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1、机械制造装备设计试题三一、选择（每小题1分,共 10分）1 对经济增长的直接贡献率超过了其它生产要素贡献的总和是 D .A. 人力B. 物力C. 财力D. 知识2 机床的总体结构方案设计中, 工件只有 X 方向进给运动的运动分配式为 B A。 W /X ,Z ,Y ,C /T B. W /X Z ,Y ,C /Tf f f p f f f pC. W / X , Z Y ,C /Tf f f pD. W / X , Z ,Y C /Tf f f p3 在室温下借助阳模对金属板料施加外力, 迫使材料按阴模型腔的形状、尺寸进行裁剪或塑性变形，该模具称为A. 冷冲磨具C. 锻压磨具 A 。B. 压铸
2、模具D。 粉末冶金模具4 机床空载并以工作速度运动时，执行部件的几何位置精度称为 B 。A。 几何精度B. 运动精度C. 传动精度D. 定位精度5 刀具切削刃与工件发生线相吻合，该发生线的生成方法为 B 。A。 轨迹法B。 成形法C。 相切法D. 展成法6 除能承受轴向载荷外，还能承受一定的径向载荷，但不能承受较大的颠覆力矩为特点的回 转运动导轨为 A 。A. 锥面环形导轨B。 平面环形导轨C。 双锥面导轨 D. 圆柱形导轨7 具有摩擦系数小，耗能低；动、静摩擦系数接近,低速运动平稳性好等为特点的导轨为A。铸铁导轨C。有色金属导轨8下列不是标准公比卩的数值是A. 1.26B. 镶钢导轨D. 塑
3、料导轨B. 1。 41 D 。C. 1。 58D. 1.609 一个四自由度平面关节型机器人,其运动功能式为 B 。A O / y y y y / M1234B. O /y y Zy / M1 2 3C。 O/y ZXy /MD。 O/ XYZy /M1210刀库容量较大，当采用多环时，外形较紧凑，占用空间较小为特点的刀库是B。A.鼓轮式刀库B.链式刀库C.格子箱刀库D.直线式刀库二、填空（每小题1 分，共20分）11在数控机床进给系统中，齿轮传动间隙的消除有刚性调整法和柔性调整法两类方 法。12 用垫片式调整滚珠丝杠螺母副的间隙时，通过改变垫片的厚薄来改变两螺母之间的轴向距离，实现轴向间隙消
4、除和预紧.13导轨的卸荷方式有机械卸荷、液压卸荷和气压卸荷 .14在机器人关节坐标轴轴线位置的选取中，对于回转关节，取Z与i关节的轴线重15齐次坐标变换矩阵oT 是将oP 和oRj _合写 在一起表示.1 1 116 一般可取机器人处于机械原点时的状态作为基准状态。也可以取机器人各关节轴线（或大部分关节轴线）与机座直角坐标系轴线平行时的状态作为基准状态。17升降台铣床的主参数是工作台工作面的 宽度.18各种类型机床对温升都有一定限制，如精密机床,连续运转条件下允许温升为1520 C。19操作机通常由末端执行器、手腕、手臂及机座组成。20回转型夹持器结构较简单，但当所夹持工件的直径有变动时，将引
5、起工件轴心的偏移。这 个偏移量称为夹持误差 。21对平移型夹持器，工件直径的变化不影响其 轴心 的位置。但其结构较复杂，体积大，制造精度要求咼。22吸附式末端执行器（又称吸盘），有气吸式和磁吸式两种。23额定速度。指工业机器人在额定负载、匀速运动过程中，机械接口中心的最大速度.24机器人运动功能设计可采用分析式设计方法和创成式设计方法。25系列化设计应遵循“产品系列化、零部件通用化、标准化 原则，简称“三化”原则。26主轴组件的精度保持性是指长期保持其原始制造精度的能力.27卸荷系数a H表示导轨卸荷量的大小，由a二F /F _式确定。HHNW28 由机器人的末端执行器的位姿求关节运动量，称为
6、机器人的逆运动学解析。其解往往不 是 唯一的 。29谐波齿轮传动装置是由三个基本构件组成的即具有内齿的 刚轮G ，具有外齿容易 变形的、薄壁圆筒状柔轮R和波发生器H。30各种类型机床对温升都有一定限制，如 普通 机床,连续运转条件下允许温升为3040 C.三、问答（每小题5分,共30分）31 有哪些消除齿轮传动间隙的方法?各有何特点？（1）齿轮传动间隙的消除有刚性调整法和柔性调整法两类方法。（1 分）（2）刚性调整法是调整后的齿侧间隙不能自动进行补偿，如偏心轴套调整法、变齿厚调整 法、斜齿轮轴向垫片调整法等。特点是结构简单，传动刚度较咼.但要求严格控制齿轮的齿 厚及齿距公差，否则将影响运动的灵
