機械制造裝備設(shè)計習題.doc

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2014年機械制造裝備設(shè)計習題 名詞解釋(17個) P6 柔性化 2個 結(jié)構(gòu)柔性化與功能柔性化 P37 可靠性 1個 P71 精度 6個 P72 剛度 1個 P89 集中傳動方式 分離傳動方式 2個 P117 進給傳動系 1個 第四章 工業(yè)機器人 位姿 手臂 末端執(zhí)行器 4個 其他 1 機械制造裝備應(yīng)該具備的主要功能？ P6-10 2機械制造裝備的分類及其各類中包含那些內(nèi)容？ P10-15 3 機械制造裝備設(shè)計的類型， P15-16 4 機械制造裝備設(shè)計的典型步驟 P17-25 5 技術(shù)經(jīng)濟評價？結(jié)構(gòu)工藝性評價（零件的加工工藝性）？合理性評價？P32-38 P46-48 6 機床設(shè)計應(yīng)滿足的基本要求？ P57-59 7 機床運動學原理？ P62-71 8 爬行的概念 原因 及預(yù)防措施？ P74-75 9 機床的主要參數(shù)設(shè)計？ 式子（2-1） （P82 ）A= ，（2-2）、（2-3）；公比φ選擇等比數(shù)列排列的優(yōu)點及公比選用原則？ 10主傳動系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)滿足的基本要求？ 11 主傳動系統(tǒng)分類及傳動方式？ 12 P90 能從圖2-13a 自己畫出2-13b （主軸轉(zhuǎn)速為31.5~1400r/min） 13從結(jié)構(gòu)式中看出那個是基本組 、 第一擴大組、第二擴大組等 14 變速范圍及其極限傳動比？（2-14） 15 主傳動系統(tǒng)的設(shè)計的原則？ 16 幾種特殊設(shè)計方法？ 17 擴大變速范圍的方法？ 18 齒數(shù)確定 P102 19 計算轉(zhuǎn)速概念及其計算？機床的功率轉(zhuǎn)矩特性怎么描述？ 20 變速組齒輪軸向布置原則？ （1）滑移齒輪中，當一對齒輪完全脫離嚙合后。另一對齒輪才能進入嚙合，因此固定齒輪之間的跨距的最小距離L=2B+Δ； B為齒輪厚度，B=（6~12）mn，Δ=1~2mm，為間隙； （2）滑移齒輪應(yīng)安裝在主動軸上，以減小滑移齒輪重量，便于操作。 （3）滑移齒輪應(yīng)采用窄式排列，以減小軸向長度。 21 進給傳動系的組成？ 22 進給傳動系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)滿足的基本要求？ 23 P124 機械傳動部件設(shè)計？（2）（3） 24 P128 機床控制系統(tǒng)設(shè)計概述？ 25 P140 26、27、28、29、31、32 26 主軸部件應(yīng)滿足的基本要求？ 27 主軸的傳動方式？ 28 主軸部件的支承數(shù)目？ 29 推力軸承位置配置形式及其特點？ 30 主軸傳動件位置的合理布置 原則 31 主軸主要技術(shù)參數(shù)的確定方法 32 主軸的材料及其熱處理 33 主軸滾動軸承的特點和選用原則 34 支承件應(yīng)滿足的基本要求 剛度公式K=mω02, 支承件剛度包括哪些？ 35 支承件的截面設(shè)計原則？ 36 支承件肋板和肋條的布置？ 37 支承件的材料為什么常用鑄鐵？ 38 支承件消除內(nèi)應(yīng)力的方法？ 