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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date自考机械制造装备设计最全复习资料第一章第一、二章1全新生产制造模式的主要特征。以用户的需求为中心战略重点是时间和速度，并兼顾质量和品种以柔性、精益和敏捷作为竞争的优势技术进步，人因改善，组织创新三个并重的基础工作实现资源快速的有效集成组织形式采用“虚拟公司”在内的多种类型。 2机械制造装备的基本要求（一般功能）。一般功能加工精度方面的要求：满足加工精度方面的要求应是机
2、械制造装备最基本的要求。强度、刚度和抗振性方面的要求：为了提高加工效率，切削速度越来越高，切削力越来越大，所以要具有足够的强度、刚度和抗振性。加工稳定性方面的要求：因为在使用中，受到切削热、摩擦热、环境热等影响，所以要有加工稳定性方面的要求。耐用度方面的要求：随着设备的长期使用，零件磨损、间隙增大原始精度逐渐丧失，所以在设计时应考虑耐用度方面的要求。技术经济方面的要求：要根据产品产量的大小，进行仔细的技术经济分析，合理投资，确定机械制造装备设计和选购。特殊要求柔性化精密化自动化机电一体化节材符合工业工程要求符合绿色工程要求 3机械制造装备应满足的一般功能。（同上） 4提高机械制造装备加工稳定性
3、的措施。提高加工稳定性的措施是减少发热，散热和隔热，均热、热补偿、控制环境温度等。 5机械制造装备功能的柔性化。答：有两重含义：产品的结构柔性化和功能的柔性化。产品的结构柔性化是指产品设计时采用模块化设计方法和机电一体化技术，只需对结构做少量的重组和修改，就可以快速地推出满足市场需求的具有不同功能的新产品。功能的柔性化是指需进行少量的调整或修改软件，就可以方便地改变产品或系统的运行功能，以满足不同的加工需要。6为使产品具有结构柔性，在设计时应采用模块化设计方法和机电一体化技术。 7当采用提高机械制造装备自身精度的方法已无法有效提高装备的加工精度时，常采用误差补偿技术。 8从设计的角度，提高机械
4、制造装备耐用度的主要措施减少磨损，均匀磨损，磨损补偿。 9机械制造装备实现自动化的方法从初级到高级依次为凸轮控制、程序控制、数字控制、 适应控制。 10数字控制能够方便地实现运动轨迹控制。 11按绿色工程要求设计的产品称绿色产品。其在生命周期中，对环境影响最小，资源利用率最高。 12机械制造装备大致可以划分为加工装备、工艺装备、仓储传送装备和辅助装备四大类。 13.按机床的使用范围可以分为：通用机床、专用机床和专门化机床，各自的特点。通用的金属切削机床可加工多种尺寸和形状的工件的多种加工面，故又称万能机床。其结构一般比较复杂，适用于单件或中小批量生产。专用机床是用于特定工件的特定表面、特定尺寸
5、和特定工序加工的机床，是根据特定的工艺要求设计和制造的，生产率和自动化程度均高，结构比通用机床简单，多用于成批和大量生产。专门化机床的特点介于通用机床和专用机床之间，用于对形状相似尺寸不同的工件的特定表面，按特定的工序进行加工。这类机床如精密丝杠机床、曲轴机床等，生产效率一般较高。 14产品制造时所用的各种刀具、模具、夹具、量具等刀具，总称为工艺装备。 15.锻压机床属于无屑加工设备。锻压机床是利用金属的塑性变形特点进行成形加工的。 16各级仓储、物料传送、机床上下料、自动运载小车等设备属于仓储传送装备。 17采用切削工具或特种加工等方法，从工件上去除多余或预留的金属，以获得符合规定尺寸、几何
6、形状、尺寸精度和表面质量要求的零件的机械装备。称为金属切削机床。 18金属切削机床的基本工作原理是通过刀具与工件之间的相对运动，由刀具切除工件上多余的金属材料，使工件具有要求的尺寸和精度的几何形状。19机械制造装备设计可以分为创新设计、变型设计和模块化设计。20变型设计主要包括适应型设计和变参数设计。21创新设计分为四个阶段：明确设计任务，经过产品规划；方案设计；技术设计；施工设计。22系列化设计的特点。系统优化设计的优点可以用较少品种规格的产品满足市场较大范围的需求，有助于降低生产成本，提高产品制造质量的稳定性。可以大大减少设计工作量，提高设计质量，减少产品开发的风险，缩短产品的研制周期。可
