机械制造装备设计作业题与答案

1-4.  机床分配运动的原则是什么?传动形式仿形车床如何选择?
机床分配运动的原则
(1)将运动分配给质量小的零部件;
工艺品加工设备
  (2)运动分配应有利于提高工件的加工精度;
乙酸乙酯实验装置  (3)运动分配应有利于提高运动部件的刚度;
  (4)运动分配应工件形状而定。
传动形式如何选择:
机床传动的形式有机械传动液压传动等。机械传动靠滑移齿轮变速,变速级数一般少于30级,传动功率大,变速范围较广,传动比准确,工作可靠,广泛用于通用中,尤其是中型机床中。缺点有相对转速损失,工作中不能变速。液压无极变速传动平稳,运动换向冲击小,易于实现直线运动,适用于刨床拉床大型矩台平面磨床等机床的运动中。机床进给运动的传动多采用机械传动或液压无极传动。数控机床草坪卷进给运动采用伺服电动机——
齿轮传动——滚珠丝杠副传动。设计时应根据具体情况,以满足使用要求为原则,合理选定。
1-6怎样减少机床的振动,减少齿轮的噪声值?
减少机床的振动:对来自机床外部的振源,最可靠最有效的方法是隔离振源。对无法隔离的振源或传动链内部形成的振源,则应1)选择合理的传动形式,尽量减短传动链,减少传动件个数,即减少振动源数量。2)提高传动链内各传动轴组件,尤其是主轴组件的刚度,提高其固有角频率。3)大传动件应作动平衡或设置阻尼机构。4)箱体外表面涂刷高阻尼涂层,如机床腻子等,增加阻尼比。5)提高各部件结合面的表面精度,增强结合面的局部刚度。
减小齿轮的噪声值:1 )缩短传动链,减少传动件的个数。2)采用小模、硬齿面齿轮,降低传动间的线速度。3)提高齿轮的精度。4)采用增加齿数、减小压力角或采用圆柱螺旋齿轮,增加齿轮啮合的重合度,机床齿轮的啮合度不小于1.3。5)提高传动件的阻尼比,增加支承组件的刚度
2-1.何谓转速图中的一点三线?机床的转速图表示什么
一点线一点是转速点;三线是主轴转速线传动轴线、传动线;
      转速图表示主轴各转速的传递路线和转速值,各传动轴的转速数列转速大小,各传动副的传动比的线图。
2-2.结构式与结构网表示机床的什么内容?
答:结构式表示级比规律,结构网表示机床的传动路线传动比的相对关系。
2-3.等比传动系统中,总变速范围与各变速组的变速范围有什么关系?与主轴的转速级数有什么关系?
答:乘积Rn=r1.r2.r3……          rn-1 Rn=级数的Z-1次方
2-4. 等比传动系统中,各变速组的级比指数有何规律?
:X0=1 X1=P0 X2=P0.P1 Xj=P0.P1…P(j-1)
2-5.拟定转速图的原则有哪些?
(1)传动顺序 前多后少(2)扩大顺序 前密后疏(3)最小传动比 前缓后急。
2-6. 机床转速图中,为什么要有传动比限制,各变速组的变速范围是否一定在限定的范围内,为什么?
在设计机床传动时,为防止传动比过小造成从动齿轮太大,增加变速箱的尺寸,限制最小传动比;为减少振动,提高传动精度,限制最大传动比。
2-7.机床传动系统为什么要前多后少前疏后密,前缓后急?
答: 前多后少:传动件越靠近电动机,其转速就越高,在电动机功率一定的情况下,所传递的转矩就越小,传动件和传动 轴的几何尺寸就越小。因此,应尽量使前面的传动件多一些。
前密后疏:变速组j的变速范围是。在公比一定的情况下,只有控制xj(pj-1)的大小,才能使变速组的变速范围不超 过允许值。传动副数多时,级比指数应小一些。考虑到传动顺序中有前多后少的原则,扩大顺序应采用前密后疏的原则。
前缓后急:为使更多的传动件在相对高速下工作,减少变速箱的结构尺寸,最小传动比应采取前缓后急的原则。此外,由 于制造安装等原因,传动件工作中有转角误差,采用前缓后急原则,有利于提高传动链末端执行件的旋转精度。
2-19无级变速有哪些优点?
