装备设计试题库回答资料下载.pdf
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便于产品维修;
为开展变型设计提供技术基础。
缺点:
用户选择范围小,性能参数、功能特性不一定最符合要求,还有可能冗余。
4系列化设计时主参数系列公比的选取原则是什么?
公比选得过大或过小会带来哪些问题?
主要根据什么因素来选择?
(P26)答:
(1)尽可能采用优先数系;
(2)过大:
产品结构复杂,成本提高;
过小:
规格品种过多,失去系列化设计优点;
(3)根据产品需求量,越大参数分级应越密,反之可粗些。
5以曲轴加工为例,说明为什么机械加工工艺性的评价应依据生产厂的生产条件,没有一个绝对的标准。
(P46)答:
如加工曲轴轴颈,装备条件没有飞刀,只能使用平衡块;
材料、毛坯和半成品的供应情况和质量检验的可能性也可能不同,使得加工工艺性的不同。
6以扳手、按钮和指示灯为例,说明如何在机械制造装备设计中满足人机工程学的要求。
(P44)答:
(1)扳手:
柄宽适合人手握住宽度;
柄厚不致产生过大压强;
长度在保证产生一定扭矩下使人施加合适力。
(2)按钮:
手指净重作用下不动作,略施压力才起作用;
面积比指肚略大;
颜色表示不同功能;
(3)指示灯:
颜色表示不同状态;
布置在良好视野范围内;
配上文字或图形符号,突出含义。
7设计过程中遵守标准化原则的重要意义是什么?
以铣床夹具设计为例说明如何贯彻设计的标准化。
(P54)答:
(1)提高设计水平,促进交流,简化程序,保证质量,节约费用;
(2)图纸和技术文件要符合有关标准;
定位销、分度轴、夹紧装置、对刀块使用标准件节省成本,保证质量。
8以往复运动小车为例(如龙门刨床中的工作台),说明如何提高产品的可靠性。
答:
提高产品可靠性,一是采用可靠性高的元器件,二是设置并联系统。
如采用下列措施:
用质量好的伺服电机,自带传感器;
两头安装极限开关;
安装缓冲器防断电。
9以普通车床为例,说明什么是模块化设计。
模块化设计有什么优点?
请列举一些普通车床上的功能模块。
(P28、P30)答:
(1)为了开发不同功能结构,或相同功能结构而性能不同的车床,不是对每种车床单独进行设计,而是设计一批模块,将这些模块经过不同的组合来构造不同要求的车床。
(2)改进方便;
缩短设计供货周期;
降低成本;
维修方便;
加快更新换代。
(3)气动夹紧装置,双轴主轴箱,有螺纹进给机构,切断刀架,气动尾座,快速行程机构,自动送料架等。
10工件表面发生线的形成方法有哪些?
各举一典型加工实例。
(P63)答:
(1)轨迹法:
点切削刃车刀车削外圆柱面;
(2)成形法:
宽刃车刀车削短外圆柱面;
(3)相切法:
圆柱铣刀铣削短圆柱面;
(4)展成法:
滚齿加工。
11并联机床(虚拟轴机床)的工作原理是什么?
有哪些优缺点?
(P116)答:
它有上、下两个平台。
下平台固定不动,安装工件。
上平台装有机床主轴和刀具,由可伸缩的六根轴与下平台联接。
通过数控指令,由伺服电动机和滚珠丝杠副驱动六根轴的伸缩,来控制上平台的运动,使主轴能运动到任意切削位置,对安装在平台上的工件进行加工。
优点:
刚度高、运动部件质量轻、机械结构简单、制造成本低、在改善速度、加速度、精度、刚度等性能方面具有较大的潜力;
运动空间小、空间可转角度(灵活性)小、开放性差、运动轨迹计算较复杂。
12举例说明什么是机床上的复合运动、内联系传动链和运动轴的联动?
它们之间有何相互关系?