7、以压缩工艺设备的数量和种类，有助于缩短产品的研制周，降低生产成本便于进行产品的维修，改善售后质量为开展变型设计提供技术基础系统化设计的缺点一方面其性能参数和功能特性不一定最符合用户要求，另一方面有些功能还可能冗余。23. 系列化设计中应遵循“产品系列化、零部件通用化、标准化原则、结构典型化”的设计方法。24同一类型、不同规格或不同类型的产品中，部分零部件彼此相互适用。称为零部件通用化。25使用要求形同的零部件按照线性的各种标准和规范进行设计和制造。称为零部件标准化。26模块化设计的基本概念和优点。基本概念为了开发多种不同功能结构，或相同功能结构而性能不同的产品，不必对每种产品单独设计，而是精心
8、设计一批模块，将这些模块经过不同的组合来构造具有不同功能结构和性能的多种 产品模块化设计的优点除了系列化设计的优点以外，还有以下优点：根据科学技术的发展，便于用新技术设计性能更好的模块，取代原有旧的模块，提高产品的性能，组合出功能更完善、性能更先进的组合产品，加快产品的更新换代。采用模块化设计，只需更换部分模块，或设计制造个别模块和专用部件，便可快速满足用户提出的特殊订货要求，大大缩短设计和供货周期。模块化设计方法推动了整个企业技术、生产、管理和组织体制的改革。由于产品的大多数零部件由单批小性质生产变为批量生产，有利于采用成组加工等先进工艺，有利于组织专业化生产，既提高质量，又降低成本。模块系
9、统中大部分部件由模块组成，设备如发生故障，只需更换有关模块，维护修理更为方便，对生产影响少。27产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力，称为可靠性。28. 产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定任务的概率，称为可靠度。29经济评价是理想生产成本与实际生产成本之比，比值越大，代表经济效果越好。30平均寿命是衡量产品可靠性指标。31对于可修复产品，从一次故障到下一次故障的平均有效工作时间称为平均无故障工作时间。32对于不可修复的产品，从开始使用到发生故障报废的平均有效工作时间。称为平均寿命。第三章 复习题1机床的工艺范围是指机床适应不同生产要求的能力2机床的柔性是指其适应加工对象
10、变化的能力。3机床的生产率是指单位时间内机床所能加工的工件数量。4与物料系统的可接近性是指机床与物流系统之间进行物料流动的方便程度。5机床的刚度是指加工过程中，在切削力的作用下，抵抗刀具相对于工件在影响加工精度方向变形的能力。6机床本身精度是指机床在空载条件下的精度。7金属切削机床的基本功能是提供切削加工所必须的运动和动力。8. 工件的加工表面是通过机床上刀具与工件的相对运动而形成的。9形成工件加工表面发生线的方法有四种：轨迹法、成形法、相切法和范成法。10任何一个表面可以看成是一条线沿着另一条线运动的轨迹。这两条线统称为发生线。11完成一个表面的加工所必须的最基本的运动称为表面成形运动。12
11、切除加工表面上多余的金属材料的主要运动，因此运动速度高，消耗机床的大部分动力，称为主运动。13形成工件加工表面的发生线的运动称为形状创成运动。14与其它运动之问有严格运动关系的运动称为复合运动。15机床在空载条件下，在不运动或运动速度较低时，各主要部件的形状、相互位置和相对运动的精确程度称为机床的几何精度。16机床的传动精度是指机床传动系统各末端执行件之间的运动协调性和均匀性。17机床的运动精度是指机床空载并以工作速度运动时，执行部件的几何位置精度。18在规定的工作期间内，保持机床所要求的精度称为机床的精度保持性。19影响机床精度保持性的主要因素是磨损。20机床的定位部件运动到达规定位置的精度
