2012年9月份《机械制造装备设计》课程考试 模拟试卷答案
考试形式：闭卷 试卷类型：A
一、填空题（本大题共10小题，每小题4分，共40分）
1、工件表面的形成原理是：通过机床上刀具与工件的相对运动而形成 。
2. 机械制造装备设计可分为创新设计 、变型设计 和模块化设计(组合设计) 等三大类型。装备系列化产品中的“基型产品”通常采用 创新 设计方法完成。 3、扩大机床传动系变速范围的方法有 增加变速组、采用背轮机构 、采用双公比的传动系、采用分支机构 四种方法。 4、可靠度是可靠性的度量化指标，是指产品在规定条件下和规定时间内完成规定任务的概率 。 5、进给传动系设计应满足的基本要求包括：具有足够的静刚度和动刚度、具有良好的快速响应性、抗振性好、具有足够宽的调速范围、进给系统的传动精度和定位精度高，结构简单，加工和装配工艺性好。 6、主轴部件的传动方式有 齿轮传动、带传动、电动机直接驱动。 7、机械制造过程是从原材料开始，经过热、冷加工，装配成产品，对产品进行调试和检测、包装和发运的 全过程，所使用的装备类型繁多，大致可划分为加工装备 、工艺装备 、仓储传送装备 和辅助装备 四大类。 8、在主变速传动系中，扩大传动系变速范围的方法有 增加变速组；采用背轮机构；采用双公比的传动系；采用分支传动。 9、在40度角接触球轴承、双列短圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、推力轴承中，同时能承受径向力和轴向载荷的轴承有 角接触轴承、圆锥滚子轴承，只能承受径向载荷的轴承有 双列圆柱滚子轴承 ，只能承受轴向载荷的轴承有 推力轴承 。 10、机床运动分配式和机床运动功能式的区别在于 是否确定“接地”位置 ；对机床运动分配式进行评价时，通常依据 “避重就轻” 的原则进行评价。 二、简答题（本大题共3小题，每小题8分，共24分） 1、请简述主变速传动系设计的一般原则。 答：1．传动副前多后少原则
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。因此在制定主变速传动系时，应尽可能将传动副较多的变速组安排在前面，传动副数少的变速组放在后面，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，减少变速箱的外形尺寸。 2．传动顺序与扩大顺序相一致的原则
大工《机械制造装备设计》课程考试 模拟试卷（A）答案 第1页 共10页
变速组的扩大顺序与传动顺序一致，即基本组在最前面，依次为第一扩大组，第二扩大组，各变速组
的变速范围逐渐扩大。
如果不满足该原则，则在传递相同功率的情况下，受的转矩更大，传动件的尺寸更大，从而影响变速
箱的造价和外形尺寸。
3. 变速组的降速要前慢后快，中间轴的转速不宜超过电动机的转速
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，以减少传动件的尺寸，前面的变速组降速要慢些，后面变速组降速要快些，也就是uamin?ubmin?ucmin。但是，中间轴的转速不应过高，以免产生振动、发热和噪声。通常，中间轴的最高转速不超过电动机的转速。 给分要点：答出3个基本原则给4分，3个基本原则的描述给4分，具体酌情给分。 2、机床主传动系的传动方式主要有哪两种？其各自的特点是什么？ 答：主要有集中传动方式和分离传动方式 1．集中传动方式
1）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，称为集中传动方式。
2）通用机床中多数机床的主变速传动系都采用这种方式。适用于普通精度的大中型机床，结构紧凑，便于实现集中操纵，安装调整方便。缺点是运转的传动件在运转过程中所产生的振动、热量，会使主轴产生变形，使主轴回转中心线偏离正确位置而直接影响加工精度。 2．分离传动方式
1）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。
2）特点是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。运动由皮带经齿轮离合器直接传动，主轴传动链短，使主轴在高速运转时比较平稳，空载损失小；当主轴需作低速运转时，运动则由皮带轮经背轮机构的两对降速齿轮传动后，转速显著降低，达到扩大变速范围的目的。
给分要点：答出两种方式给4分，答出两种方式的特点给4分，具体酌情给分。 3、在机械制造装备设计中，模块化设计的主要优点有哪些？ 答：
（1） 便于用心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，加速产品的更新换代；
（2） 只需要更换部分模块，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；
（3） 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；
大工《机械制造装备设计》课程考试 模拟试卷（A）答案 第2页 共10页
（4） 模块系统中大部分部件由模块组成，设备如发生故障，只需要更换相关模块，维护修理更为
方便，对生产影响少。
给分标准：每点2分。
三、分析题（本大题共3小题，各小题分别为10分、10分、16分，共36分）
1、某数控车床，主轴最高转数nmax＝3000 r/min，最低转数nmin=35 r/min，计算转速nj=180 r/min,采用直流电动机，电动机的额定转速为nd=1500 r/min，最高转速为4000 r/min，试设计分级变速箱的传动系统，画出其转速图。
给分标准：公式给出正确，计算结果正确，可酌情给至6分，转速图为4分。
Z-1
解： Rn=3000/180 =16.67 ,Rd=4000/1500=2.67 , Rn= Rd*Φ
取 Z=2 , Φ＝16.67/2.67=6.24
转数图
2、简述速度型、刚度型、刚度速度型主轴轴承配置形式的特点，并
指出下图为哪种配
置形式。
大工《机械制造装备设计》课程考试 模拟试卷（A）答案 第3页 共10页