39 為什么要進行剛度補償？ 40 提高熱穩(wěn)定性的方法？ 41 導(dǎo)軌應(yīng)滿足的基本要求？ 42 導(dǎo)軌的組合形式？ 43 導(dǎo)軌間隙的調(diào)整？ 44 提高導(dǎo)軌精度、剛度和耐磨性的措施？ 45 機床刀架的功能和類型？ 46 工業(yè)機器人的概念 47 工業(yè)機器人基本工作原理 48 分類 49 位姿描述？ 50 齊次坐標變換，運動方程 51 工作空間解析和軌跡解析？并得出運動學解析的正解和逆解？ 52 諧波齒輪減速裝置 53 手臂 機座 手腕 末端執(zhí)行器的設(shè)計要求？ 54 工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的構(gòu)成及其本質(zhì)？ 55 平面定位 孔定位 外圓定位？定位誤差的計算方法？ 56 P323-325 1-20 57 物流系統(tǒng)的本質(zhì) 第六章 第一節(jié) 58 第七章 第一節(jié) 附 2011年復(fù)習題 1. 機械制造裝備的地位？（首先，理解機械（非人的動力驅(qū)動的能完成一定功能的裝置）、其次，理解制造業(yè)（包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)、紡織、輕工、航空、航天、交通、運輸、化工、冶金等）、再次，理解機械制造業(yè)的地位（制造業(yè)要發(fā)展，離不開機械制造業(yè)的發(fā)展，是制造業(yè)的核心。）最后理解機械制造裝備的地位（給制造行業(yè)提供各種工具，提高機械制造裝備水平是整個機械制造業(yè)乃至國民經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展的前提）。另外，應(yīng)知道機械制造裝備的核心是機床，金屬切削機床擔負了整個機械制造業(yè)40%-60%的工作。 2. 了解機械制造裝備的發(fā)展史。（上世紀20年代起家，第二次世界大戰(zhàn)取得飛速發(fā)展。 ① 50-60年代 “規(guī)模效益”模式 ② 70年代 “精益生產(chǎn)”模式 ③ 80年代 “FMS（柔性制造系統(tǒng)）”和“CIMS（計算機集成制造系統(tǒng)）”模式 ④ 90年代-至今 “敏捷制造（AM）”“精益-敏捷-柔性(LAF)生產(chǎn)系統(tǒng)”、全球制造等新模式） 3. 柔性？（包括結(jié)構(gòu)柔性和功能柔性）比較通用機床、組合機床、數(shù)控機床、加工中心、FMS等的柔性程度。 4.機械制造裝備的分類？（包括加工裝備、工藝裝備、倉儲輸送裝備和輔助裝備） ⑴ 加工裝備 采用機械制造方法制作機器零件的機床，(包括金屬切削機床、鍛壓機床、特種加工機床和木工機床等)。 金屬切削機床有切屑加工，鍛壓機床屬于無屑加工，特種加工機床利用電/水能對零件的毛坯進行電腐蝕加工。 ⑵ 工藝裝備 產(chǎn)品制造過程中所用的各種工具的總稱。（包括刀具、夾具、量具、模具、檢具、輔具等） 刀具 能從工件上切除多余材料或切斷材料的工具。 夾具 能夾緊工件，使工件占有正確位置的工藝裝備。 模具 在機床上通過壓力將材料制出所需形狀或制品的專用工具，用于鍛壓機床 量具 以固定形式復(fù)現(xiàn)量值的計量工具 ⑶ 倉儲輸送裝備 分為物料輸送裝置、機床上下料裝置、倉儲裝置和立體倉庫、托盤和托盤緩沖器等。 ⑷輔助裝置 包括清洗機和排屑裝置。 5 機械制造裝備設(shè)計的類型？ ⑴ 理解概念 ⑵ 3種設(shè)計方法： 創(chuàng)新設(shè)計（新產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計）、變型設(shè)計和組合設(shè)計（模塊化設(shè)計）。 6. 用技術(shù)經(jīng)濟評價法評價產(chǎn)品方案時，一般認為，好的方案的技術(shù)價值的大小應(yīng)該在( D)。 A、 0.4左右 B、0.5左右 C、 0.6左右 D、0.7左右 7. 機床應(yīng)具有的性能指標(工藝范圍、柔性、加工精度、生產(chǎn)率和自動化、可靠性) ⑴工藝范圍：不同的生產(chǎn)模式對機床的工藝范圍要求不同。 重點理解大批量生產(chǎn)、單件小批生產(chǎn)、多品種小批生產(chǎn)的工藝范圍特點和各自所使用的機床。 ⑵柔性：指機床適應(yīng)加工對象變化的能力，分為功能柔性和結(jié)構(gòu)柔性。 功能柔性：對加工控制軟件進行調(diào)整或修改，就可方便的改變機床的加工能力(改變工藝范圍)，適應(yīng)多種零件的加工要求。--------------數(shù)控、加工中心、FMS 結(jié)構(gòu)柔性：對機床某些部件只做少量修改重組，可迅速構(gòu)成適應(yīng)產(chǎn)品更新要求的新型加工機床。------------------------通用機床 ⑶加工精度：指被加工零件的形狀位置精度、尺寸準確度、表面粗糙度等。機床的精度包括：機床的加工精度包括 幾何精度、傳動精度、運動精度、定位精度以及精度保持性 ①幾何精度：指機床不運動或空載低速運動時的精度。反映機床主要零部件的幾何形狀精度(直線度、平面度)、相對位置精度、相對運動軌跡精度，是評價機床質(zhì)量的基本指標，取決于零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和制造裝備精度。 ②傳動精度：指內(nèi)聯(lián)系傳動鏈兩末端執(zhí)行件相對運動的精度。取決于傳動件的制造精度和傳動系統(tǒng)的合理性。 簡單說，每一個機床都有內(nèi)聯(lián)系傳動鏈，傳動鏈兩末端指主軸與刀具的相對運動精度。 ③運動精度：指機床在額定負載下運動時主要零部件的幾何位置精度。它是評價機床的主要指標。取決于運動部件的制造精度、機床零部件的動態(tài)剛度和熱變形程度。 ④定位精度：指機床工作零部件運動終了時所達到的位置準確度和機床調(diào)整精度。 ⑤精度保持性：指機床加工精度應(yīng)保持的時間，也稱使用壽命。 ⑷生產(chǎn)率和自動化 生產(chǎn)率：指機床在單位時間內(nèi)能加工的工件數(shù)量。 要提高生產(chǎn)率，必須縮短單個工件的切削加工時間、裝卸時間和分攤到的準備終了時間(清掃切屑、檢測刀具尺寸等)。 自動化：指用裝備取代或放大人的體力、延伸認得部分智力而自動完成工作的性能。 ⑸ 可靠性：機床在使用壽命期內(nèi)完成規(guī)定功能的能力，包括固有可靠性和使用可靠性。機床可靠性是一項重要的技術(shù)經(jīng)濟指標，包括兩方面：一是機床在規(guī)定時間內(nèi)發(fā)生失效的難易程度；一是可修復(fù)機床失效后在規(guī)定時間內(nèi)修復(fù)的難易程度。 機床應(yīng)具有的人機關(guān)系： 信號指示系統(tǒng)、操縱件、造型色彩噪音 8. 產(chǎn)品規(guī)劃階段應(yīng)在市場調(diào)查與預(yù)測的基礎(chǔ)上識別產(chǎn)品需求，進行可行性分析，制訂設(shè)計技術(shù)說明書。