12、称为机床定位精度。21. 机床运动部件在相同条件下，用相同方法重复定位时，位置的一致程度称为机床的重复定位精度。22机床的抗振能力是指机床在交变载荷作用下，抵抗变形的能力。23机床的自激振动式发生在刀具和：工件之间的一种相对振动。24机床抵抗受迫振动的能力称为机床的抗振性。25机床抵抗自激振动的能力称为机床的切削稳定性。26影响机床振动的主要因素：机床的刚度，如构件的材料选择、截面形状、尺寸、肋板分布、接触表面的预紧力、表面粗糙度、加工方法、几何尺寸等。 机床的阻尼特性。提高阻尼是减少振动的有效方法。 机床系统固有频率，若激振频率远离固有频率，将不出现共振。27减少机床热变形对加工精度影响的方
13、法：减少热源的发热量；将热源置于易散热的位置，或增加散热面积和采用强制冷却，使产生的热量尽量散发出去；采用热管等将温升较高部位的热量转移至温升较低部位，以减少机床各部位之间的温差，减少机床热变形。也可以采用温度自动控制、温度自动补偿及隔热等措施，改变机床的温度场，减少机床热变形，或使机床的热变形对加工精度影响较小。28机床噪声产生的原因:物体振动是声音产生的来源，机床工作时各种振动频率不同，振幅也不同，它们将产生不同频率和不同强度的声音，这些声音无规律地组合在一起就是噪声。29当运动部件低速运动时，主动件匀速运动，从动件往往出现明显的速度不均匀的跳跃式运动，即时走时停或者时快时慢的现象。这种在
14、低速运动时产生的运动不平稳性称为爬行。30爬行现象及其其产生的原因：爬行是个很复杂的现象，它是因摩擦产生的自激振动现象；产生这一现象的主要原因是摩擦面上的摩擦系数随速度的增大而减小和传动系的刚度不足。31爬行现象对机床加工的危害，以及防止爬行现象发生的措施：危害：影响机床的定位精度、工件的加工精度和表面粗糙度。措施：在设计低速运动部件时，应减少静、动摩擦系数之差。提高传动机构的刚度和降低移动件的质量。32低速运动平稳性的概念，并简述其产生的原因和危害：概念：机床上有些运动部件，需要作低速或微小位移。当运动部件低速运动时，主动件匀速运动，从动件往往出现明显的速度不均匀的跳跃式运动，即时走时停或者
15、时快时慢的现象（爬行现象）。爬行是个很复杂的现象，它是因摩擦产生的自激振动现象；产生这一现象的主要原因是摩擦面上的摩擦系数随速度的增大而减小和传动系的刚度不足。危害：影响机床的定位精度、工件的加工精度和表面粗糙度。33机床主参数是代表机床规格大小及反映机床最大工作能力的一种参数34机床主轴转速数列采用等比数列，公比与最大相对转速损失率的关系。因为Amax=（nj+1 -nj）/nj+1 =1-（nj/nj+1）=const，nj/nj+1 =const=1/，所以Amax=1-1/，由此公式可以看出，公比增大，最大相对转速损失率Amax就会增大35机床主轴转速数列为何要采用等比级数排列?如某一
16、工序要求的合理转速为n，但在Z级转速中没有这个转速，n处于nj和nj+1之间，即njnnj+1。若采用比n转速高的nj+1，由于过高的切削速度会使刀具寿命下降。为了不降低刀具寿命，一般选用比n转速低的nj。这将造成(n-nj)的转速损失，相对转速损失率为A=（n-nj）/n。在极端情况下，当n趋近于nj+1时，如仍选用nj为使用转速，产生的最大相对转速损失率为Amax=（nj+1-nj）/nj+1=1-nj/nj+1。在其他条件（直径、进给、被吃刀量）不变的情况下，转速的损失就反映了生产率的损失。对于各级转速选用机会基本相等的普通机床，为使总生产率损失最小，应使选择各级转速产生的Amax相同，
17、即Amax=1-nj/nj+1=const,或nj/nj+1=const=10,可见任意两级转速之间的关系为nj+1=nj。此外，应用等比级数排列的主轴转速，可借助于串联若干个滑移齿轮来实现。使变速传动系统简单并且设计计算方便36标准公比的概念: 因为转速由n（min）至n（max）必须递增，所以公比应大于1；为了限制转速损失的最大值A（max）不大于50%，则相应的公不得大于2，故12；为了使用记忆方便，转速数列中转速呈10倍比关系，故应在=。（E1是正整数）中取数；如采用多速电动机驱动，通常电动机转速为（3000/1500）r/min或（3000/1500/750）r/min；故也在=。（
