机床习题与答案.doc

复习题
1.问答：
1.举例说明通用(万能)铣床、专门化机床和专用机床的主要区别是什么，它们的适用范围怎样?
答：通用化机床的工艺范围很宽,可以加工一定尺寸范围内的各种类型的零件，如完成多种多样的工序，如卧式车床、万能外圆磨床、摇臂钻床等。专门化机床的工艺范围较窄，只能加工一定尺寸范围内的某一类(或少数几类)的零件，完成某一种(或少数几种)特定工序，如凸轮车床、轧辊机床等。专用机床的工艺范围最窄，通常只能完成某一特定零件的特定工序。
2.说明下列机床的名称和主参数（第二主参数）：CM6132，C1336，C2150×6，Z3040×16，XK5040，B2021A，MGB1432。
答：CM6132 C─车床类，M─精密型，61─卧式车床系，32─最大回转直径的1/10。
C1336 C─车床类，1─单轴自动，13─单轴转塔自动车床系，36─最大车削直径的1/10。
Z3040×16 Z─钻床类，3─摇臂钻床，30─摇臂钻床系，40─最大钻孔直径，16─最大跨距。
C2150×6 C─车床类，2─多轴自动半自动车床，21─多轴棒料自动机床系，50─最大棒料直径，6─轴数。
T4163B T─镗床类，4─坐标镗床，41─单柱坐标镗床，63─工作台面宽度的1/10，B─第二次重大改进。
XK5040 X─铣床类，K─数控，5─立式升降台铣床，50─立式升降台铣床系，40─工作台宽度的1/10。
B2021A B─刨床类，20─龙门刨床系，21─最大刨削宽度的1/10，A─第一次重大改进。
MGB1432 M─磨床类，G─高精度，B─半自动，1─外圆磨床，14─万能外圆磨床，3最大磨削直径的1/10。
3.说明何谓简单运动？何谓复合运动？其本质区别是什么？
答:如果一个独立的成形运动，是由单独的旋转运动或直线运动构成的，则称此成形运动为简单成形运动，简称简单运动。如果一个独立的成形运动是由两个或两个以上的旋转运动或直线运动，按照某种确定的运动关系组合而成的，则称此成形运动为复合成形运动，简称复合运动。本质区别在于简单运动是由单独的旋转运动或直线运动组成的，而复合运动是由多个旋转运动或直线运动组合而成的。
4.试说明何谓外联系传动链？何谓内联系传动链？其本质区别是什么？对这两种传动链有何不同要求？
答:外联系传动链是联系运动源和执行件，使执行件获得一定的速度和方向的传动链。
内联系传动链是联系复合运动内部两个单元运动，或者联系实现复合运动内部两个单元运动的执行件的传动链。两者的本质区别在于，其运动是由单个或多个运动组成外联系传动链，该联系是整个复合运动与外部运动源，它只决定成形运动的速度和方向对加工表面的形状没有直接影响，而由于内联系传动链联系的是复合运动，内部必须保证严格的运动联系的两个单元运动，它决定着复合运动的轨迹，其传动比是否准确以及其确定的两个单元的相对运动是否正确会直接影响被加工表面的形状精度甚至无法成形为所需表面形状。
5.卧式车床进给传动系统中，为何既有光杠又有丝杠来实现刀架的直线运动？可否单独设置丝杠或光杠？为什么？
6.为什么卧式车床主轴箱的运动输入轴（Ⅰ轴）常采用卸荷式带轮结构？对照图3-5（P33）说明扭距是如何传递到轴Ⅰ的？试画出轴Ⅰ采用卸荷式带轮结构与采用非卸荷式带轮结构的受力简图。

答：采用卸荷式带轮是因为皮带轮与花键套间用螺钉联接，与固定在主轴箱上的法兰盘中的两个向心球轴承相支承，故皮带轮可在花键套的带动下使轴Ⅰ转动。
即卸荷式带轮结构的受力：

非卸荷式带轮结构的受力：

7. CA6140型车床主传动链中，能否用双向牙嵌式离合器或双向齿轮式离合器代替双向多片式摩擦离合器，实现主轴的开停及换向？在进给传动链中，能否用单向摩擦离合器或电磁离合器代替齿轮式离合器？为什么？
答：不能代替双向多片式摩擦离合器，因起到过载保护作用。不能代替齿轮式离合器，因其可以保证准确的传动比。

