，用它的结构坐标形式和自由度数表达。12表达工业机器人动作灵活限度的参数是自由度。13机器人的自由度是表达机器人动作灵活限度的参数，以直线运动和回转运动的独立运动数表达。14工作空间指工业机器人正常

42、运营时，手腕参考点能在空间活动的最大范围。15工业机器人的额定载荷是指在规定的性能范围内，机械接口处所能承受负载的允许值。16按作业规定拟定工作空间时，要同时考虑作业对象对机器人末端执行器的位姿和姿态规定。17工业机器人的额定速度是指工业机器人在额定负载、匀速运动过程中，机械接口中心的摄大速度。18工业机器人的位姿是指其末端执行器在指定坐标系中的位置和姿态。19机器人的位姿可以有两种描述方式：作业动作功能规定描述和运动功能描述。20齐次坐标和变换矩阵的含义。21由机器人的末端执行器的位姿求关节运动量，称为机器人逆运动学解析。22由机器人各关节的运动量，求末端执行器的位置和姿态，称为机器人的正运

43、动学解析。23已知在操作机各驱动关节上作用的驱动力或力矩，求机器人末端执行器的运动轨迹、速度和加速度，24已知末端执行器上某一点的运动轨迹及各轨迹点的速度、加速度，求驱动器应向积极关节提供的驱动力或力矩。是机器人动力学逆问题。25谐波齿轮传动装置由三个基本构件组成，即具有内齿的刚轮、具有外齿的柔轮和波发生器。26. 谐波齿轮减速器传动比的计算。27简述谐波减速器的特点。传动大，承载能力强，传动精度高，传动平稳，效率高，体积小，质量轻28机器人手臂结构设计规定。a手臂的机构和尺寸应满足机器人完毕作业任务提出的工作空间规定b根据手臂所承受载荷和机构的特点，合理选择手臂截面形状和高强度轻质材料c尽量

44、减小手臂质量和相对其关节回转轴转动惯量和偏心力矩，以减小驱动装置的负荷，减小运转的动载荷与冲击，提高手臂运动的响应速度。d要设法减小机械间隙引起的运动误差，提高运动的精度性和运动刚度29机器人机座结构设计的规定。要有足够的安装基面，以保证机器人工作时的稳定性；基座承受了所有的重量和载荷，应保证足够的刚度强度承载能力；基座的轴系精度要高。30机器人手腕结构设计的规定。力求手腕部件结构紧凑，以减轻质量与体积；自由度越多，运动范围越大，运动灵活性越大，机器人对作业的适应能力越强；提高传动刚度，减少反转误差；对手腕回转各关节轴上要设立限位开关与机械挡块，以防止关节超程31机器人末端执行器结构设计的规定

45、。a无论是夹持或吸附，末端执行器需具有满足作业需要的足够夹持（吸附）力和所需的夹持位置精度。b应尽也许使末端执行器的结构简朴，紧凑，质量轻，以减少手臂的负荷32机器人最基本的控制任务是实现位置控制。33工业机器人控制系统的构成形式取决于机器人所要执行的任务及描述任务的层次。34工业机器人控制系统的功能是根据描述的任务来执行任务35工业机器人控制系统的控制变量的选取依赖于任务描述的层次。36. 根据任务描述的层次，工业机器人控制分为三个层次：人工智能级、控制模式级和一般自动化级。第五章 机床夹具设计1.机床夹具的功能。a保证加工精度。可以保证工件加工表面位置精度，且精度稳定；b提高生产率。可以减

46、少划线，找正，对刀等辅助时间，采用多件，多工位夹具以及气动，液压动力夹紧装置，进一步减少时间，提高生产率c扩大机床的使用范围。对机床进行了部分改造，扩大了原机床的功能和使用范围d减轻工人的劳动强度，保证生产安全2.机床夹具应满足的规定a保证加工精度，这是最基本的规定。其关键是对的的定位、夹紧和导向方案，夹具制造的技术规定，定位误差的分析和验算b夹具的总体方案应与年生产大纲相适应。在大批量生产时，尽量采用快速、高效的定位、夹紧机构和动力装置，提高自动化限度，符合生产节拍规定。在中小批量生产时，夹具应有一定的可调性，以适应多种工件的加工c安全、方便、减轻劳动强度。机床夹具要有工作安全性考虑，必要时