18、E2为整数）中取数。37标准公比与相对转速损、变速范围的关系。因为Amax=（nj+1 -nj）/nj+1=1-（nj/nj+1）=const，nj/nj+1=const=1/，所以Amax=1-1/，由此公式可以看出，公比增大，最大相对转速损失率Amax就会增大见题38。38公比与变速范围、转速级数的关系。变速范围Rn，公比和级数Z之间的关系由等比级数规律可知: Rn= =z-1 则 = 两边取对数，可写成lgRn=(Z-1)lg故Z=(lgRn/lg)+1已知其中任意两个，可求出第三个。39机床主传动系统分级变速传动的特点:优点：传动功率较大，变速范围广，传动比准确，工作可靠，广泛地应用于
19、通用机床，尤其是中小型通用机床。 缺点：有速度损失，不能在转速中进行变速40机床主传动系统无级变速传动的特点:可以在一定的变速范围内连续改变转速，以便得到最有利的切削速度。能在运转中变速，便于实现变速自动化。能在负载下变速，便于车削大端面时保持恒定的切削速度，以提高生产效率和加工质量。可由机械摩擦无级变速器、液压无级变速器和电器无级变速器实现。41主传动的全部传动和变速机构集中装在同一个主轴箱内，称为集中传动方式。42机床主传动系集中传动方式的概念和特点:(1)概念：主传动系的全部传动和变速机构集中装在同一个主轴箱内。(2)特点：优点：结构紧凑，便于实现集中操作，安装调整方便。缺点：A.这些高
20、速运转的传动件在运转过程中所产生的振动，将直接影响主轴的运转平稳性。B.传动件所产生的热量，会使主轴产生热变形，使主轴回转轴线偏离正确位置而直接影响加工精度43主传动系中的大部分的传动和变速机构装在远离主轴的单独变速箱中，然后通过带传动将运动传到主轴箱的传动方式，称为分离传动方式。44机床主传动系分离传动方式的概念和特点:概念：主传动系中的大部分的传动和变速机构装在远离主轴的单独变速箱中，然后通过带传动将运动传到主轴箱的传动方式。特点：变速箱各传动件所产生的振动和热量不能直接传给或少传给主轴，从而减少主轴的振动和热变形，有利于提高机床的工作精度。45分离传动方式中，单独变速箱常通过带传动将运动
21、传到主轴箱。46级比是指主动轴上同一点传往从动轴相邻两传动线的比值。47结构式的概念。 设计分级变速主传动系时，为了便于分析和比较不同传动设计方案，常使用结构式形式，如 123 12 32 6 式中，12表示主轴的转速级数为12级，3、2、2分别表示按传动顺序排列各变速组的传动副数，即该变速传动系由a、b、c三个变速组组成，其中，a变速组的传动副数为3，b变速组的传动副数为2，c变速组的传动副数为2。结构式的下标1、3、6，分别表示出各变速组的级比指数。48最后扩大组的变速范围的计算:答：主变速传动系统最后一个扩大组的变速范围为Rj=p0p1p2pj-1(pj-1)设主变速传动系总变速级数为Z
22、，当然 Z=P0P1P2Pj-1Pj通常最后扩大组的变速级数Pj=2，则最后扩大组的变速范围为Rj=z/2其中，P表示每次传动副数（齿轮对数）。例题1：求12=31X23X26最后扩大组的变速的范围。解：因为Z=12，所以Rj=Z/2=12/2=6。例题2：求12=21X22X34最后扩大组的变速的范围。解：因为最后扩大组的变速级数Pj=3，Pj2，所以Rj=p0p1p2pj-1(pj-1) =p0p1p2=2x2x(3-1)=849设计机床主变速传动系时，一般限制降速最小传动比不小于14，及其原因:答：为避免从动齿轮尺寸过大而增加箱体的径向尺寸50设计机床主变速传动系时，一般限制直齿圆柱齿轮
23、的最火升速比2，及其原因：答：为避免扩大传动误差，减少振动噪声。51结构式与变速范围的计算：答:变速组的变速范围一般可写为 Rj=xi(pi-1)式中，i=0,1,2,j,依次表示基本组、一、二、j扩大组。 例如，12=31X23X26，其中: X1=1，P1=3，R1=1(3-1)=2 X2=3，P2=2，R2=3(2-1)=3 X3=6，P3=2，R3=6(2-1)=6 R=z-1=12-1=1152主变速传动系设计时，尽可能将传动副较多的变速组安排在前面，传动副数目少的放在后面的原因: 主变速传动系从电动机到主轴，通常为降速传动，接近电动机的传动件转速较高，传递的转矩较小，尺寸小一些；反
24、之，靠近主轴的传动件转速较低，传递的转矩较大，尺寸就较大。因此在拟定主变速传动系时，应尽可能将传动副较多的变速组安排在前面，传动副数目少的放在后面，使主变速传动系中更多的传动件在高速范围内工作，尺寸小一些，以便节省变速箱的造价和外形尺寸。53主变速传动系设计时，尽可能做到变速组的传动顺序与扩大顺序一致的原因: 在变速传动系中变速组顺序方案中选取以下两种：(1)12=31*23*26(2)12=32*21*26现将这两种方案相比较，(2)方案因第一扩大组在最前面，轴的转速范围比(1)方案大。如果两种方案轴的最高转速一样，(2)方案轴的最低转速较低，在传递相等功率的情况下，受到的转矩较大，传动件的
25、尺寸也就比方案(1)大。与其他多种扩大顺序方案相比，也可以得到同样的结论。因此在设计主变速传动系时，尽可能做到变速组的传动顺序与扩大顺序一致。由转速图上可发现，当变速组的传动顺序与扩大顺序一致时，(1)变速组的传动线分布紧密，而(2)变速组传动线分布较疏松，所以“变速组的传动顺序与扩大顺序一致”原则可简称为“前密后疏”原则。54主变速传动系设计时，变速组的降速要前慢后快的原因: 从电动机到主轴之间的总趋势是降速传动，在分配各变速组传动比时，为使中间传动轴具有较高的转速，以减小传动件的尺寸，(1)12=31*23*26方案的变速组降速要慢些，(2)12=32*21*26方案的变速组降速要快些。但
26、是，中间轴的转速不应过高，以免产生震动、发热和噪声。55在变速传动系中，既是前一变速组的从动齿轮，又是后一变速组的主动齿轮，称为公用齿轮。56公用齿轮的概念和特点: 概念：在变速传动系中，既是前一变速组的从动齿轮，又是后一变速组的主动齿轮。 特点：可以减少齿轮的数目，简化结构，缩短轴向尺寸，两个变速组的模数必须相同。57交换齿轮的概念及其特点: 1）概念：为了减少交换齿轮的数量，相啮合的两齿轮可互换位置安装。2）特点：优点:可以用少量齿轮，得到多级转速，不需要操纵机构，变速箱结构大大简化。 缺点：更换交换齿轮较费时费力；如果装在变速箱外，润滑密封较困难，如装在变速箱内，则更换麻烦。58机床主传
27、动系统是降速传动，各个变速组传递转矩和中心距的变化规律: 齿轮的中心距取决于传递的转矩。一般来说，主变速传动系是降速传动系，越后面的变速组传递的转矩越大，因此中心距也越大。59在主传动系中，一般取最小齿轮齿数Zmin1820.60三联滑移齿轮的最大和次大齿轮之间的齿数差应大于或等于4。61主运动是直线运动的机床基本上是恒转矩传动。62主运动是旋转运动的机床基本上是恒功率传动。63主轴或各个传动件传递全部功率的最低转速为计算转速。64. 主轴或各个传动件传递全部功率的最低转速称为计算转速。65限制机床变速箱中传动轴空间布置最重要的因素是变速箱的形状和尺寸。66机床变速箱中，传动轴通过圆锥滚子轴承
28、在箱体内轴向吲定时，应采用两端固定。67机床变速箱中，传动轴通过轴承一端固定的方法确定轴向位置的优点及其适用场合: 优点：轴受热后可以向另一端自由伸长，不会产生热应力。适用场合：长轴。68机床各个传动轴在工作时必须保证具有足够的弯曲刚度和扭转刚度。69设计机床传动轴时，要先按照扭转刚度估算传动轴的直径。70按弯曲刚度验算机床传动轴直径时，齿轮处于轴的中部，应验算在齿轮处轴的挠度。71按弯曲刚度验算机床传动轴直径时，齿轮处于轴的两端附近时，应验算齿轮的倾角。72机械进给传动是恒转矩传动。73机械进给传动系中各传动件的计算转速是其最高转速。74机床进给传动的转速图是“前疏后密”结构的原因: 这样可
29、以使进给系内更多的传动件至末端输出轴的传动比较小，承受的转矩也较小,从而减小各中间轴和传动件的尺寸。75电气伺服系统是数控装置和机床之间的联系环节:76可以直接将电能转化为直线运动机械能，并能适应超高速加工技术发展的新型电力驱动装置是直线伺服电动机。77电伺服进给传动系中齿轮传动问隙采用刚性调整法调整后，齿侧间隙不能自动进行补偿。78电伺服进给传动系中齿轮传动间隙采用柔性调整法调整后，齿侧间隙可以自动进行补偿。79滚珠丝杠传动的综合拉压刚度主要由丝杠的拉压刚度，支承刚度和螺母刚度三部分组成。80为了提高滚珠丝杠的拉压刚度和补偿丝杠的热变形，常采用预拉伸的方法。81滚珠丝杠螺母副需要消除问隙和预
30、紧的原因: ：滚珠丝杠在轴向载荷作用下，滚珠和螺纹滚道接触区会产生接触变形，接触刚度与接触表面预紧力成正比。如果滚珠丝杠螺母副存在间隙，接触刚度较小；当滚珠丝杠反向旋转时，螺母不会立即反向，存在死区，影响丝杠的传动精度。因此，同齿轮的传动副一样，滚珠丝杠螺母副必须消除间隙，并施加预紧力，以保证丝杠、滚珠和螺母之间没有间隙，提高螺母丝杠螺母副的接触刚度。82滚珠丝杠螺母副采用双螺母结构的原因: 通过调整两个螺母之间的轴向位置，使两螺母的滚珠在承受工作载荷前，分别与丝杠的两个不同的侧面接触，产生一定的预紧力，以达到提高轴向刚度的目的。83主轴部件的旋转精度是指装配后，在无载荷，低速转动条件下，在安
31、装工件或刀具的主轴部位的径向和端面圆跳动。84主轴部件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。85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。86主轴部件的抗振性是指抵抗受迫振动和自激振动的能力。87主轴部件丧失其原始精度的主要原因是磨损。88主轴部件的精度保持性是指长期保持器原始制造精度的能力。89主轴部件采用带传动的特点及其适用场合: 1）特点：优点：靠摩擦力传动（除同步齿形带外）、结构简单、制造容易、成本低，特别适用于中心距较大的两轴间传动。 带有弹性，可吸振，传动平稳，噪声小，适宜高速传动。在过载中会打滑，能起到过载保护作用
32、。缺点：有滑动，不能用在速比要求准确的场合。 2）适用场合：中心距较大的两轴间传动 速比要求不太准确的场合。90主轴部件齿轮传动的特点: 结构简单、紧凑，能传递较大的转矩，能适应变转速、变载荷工作，适应最广。它的缺点是线速度不能过高，通常小于1215m/s，不如带传动平稳。91主轴前端悬伸量是主轴前端面到前轴承径向反力作用点的距离。92机床主轴需要确定合理跨距的原因: 合理确定主轴主要支承间的跨距L，是获得主轴部件最大静刚度的重要条件之一。支承跨距过小，主轴的弯曲变形固然较小，但因支承变形引起主轴前轴端的位移量增大；反之，支承跨距过大，支承变形引起主轴前轴端的位移量尽管减小了，但主轴的弯曲变形
33、增大，也会引起主轴前轴端较大的位移。因此存在一个最佳跨距L0，在该跨距时，因主轴弯曲变形和支承变形引起主轴前轴端的总位移为最小。一般取L0=(23.5)a。但是在实际结构设计时，由于结构上的原因，以及支承刚度因磨损会不断降低，主轴主要支承间的实际跨距L往往大于上述最佳跨距L0。93机床主轴进行局部高频淬硬处理的目的是提高其耐磨性。94在两支承主轴部件中，前后轴承的精度对主轴部件旋转精度的影响: 选取轴承精度时，前轴承的精度要选得高一点，一般比后轴承精度高一级。在安装主轴轴承时，如将前、后轴承的偏移方向放在同一侧，可以有效地减少主轴端部的偏移。如后轴承的偏移量适当地比前轴承的大，可使主轴端部的偏
34、移量为零。95轴承预紧的概念及其作用: 概念：采用预加载荷的方法消除轴承间隙，而且有一定的过盈量，使滚动体和内外圈接触部分产生预变形，增加接触面积，提高支承刚度和抗振性。作用：提高主轴部件的旋转精度、刚度和抗振性。96主轴部件轴承的预紧量要根据主轴的载荷和转速来确定。97滚动轴承运动时进行润滑的作用: 利用润滑剂在摩擦面间形成润滑油膜，减小摩擦系数和发热量，并带走一部分热量，以降低轴承的温升。98密封的作用: 防止切削液，切屑，杂质等进入轴承，并使润滑剂无泄漏得保持在轴承内，保证轴承的使用性能和寿命。99 滑动轴承按产生油膜的方式，可以分为静压轴承和动压轴承。100动压滑动轴承转速越高，间隙越
