机械制造装备设计复习资料

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10.试从ψ=1.26,z=18级变速机构的各种传动方案中选出其最佳方案,并写出结构式,画出转速图。详见例题。

解:根据级比规律和传动副前多后少、传动线前密后疏的的原则确定:

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11.试述进给传动与主传动相比较,有那些不同的特点?P108

答:1、进给传动是恒转矩传动;

2、进给传动系中各传动件的计算转速是其最高转速; 3、进给传动的转速图为前疏后密结构; 4、进给传动系用传动间隙消除机构;

5、进给传动系变速组的变速范围可取比主变速组较大的值; 6、快速控制传动,微量进给机构的采用。 7.微量进给机构的采用

12.试述滚珠丝杠螺母机构的特点,其支承方式有哪几种? P115

答:摩擦系数小,传动效率高。 滚珠丝杠的支承方式有三种:

①一端固定,另一端自由 ②一端固定,另一端简支承 ③两端固定

13.机床的成形运动可分为主运动和进给运动。P56

第三章 典型部件设计

1.主轴部件应满足那些基本要求?P131

答:1、旋转精度 2、刚度 3、抗震性 4、温升和热变形 5、精度保持性

2.主轴轴向定位方式有那几种?各有什么特点?适用场合 P134

答:(1)前端配置 两个方向的推力轴承都分布在前支撑处;

特点:在前支撑处轴承较多,发热大,升温高;但主轴承受热后向后伸,

不影响轴向精度;适用场合:用于轴向精度和刚度要求较高的高精度机床或数控机床。

(2)后端配置 两个方向的推力轴承都布置在后支撑处;

特点:发热小、温度低,主轴受热后向前伸长,影响轴向精度;适用范围:

用于普通精度机床、立铣、多刀车床。

(3)两端配置 两个方向的推力轴承分别布置在前后两个支撑处;

特点:这类配置方案当主轴受热伸长后,影响轴承的轴向间隙,为避免松动,

可用弹簧消除间隙和补偿热膨胀;适用范围:用于短主轴,如组合机床。

(4)中间配置 两个方向的推力轴承配置在前支撑后侧;

特点:此方案可减少主轴的悬伸量,使主轴热膨胀后向后伸长,但前支撑结构复

杂,温升可能较高。

3.试分析图3-114(P205)中,所示三种主轴轴承的配置型式的特点和适用场合。

答:(1)46000为圆锥滚子轴承,圆锥滚子轴承承受轴向负荷的能力取决于接触角,即外圈滚道角度,角度越大,轴向负荷能力也越大;3182100是双列向心圆柱滚子轴承,这种轴承承载能力大,摩擦系数小,温升低,但不能承受轴向力。这种配置方式主要在后面的轴

承承受轴向力,因此相当于后端配置,这种配置的特点是发热小、温度低,主轴受热后向前伸长,影响轴向精度;适用范围是用于普通精度机床、立铣、多刀车床。

(2)这种配置方式主要在前段的轴承承受轴向力,因此这种轴承配置相当于前端配置;这种配置的特点是在前支撑处轴承较多,发热大,升温高;但主轴承受热后向后伸,不影响轴向精度;适用场合是用于轴向精度和刚度要求较高的高精度机床或数控机床。

(3)2268000是双向推力向心球轴承,因此这种配置相当于中间配置,这种配置的特点是两个方向的推力轴承配置在前支撑后侧,此方案可减少主轴的悬伸量,使主轴热膨胀后向后伸长,但前支撑结构复杂,温升可能较高。

4.支承件常用的材料有哪些?P155

答:1)铸铁;特点:复杂结构的支承件,阻尼系数大,成本低,制造周期长,易产生缩孔、气泡等缺陷

2)钢板和型钢;特点:制造周期短,支承件可制成封闭结构,刚性好,便于产品更新和结构改进,固有频率比铸铁高,易产生高频振动,抗振性差。

3)预应力钢筋混凝土;特点:主要用于制作不常移动的大型机械的机身、底座、立柱等支承件。预应力钢筋混凝土支承件的刚度和阻尼比铸铁大几倍,抗振性好,成本较低。

缺点:脆性大、耐腐蚀性差、应进行表面防护(防渗)

4)天然花岗岩;优点:性能稳定,精度保持性好,抗振性好,阻尼系数比钢大15倍,耐磨性比铸铁高5~6倍,导热系数和线胀系数小(热稳定性好),抗氧化性强,不导电、抗磁