預(yù)測一般可分為定量預(yù)測和定性預(yù)測兩部分。 9. 金屬切削機床的設(shè)計步驟？ 機床設(shè)計步驟包括：總體設(shè)計、技術(shù)設(shè)計、零件設(shè)計、樣機試制及試驗鑒定。 10.機床的總體布局？ 指根據(jù)已確定的零件加工方法和應(yīng)具有的運動確定：如何實現(xiàn)運動？何種部件產(chǎn)生運動？怎么產(chǎn)生所需運動？工件如何安裝加工？如何對運動進行控制？機床操作位置如何？ ⑴ 分配機床運動 強調(diào)四原則： ① 運動分配給質(zhì)量小的零部件； ② 運動分配應(yīng)有利于提高工件的加工精度； ③ 運動分配應(yīng)有利于提高部件的剛度； ④ 運動分配應(yīng)考慮工件形狀。 ⑵ 運動形式和支承形式的選擇 ① 對于主運動： 機械傳動---------廣泛用于通用中小型機床；變速級數(shù)小于30級，傳遞功率大，變速范圍廣，傳動比準確，工作可靠，缺點是有相對轉(zhuǎn)速損失，工作過程中不能變速。 液壓傳動---------適用于刨床、拉床、大型磨床；能實現(xiàn)無級變速傳動，傳動平穩(wěn)，運動換向沖擊小，易于實現(xiàn)直線運動。 電氣傳動---------廣泛用于數(shù)控機床；可簡化機械結(jié)構(gòu)，便于實現(xiàn)自動變速、連續(xù)變速和負載下變速。 ② 對于進給運動： 通用和專用機床-----------采用機械傳動、液壓傳動 數(shù)控機床--------------------采用伺服電動機→齒輪傳動→滾珠絲杠螺母 ③ 對于支承形式：機床支承件的形狀 臥式支承--------重心低、剛度大、執(zhí)行件在縱橫兩個方向運動，適用于中小型機床； 立式支承--------占地面積小，剛度較差，執(zhí)行件在縱、橫、垂直三個方向運動，用于加工尺寸工件和箱體工件的機床。 單臂支承/龍門支承------------搖臂鉆床、龍門銑床等 ⑶ 提高機床動剛度：提高抗振性能，減少熱變形，降低噪聲 抗振性：包括受迫振動和自激振動的概念及預(yù)防受迫振動和自激振動的措施？ 抗振性：指機床工作部件在交變載荷下，抵抗受迫振動和自激振動變形的能力。 熱變形產(chǎn)生的原因和減少熱變形的措施？ 噪聲源和降低噪聲的措施？ ⑷ 主要技術(shù)參數(shù)確定（主參數(shù)、尺寸參數(shù)、運動參數(shù)、動力參數(shù)） 機床傳動系統(tǒng)采用等比數(shù)列傳動有何優(yōu)點？機床的公比選擇原則是什么？ 答：機床傳動系統(tǒng)采用等比數(shù)列傳動的優(yōu)點：①傳動系統(tǒng)簡單，②使用方便，③最大轉(zhuǎn)速損失率相等。 機床的公比選擇原則： φ越小，轉(zhuǎn)速損失Amax越小，Rn越小，如要達到一定的Rn，需增加變速組數(shù)目，則結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般 ① 對于中型機床：取φ=1.26、1.41，轉(zhuǎn)速損失不大，結(jié)構(gòu)又不過于復(fù)雜； ② 對于重型機床，取φ=1.26、1.12、1.06，因加工時間長，如果取φ小則Amax越小，機床工作效率高； ③ 對于專用機床和自動機床，取φ=1.26、1.12，因生產(chǎn)效率高，轉(zhuǎn)速損失影響較大，又不常變速，用交換齒輪變速，不會使結(jié)構(gòu)復(fù)雜； ④ 對于非自動化小型機床，取φ=1.58、1.78、2，因切削時間小于輔助時間，Amax影響小，為使機床結(jié)構(gòu)簡單，φ取大值。 