35、小，油膜的承载能力越大。101液体静压轴承系统由一套专用供油系统、节流器和轴承三部分组成。102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.103以承受弯矩为主的支承件的截面形状应取矩形。104以承受弯矩为主的支承件的截面形状应取矩形，其受弯方向为长边方向。105以承受转矩为主的支承件的截面形状应取圆形。106支承件设置肋板(即隔板)可以提高自身和整体刚度。107支承件肋扳的作用: 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。水平布置的肋板有助于提高支承件水平面内抗弯刚度；垂直放置的肋板有助于提高支承件垂直面内的抗弯刚度；斜向肋板能同时
36、提高支承件的抗弯和抗扭刚度。108肋条一般配置于支承件某一内壁上，用来提高支承件的局部刚度。109铸造支承件要进行时效处理，以消除内应力。110. 为了消除内应力，铸造支承件要进行时效处理。111用钢板和型钢等焊接支承件的特点: 制造周期短，省去制作木模和铸件工序。支承件制成封闭结构，刚性好；便于产品更新和结构改进钢板焊接支承件的固有频率比铸铁高，在刚度要求相同情况下，采用钢焊接支承件可比铸铁支承件壁厚减少一半，质量减少20%-30%。112导轨的功用是导向和承载。113在部件自重和外载荷作用下，导轨面保持贴合的是开式导轨。114在压板的作用下，使导轨面保持贴合的是闭式导轨。 115导轨的导向
37、精度是导轨副在空载荷或切削条件下运动时，运动轨迹的偏差。116导轨的磨损形式主要有三种：磨料磨损、粘着磨损和接触疲劳磨损。117直线运动导轨中，可以承受颠覆力矩的是燕尾形导轨。118回转运动导轨的截面形状有三种：平面圆环、锥面圆环合双锥面圆环。119对于双矩形导轨，由两条导轨外侧导向的导向方式，称为宽式组合。120对于双矩形导轨，由一条导轨两侧导向的导向方式，称为窄式组合。121导轨面之间需要调整问隙的原因和方法：原因：导轨面间的间隙对机床工作性能有直接影响，如果间隙过大，将影响运动精度和平稳性；间隙过小，运动阻力大，导轨的磨损加快。因此必须保证导轨具有合理间隙，磨损后又能方便地调整。方法：压
38、板、镶条。122用来调整矩形导轨合燕尾形导轨侧向间隙的是镶条。123对于运动灵敏度要求高的数控机床和加工中心上，执行部件移动导轨副常采用滚动导轨。124加工中心的刀架和卧式车床刀架的异同：卧式车床的刀架既安放刀具，而且还直接参与切削，承受极大的切削力，所以它往往成为工艺系统中的薄弱环节。加工中心进一步采用了刀库和换刀机械手，实现了大容量储存刀具和自动交换刀具的功能，这种刀库安放刀具的数量从几十把到上百把，自动交换刀具的时间从十几秒减少到几秒甚至零点几秒。这种刀库和换刀机械手组成的自动换刀装置，就成为加工中心的主要特征。125机床刀架自动换刀装置应满足的要求：满足工艺过程所提出的要求。在刀架、刀
39、库上要能牢固地安装刀具，在刀架上安装刀具时还应能精确地调整刀具的位置，采用自动变换刀具时，应能保证刀具交换前后都能处于正确位置。刀架、刀库、换刀机械手都应具有足够的刚度。可靠性高。刀架和自动换刀装置是为了提高机床自动化而出现的，因而它的换刀时间应尽可能缩短，以利于提高生产率。操作方便和安全。126机床刀架的端齿盘定位，其有何特点? 定位精度高重复定位精度好定位刚性好，承载能力大。两齿盘多齿啮合。127刀库驱动电机的选择，应同时满足刀库运转时的负载转矩和启动时的加速度转矩的要求。128自动换刀装置主要是由刀库和换刀机械手组成的。129链式刀库需要消除反向间隙原因和方法：1）原因：刀库驱动传动链，
40、必然会有传动间隙，且这种间隙还随机械磨损而增大，这将影响刀座准停精度。对有定位盘的刀库来说，过大的间隙会影响定位盘的正常工作。因此都必须设法消除反向间隙。2）方法：电气系统自动补偿方式。在链轮轴上装编码器，对链轮传动进行补偿的方法实现准停。单头双导程蜗杆传动方式。130机械手的手爪必须有锁刀功能，以防在换刀过程中掉刀或刀具被甩出。第四章 工业机器人1工业机器人与数控机床的异同。同：a.二者的末端执行都有位姿变化要求 b.二者都是通过坐标运动来实现末端执行器的位姿变化要求。异：机床是按直角坐标形式为主，而机器人是按关节形式运动为主；机床对刚度精度要求很高，其灵活性相对较低；而机器人对灵活性要求很