8..卧式车床进给传动系统中，为何既有光杠又有丝杠来实现刀架的直线运动？可否单独设置丝杠或光杠？为什么？
答：光杠是实现纵横向直线进给，而丝杠则在加工螺纹是实现刀架的进给，不能单独设置丝杠或光杠。设置光杠可以保证丝杠的传动精度不被磨损。

9. 为什么卧式车床溜板箱中要设置互锁机构？丝杠传动与纵向、横向机动进给能否同时接通？纵向和横向机动进给之间是否需要互锁？为什么？
答：若操作错误同时将丝杠传动和纵横向机动给接通，则将损坏机床。为了防止发生，溜板箱中设置互锁机构，以保证开合螺母合上时机动进给不能接通，反之机动进给接通时开合螺母不能合上，故丝杠传动与纵横向机动进给不能接通，纵横向机动进给不需互锁是由手柄控制纵向机动进给时横向机动进给的离合器是脱开、不能传递动力，也就不能横向进给，当横向机动进给时控制纵向传动离合器是脱开，不能纵向机动进给。

10.分析CA6140型车床出现下列现象的原因，并指出解决办法：
⑴车削过程中产生闷车现象；
⑵扳动主轴开、停和换向操纵手把，见图3-7中零件18（P35）十分费力，甚至不能稳定地停留在终点位置上；
⑶操纵手柄18（见图3-7）扳至停车位置上时，主轴不能迅速停止；
⑷安全离合器打滑，刀架不进给。
答：⑴由于进给量太大致使双向多片式摩擦离合器打滑，使主轴停转产生闷车现象，减少吃刀量及进给量即可，或由于双向多片式摩擦离合器摩擦间隙调节档，将间隙调整合适即可。
⑵由于齿扇齿条轴啮合的太紧，齿顶与啮合齿槽的底部相接触使扳动手柄费力，而啮合的两部分间隙过大过松使扳动手柄不能稳定停留在终点位置，只须将齿条啮合间隙调整合适。
⑶由于制动器制动带过松，不能起到预期的刹车作用，只要调节螺母制动带至合适的位置。
　⑷由于吃刀量过大使主轴传动受阻阻力过大，出现打滑机床进给传动链断开，减少吃刀量减轻刀架载荷和主轴载荷即可。
11.分析比较应用范成法与成形法加工圆柱齿轮各有何特点？
答:成形法加工齿轮，要求所用刀具的切削刃形状与被切齿轮的齿槽形状相吻合。例如：在铣床上用盘形或指形齿轮铣刀铣削齿轮，在刨床或插床上用成形刀具刨削或插削齿轮等。通常采用单齿轮成形刀具加工齿轮，它的优点是机床较简单，也可以利用通用机床加工。缺点是对于同一模数的齿轮，只要齿数不同，齿廓形状就不相同，需采用不同的成形刀具；在实际生产中加工精度较低，生产效率也较低。范成法切齿所用刀具切削刃的形状相当于齿条或齿轮的轮廓，它与被切齿轮的齿数无关，因此每一种模数，只需用一把刀具就可以加工各种不同齿数的齿轮。这种方法的加工精度和生产率一般比较高，因而在齿轮加工机床中应用最广。
12.在滚齿机上加工直齿和斜齿圆柱齿轮，大质数直齿圆柱齿轮，用切向发加工蜗轮时，分别需要调整哪几条传动链？画出传动原理图，并说明各传动链的两端件及计算位移是什么？（参考图4-11、P58）
答：（1）加工直齿圆柱齿轮时，需要调整主运动传动链，范成运动传动链和轴向进给运动传动链。传动原理图见图4-7，其中主运动的传动链的两端件是电动机—滚刀主轴Ⅷ，计算位移是：电动机—滚刀主轴（滚刀传动）；范成运动传动链的两端件是滚刀主轴（滚刀转动）—工作台（工件转动），计算位移是：滚刀主轴转一转时，工件转可k/z转；轴向进给传动链的两端件是工作台（工件移动），计算位移是：工作台每转一转时，刀架进给Ｆ。
（2）加工斜齿圆柱齿轮时，比加工直齿圆柱齿轮时多一条附加运动传动链，其两端件是滚刀刀架（滚刀移动）—（作台工件附加转动），计算位移是：刀架沿工件轴向移动一个螺旋线导程Ｌ时，工件应附加转±1转。传动原理图见图4-3。（3）加工大质数直齿圆柱齿轮时，需要调整主运动传动链，与加工直齿圆柱齿轮相同；范成运动传动链：两端件是工作台，计算位移是：工作台转k/z转，工作台附加转（k/z—k/）转。传动原理图见图4-7（）4．用切向法加工蜗轮时，需要调整主运动传动链，范成运动传动链和切入进给运动，见图4—7。
13.滚齿机上加工斜齿圆柱齿轮时，工件的范成运动（）和附加运动（）的方向如何确定？以Y3180E滚齿机为例，说明在操作使用中如何检查这两种运动方向是否正确？
答：范成运动（）的方向与工件旋转方向相同；附加运动的方向，与工件范成运动中的旋转运动方向或者相同，或者相反，这都取决于工件螺旋线方向及滚刀进给方向。如果和同向，计算时附加运动取+1转，反之，若和方向相反，则取-1转。
14. 在滚齿机上加工直齿和斜齿圆柱齿轮时，分别需要调整哪几条传动链？并说明各传动链的两端件及计算位移是什么？