11. 主傳動系的傳動方式主要有兩種：集中傳動方式和分離傳動方式。 12. 進給系統(tǒng)中，進給驅(qū)動部件種類很多，用于機床上的有步進電動機、直流伺服電動機、交流伺服電動機和 直線電動機等。 13．理解四種擴大機床傳動系變速范圍的方法及其本質(zhì)。 ①增加變速組： 增加變速組，級數(shù)增大 ②采用背輪機構(gòu)： 增加變速組，級數(shù)增大 ③采用雙公比的傳動系： 增大極限變速范圍 ④采用分支機構(gòu)： 縮短了傳動鏈，變相的擴大變速范圍 14.計算轉(zhuǎn)速的求法？(為清楚起見，分別對軸系和齒輪系列表表示)。 以課本140頁31題為例， 15.轉(zhuǎn)速圖 以課本140頁27題為例， 某機床主軸轉(zhuǎn)速n=100~1120r/min，轉(zhuǎn)速級數(shù)Z=8，電動機轉(zhuǎn)速n電=1440r/min，試設(shè)計該機床主傳動系，包括擬定結(jié)構(gòu)式和轉(zhuǎn)速圖。(轉(zhuǎn)速查附表1，轉(zhuǎn)速圖畫的大一些) 附表1 標準數(shù)列 63 67 71 75 80 85 90 95 100 106 112 118 125 132 140 150 160 170 180 190 200 212 224 236 250 265 280 300 315 335 355 375 400 425 450 475 500 530 560 600 630 670 710 750 800 850 900 950 1000 1060 1120 1180 1250 1320 1400 1500 1600 1700 1800 1900 解：(1) 計算公比：R=1120/100=11.2，Z=8，根據(jù)得： ，得 (2) 確定傳動組、傳動副和擴大順序 根據(jù)傳動組、傳動副的擬定原則，可選方案有： ① 8=4╳2 ② 8=2╳4 ③ 8=2╳2╳2 在方案①、② 中，有三根軸，比方案③少一根軸，但有一個傳動組內(nèi)有四個傳動副，增加了傳動軸額軸向長度，故選擇方案③。 根據(jù)前密后疏原則，粗選擴大組順序為8=21╳22╳24， 第二擴大組的 最終確定結(jié)構(gòu)式為8=21╳22╳24。（1分） (3) 主軸各級轉(zhuǎn)速為：100、140、200、280、400、560、800、1120m/s。 確定定比傳動比：取軸I的轉(zhuǎn)速為800m/s，則電機軸與軸I的傳動比： 確定各變速組最小傳動比： 從800到100共有6格，三個變速組的最小傳動線平均下降2格。按前緩后急原則，第二變速組最小傳動線下降2格，第一變速組最小傳動線下降1格，第三變速組最小傳動線下降3格。 (4) 轉(zhuǎn)速圖繪制 16.書上例題P113/2-3 17.書上例題P127/2-4 18. 機床控制系統(tǒng)應(yīng)滿足的要求是節(jié)省輔助時間、縮短加工時間、提高勞動生產(chǎn)率、提高機床使用率和改善加工質(zhì)量。 機床控制系統(tǒng)設(shè)計中，按自動化程度可以分為手動、機動、半自動和自動控制系統(tǒng)。一般自動控制系統(tǒng)由三部分組成，發(fā)令器官、執(zhí)行器官和轉(zhuǎn)換器官。 19. 主軸應(yīng)滿足的基本要求：旋轉(zhuǎn)精度、剛度、抗振性、溫升與熱變形、精度保持性。 20. 