(P65)答:
(1)复合运动指运动之间有严格运动关系,如车螺纹时工件主轴的回转和刀具的纵向直线运动。
内联系传动链,指两个末端件的转角或位移量之间有严格的比例关系要求,如减速器的齿轮传动链。
运动轴的联动,在一台机床上的多个坐标轴上同时进行加工,而且可在计算机数控系统(CNC)的控制下同时协调运动进行;
比如在数控加工机床上加工圆。
(2)对于机械传动的机床,复合运动通过内联系传动实现;
对于数控机床,复合运动通过运动轴的联动实现。
13求下图中各轴和各齿轮的计算转速。
(P96)14试举例并画图说明轴上零件的轴向固定方式。
(机械设计P360)答:
(1)套筒定位
(2)弹性挡圈定位(3)双圆螺母定位15举例说明提高导轨耐磨性的措施。
(P184)答:
(1)保证完全的液体润滑,用油膜隔开相接触的导轨面,如采用静压导轨;
(2)争取少磨损,如采用加大导轨接触面和减轻负荷的办法来降低导轨面的压强;
(3)使压力分布均匀,导轨的形状尺寸尽可能对集中载荷对称。
16试举例并画图说明导轨的卸荷方式,每种方式各有什么特点?
(P178)答:
(1)机械卸荷:
如果所示为常用的机械卸荷导轨,导轨上的一部分载荷由支撑在辅助导轨面a上的滚动轴承承受。
特点:
卸荷力不能随外载荷的变化而调节。
(2)液压卸荷:
将高压油压入工作台导轨上的一串纵向油槽,产生向上的浮力,分担工作台的部分外载。
可用节流阀调整各段导轨的卸荷压力,以保证导轨全长保持均匀的接触压力。
(3)气压卸荷:
压缩空气进入工作台的气囊,经导轨面间由于表面粗糙而形成的微小沟槽流入大气,产生的上浮力对导轨进行卸荷。
以压缩空气作为介质,无污染、无回收问题,且粘度低,动压效应影响小。
17试举例并画图说明导轨间隙的调整方式(至少2种),每种方式各有什么特点?
(P174)答:
(1)压板:
压板用螺钉固定在运动部件上,用配刮的方法或垫片来调整间隙。
结构简单。
(2)镶条:
用来调整矩形导轨和燕尾形导轨侧向间隙。
易变形,刚度低。
18支撑件的常用材料有哪些?
每种材料各有什么特点?
(P166)答:
(1)铸铁:
铸造性能好,阻尼系数大,成本低;
制造周期长,有时产生缩孔、气泡等缺陷。
(2)钢板和型钢:
制造周期短,可制成封闭结构,刚性好,重量轻;
内摩擦阻尼小,抗振性较差。
(3)预应力钢筋混凝土:
刚度和阻尼大,抗振性好,成本低;
脆性大,耐腐蚀性差。
(4)天然花岗岩:
性能稳定,精度保持性好,抗振性好;
抗冲击性能差,脆性大,难于制作复杂的零件。
(5)树脂混凝土:
刚度高,抗振性好,耐水、耐化学腐蚀、耐热;
某些力学性能差。
19根据什么原则选择支撑件的截面形状,如何布置支撑件上的肋板和肋条?
(P163)答:
(1)截面应是中空形状,尽可能加大截面尺寸,在工艺可能的前提下壁厚尽量薄一些。
圆(环)形截面抗扭刚度好于正方形,而抗弯刚度比正方形低;
以承受弯矩为主的支承件的截面形状应取矩形,并以其高度方向为受弯方向;
以承受扭矩为主的支承件的截面形状取圆(环)形。
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;
截面应尽可能设计成封闭形状。
(2)肋板的布置取决于支承件的受力变形方向;
肋条置于支承件某一内壁上,主要为了减小局部变形和薄壁振动,用来提高支承件的局部刚度。
20举例说明提高机床支撑件热稳定性的措施。
(P171)答:
(1)控制温升:
设置风扇;
液压油管道通过冷凝剂。
(2)采用热对称结构:
双立柱结构。
(3)采用热补偿装置:
在热变形的相反方向上采取措施,产生相应的反方向热变形,使两者抵消。
21试举例并画图说明改善机床支撑件阻尼特性的方式(至少2种),每种方式的工作原理是什么?
