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机械制造技术装备及其设计思考题1．车床主传动系统计算(高低速传动路线、正反转传动路线)。2．车床进给传动链(螺纹车削进给传动链：基本组、倍增组)。3．C6140加工螺纹和加工外圆时进给传动路线是否相同？为什么？不相同，4．车床主要结构（双向摩擦离合器、开合螺母、互锁机构、车床主轴与夹具和工件的连接形式等）。主要结构：主轴箱、溜板箱双向摩擦离合器：装在轴上，除了能靠摩擦力传递动力外，还能起过载保险装置的作用（当机床超载时，摩擦片打滑，主轴停止运转）开合螺母：车削螺纹时，进给箱将运动传递给丝杆。合上开合螺母，就可带动溜板箱和刀架。互锁机构：为避免损坏机床，在接通机动进给或快速移动时，开合螺母不应合上；反之，开合螺母合上时，就不许接通机动进给和快速移动。5．成形运动基本概念（成形运动是由主运动和进给运动组成，内、外联传动链等）。成形运动概念：是保证得到工作要求的表面形状的运动。按成型运动在切削加工中的作用，可分为主运动和进给运动。车床的工件旋转运动是主运动，转速较高，消耗机床功率的最大部分。车床的刀具移动是进给运动。按照传动链的性质不同可分为外联系传动链和内联系传动链。6．机床的运动联系和传动原理图。每个运动都包括下面3个基本部分：1）动力源是提供动力的装置2）传动装置是传动动力和运动的装置3）执行件执行运动的部件，其任务是带动工件或刀具完成旋转或直线运动。传动原理图：7．齿轮展成加工的基本原理。8．滚齿机滚切加工直齿、斜齿圆柱齿轮的传动原理和传动原理图。滚齿机是唯一能加工蜗轮的齿轮加工机床。滚切加工直齿圆柱齿轮：齿条刀具的移动A和工件旋转运动B共同形成齿廓渐开线的运动。形成渐开线的过程中，简单的直线移动A和简单的旋转运动B必须维持准确的运动关系。即齿条刀具移过一个齿距时，工件也必须转过一个齿。加工圆柱面时：有两条传动链，其中一条：电动机—1—2—iv—3—4—主轴；另一条：电动机—1—2—iv—3—5—ix—6—7—丝杆—刀架。这两条传动链是由动力源到执行件之间的联系，为外链。车削螺纹时：需要一个由刀具和工件间的相对螺旋运动（复合运动），这个复合运动又可分解为工件旋转B11和刀具直线移动A12两部分，联系这两部分的传动链为：主轴—4—5—ix—6—7—丝杆—刀架。这两部分不能互相独立，它们之间应保持着严格的传动比（速度和方向）关系，具有这种特点的传动链为内传动链。所需传动链：两条外链：主运动传动链和进给运动传动链。（外链的功能是实现执行件的简单运动，或把动力源接通到内链。）一条内链：展成运动链。（内链的唯一功能是实现执行件之间的复合（严格的传动比关系）运动。滚切加工斜齿圆柱齿轮：4条传动链：9．滚切加工斜齿圆柱齿轮的传动链（主运动、展成运动、进给运动、差动运动、差动运动传动链的传动路线）。P45-4610.插齿机的加工工艺范围；滚齿机床的运动组成。插齿机的加工工艺范围：用于加工内啮合和外啮合的直齿、斜齿圆柱齿轮，尤其适合加工内齿轮和多链齿轮，但不能加工蜗轮。滚齿机床的运动组成：11.组合机床的组成、结构和工艺特点。组合机床的组成：由侧底座、立柱底座、立柱、动力箱、滑台及中间底座等通用部件及多轴箱、夹具等主要专用部件组成。工艺特点：1.主要用于加工箱体类零件和杂件的平面和孔2.生产率高3.加工精度稳定4.研制周期短，便于设计、制造和使用维护成本低5.自动化程度高，操作人员的劳动强度低6.配置灵活12.分级变速主传动各级转速为什么按等比数列排列？常用的公比值有哪些？公比选择的原则？原因：1）使转速范围内的转速相对损失均匀2）使变速传动系统简化常用的公比值：1.06、1.12、1.26、1.41、1.58、1.78、2。公比选择原则：13.结构网及结构式。结构网和结构式表达的内容是相同的，但结构网更直观。一个机构式对应一个结构网。14.机床主轴计算转速的定义，主轴计算转速的确定；传动轴和传动齿轮的计算转速确定。计算转速：是株洲传递全部功率时的最低转速。15.机床主轴组件的基本要求1）旋转精度2）静刚度3）抗振性4）温升和热变形5）耐磨性6）主轴的结构7）材料和热处理8）主轴的技术要求16.主轴组件常用滚动轴承的类型、特点及其适用范围。1）双列圆柱滚子轴承特点：径向刚度和承载能力都大，旋转精度高，但不能承受轴向载荷。适用范围：2）双向推理角接触球轴承特点：接触角大，钢球直径小而数量多，轴承承载能力和精度较高，允许的极限转速高于一般推力轴承适用范围：高速、较精密的机床主轴。3）角接触球轴承特点：既可承受径向载荷，又可承受轴向载荷，接触角通常为2515和两种。适用范围：15°接触角的轴承多用于轴向力较小、转速较高的地方，如磨床主轴；25°接触角的轴承对用于轴向力较大的地方，入车床和加工中心主轴。这种轴承多用于高速主轴。4）圆锥滚子轴承特点：既能承受径向载荷，又能承受双向的轴向载荷，滚子数量大，故刚度和承载能力大。适用范围：5）深沟球轴承特点：只能承受径向载荷，轴向载荷由配套的推力轴承承受。一般不能调整间隙适用范围：用于精度要求和刚度要求不太高的地方。17.机床主轴采用的滚动轴承的精度有那些等级？分别适合于那些机床？等级分为：P2,P4,P5三个等级。两种辅助精度级SP（特殊精密级）和UP（超精密级），旋转精度分别相当于P4和P2级，内外圆尺寸精度分别相当于P5和P4级。高精度主轴采用P2级；要求较低的主轴或三支承主轴的辅助轴承用P5级。18.什么是滚动轴承的预紧？实现预紧的方法有那些。使轴承滚动体与滚道之间有一定得过盈量（负间隙）称为预紧。实现预紧的方法：径向预紧和轴向预紧（P188图3.3-8）19.主轴支承组件的轴承配置形式及其适用范围。20.车、镗、铣、加工中心、磨床主轴组件的典型结构。P194-P19821.主轴组件采用滚动和滑动轴承的优缺点比较。22.主轴组件动态特性；改善主轴组件动态特的主要措施。措施：1）使主轴组件的固有频率避开激振力的频率2）主轴轴承的阻尼对主轴组件的抗振性影响很大，特别是前轴承3）采用三支承结构时，其中辅助支承的作用在很大程度上提高抗振性4）采用消振装置23.主轴组件直径、悬伸量与轴承跨距对主轴组件刚度的影响。直径：Dd，一般7.0对刚度影响不大，若7.0将使刚度急剧下降；悬伸量：缩短悬伸量可以显著提高主轴组件的刚度和抗振性。设计时在满足结构要求的情况下，应尽量缩短悬伸量。轴承跨距：24.主轴滚动轴承的润滑形式有哪些？脂润滑（速度较低时）、油润滑（速度较高）{油雾润滑、油气润滑、集中润滑}25.进给传动系统消除间隙的机构。26.滚珠丝杠螺母副的和丝杠预拉伸。目的是补偿丝杆热膨胀而引起的定位精度误差。27.根据机床的基本要求和功用，试比较主传动系统和进给传动系统设计上的特点。28.支承件的功用和基本要求。功用：支承其它零部件，保证它们之间正确的相互关系和相对运动轨迹。要求：刚度、抗振性、热变形、内应力、其它（排屑通畅，操作方便，吊运安全，加工及装配工艺性好等）29.提高支承件自身刚度的措施(截面形状和尺寸、隔板布置方式、开窗加盖、凸沿筋板的影响)。1）正确选择支承件的截面和尺寸2）合理布置隔板3）合理开窗和加盖（合理设置加强筋：提高局部刚度的有效途径）30.不同载荷的类型与床身、立柱、横梁和底座结构形式之间的关系。