主軸的傳動方式主要有齒輪傳動、帶傳動、同步齒形帶傳動、電動機直接驅(qū)動等。 選擇依據(jù)：主軸的轉(zhuǎn)速、所傳遞的轉(zhuǎn)矩、對運動平穩(wěn)性的要求、結(jié)構(gòu)緊湊及裝卸維修方便等。 (1) 齒輪傳動：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，能傳遞較大轉(zhuǎn)矩，能適應(yīng)變轉(zhuǎn)速、變載荷工作，應(yīng)用最廣，但線速度不能過高，一般不超過12-15m/s，不如帶傳動平穩(wěn)。 (2) 帶傳動：靠摩擦力傳動，結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、成本低，特別適用于中心距較大的兩軸間傳動，可吸振，傳動平穩(wěn)，噪聲小，適宜高速傳動，有過載保護。但傳動比不夠準確。 (3) 同步齒形帶：無相對滑動，傳動比大且準確，傳動精度高、效率高，可傳遞大動力(100KW)，傳動平穩(wěn)，噪聲小，對軸和軸承壓力小，無需特別張緊，無需潤滑，耐水，耐腐蝕，耐高溫，維護保養(yǎng)方便。但制造工藝復(fù)雜，安裝條件要求高。 (4) 電動機直接驅(qū)動： 對于轉(zhuǎn)速小于3000r/min以下的主軸，采用異步電動機和聯(lián)軸器直接驅(qū)動主軸； 對于轉(zhuǎn)速小于8000r/min大于3000r/min的主軸，采用變頻調(diào)速電動機直接驅(qū)動主軸。 21. 主軸主要結(jié)構(gòu)參數(shù)有主軸前、后軸頸直徑D1和D2、主軸內(nèi)孔直徑d、主軸前端懸伸量a和主軸主要支承間跨距L，這些參數(shù)直接影響主軸旋轉(zhuǎn)精度和主軸剛度。 22.主軸滾動軸承的特點及選用原則： (1)特點： ①能在轉(zhuǎn)速和載荷變化幅度很大的情況下穩(wěn)定工作； ②能在無間隙甚至在預(yù)緊(有一定過盈量)的條件下工作，有利于減少發(fā)熱； ③潤滑容易，一般用黃油或油脂(用油比滑動軸承耗油量少，用脂則依次填裝后可用至修理時再換)； ④由軸承廠生產(chǎn)，質(zhì)量穩(wěn)定且成本低。 (2) 選用原則： ①轉(zhuǎn)速較高，負載小，而旋轉(zhuǎn)精度要求高時，應(yīng)采用球軸承； ②轉(zhuǎn)速較低，負載大或有沖擊負載時，應(yīng)采用滾子軸承； ③徑向載荷和軸向載荷都較大時，若轉(zhuǎn)速高，應(yīng)采用角接觸軸承；若轉(zhuǎn)速低，應(yīng)采用圓錐滾子軸承； ④軸向載荷比徑向載荷大得多時，應(yīng)采用兩種不同類型的軸承組合，分別承受軸向載荷和徑向載荷； ⑤徑向載荷比軸向載荷大得多且轉(zhuǎn)速較高時，應(yīng)采用深溝球軸承； ⑥支承剛度要求較高時，可采用成對的角接觸型軸承。 23.支承件截面設(shè)計原則： ①截面積一定時，空心截面比實心截面慣性矩大，滿足工藝要求時，應(yīng)盡量減少壁厚，以提高抗彎強度； ②承受一個方向彎矩的支承件，當高度方向為受彎方向時，截面形狀應(yīng)為矩形； ③承受彎扭作用的支承件，截面形狀應(yīng)為方形； ④承受純轉(zhuǎn)矩作用的支承件，截面形狀應(yīng)為圓環(huán)形； ⑤不封閉截面剛度小于粉筆截面剛度，盡量將支承件制成封閉的形式； ⑥截面不能封閉的支承件，應(yīng)采用剛度補償措施。 24.剛度補償措施 (1)為什么要進行剛度補償？ ①從抗彎剛度、鑄造工藝、支承件功用綜合考慮，支承件截面不能完全封閉，存在剛度損失； ②導(dǎo)軌和床身的過渡連接處存在局部剛度損失； ③箱體軸承孔處存在剛度損失。 (2)機械補償方法： ①肋板； a縱向：提高抗彎； b橫向：提高抗扭； c斜向：提高彎扭。 ②加強肋。 a用加強肋提高導(dǎo)軌和床身過渡連接處的局部剛度損失； b用加強肋提高箱體軸承孔處的局部剛度損失 (3)支承件開孔后的剛度補償：立柱或橫梁為安裝機件或工藝需要，應(yīng)開孔，從而造成抗扭抗彎剛度損失。其補償方法為 ①在孔上加蓋板，用螺釘將蓋板固定在壁上； ②將孔的周邊加厚，再加蓋板； (4)提高接觸剛度的措施？ ①相對滑動的接觸面和重要的固定結(jié)合面須精磨或配對刮研，以增加接觸面積； ②緊固螺栓使結(jié)合面有大于2MPa的接觸壓強，消除結(jié)合面平面度誤差，以增大結(jié)合面積； ③結(jié)合面承受彎扭時，應(yīng)使較多的緊固螺栓布置在受拉面，承受拉應(yīng)力； ④結(jié)合面承受轉(zhuǎn)矩時，螺栓遠離扭矩中心，均勻分布在四周。 25. 為什么支承件常采用鑄鐵件？支承鑄件消除內(nèi)應(yīng)力的方式有哪些？ 答：因為鑄鐵其鑄造、切削性能好，易得到復(fù)雜形狀；阻尼大，有良好的抗振性能；加入合金元素可提高耐磨性；且成本低。 支承鑄件消除內(nèi)應(yīng)力的方式有： ① 鑄鐵壁厚不均勻，冷卻產(chǎn)生鑄造變形，鑄造后進行自然時效處理； ② 精密機床支承件，粗加工前自然失效，粗加工后人工失效，充分消除鑄造應(yīng)力； ③ 床身、立柱、橫梁等進行振動時效，消除內(nèi)應(yīng)力。 26.導(dǎo)軌的分類： 27.(1)導(dǎo)軌截面形狀：直線運動的導(dǎo)軌截面形狀主要有四種：矩形、三角形、燕尾形和圓柱形?；剞D(zhuǎn)運動的導(dǎo)軌截面形狀主要有三種：平面環(huán)形、錐面環(huán)形和雙錐面導(dǎo)軌。 (2) 28. 輔助導(dǎo)軌副間隙調(diào)整： ①壓板(用法)； ②鑲條(安裝方位)． 29.工業(yè)機器人：是一種能自動控制、可重復(fù)編程、多功能、多自由度的操作機，能搬運材料、工件或操持工具，用以完成各種作業(yè)。 (1) 基本工作原理：與機床有如下相同之處：①二者的末端執(zhí)行器都有位姿變化要求；②二者都是通過坐標運動來實現(xiàn)末端執(zhí)行器的位姿變化要。不同之處：機床是按直角坐標形式運動為主，對剛度、精度要求高，靈活性相對較低；而工業(yè)機器人是按關(guān)節(jié)形式運動為主，對靈活性要求高，其剛度、精度相對較低。 (2) 構(gòu)成：操作機(執(zhí)行機構(gòu))、控制裝置(控制系統(tǒng))和驅(qū)動單元(驅(qū)動系統(tǒng))。 (3) 分類：按機械結(jié)構(gòu)類型分為：關(guān)節(jié)型機器人、球坐標型機器人、圓柱坐標系機器人和直角坐標系機器人四大類；按控制方式分為：點位控制和連續(xù)軌跡控制兩類。 (4) 工業(yè)機器人的位姿是指其末端執(zhí)行器在指定坐標系中的位置和姿態(tài)。一般有兩種描述方式，其一是用動作功能的要求來描述，其二是用機器人的運動來描述。正運動學解析用于工作空間解析。而逆運動學解析用于軌跡解析。 (5) 諧波齒輪減速裝置中，當波發(fā)生器主動，剛輪固定，柔輪從動時，波發(fā)生器和柔輪的減速傳動比計算公式為。當波發(fā)生器主動，柔輪固定，剛輪從動時，波發(fā)生器和鋼輪的減速傳動比計算公式為。其中，、分別為剛輪和柔輪的齒數(shù)。 (6) 工業(yè)機器人手臂的設(shè)計要求： ① 手臂的結(jié)構(gòu)和尺寸應(yīng)滿足機器人完成作業(yè)任務(wù)提出的工作空間要求； ② 根據(jù)手臂所受載荷和結(jié)構(gòu)的特點，合理選擇截面形狀和高強度輕質(zhì)合金； ③ 盡量減少手臂質(zhì)量和相對其關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量和偏心力矩，以減小驅(qū)動裝置的負荷，減少運轉(zhuǎn)的動載荷和沖擊，提高手臂運動的響應(yīng)速度； ④ 要設(shè)法減小機械間隙引起的運動誤差，提高運動的準確度和運動剛度。 (7) 工業(yè)機器人手腕的設(shè)計要求： ①； ②； ③； ④。 (8) 工業(yè)機器人末端執(zhí)行器的設(shè)計要求： ①； ②。 (9) 工業(yè)機器人是一種通用性較強的自動化作業(yè)設(shè)備，末端執(zhí)行件則是直接執(zhí)行作業(yè)任務(wù)的裝備。根據(jù)其用途和結(jié)構(gòu)的不同，可以分為機械式夾持器、吸附式末端執(zhí)行件和專用工具(如焊槍、噴嘴、電磨頭等)。 (10) 機器人控制的層次分為三個層次：人工智能級、控制模式級和一般自動化級，其中控制模式級任務(wù)描述為直接給定r(t)，控制器建立r(t)和T(t)之間的雙向關(guān)系，即r(t)q(t)τ(t)T(t)。 30. 機床夾具的功能、要求及類型？ 答：機床夾具的功能：保證加工精度、提高生產(chǎn)率、擴大機床使用范圍、保證生產(chǎn)安全。 要求：基本要求(保證加工精度)、節(jié)拍要求、安全要求、工藝要求、排屑要求。 類型：按夾具的使用范圍：通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、成組夾具、組合夾具、隨行夾具。 31.常用的定位元件：支承釘、支承板、定位銷。 32.定位基準及定位元件的合理選擇： (1)平面：粗基準：固定支承釘、可調(diào)支承釘、浮動支承；精基準：平頭支承釘。 (2)圓孔：粗基準：三點式定心可脹心軸(長定位孔采用兩組，短定位孔采用一組)；精基準：定位銷。 (3)外圓柱面：粗基準：定心定位元件；精基準：定心定位元件和間隙定位套、無間隙彈簧薄壁套等。 (4)錐孔：頂尖。 33.定位誤差分析與計算 按圖2所示定位方案銑削工件上的臺階面。工件高度尺寸為400.14mm，要求保證尺寸200.15mm。試分析和計算定位誤差，并判斷定位方案是否合理，若不合理，如何改進。 圖2 解：(1)計算誤差：如圖工件的加工定位基準為B面，尺寸200.15mm的設(shè)計基準為A面，故存在基準不重合誤差。因定位尺寸，公差值。 (2) 比較：本工序要求保證的加工尺寸為，其允差為。 故 ，因此該方案不合理。 (3) 改進： 34. 機床專用夾具設(shè)計中總體方案包括三部分內(nèi)容定位方案、夾緊方案和夾具的總體形式。 35. 工廠中物流系統(tǒng)的總體規(guī)劃與設(shè)計一般要完成四項任務(wù)，合理規(guī)劃廠區(qū)、合理布局車間工位、合理確定庫存量和合理選用搬運裝備。 36. 自動化立體倉庫系統(tǒng)一般由存儲系統(tǒng)(廠房和配置設(shè)施)、搬運系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、計算機管理系統(tǒng)等組成。而其中涉及到的機械裝備包括：高層貨架、托盤(貨箱)、堆垛機、安全保護裝置、輸送機等 。 11