41、高，其刚度精度要求相对较低。2工业机器人：是一种生产装备，能提供作业所需的运动和动力，通过操作机上各运动构件，自动实现手部作业的动作功能和技术要求。3. 工业机器人由以下几部分组成：操作机、驱动单元和控制装置。4. 工业机器人的控制装置由检测和控制两部分组成。5. 工业机器人的驱动单元为操作机各运动附件提供动力和运动。6. 工业机器人的机械本体称为操作机(主机)。7. 工业机器人按机械结构类型可以分为四类：关节型机器人、球坐标机器人、圆柱坐标机器人和直角坐标机器人。8关节型机器人的特点。灵活性好，工作空间范围大，但刚度和精度较低9PUMA机器人是六自由度关节型机器人。10直角坐标机器人的特点。
42、刚度和精度高，但灵活性差，工作范围小11机器人的机械结构类型特征，用它的结构坐标形式和自由度数表示。12表示工业机器人动作灵活程度的参数是自由度。13机器人的自由度是表示机器人动作灵活程度的参数，以直线运动和回转运动的独立运动数表示。14工作空间指工业机器人正常运行时，手腕参考点能在空间活动的最大范围。15工业机器人的额定载荷是指在规定的性能范围内，机械接口处所能承受负载的允许值。16按作业要求确定工作空间时，要同时考虑作业对象对机器人末端执行器的位姿和姿态要求。17工业机器人的额定速度是指工业机器人在额定负载、匀速运动过程中，机械接口中心的摄大速度。18工业机器人的位姿是指其末端执行器在指定
43、坐标系中的位置和姿态。19机器人的位姿可以有两种描述方式：作业动作功能要求描述和运动功能描述。20齐次坐标和变换矩阵的含义。21由机器人的末端执行器的位姿求关节运动量，称为机器人逆运动学解析。22由机器人各关节的运动量，求末端执行器的位置和姿态，称为机器人的正运动学解析。23已知在操作机各驱动关节上作用的驱动力或力矩，求机器人末端执行器的运动轨迹、速度和加速度，24已知末端执行器上某一点的运动轨迹及各轨迹点的速度、加速度，求驱动器应向主动关节提供的驱动力或力矩。是机器人动力学逆问题。25谐波齿轮传动装置由三个基本构件组成，即具有内齿的刚轮、具有外齿的柔轮和波发生器。26. 谐波齿轮减速器传动比
44、的计算。27简述谐波减速器的特点。传动大，承载能力强，传动精度高，传动平稳，效率高，体积小，质量轻28机器人手臂结构设计要求。a手臂的机构和尺寸应满足机器人完成作业任务提出的工作空间要求b根据手臂所承受载荷和机构的特点，合理选择手臂截面形状和高强度轻质材料c尽量减小手臂质量和相对其关节回转轴转动惯量和偏心力矩，以减小驱动装置的负荷，减小运转的动载荷与冲击，提高手臂运动的响应速度。d要设法减小机械间隙引起的运动误差，提高运动的精度性和运动刚度29机器人机座结构设计的要求。要有足够的安装基面，以保证机器人工作时的稳定性；基座承受了全部的重量和载荷，应保证足够的刚度强度承载能力；基座的轴系精度要高。
45、30机器人手腕结构设计的要求。力求手腕部件结构紧凑，以减轻质量与体积；自由度越多，运动范围越大，运动灵活性越大，机器人对作业的适应能力越强；提高传动刚度，减少反转误差；对手腕回转各关节轴上要设置限位开关与机械挡块，以防止关节超程31机器人末端执行器结构设计的要求。a无论是夹持或吸附，末端执行器需具有满足作业需要的足够夹持（吸附）力和所需的夹持位置精度。b应尽可能使末端执行器的结构简单，紧凑，质量轻，以减少手臂的负荷32机器人最基本的控制任务是实现位置控制。33工业机器人控制系统的构成形式取决于机器人所要执行的任务及描述任务的层次。34工业机器人控制系统的功能是根据描述的任务来执行任务35工业机器人控制系统的控制变量的选取依赖于任务描述的层次。36. 根据任务描述的层次，工业机器人控制分为三个层次：人工智能级、控制模式级和一般自动化级。第五章 机床夹具设计1.机床夹具的功能。a保证加工精度。可以保证工件加工表面位置精度，且精度稳定；b提