47、加保护装置。要符合工人的操作习惯和位置，要有合适的工件装卸位置和空间，使工人操作方便。大批量生产和工件笨重时，更需要减轻工人劳动强度。d排屑顺畅。机床夹具中积聚切削会影响工件的定位精度，切削的热量使工件和夹具产生热变形。影响加工精度。清理切屑将增长辅助时间，减少生产率。e机床夹具应具有良好的强度、刚度和结构工艺性。机床夹具设计时要方便制造、检测、调整和装配，有助于提高夹具的制造精度。3.按机床夹具的使用范围可以分为：通用夹具、专用夹具、可调整夹具和成组夹具、组合夹具和随行夹具。4.安装和加工一组尺寸相似、结构相似、工艺相似的工件适合采用成组夹具。5.用于某一特定工件特定工序的夹具，称为专用夹具

48、。6.由一系列标准化元件根据被加工工件的结构和工序规定组装而成的夹具，称为组合夹具。7.在自动线和柔性制造系统中使用的，既能完毕工件定位夹紧，又能作为运载工具将工件在机床间传送的夹具是随行夹具。8.生产同类产品不同品种的工件时，只需更换部分元件，或调整部分装置就可以继续加工的夹具是可调整夹具。9.夹具中用于拟定工件对的位置的元件是定位元件。10.夹具中用于固定工件已获得的对的位置的装置是夹紧元件。11.夹具中用于拟定工件与刀具互相位置的元件是导向及对刀元件。12.将各种夹具元件和装置联接在一体，并通过它将整个夹具安装在机床上的是夹具体。13六点定位原理是指采用六个按一定规则布置的约束点，限制工

49、件的六个自由度，是工件实现完全定位。14.工件的定位是指采用适当的约束措施，来消除工件的六个自由度，使一工件在空间中的位置完全拟定下来。15.工件定位和夹紧的区别。定位：工件通过夹具上的定位元件获得对的的位置，称为定位。夹紧：通过夹紧机构使工件的既定位置在过程中保持不变，称为夹紧16.工件在夹具中夹紧的目的。用于固定工件已获得的对的位置在加工过程中保持不变17各定位元件限制自由度的情况。18欠定位是指根据加工表面的位置尺寸规定，需要限制的自由度没有完全被限制。19.过定位是指根据加工表面的位置尺寸规定，某自由度被两个或两个以上的约束反复限制。20.什么是过定位?加工中允许发生过定位现象吗?过定

50、位：根据加工表面的位置尺寸规定，某自由度被两个或两个以上的约束反复限制的情况。加工中一般不允许发生过定位，由于它不能保证对的的位置精度。但在下面两种特殊场合是允许的a工件刚度很差，在夹紧力、切削力作用下会产生很大变形，此时过定位只是提高工件某些部位的刚度，减小变形。b工件的定位表面和定位元件在尺寸、形状、位置精度已经很高时，过定位不仅对定位精度影响不大，并且有助于提高刚度。21.平面粗基准定位常采用的定位元件是圆头支承钉。22.V形块可以用于非完整外圆柱表面定位。23.可调支承一般在什么情况下使用?其与固定支承的区别使用情况：合用于毛坯分批制造，其形状和尺寸变化较大的粗基准定位并使用于同一夹具

51、加工形状相同而尺寸不同的工件及专用可调夹具或组合夹具中。区别：可调支承的顶端有一个调整范围，调整好后用螺母锁紧。当工件的定位基面形状复杂，各毛坯尺寸、形状有变化，多采用这类支承。可调支承一般只对一批毛坯调整一次。24.当工件的定位基面不连续，或为台阶面，或基面有角度误差时，或为了使两个或多个支承的组合只限制一个自由度，避免过定位，常把支承设计为浮动或联动结构，使之自位，称其为自位支承。25.自位支承可以使两个或多个支承的组合只限制一个自由度，避免过定位。26.辅助支承与可调支承的区别。从功能上讲，可调支承起定位作用，而辅助支承不起作用。从操作上讲，可调支承是先调整，而后定位，最后夹紧工作，辅助