7、活性。（2分）（3）柔性调整法是指调整后的齿侧间隙可以自动进行补偿，结构比较复杂，传动刚度低些, 会影响传动的平稳性。主要有双片直齿轮错齿调整法，薄片斜齿轮轴向压簧调整法，双齿轮 弹簧调整法等。（2分）32试解释主轴变速箱设计中，“前多后少”原则的含义？（5分）答：1）主变速传动系统从电动机到主轴，通常为降速传动。接近电动机传动件转速较咼 ,N根据公式M二9550 可知，传动的转矩M较小，尺寸小些；（2分）n2）反之,靠近主轴的传动件转速较低，传递的转矩较大,尺寸较大。（1分）3）因此，在拟定主变速系统时,尽可能将传动副较多的变速组安排在前面，将传动副较少的 变速组安排在后面，使主变速传动系统
8、中更多的传动件在咼速范围内工作，尺寸小些，以便 节省变速箱的造价，减少变速箱的外形尺寸。（2分）33 试导出一端轴向固定的丝杠预拉伸量和预拉伸力表达式(N / “m)(3 分)” F Ac AEe AEAL AE答：1 K =AL AL AL ALLL1 1式中：A-螺纹底径处的截面积（mm2）E弹性模量（钢为：E二2x 1011） （ N /m2）L1螺母至固定端的距离（m）FL 4 FL2 AL =二 （2 分）AE n d 2 E式中：d丝杠螺纹底径（m） 0F -丝杠预拉伸力（N）034如图所示的机器人若其关节运动范围限定为-120。细1 120。，-90。e2 0。， -150。e
9、0。试用作图法画出其工作空间。1关节机器人工作空间机器人工作空间答:35简述气吸式末端执行器按形成负压的方法分为几种方式？各有何特点？答：气吸式末端执行器有挤压排气式吸盘、气流负压式吸盘和真空泵排气式吸盘三种（2 分（1）挤压排气式吸盘 靠向下挤压力将吸盘3内的空气排出，使其内部形成负压，将 工件4吸住.结构简单、质量小，成本低的优点但吸力不大，多用于吸取尺寸不大薄而轻物 体。（1分）（2）气流负压式吸盘 控制阀将来自气泵的压缩空气自喷嘴通人，形成高速射流，将吸 盘内腔中的空气带走而形成负压，使吸盘吸住物体。这种吸盘比较方便，且成本低.（1分）（3）真空泵排气式吸盘 利用电磁控制阀将吸盘与真空
10、泵相联，当抽气时，吸盘腔内的 空气被抽出,形成负压而吸住物体这种吸盘工件可靠，吸力大，但需配备真空泵及其控制系统，费用较高.（1 分）36我国国家标准GB/126431997是如何定义工业机器人和操作机的？答:工业机器人定义:“是一种能自动控制、可重复编程、多功能、多自由度的操作机， 能搬运材料、工件或挟持工具,用以完成各种作业”；（3 分）操作机定义:“具有和人手臂相似的动作功能，可在空间抓放物体或进行其它操作的机械装置.（2分） 五、机床转速图设计（14分）设计一台12级转速的车床主传动系统，主轴最高转速为n= 3000 r/min。要求采用max转速为3000/1500/750 r/mi
11、n的三速电机.1.求出公比9 . （2分）2写出结构式.（2分）3验算最后变速组的变速范围. （2分）4分配降速比。 （2分）5画出转速图。（6分）3000”万答：（1）公比 9 :r =申 x（p-1）=申 2（3-1）= 4 ；4 4 = 1.41电 750（2）结构式：12 二 3 x 2 x 2216（3）最后变速组的变速范围r =9 x（p-i）= 1.416（2-1）二8 8合格nn3000R=nmax.nnmin9 z -11.4112-1min1111111xxn电7501.4179 79 09 39 4n67min（ 5）绘制转速图4）分配降速比=68.5 r/min,（标准
12、转速 67r/min）采用三速电机的车床主传动系统五、机器人运动学计算（14 分）C-S00_C0SaC-S00_22P 2P22|九2丫 2SC0001001 SC00221 丫 2丫 20010-S0C01 0010P 2P200010001L0001S = sin0（2 分）22T =0,m20C200C2 -1 00S2 00aC22（4 分）1 0 0 0_1 0 0 0_1 0 0 0_0 10 00 10 00 0 -1 00 01 c0 0 1 Z010 c0110 0 0 10 0 0 10 0 0 1C2-S200_001a20-100_SC0001001000220010-10000010L00010001L0001（8 分）式中：八90, C 2 =如2,六、机器人夹持器计算（12分）你根据图示连杆杠杆式回转型夹持器，回答下列问题（12 分）（1）试简述该夹持器的工作原理。（2分）（2）进行摆动钳爪受力分析。（3分）（3）求夹紧力F和驱动力F之间的关系式（5分）Np（4）讨论该夹持器的特性。（2分）答：（1）如图4所示，当驱动器推动杆1上下移动时, 由杆1、连杆2,摆动的钳爪3和夹持器体构成四杆 机构，迫使钳爪（手指）完成夹紧和松开动作。（2）受力分析如图所示:
