金属切削机床习题(2)

机床总体设计习题

1.写出Z3040×16摇臂钻床下列技术参数属于哪一类. 最大跨距1600mm ________. 主电机功率3KW ________. 主轴行程315mm ________. 主轴转速级数 ________. 最大跨距1600mm 尺寸参数 . 主电机功率3KW 动力参数 . 主轴行程315mm 尺寸参数 . 主轴转速级数 运动参数 .

2. 机床主要技术参数中的基本参数包括 、 、 。

机床主要技术参数中的基本参数包括: 尺寸参数,运动参数, 动力参数. 3.某摇臂钻床,最大钻孔直径nmax= 1600----2000 rpm, nmin= 31.5 rpm. =1.26,求：?4. 已知等比的主轴转速中,nl=20r/min, n7= n10= n11= n 17=

5.主轴转速数列标准公比的取值范围为 。 主轴转速数列标准公比的取值范围为 1＜φ≤2 。

6.机床主轴转速数列标准公比的取值范围为_________,其标准值分别为____________________ ________________。

7.一台最大加工直径为400mm的普通车床，其典型工序的切削速度为vmax=150m/min，vmin=6.28m/min，计算主轴的nmax、nmin。

8.空载功率是机床（空载时）消耗在 、 和 的功率。传动件摩擦 搅油 克服空气阻力 9.①写出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? ①

②1 .06，1.12,1.26,1.41,1.58,1.78,2 ③普通中型机床1.26，1.41

自动化、专用、专门化机床1.12,1.26 大型机床1.06,1.12,1.26

非自动化小型机床1.58，1.78，2

10.利用标准公比的性质,补足下表中的等比数列主轴转速值。 n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 10 12.5 16 31.5 ②

n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 20 28

①10,12.5,16,(20),(25),31.5,(40),(50),(63),(80) ②(10),(14),20,28,(40),(56),(80),(112)

11.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 。 机床的加工范围(或规格) 机床执行件运动的速度 机床电动机的功率 12.主轴转速一般为什么按等比数列排列?

=常数。?(1)使相对转速损失均匀。使用合理,因为Amax=1-1/

dmax=40mm,切削速度

Vmax=50m/min,Vmin=4m/min,则

(2)传变速传动系统简化。可用较少齿轮得到较多的主轴转速,结构简单。还因为只要每个传动组内齿轮副的传动比是一个等比数列,串联各传动组的传动系统即可得到等比数列，因此设计方便。 13.写出用计算法确定主运动驱动电动机功率的理论公式。说明并解释公式中各项的内容。

P主=P切（c)+P空(i)+P附（a)。 Pc切削加工所消耗的功率,它是有效功率;Pi为机床空转时消耗的功率，主要是克服空气阻力、搅油阻力、机械摩擦阻力等。pa是施加切削载荷后所增加的机械摩擦功率。 14.机床的静态精度包括 、 、 和 。 15.机床的基本参数包括 、 和 。 16.机床的\三化\是指 、 和 。

传动设计习题

1. 卧式车床主轴有24级转速,公比φ=1.26,所传递的最大扭矩为Mn,当主轴以第11级(n11)转速运转时,主轴传递的最大扭矩是_____________________。

某卧式车床主轴有24级转速,公比φ=1.26,所传递的最大扭矩为Mn,当主轴以第11级(n11)转速运转时,主轴传递的最大扭矩是0.5Mn 。 2.写出结构式: 12 = 3( 4)2( 1)2( 2) (第二扩大组)(基本组)(第一扩大组)

若: φ=1.41 则: rmax = r2=φ2*2*(3-1)=1.418=16 .

3.(2分)二联滑移齿轮宽式排列时,轴向尺寸要大于______个齿轮宽度。 二联滑移齿轮宽式排列时,轴向尺寸要大于 6 个齿轮宽度。 4.当φ=1.26时，12 =3 1?2 3?2 6 ,若增加一个传动

副数P=2的变速组,写出此时可获得最多转速级数的结构式. 12 =3 1?2 3?2 6 ,若按常规增加一个传动副数P=2的变速组,结构式为 :24=3 1?2 3?2 6 ?2 12

但是r3=φ12=1.2612=16＞8,因此必须把新增加的变速组的变速范围缩小到最小的许用极限值,即: r3=φ(12-3)=1.26(12-3)=8

这时,转速图上出现了3级转速重复,结构式应改为: 21 =3 1?2 3?2 6 ?2 (12-3)

5.某机床主传动系统采用双速电动机驱动,ψ=2,且已知主轴转速为12级,基本组传动付数为3,主轴最低转速为45rpm.列出主轴转速数列并写出主传动系统结构式. 当φ=1.26时

转速数列为: 45, 56, 71, 90, 112, 140, 180, 224, 280, 355, 450, 560. 结构式为: 12=2(3)?3(1)?2(6) 或: 当φ=1.12时 12=2(6)?3(1)?2(3)

转速数列为: 45, 50, 56, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160.

6.某铣床的主轴转速n=50~1600r/min,是对称型混合公比的转速数列,公比φ1=1.26,φ2=φ12=1.58,级数为Z=12,要求列出转速数列,写出结构式和画出结构网,拟定转速图.

解:首先按单一公比Φ＝1.26，根据题目给定的主轴转速范围、写出主轴转速数列：40、50、63、80、100、125、160、200、250、 320、400、500、630、800、1000、1250得16级转速。

但题目要求拟定对称型，中间密两端稀双公比的12级主轴转速、数列，因此， 在保持主轴转速范围不变的条件下，转速级数应减少、四级，即转速50、80、和630、1000空缺，也就是在转速图上两端总共应空缺四格，为此，应将基本组的级比指数由1增大为5；并且，为使转速图仍保持“前多后少”，“前紧后松”状态，将第一扩大组放在原基本组之前，其结构式如下： 12=3(2)?2(5)?2(6) 画结构网（略）

7.某车床的主轴转速n=125~1400r/min,公比φ=1.41, 采用的双速电动机转速n0=720/1440r/min.要求列出转速数列,写出结构式,拟定结构网,转速图。

解：根据已知条件nmin=125rpm,nmax=1400,φ=1.41 ,确定主轴转速数列: 125 180 250 355 500 710 1000 1400 按要求采用双速电机驱动，φ=1.41，电变速组须为第一扩大组，基本组传动副数为２, 确定传动方案： ８＝２(2)?２(1)?２(4) 拟定结构网（略） 画转速图（略）

=1.41，则第二传动组和第二扩大组的变速范围分别是 , 。?8.结构式12=233126,

=1.26,采用双速电动机,n电=1500/3000r/min,试写出一个变速级数Z=12的合理结构式。?9. （1）已知 （2）补足下述结构式 11= [3] [1]?2[ ]

（3）某单一公比的转速数列中,nl=4,n2=5。试利用标准公比的特性求出: n5= ， n24= ， n11= ， n25= 。

（4）拟设计一Rn=64的无级变速系统。已知R无 =4,不考虑打滑时,求出与之配合的有级变速的级数Z有。 =1.26的Z=12级的单公比主传动系统,请写出一个合理的结构式,说明理由。?（5）采用转速为750/1500r/min的双速电动机时,欲设计

10.某多刀车床的主轴转速n=125～1400r/min,级数Z=8,电动机转速n0=1450r/min,若采用一个交换齿轮变速组和两个滑移齿轮变速组,要求拟定结构式,结构网,并拟定转速图。

=1.26 则 rmax=_______。?11.写出结构式: 18=3( )3( )2( ) (扩大顺序与传动顺序一致)，若

12.联滑移齿轮宽式排列时,轴向尺寸要大于____个齿轮宽度; 而三联滑移齿轮窄式排列时, 轴向尺寸要大于 _____个齿轮宽度。

=1.41，转速级数Z=12，电动机的转速等于主轴最高转速,皮带传动比 u带= 1/1.412，I轴上有双向片式摩擦离合器,要求设计较好方案,写出结构式，画出转速?13.一卧式车床,已知公比

14.某机床主传动系统采用双速电动机驱动，ψ电=2，且已知主轴转速为12级，基本组传动付数为3，主轴最低转速为50rpm。列出主轴转速数列并写出主传动系统结构式。 15①何为机床主轴的计算转速?

②绘图说明通用机床主传动的功率和转矩特性。 ①主轴传递全部功率的最低转速称为

=1.26,n4=16,求:nll= ；n24= 。?16.已知某等比数列中 3=16/2=8?n1=n4/

10=8×10=80(1.2610=10)?n11=n1 3=1600(1.2610=10 1.263=2)? 10 ?n24=n1 17. 补足结构式 ① =2[1]?2[ ] [4]?2[8] ②11=3[1]?2[3]? [ ] 16=2[1]?2[2]?2[4]?2[8] 11=3[1]?2[3]?2[5]

=1.26,结构式为Z=3[1]3[2]2[9]?18.已知 求该系统的变速范围Rn 。

15,因此 Rn=1.2615=25=32? 9=? 4? 2? 9（2-1）=? 2（3-1）?? 1（3-1）??Rn=r1?r2?r3= 19.综合题

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

=1.26,变速级数Z=18,n1=31.5r/ min。?给定条件为:电动机转速n电=1500r/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。 z-1=1.2618-1=50?解：Rn=

31.5,40,50,63,80,100,125,160,200,250,315,400,500,630,800， 1000,1250,1600 18=31×33×29

