B《机械制造装备设计》（008） 试卷（闭卷）（试卷编号：
008）
（考试时间：120分钟或规定时间, 适用机制 专业） 1题号 分值 得分 一 20 二 10 三 10 四 30 五 10 六 20 七 总分 100 复核人
一．填空题（每空1分共计20分）
1. 影响机械装备加工精度的主要因素有：几何精度、传度精度、运动精度（）、（）。 得 分 2.机械制造装备的全自动化是指能自动完成工件的（）、加
批阅人 工、和（）的生产过程。
3..金属切削机床，按加工原理不同可分为：车床、钻床、镗
床、磨床、齿轮机床、螺纹机床、( )、( )、拉床、特种机床及其它机床。
4.创新设计在明确设计任务后，经过：产品规划、方案设计、( )和( )等四个阶段。
5.总体设计中的系统原理图包括产品总体布局图、机械传动系统图、（）系统图、（）控制图。.
6.工艺设计阶段分为：（）图设计、装配设计图设计、（）设计、编制技术文件。
7..主轴部件应满足的基本要求有：旋转精度、刚度、( )、( )、精度保持性。
8.导轨应满足的要求：导轨精度高、承载能力强、（）、（）。
9..按照机械结构类型分类，工业机器人分为四类：关节机器人、（）、（）、直坐标机器人。
.10.物流系统的特点有：实现价值特点、主要功能特点、( )、( )。
二．选择题: (下列各题的备选答案中只有一个选项是正确的，请
把正确答案填在括号中。每小题1分，共10分）
得 分 1.产品制造过程中所使用的各种（）、模具、夹具、量具批阅人 等，总称为工艺装备。
A. 刀具 B.材料 C.工艺 D.仪器仪表
2．可靠度是产品的可靠性度量标准，是指产品在规定的（），规定的条件完成规定任务的概率。
A.产品数量 B. 概率 C. 时间 D.能力
3.影响机床振动主要原因：机床刚度、机床阻尼、（）。
A. 机床系统固有频率 B.机床强度 C.机床重量 D.机床复杂程度 4.机床工作时的内热源有：（）、液压系统、机械摩擦、切削热。
A. 液压系统 B. 电机 C.各零件 D.切屑
5.机床的噪声源来自：（）、液压噪声、电磁噪声、空气动力噪声。 A. 机械噪声 B.击打声 C.齿轮声 D. .杂音
6.当机床部件产生爬行现象时，会影响机床的（）、工件加工精度、工件表面粗糙度。
A. 定位精度 B.平行度 C.平面都 D.垂直度
7.直流电机的无级调速，是采用调压和（）的方法来达到主轴所需转速。 A.调磁 B.调电流 C.调电容 D.调电阻
8.主轴的传动方式主要有：（）、带传动、电机直接驱动、
A. 齿轮传动）、 B.齿条传动 C.蜗轮蜗杆传动 .D.摩擦传动
9．导轨的间隙对机床的工作性能有着直接的影响，( )，运动阻力大，磨损增加。
A间隙过大 B.. 间隙过小 C. 无.间隙．
10自动换刀系统的顺序换刀方式是按照工艺要求，依次将所用的刀具（）中，加工时按顺序调刀。
A. 按顺序插入刀座 B.不同工件顺序向同。 C.任意插入刀座
三、判断题（在题后的括号内，正确的打“√”，错误的打“×”。每小题1分，共10分）
得 分 1.机电一体化是仅指：机械技术、传感测量。（） 批阅人 2.绿色产品设计是充分考虑产品的功能、质量、开发周期的
同时，使产品从设计、制造、包装、运输、使用、报废处理整个生命周期中，对环境影响最小，资源利用率最高。 ( )
3.产品制造过程中所使用的各种刀具、模具、总称为工艺装备。（） 4.影响机床振动主要原因：机床刚度、机床阻尼。 ( )
5.机床工作时的内热源有：电机、液压系统、机械摩擦。（）
6.当机床部件产生爬行现象时，会影响机床的定位精度、工件加工精度、工件表面粗糙度。（）
7.磁浮轴承的特点是：无机械磨损、理论上速度无限、运动无噪声、无润滑、无污染、温升低。（ ）
8．主轴轴承的配置形式：仅有速度型。（ ）
52..主轴轴承的配置形式：仅有刚度型。（ ）
9.导轨应满足的仅要求：导轨精度高、承载能力。（ ）
10工业机器人的手腕是连接手臂与末端执行器部件，实现末端执行器在空间的三个姿态。( )四．简答题（每小题6分计30分）
1．谐波齿轮减速装置的工作原理及其特点？下图为原理图。
2.在机床分级变速箱中，如何选用公比 φ ？ （6分）
3..工业机器人与机床，在基本功能和工作原理上有何异同？（6分）
4..在生产线专用机床的总体设计中，“三图一卡”的设计工作指的是 什么 ? （6分）
5 .机器人手腕的功能及设计要求是什么？（6分）
五．分析题 (10分)
试分析机床主轴的前轴承精度，一般要比后轴承的精度高一级。
六．机算题 (计20，分每小题10分) 1.某机床主轴转速为：
1000r/min180r/min电机转速为: nnmaxmin1440r/min(7.5 kw) 公比φ=1.41 nd
1）试拟定结构式 2）确定皮带轮直径 3)确定表准转速数列.
2.. 楔块杠杆回转夹持器的工作原理如下图（1）所示。 已知
Fp=1000N b=300 m m, c=500 mm, α=
15求
FN=？
（10分）
试卷答案（编号：008）
一．填空题（计20 每空1分）
1.定位精度、低速平稳性 2.上料、卸料 3.铣床、刨床 4.技术设计、工艺设计。 5.液压系统图、电力控制图 6.零件图、商平化设计 7.抗振性、温升与热变形 8.精度保持性、低速平稳性 9.球坐标机器人、圆柱坐标机器人 10.物流过程特点、物流运行特点
二．选择题（计10分每小题1分） 1A2C3A 4B 5A6A7A8A 9B 10A
三．判断题（计10分每小题1分）
1 × 2√ 3× 4× 5× 6√ 7√ 8× 9 × 10√ 四．简答题 （计30分 每小题6分） 1．谐波齿轮减速装置的工作原理及其特点？
1)由三个基本构件组成，即内齿刚轮G ,外齿柔轮R和波发生器组成。柔轮比刚2个或几个齿。 (1分)
2)波发生器外 径比柔轮内径大些，波发生器装入柔轮内时，使柔轮成为椭圆
形，其长轴两端与刚轮内齿啮合，短轴方向的齿完全脱开. （1分） 3)波发生器连续回转时，啮入啮出区，随着椭圆长短轴的向位变化而依次变。
（1分）
4)柔轮相对不动的刚G沿着波发生器的反方向低速回转。 （1分） 5)特点：尺寸小、传动比大、承载能力强、传动平稳、传动精度 ,效率高.
(2分）
2.在机床分级变速箱中，如何选用公比φ？
答：1）通用机床，辅助时间与准备结束时间长，机动时间在加工周期中占的比重不大，转速损失不会因起加工周期过多的延长，为使变速箱不过于复杂，一般取φ=1.26 或1.41 等较大的公比。 (2分)
2）大批量的专用机床，情况相反，通常取φ=1.12或 1.26较小的公比。（2
分）
3）自动化小型机床，切削时间远小于辅助时间，通常取公比为 1.58
1.78 ，2 。以简化机床结构。 （2分） 3..工业机器人与机床，在基本功能和工作原理上有何异同？
答：工业机器人与机床在基本功能和工作原理上相同之处： (3分)
1）两者都有位姿变化要求。
2）都是通过坐标运动来实现末端执行器的位姿变化。
不同之处：（3分）
1）机床以直角坐标五为主，机器人以关节形式运动为主。
2）机床刚度、精度高，机器人刚度精度比较低。
4..在生产线专用机床的总体设计中，“三图一卡”的设计工作指的是 什么 ? 3. 答：
1）被加工零件图。（2分） 2）加工示意图（2分）
3）机床总联系尺寸图（1分） 4）生产计算卡。（1分）
5 .机器人手腕的功能及设计要求是什么？（6分）
答：1）机器人手腕处于手的末端，应结构紧凑尺寸小、重量轻。（2分） 2）手腕部件的自由度愈多，对作业范围大，适应能力强。但结构复杂。
（2分）
3）提高机器人手腕精度与传动刚度。（1分） 4）各关节应有限位开关与机械挡块。（1分） 五．分析题
3．答：1）前轴承的轴心有偏移量A， 后轴承偏移量为零时，由偏移量A引起的主轴主端轴心偏移量为
A1Lal （3分）
A 后轴承有偏移量B,前轴承的轴心偏移量为零时，引起的主轴主轴端
偏移量为：
a （3分） B1BL 显然，前轴承的精度比后轴承对主轴部件应响大,故前轴承的精度比后
轴承的精度应高一级。 (4分)
后 轴 承 B L A 前 轴承 轴 端 A1 a A B1 。
B
六．计算题
1. 1.某机床主轴转速为：
d1000r/min180r/min电机转速为: nnmaxmin1440r/min(7.5 kw) 公比φ=1.41 n
1）试拟定结构式 (5分)
nmax10005.56 Rn180nminlgRlg5.56 114.996z1nlg1.41lgnmax10005.56 Rn180nminz1lgRlg5.56n114.996
lg1.41lg3 结构式为：6=3122））确定皮带轮直径：
∵
14402801000200
∴电机带轮200 m m 主轴带轮280m m （。2分）
3）确定转数列：（3分）
计算转速数列为: 1000、709、503、357、253、179
由表查出标准速数列为：1000、710、500、355、250、180
2. 楔块杠杆回转夹持器的工作原理如下图（1）所示。 已知Fp=1000N， b=300 m m, c=500 mm, α=15 求FN=？
解：
Fp N N N c c b FN ∵Fp2NSin-------① 又 ∵Nc=FNb-------②∴FFPNC2bSin
FCFP5001000N2bSin=
2300sin153220N (5
5分）
分) （
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