能使机床获得最佳切削速度,无相对转速损失 :能够在加工过程中变速,保持恒速切削:无级变速器通常是电变速组,恒功率变速范围为2—8.5,恒转矩变速范围大于100,这样,缩短了传动链长度,简化了结构设计:容易实现自动化操作。
2-24提高传动链的传动精度应采用什么措施?
1)尽量缩短传动链。传动副越少,误差源越少。
2)使尽量多的传动路线采用先缓后急的降速传动,且末端传动组件(包括轴承)要有较高的制造精度、支承刚度,必要时采用校正机构,这样可缩小前面传动件的传动误差,且末端组件不产生或少产生传动误差。
3)升速传动,尤其是传动比大的升速传动,传动件的制造精度应高一些,传动轴组件应有较高的支承刚度。减少误差源的误差值,避免误差在传动中扩大。
4)传动链应有较高的刚度,减少受载后的弯曲变形。主轴及较大传动件应作动平衡或采用阻尼减振结构,提高抗振能力。
2-26直线运动的主传动链和进给传动链其载荷特性是否相同?其计算转速怎样确定?
石墨柱驱动直线运动的传动件主运动是恒转矩传动,直线运动的进给运动是恒转矩载荷,传动件的计算转速是该传动件可能出现的最大转速
2-27误差传递的规律是什么?如何提高传动链的传动精度?传动件的转角误差与哪些因素有关?
传动链中,传动件在传递运动和转矩的同时,也将其转角误差按传动比的大小放大和缩小,依次向后传递,最终反映到执行件上。如果传动件至执行件的总传动比小于1,则传动件的转角误差被缩小,反之,将被放大。
提高见2-24透气盖
制造误差、装配误差、轴承的径向圆跳动及传动轴的横向弯曲等,都能使齿轮等传动件形成几何偏心和运动偏心,产生转角误差。
3-1.为什么对机主轴要提出旋转精度刚度、抗振性、温升耐磨要求?
答:
3-3试分析主轴的结构参数:跨度L、悬伸量a、外径D、及内孔d对主轴部件抗弯刚度的影响。
①支承跨度主轴部件的支承跨距对主轴的刚度有很大的影响。跨距对主轴部件综合刚度的影响不是单向的。如跨距较大,则主轴变形较大;如跨距较小,则轴承的变形对主轴前端的位移影响较大。所以跨距有一个最佳值,跨距太大或太小,都会降低主轴的综合刚度。②悬伸长度主轴的悬伸长度与主轴前端结构的形状尺寸、前轴承的类型和组合方式及轴承的润滑与密封有关。主轴的悬伸长度对主轴的刚度影响很大,主轴的悬伸长度越短,其刚度越好。③主轴直径主轴直径越大,其刚性越高,但轴承和主轴上其他零件的尺寸也相应增大。轴承直径越大,同等级精度轴承的公差值也就越大,要保证主轴的旋转精度就越困难,同时极限转速也下降。主轴后端支承轴颈的直径一般为前支承轴颈的0.7~0.8倍,实际尺寸要到主轴组件设计时确定。前、后轴颈的差值越小则主轴的刚度越高,工艺性能也越好。④主轴内孔直径主轴内孔是用来通过棒料及刀具夹紧装置,也可用于通过气动、液压卡盘的联结件。主轴内孔直径越大,可通过棒料的直径就越大,机床的使用范围就越宽,同时主轴部件也越轻。主轴内孔直径的大小主要受主轴刚度的制约。当主轴内孔直径与主轴直径之比小于0.3时,空心主轴的刚度几乎与实心主轴的刚度相当;当主轴内孔直径
与主轴直径之比为0.5时,空心主轴的刚度为实心主轴的刚度90%;当主轴内孔直径与主轴直径之比大于0.7时,空心主轴的刚度急剧下降

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