52、支承则是先定位，夹紧工件，最后调整辅助支承27.辅助支承的重要作用是增长工件的刚度，减小切削变形。28.当工件上的孔为定位基准时，常用的定位元件是各种心轴何定位销。29. 工件以外圆柱表面定位有两种形式，一种是定心定位，另一种是支承定位。3090度V形块的定位稳定性比120度V形块差。31.限制自由度最多的定位面称为主基准面。32.在一面两销定位中，菱形销限制了一个自由度。33.车床床头箱加工时，采用一面两销定位，平面限制了三个自由度，圆柱销限制了两个自由度。34.一面两销”定位时，为什么其中一个应为“削边销”?如何拟定削边销的安装方向?由于“一面两销”定位时，两个圆孔的定位元件假如采用两个短

53、圆柱销，沿两销的连心线方向定位的自由度将被反复限制，则属于过定位；采用一个圆柱销和一个菱形销时，则是完全定位。削边销的长轴方向应与两销的中心连线垂直35.一般定位误差应控制在工件允差的1315之内。36.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称为定位误差。37.基准转换误差是指定位基准与设计基准不重合时，定位基面到设计基准面之间的尺寸公差。38.夹具定位基准与工序基准不重合而产生的定位误差称为基准转换误差。39.设计夹紧机构应遵循的重要原则。a夹紧必须保证定位准确可靠，而不能破坏定位；b工件和夹具的变形必须在允许的范围内；c夹紧机构必须可靠，各元件要有足够的强度和刚度，手动夹紧机

54、构必须保证自锁，机动夹紧机构应有联锁保护装置，夹紧行程必须足够d夹紧机构操作必须安全、省力、方便、迅速，符合工人操作习惯；e夹紧机构的复杂限度、自动化限度必须与生产大纲和工厂的条件相适应。40.拟定夹紧力方向的一般原则。a夹紧力的方向应有助于工件的准拟定位，一般规定主夹紧力应垂直于第一定位基准面b夹紧力的方向应与工件刚度高的方向一致，以减少工件的变形c夹紧力的方向应尽也许与切削力、重力方向一致，以利于减少夹紧力41.拟定夹紧力作用点的一般原则。a夹紧力的作用点应与支承点“点对点”相应，或在支承点拟定的区域内，以避免破坏定位或导致较大的夹紧变形。b夹紧力的作用点应选择在工件刚度高的部位c夹紧力的

55、作用点和支承点尽也许靠近切削部位，以提高工件切削部位的刚度和抗振性。d夹紧力的反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形42.斜楔夹紧机构的特点。优点：有一定的扩力作用，可以方便的使力的方向改变90缺陷：斜楔的楔角较小，行程较长。43.螺旋夹紧机构的特点。优点：扩力比可达80以上，自锁性好，结构简朴，制造方便，适应性强缺陷：动作慢，操作强度大44.偏心夹紧机构的特点优点：结构简朴，操作方便，动作迅速。缺陷:自锁性能差，夹紧行程和增力比小（因此一般用于工件尺寸变化不大，切削力小并且平稳的场合，不适合在粗加工中应用）45.孔加工刀具的导向是为了增长刀具的刚度，减少刀具的变形，保证孔加工的位置精度。4

56、6.钻床夹具中钻头的导向采用钻套。47.钻套底端与工件问的距离决定了容屑空间的大小。48.普通镗床进行孔系加工，孔系的位置由镗模上的镗套的位置决定。49.镗套有两种，一种是固定镗套，一种是回转式镗套。50.可调整夹具的调整方式可分为四类：调节式、更换式、综合式和组合式。 第七章 机械加工生产线总体设计1.机械加工生产线由加工装备、工艺装备、传送装备、辅助装备和控制装备组成。2.生产线中工件的传送和加工严格按生产节拍运营的是单一产品固定节拍生产线。3.工件或产品在生产线中的流动路线不拟定的是柔性制造生产线。4.生产线中无需设立储料装置的是单一产品固定节拍生产线。5.生产线中适合中小批量、结构复杂