2.填空
1）金属切削机床是一种用切削方法加工金属零件的工作机械，它是制造机器的机器，因此又称为 或 。
2）按照机床工艺范围宽窄，可分为 、 和
三类。
3）所有机床都必须通过 和 之间的相对运动来形成一定形状，尺寸和质量的表面。
4）CA6140表示机床的最大加工直径为 mm。Z3040表示 机床。
5）机床的主参数表示       ,机床的运动参数是指         , 机床的运动参数是指          。  
6）采用卸荷式皮带轮，其作用是将皮带的      卸除到箱体，而将      传递给皮带轮轴。
7）.机床主轴能够传递全功率的最低转速称为     。
8）通用机床常采用 和 的整数次方根作为标准公比。
9）CA6140型车床的主轴箱中，有两处换向机构，一处用于      ，另一处
用于      。
10）机床按通用程度分_ . . 。
11）机床的运动分为 和 ，其中表面成形运动又分为
和 。
3.选择：
1）CA6140型车床主传动系统采用了（ ）传动系统。
A．多公比 B．多速电机 C．分支传动 D．交换齿轮
2）根据我国机床型号编制方法，最大磨削直径为①320毫米、经过第一次重大改进的高精度万能外圆磨床的型号为（ ）
A．MG1432A B．M1432A C．MG432 D．MA1432
3）在Y3150E型滚齿机上滚切直齿圆柱齿轮时，（ ）是表面成形运动。
A．滚刀、工件的旋转以及滚刀沿工件轴线方向的移动
B．滚刀、工件的旋转以及滚刀沿工件切线方向的移动
C．滚刀、工件的旋转以及滚刀沿工件径向方向的移动
D．滚刀和工件的旋转运动
4）关于英制螺纹，下列（ ）种说法不正确。
A．英制螺纹的螺距参数是每英寸牙数
B．英制螺纹的导程按近似于调和数列的规律排列
C．英制螺纹的导程换算成以毫米表示时，应乘以25.4毫米
D．在CA6140型车床上车英制螺纹时，进给箱中的传动路线与车削公制螺纹时不同。
5）下列不属于机床执行件的是( )
A.主轴 B.刀架 C.步进电机 D.工作台
6）按照机床在使用中的通用程度分类，CA6140属于 （ ） 
A．专门化机床 B．通用机床 C．专用机床 
7）切削过程中的主运动有（ ）个。
A．一  B．二  C．多于一 
8）普通车床主参数代号是用（ ）折算值表示的。 
A．机床的重量  B．工件的重量  C．加工工件的最大回转直径 
9）当生产类型属于大量生产时，应该选择（ ）。 
A．通用机床  B．专用机床  C．组合机床

4.综合：
1.按图1-13所示传动系统作下列各题：
⑴写出传动路线表达式；
⑵分析主轴的转速级数；
⑶计算主轴的最高最低转速。
（注：图1-13a中M1为齿轮式离合器）

答：(1)图(a)
传动路线表达式：
电动机──Ⅰ─ ─Ⅱ──Ⅲ──Ⅳ──Ⅴ──Ⅵ(主轴)
主轴的转速级数：3×3×2=18级
主轴的最高转速：nmax=1430×××××=336.81r/min
主轴的最低转速：nmin=1430××××××=62.72r/min
(2)图(b)
传动路线表达式:
电动机──Ⅰ─ ─Ⅱ──Ⅲ(主轴)
主轴的转速级数：正转： 反转：
主轴的最低转速： nmin=1440×××××=12.32r/min