缺点:结晶颗粒粗、抗冲击性能差、脆性大、油和水等液体作用下表面易变形,难于制作复杂零件。

5)树脂混凝土;特点:刚度高;具有良好的阻尼性能抗振性好;热容量大,热传导率低

缺点:某些力学性能低

5.根据什么原则选择支承件的截面形状,如何布置支承件上的筋板和筋条?P152

答:支承件结构的合理设计是应在最小重量条件下,具有最大静刚度。静刚度包括弯曲刚度和扭转刚度,均与截面惯性矩成正比。支承件截面形状不同,即使同一材料、相等的截面面积,其抗弯和扭转惯性矩也不同。比较后可知:

①空心截面的刚度都比实心的大。

②圆(环)形截面的抗扭刚度比方形好,而抗弯刚度比方形低。 ③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。

筋板是指连接支承件四周外壁的内板,它能使支承件外壁的局部载荷传递给其他壁板,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。

布置方式:水平、垂直、斜向。一般将筋条配置在支承件的某一内壁上,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。筋条的布置:纵向、横向和斜向,常常布置成交叉排列。

补充:(筋板是指联接支承件四周外壁的内板,它能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筋板的布置取决于支承件的受力变形方向,其中,水平市置的筋板有助于提高支承件水平面内弯曲刚度;垂直放置的筋板有助于提高支承件垂直面内的弯曲刚度;而斜向筋板能同时提高支承件的抗弯和抗扭刚度。

筋条配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。筋条可以纵向、横向和斜向,常常布置成交叉排列,如井字形、米字形等。必须使肋条位于壁板的弯曲平面内,才能有效地烕少壁板的弯曲变形。筋条厚度一般是床身壁厚的3.7?0.8倍。)

6.提高支承件结构刚度和动态性能有哪些措施?P158

答:1.根据支承件的受力情况合理的选择材料、截面形状、尺寸、壁厚。合理的布置肋条和肋板。

2.提高阻尼特性、采用新材料制造支承件。

7.镶条和压板有什麽作用?P164

答:调整导轨间隙。

压板用来调整导轨面的间隙和承受颠覆力矩; 鑲条调整矩形导轨和燕尾形导轨的侧向间隙。

8.导轨的卸荷方式有那几种? P167

答:1)机械卸荷导轨;特点:机械卸荷方式的卸荷力不能随外载荷的变化而调节。 2)液压卸荷导轨;特点:与静压导轨相比后者的上浮力足以将工作台全部浮起形成纯流体摩擦;而前者的上浮力不足以将工作台全部浮起,难于保持摩擦力恒定。

3)自动调节气压卸荷导轨;特点:当外载荷有较大变化时,导轨间的接触力和摩擦力只有微小变化,保证运动平稳无爬行。

9.提高导轨耐磨性有那些措施?P173

答:1)合理选择导轨的材料和热处理 2)导轨的预紧

3)导轨的良好润滑和可靠防护4)争取无磨损、少磨损、均匀磨损,磨损后能补偿

10.何谓端面齿盘定位?有何特点? P181

答:端面齿盘定位又称端齿盘定位,端齿盘定位由两个相同的端面齿盘相啮合而成,由于啮合时各个齿的误差相互补偿,起着误差均化的作用,定位精度高。齿盘的齿形角一般有2α等于90°和60°两种。齿盘的齿数z的选择应根据所要求的分度数以及齿盘外径D的大小来确定。一般齿盘外径均在100~800mm之间,且参数z、齿形角α、外径D、定位基准孔径d、重合度均已标准化。

11.加工中心上刀库的类型有哪些? P184

答:加工中心上刀库类型有:鼓轮式刀库、链式刀库、格子箱式刀库和直线式刀库。

12.直线运动导轨的截面形状有哪些?各有什么特点。P162-P163

答:截面形状主要有四种:矩形、三角形、燕尾形和圆柱形,并可互相组合,每种导轨副之中还有凸、凹模之分。

①矩形导轨:承载能力大、刚度高、制造简便、检验和维修方便等优点,但存在侧向间隙,需用镶条调整,导向性差。

②三角形导轨:可以自动补偿间隙,导向性好。

③燕尾形导轨:能承受较大的颠覆力矩,导轨的高度较小,结构紧凑,间隙调整方便,但其刚性较差,加工、检验、维修都不大方便。

④圆柱形导轨:制造方便,工艺性好,但磨损后较难调整和补偿间隙。

第五章机床夹具设计习题答案

1.机床夹具的组成有那些部分? P256

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