31.支承件的材料选择及时效处理的目的、作用、方法？材料：铸铁和钢时效处理的目的：消除工件的内应力，稳定组织和尺寸，改善机械性能作用：方法：自然时效、人工时效和振动时效32.滚动导轨的结构形式、特点及预紧方法。结构形式：直线滚动导轨副：滚动导轨块：用滚子作滚动体，承载能力和刚度都比直线滚动导轨副高，但摩擦系数略大预紧方法：1.采用过盈配合2.采用调整元件预紧33.机床精度的主要内容包括哪几部分？影响机床精度的主要因素有哪些？包括：几何精度、传动精度、运动精度和定位精度影响因素：34.对于直线运动导轨，导轨的几何精度通常包括哪几方面的内容？1.导轨在竖直平面内的直线度2.导轨在水平平面内的直线度3.两导轨的平行度35.根据误差传递规律，试述提高机床传动精度的途径。1.尽可能地缩短传动链2.提高各传动件的制造和装配精度3.合理选择传动件4.合理布置传动件，有效利用误差传递规律36.机床噪声的来源有哪些方面？降低机床噪声的途径有哪些？途径：1.控制噪声生成，即对机床进行合理的设计2.控制噪声的传播37.简要说明主轴直径、悬伸端长度和支承跨距对主轴部件刚度各有何影响？同2338.机床热变形会引起机床几何精度和定位精度误差，往往超过规定公差的若干倍。为此应采取哪些防止和控制热变形的措施？1减少热源的发热量2将热源置于易散热的位置3将热源的部分热量移到构件温升较低处4使机床部件的热变形向不影响精度的方向发展5在机床结构设计中采用自动热补偿装置6其它1）采用冷冻装置冷却润滑油2）采用冷风散热装置3）在热源与结构之间安装隔热装置以及控制机床照明装置对精密元件的影响等。39.滚动轴承相对于滑动轴承有哪些优缺点？各用于何种场合较多？同21.40.导轨副的功用和应满足的要求是什么？请列出机床滑动导轨失效的几种主要形式。功用：导向和承载要求：导向精度、精度保持性、刚度、低速运动平稳性。失效形式：磨损（磨粒磨损和咬合磨损）、疲劳和压溃。41.机床主轴部件的动力输入有哪些传动方式？试述各种传动方式的应用特点（优缺点），传动方式的选择主要决定于哪些因素？齿轮传动：可传递较大的扭矩，但齿轮圆周线速度受其制造精度的限制，一般vmax=12~15m/s带传动：用在转速较高的主轴。内联原动机主轴：42.根据滚切斜齿轮的传动原理图，试分别写出各传动路线的名称，及其传动链路径。同843.试分析产生低速爬行现象的原因，并提出防止爬行的措施。措施：1）减小静动摩擦力之差F和改变摩擦系数随速度变化的特性1用滚动摩擦代替滑动摩擦。2采用减摩材料。3使用专用导轨润滑油。2）提高传动系统的刚度K44.滚动导轨相对于滑动导轨各有哪些优缺点？45.名词解释：机床定位精度，伺服驱动系统，主轴计算转速，主轴回转精度，模块化设计，支承件静刚度。机床定位精度：定位精度是指机床上的移动部件在调整或加工过程中，由传动系统驱动所到达的实际位置与要求到达的位置之间的差值。伺服驱动系统：是一种以机械位置、角度或状态等作为控制对象，使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标（或给定值）的变化的自动控制系统。主轴计算转速：是主轴传递全部功率时的最低转速，计算转速在主轴转速范围中所处的位置因机床种类而异。主轴回转精度：模块化设计：在对产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列通用的功能模块，根据顾客要求，对这些模块进行选择和组合，就可以构成不同功能，或功能相同但性能不同，规格不同的产品，这种设计方法称为模块化设计。支承件静刚度：支承件在恒定载荷作用下抵抗变形的能力