2.某传动系统如图所示要求：
（1）写出此传动路线的表达式并说明有多少种转速；
（2）计算主轴极限转速naxm和nmin。

3.按图1-14a所示传动系统，试计算：
⑴轴A的转速（r/min）；
⑵轴A转1转时，轴B转过的转数；
⑶轴B转1转时，螺母C移动的距离。

答：(1)轴A的转速：
nA=1440××××=81.8r/min
(2)轴A转一转时,轴B转过的转数：
nB=1440×××××=1.7r/min
则轴B在轴A转过一转时转过的转数为： N==48 r
(3)轴B转过一转时，螺母C移动的距离为：
LC=1440×××××10×=4.77mm

4.分析C620-1型卧式车床的传动系统（见下图）：
⑴写出车公制螺纹和英制螺纹时的传动路线表达式；
⑵是否具有扩大螺距机构，螺距扩大倍数是多少？
⑶纵、横向机动进给运动的开停如何实现？进给运动的方向如何变换？

答：（1）公制：
主轴Ⅵ－－Ⅶ－－Ⅷ－－Ⅸ－－Ⅹ－－Ⅻ－－ⅩⅢ－－ⅩⅣ－－ⅩⅤ－刀架

英制：
主轴Ⅵ－－Ⅶ－－－Ⅸ－－Ⅺ－－Ⅹ－－Ⅻ－－ⅩⅣ－－ⅩⅤ－刀架
（2）具有扩大螺距机构表达式：
主轴Ⅵ－－Ⅴ－－Ⅳ－－Ⅲ－－Ⅶ
扩大倍数：

（3）开停可用机械式摩擦离合器来控制，进给方向的变换通过同一离合器和圆柱齿轮来实现。

5.设计：
1.①确定标准公比的原则？②写出各标准公比的数值;③在设计机床时,如何选用标准公比?
2.主轴转速一般为什么按等比数列排列?
3.试设计一普通卧式车床的主传动系统。给定条件：主轴转速范围为：37.5---1700 r/min ，公比ψ=1.41，12级转速，电机转速为n0 =1500 r/min。
（1）试拟定一合理的结构式，并说明理由；
（2）拟定转速图；
（3）根据转速图确定基本组和第一扩大组的各传动比；
参考答案：
⑴合理的结构式为 12=31×23×26
理由：符合传动副“前多后少”原则，按3—2—2排列；符合传动路线“前密后疏”的原则，级比指数1——3——6，即按基本组——第一扩大组——第二扩大组顺序排列，与传动顺序一致，最后扩大组变速范围r=ψx(p-1)=1.416=8,满足变速条件限制。
（2）拟定转速图：
（3）根据转速图确定基本组和第一扩大组的的各传动比：
基本组 u1=ψ-2=1.41-2=1/2 u2=ψ-1=1.41-1=1/1.41 u3=ψ0=1
第一扩大组 u1=ψ-3=1.41-3=1/2.82 u2=ψ0=1

4.已知:一等比数列如下表:
1
1.12
1.25
1.4
1.6
1.8
2
2.24
2.5
2.8
3.15
3.55
4
4.5
5
5.6
6.3
7.1
8
9
给定条件为:电动机转速n电=1500r/min, j =1.26,变速级数Z=18,n1=31.5r/ min。
拟定一普通(卧式)车床的主传动系统,完成下列内容:
（1）计算转速范围Rn。
（2）写出主轴各级转速。
（3）写出一个合理的结构式,并说明其合理性。
（4）绘制一个合理的转速图。
（5）计算出主轴的计算转速。
（6）写出第二扩大组各齿轮的计算转速。
（7）①说明确定齿轮齿数应注意的问题。
②用计算法确定基本组各齿轮的齿数。
参考答案：
Rn=j z-1=1.2618-1=50
31.5,40,50,63,80,100,125,160,200,250,315,400,500,630,800，
1000,1250,1600
18=31×33×29
传动副"前多后少"、传动线"前密后疏"。 r=j （p-1）x =8,不超过限制
nc=nlj z/3-1 =100r/min
125,250,400,100)
①Sz≤100-120,Sz不过小, 不根切, 强度, 中心距, 转速误差
5. 拟定一普通卧式车床的主传动系统。主轴转速为单一公比的等比数列,其中n1=31.5r/min,n2=40 r/min,n3=5Or/min,n7=125r/min,且n电=1500 r/min,Z=18。完成下列内容:
（1）计算转速公比,并取标准值。
（2）计算主轴的变速范围。
（3）根据标准公比的性质,写出所有的各级转速标准值。
（4）写出4个不同的结构式,确定一合理的结构式,并说明其合理性。
（5）绘出一个合理的转速图。

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