57、、精度高、加工工艺不同的同类工件的是柔性制造生产线。6.生产线中可以进行混流加工的是柔性制造生产线。7.机械加工生产线总体设计应考虑的重要因素a工件的几何形状以及外形尺寸对规则的有较好输送基面的零件可以采用直接输送方式；工件较小的工件采用双工位顺序加工；对没有良好输送基面的工件，采用随行夹具输送b工件的工艺及精度规定加工平面的生产线要比加工孔德才生产线复杂得多c工件材料工件材料决定是否采用切削液，所以对排屑和输送方式有很大影响。d规定的生产率工件批量大时，规定生产线能自动上下料，某些工段采用并行支线，个别工序采用不同步距输送带；工件批量不大时，规定生产线有较大的灵活性和可调性，以便多品种加工。

58、e车间平面布置对较长的生产线，因受车间限制，可采用折线形式f装料高度生产线的装料高度应与车间原有滚道高度一致。一般850mm8.设计机械加工生产线时，若生产大纲较大，节拍时间应短。9.在加工箱体类零件的生产线上，最常采用的定位方式一面两销。10.实现生产线节拍平衡的措施。a综合应用程序分析、动作分析、规划分析、搬运分析、时间分析等方法和手段，对限制性工序进行评估优化，使作业改善b作业转移、分解与合并。办法有：将瓶颈工序的作业内容分担给其他工序；合并相关工序，重新排布生产线加工工序；分解作业时间较短的工序，把该工序安排到其他工序中去。c采用新的工艺加工方法，提高生产节拍d增长顺序加工工位。采用工

59、序分散的方法，将限制性工序分解为几个工步，摊在几个工位上完毕。e实行多件并行加工，以提高单件的工序节拍。通常用多台同样的机床对同样的工件同时进行加工f在同一工位上增长同时加工工件的数目。如在同一工位上加工两个工件，此时输送带每次行程为两个工件的步距11.比较由组合机床组成的生产线和柔性生产线。组合机床生产线是由组合机床联机构成，重要合用于加工箱体及杂类工件的大批量生产。柔性生产线将生产线分割成若干段，在段与段之间设有储料库。如某一工段因故停车，其前后工段因有储料库存放和供应工件，仍可继续工作。柔性制造生产线a由柔性加工设备、物料输送装置、计算机控制系统组成b设备数量少，工序高度集中c混流加工d

60、工件流动路线不拟定e工序间应有制品的储存f物料输送装置柔性大组合机床生产线a重要用于棱体类零件和复杂件的孔面加工b生产率高c加工精度稳定d研制周期短，便于设计、制造和使用维护，成本低e自动化限度高，劳动强度低f配置灵活12.生产线的可靠性是指是指在给定的生产大纲所决定的规模下，在生产线规定的所有使用期限内，连续生产合格产品的工作能力。13.生产线在正常运营并处在连续加工时，生产一个工件的工作循环时间就是生产线的节拍。14.组合机床时采用模块化原理设计的专用机床。15.表达在一台专用机床上或生产线上完毕的工艺内容、加工部位的尺寸、精度和表面粗糙度、定位基准、夹紧部位，以及被加工零件情况的是被加r

61、：零件工序图。16.在被加工零件工序图中，绘制被加工零件的形状和轮廓尺寸用细实线。17.专用机床总体设计中，表达被加工零件在机床上的加工过程和加工方法的是加工示意图。18.绘制加工示意图时，按比例绘制工件的外形及加工部位的展开图，其中，画工件加工部位用粗实线。19.专用机床总体设计中，表达机床的形式和布局，规定各部件的轮廓尺寸及互相间的装配关系和运动关系的是机床总联系尺寸图。20.机床总联系尺寸图是指表白机床的型式和布局，规定各部件的轮廓尺寸及互相问的装配关系和运动关系，是开展各部件设计的依据。21.机床总联系尺寸图中，表达被加工零件的长度和高度方向轮廓线用双点划线。22.能反映专用机床工作循环所用时间-切削过程所选切削用量、该机床生产率和负荷率的是生产率计算卡。23.在机床总联系尺寸图中无需表达配合精度。24.机床负荷率是实际生产