河北科技大学理工学院2013——2014学年第1学期
《机械制造装备设计》期末考试试卷A
专业班级姓名学号
一、填空（每空1分，共20分）
1．机械制造装备设计柔性化的含义是指和柔性化。
2．机械制造装备主要包括：、、
、。
3．机床的基本参数包括：______________、_____________、_____________。
4．导轨的作用是和。
5．普通机床主轴的滚动轴承前支承的精度要比后支承的精度______________。
=1.26，采用双速电机的结构式为6．某机床主轴的转速级数Z=12，公比
_______________。
7．进给传动链的传动载荷特点是；因此，其传动系中各传动件的计算转速是其的________________。
8．专用机床总体设计的结果表现形式是三图一卡，它们是：零件的机械加工工序图、、和。
9．自动化仓库中的托盘或货箱的功能是____________。
10．料仓中隔料器的作用是__________________。
二．简答（每小题5分，共25分）
1．机床系列化设计的标志是什么？设计中遵循的四化原则是什么？ 2．机床设计应满足的基本要求是什么？
3．机床主轴转速数列的公比ϕ为什么要1＜ϕ≤2 ？
4．机床主轴的功率转矩特性是什么？（画图表示并说明）
5．直线滑动导轨常用的截面组合形式有哪些？
三、简单分析设计（15分）
1．某机床主轴的转速（速度）中等，承受的径向载荷较大，径向支承应选择哪种类型的轴承？如果主轴的转速（速度）高，承受的径向、轴向都载荷较小，又应选择哪种类型的轴承？为了提高主轴轴承的接触刚度，应采取什么措施？
2．某龙门机床的横梁受到切削头重力和切削力的作用，试选择横梁合理的截面形状？为了提高横梁的刚度，应采取什么措施？
3．某中型机床主传动系统主轴的转速n max=3000转/分，n min=25转/分，计算转速n j=250转/分，交流调速电机的额定转速n电=1500转/分，n电max=4500转/分,试设计无级和分级混合的传动系统。
四、主轴组件分析(15分）
某机床主轴组件如四题图所示，试完成以下问题：
1．分别指出图上标注阿拉伯数字的零件的名称和作用。
2．画出轴向力的传递路线。
3．说明轴承间隙（或预紧）如何进行调整。
四题图
五、综合设计应用（25分）
已知某中型机床主传动系统主轴的转速n max=1600转/分，n min=40转/分，
ϕ=1.26，电机转速n电=1440转/分，主轴的计算转速13
min -
=z
j n
nϕ。
公比为1.06的标准数列为：
试完成下列问题：
1．列出主轴上各级转速。
2．写出传动结构式。
3．画出转速图（见下一页）。
4．确定各传动轴的计算转速。
5．确定各变速组中最小齿轮的计算转速
转速图
河北科技大学理工学院2013——2014学年第1学期
《机械制造装备设计》期末考试试卷标准答案学院______________年级_______考试班级_____________________________
一、填空（每空1分，共20分）
1．产品结构、功能2分
2．加工设备、工艺装备、仓储传送装备和辅助装备 4分
3．尺寸参数、运动参数、动力参数3分
4．导向、承载2分
5．高一级1分
6．12＝2
3×3
1
×2
6
1分
7．恒转矩；最高转速2分
8．加工示意图、机床的尺寸联系图、生产率计算卡3分
9．装物料1分
10．将待加工对象从料仓中隔离出来并进入上料器。
1分
二．简答（每小题5分，共25分）
1．标志是机床主参数的系列化（1分）；产品系列化、零部件通用化、标准化（3分）；结构典型化（1分）。
2．工艺范围、精度、刚度、热变形、噪声、低速平稳性等。
一个要点得1分，满5分。
3．因为主轴转速由n min至n max是递增的，所以公比1＜ ；2分
为了使主轴上最大相对转速损失不大于50%，即A max ＝
ϕ
1
11
1-
=-++j j
j n n n ＝50%，所
以ϕ≤2。
3分 4．机床主轴上的转速一般按等级数从小到大分级排列，其功率转矩特性图如二题解图所示。
3分
其功率转矩特性以计算转速n j 为界分两个区域，低于n j 部分为恒转矩区（Ⅱ），高于n j 部分为恒功率区（Ⅰ）。
2分
二题解图 三题解图
5．常用的组合形式有:三角形与矩形；双三角形；双矩形；燕尾形；双圆形。
每种组合得1分，合理的适当得分，满5分。
三、简单分析设计（15分）
1．龙门机床的横梁受到切削头重力和切削力的作用时，横梁合理受到弯、扭组合载荷（2分），其截面形状应选择矩形（1分）；为了提高横梁的刚度，应加隔板（肋板）、加强筋（肋条）等措施（2分）。
2．机床主轴的转速（速度）中等，承受的径向载荷较大，径向支承应选择短圆柱滚子轴承（2分）；主轴的转速（速度）高，承受的径向、轴向都载荷较小，又应选择角接触球轴承（2分）；为了提高主轴轴承的接触刚度，应采取预紧措施（1分）。
3．解：主轴恒功率变速范围：R 主N =3000/250=12 1分 电机恒功率变速范围：R 电N =4500/1500=3 1分 分级恒功率变速范围：R 分N = R 主N / R 电N =12/3=4 1分
若采用2个传动副的分级变速组，则主轴有间隔；若采用3个传动副的分级变速组，公比为2，则主轴有部分重叠，其转速图见三题解图。
2分
四、主轴组件分析 (15分）
1. 1------- 箱体；支承和安装箱体上的零件。
1分
2、3-------圆锥滚子轴承；主轴的径向和轴向支承作用。
2分
4------- 碟形弹簧；补偿主轴热伸长时圆锥滚子轴承的预紧或间隙。
2分
5-------调整螺母，轴承2的定位固定，调整轴承2、3的间隙预紧。
1分
6------- 深沟球轴承；辅助支承作用，也有减振减噪作用。
2分2．主轴轴向力的传递路线如四题解图所示，左右方向上力的传递路线各2分。
四题解图
3．说明轴承1的间隙（或预紧）如何进行调整。
答：松开调整螺母5上的锁紧螺钉，拧动螺母5，推动碟形弹簧、套筒、轴承3的内圈向前（右）移动，在力的作用下，主轴的台阶作用轴承2的内圈向后（左）移动，由于轴承2、3的外圈相对箱体1不动，从而将轴承2、3的内圈滚道、滚动体、外圈的滚道间隙消除（或预紧），调整完毕后，将调整螺母5上的锁紧螺钉锁紧。
回答完整正确的得2分
五、综合设计应用（25分）
1．查表得到主轴的转速为： 40、50、63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600。
5分
2．主轴转速的传动结构式为： 17=3
1×3
3
×2
8
5分
3．画出转速图见五题解图所示。
10分
其中：电机转速1分；轴号1分；主轴的转速系列1分；转速重叠1分；传动副的传动比1分；每个变速组的变速范围共3分；转速图的结构适当2分。
五题解图
4．确定各传动轴的计算转速。
2分
5．确定各变速组中最小齿轮的计算转速3分。