(P169)答:
(1)充填阻尼材料:
将型砂等封装在箱内,原理是振动时阻尼材料相对运动,产生摩擦将机械能转化为热能。
(2)接合面摩擦:
焊接件间留有贴合而未焊死的表面,原理是两贴合面间相对运动,产生摩擦将机械能转化为热能。
22机床刀架应满足的要求有哪些?
(1)满足工艺过程所提出的要求;
(2)牢固、精确地安装刀具;
(3)具有足够的刚度;
(4)可靠性高;
(5)尽可能缩短换刀时间;
(6)操作方便和安全。
23机床刀架的定位机构有哪些?
各有什么特点?
(P192)答:
(1)圆锥销定位:
磨损后仍可消除间隙,刚性差;
(2)端面齿盘定位:
定位精度高;
重复定位精度好;
刚性好。
24试画图说明机床主轴动压轴承和静压轴承的工作原理。
(P158)答:
(1)动压轴承:
当主轴旋转时,带动润滑油从间隙大处向间隙小处流动,形成压力油楔而产生油膜压力将主轴浮起。
(2)静压轴承:
由供油系统供给一定的压力油,输进轴和轴承间隙中,利用油的静压力支承载荷,轴颈始终浮在压力油中。
25主轴应满足的基本要求有哪些?
(P142)答:
(1)旋转精度:
主轴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。
(2)刚度:
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,通常以主轴前端产生单位位移的弹性变形时,在位移方向上所施加的作用力来定义。
(3)抗振性:
主轴部件的抗振性是指抵抗受迫振动和自激振动的能力。
(4)温升和热变形:
主轴部件运转时,因各相对运动处的摩擦生热、切削区的切削热等使主轴部件的温度升高,形状尺寸和位置发生变化,造成主轴部件的所谓热变形。
(5)精度保持性:
主轴部件的精度保持性是指长期地保持其原始制造精度的能力。
26主轴的驱动方式有哪些?
分别适用于什么场合?
(P143)答:
(1)齿轮传动:
结构简单紧凑,能传递较大转矩,线速度不能过高。
适用于变转速、变载荷场合。
(2)带传动:
靠摩擦力传动(除同步齿形带),结构简单,制造容易,成本低,过载打滑。
适用于中心矩较大的两轴传动,高速传动,不适用于速比要求准确的场合。
(3)电动机直接驱动:
主轴部件刚度高,噪声和振动小,调速范围宽,有较大的驱动功率和转矩。
适用于精密机床、高速加工中心和数控车床。
27陶瓷轴承有哪些种类?
各有什么特点及应用场合?
(P150)答:
(1)滚动体用陶瓷材料制成,而内、外圈仍用轴承钢制造;
滚动体和内圈用陶瓷材料制成,外圈用轴承钢制造;
全陶瓷轴承。
(2)类摩擦系数小,有一定自润滑性能,适用于高速、超高速、精密机床的主轴部件;
类适用于超高温、耐腐蚀、非磁性、电绝缘或要求减小质量和超高速场合。
28主轴滚动轴承预紧的目的是什么?
试画出两种主轴滚动轴承预紧的结构。
(1)消除轴承间隙,有一定过盈量,增加接触面积,提高旋转精度、支撑刚度和抗振性。
(2)29工业机器人有何特点?
它们为什么会在焊接、喷漆等工业领域获得较广泛的应用?
(P218)答:
(1)可编程:
随工作要求变化而再编程;
拟人化:
有类似人体结构部分;
通用性:
一般在执行不同的作业任务时具有较好通用性。
(2)工艺机器人刚度差,精度低,载荷小,但灵活度高;
焊接、喷漆等工作环境差。
30什么是欠定位、过定位?
什么情况下允许过定位?
(P279)答:
(1)欠定位:
应该限制的自由度没有被限制;
过定位:
某自由度被两个或两个以上的约束重复限制。
(2)刚度很差工件如细长轴等,在夹紧力、切削力作用下会产生很大变形;
工件的定位表面和定位元件精度很高时,过定位有利于提高刚度。
31试举例说明机床运动的分配应掌握的原则?
(P70)答:
(1)“避重就轻”原则;
(2)例如
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