（p-1）x =8,不超过限制?传动副\前多后少\、传动线\前密后疏\。 r= z/3-1 =100r/min?nc=nl 125,250,400,100)

①Sz≤100-120,Sz不过小, 不根切, 强度, 中心距, 转速误差

=1.06的标准转速数列值为:1，1.06，1.12，1.25，1.32，1.4，1.5，1.6，1.7，1.8，1.9，2，2.12，2.24，2.36，2.5，2.65，2.8，3.15，3.35，3.75，4，4.25，4.5，4.75，5，5.3，5.6，6，6.3，6.7，7.1，7.5，8，8.5，9，9.5。? =1.41。(公比?20．欲设计一台中型普通车床的主传动系统。已知:主轴的最低转速nmin=45r/min;主轴的最高转速nmax=1400r/min；公比 完成:

(1)求主轴的变速范围Rn；

(2)利用公式计算主轴转速的级数Z；

=1.06的标准数列值中确定主轴各级标准转速；?(3) 由公比 (4)写出合理的结构式并说明其合理性； (5)画出对应的结构图； (6)确定电动机的转速；

(7)画出合理的转速图(图中的标准缺项者扣分)； (8)用公式计算出主轴的计算转速； (9)确定各传动轴的计算转速；

(10)确定第二扩大组内齿轮的齿数(在图中有相应的标注,否则不给分； (11)确定第10项中齿轮的计算转速。

=1.41,变速级数Z=12,写出一个单一公比,无转速重合的合理结构式。?21.采用三速电动机(750/1500/3000r/min),公比

22.写出一个采用三联、二联齿轮变速的Z=15级的结构式。

23.设主轴转速为单一公比的等比数列,且n4=20,n5=25,利用标准公比的性质n11和n24。

=1.26,n4=63，电动机转速n电=1500r/min??24.设计一车床的主传动系统,已知条件为:变速级数Z=18,公比 =1.06标准数列如下表:?

1 1.06 1.12 1.18 1.25 1.32 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2 2.12 2.24 2.36 2.5 2.65 2.8 3

3.15 3.35 3.55 3.75 4 4.25 4.5 4.75 5 5.3 5.6 6 6.3 6.7 7.1 7.5 8 8.5 9 9.5

25. 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。

26.进给传动的功率小、受力小、速度低,在设计进给传动系统时应注意考虑和“主轴部件”习题

1. 什么是主轴组件的前端定位和后端定位?比较主轴前端定位和后端定位的优、缺点及其适用的场合。 2.分析3182100型轴承在结构上、间隙调整上和使用上的特点。

3.普通车床的主轴做成空心的,是为了 ，而卧式升降台式铣床的主轴做成空心的,是为了 ，支承件做成空心的,是为了在截面积相同的条件下使其 。

4.滚动轴承预紧后为什么能提高刚度?调整滚动轴承的间隙有哪些方法? 5.主轴组件的刚度是 。

6. 2268000型轴承只限于与3182100型轴承配套使用,二者的外径相同,但前者 ,故不承受径向载荷。 7.主轴组件所使用的滚动轴承,其精度主要采用 、 、 三级。 8.主轴组件的弯曲刚度验算,主要验算 、 、 三方面内容。 9.高速主轴的临界转速验算,是指 。

10.什么是主轴组件的最佳跨距L佳和合理跨距L合。根据主轴前端受力变形情况,分析由于主轴组件受结构限制实际跨距 L≠Lo时,即跨距必须是较短或较长时,分别说明如何提高主轴组件的刚度。 参考答案：a.刚性支承弹性主轴时的变形为: y1=Fa3/3EI?(L/a+1) b.弹性支承刚性主轴时的变形为: y2=F/Ka?(1+a/L)2+F/Kb?(a/L)2 c.由于结构限制,实际跨距为L:

(1).若L＞Lo,y主要取决于y1,要提高主轴部件刚度,则应、高主轴本身刚度,即提高I(截面惯性矩),加大主轴直径D.

(2).若L＜Lo,y主要取决于y2,要提高主轴部件刚度,则应提、高轴承刚度,即提高Ka,Kb. 11.两支承主轴组件的前后轴承精度应如何确定?为什么? 12.什么是主轴组件的悬伸量a?确定a的原则是什么? 13. 分析CA6140卧式车床主轴组件的结构，回答下列问题: （1）所用滚动轴承的名称和特点。轴承间隙如何调整？ （2）该主轴采用哪种定位方式?有何特点?

（3）主轴所受两个方向的轴向力是怎样传递给箱体的? 14.主轴推力轴承的布置方式有哪几种?其主要特点如何? 主轴的推力轴承的布置方式，有以下三种：

(1) 前端定位：推力轴承布置在前支承中， 并且应在向心轴承的内侧。此种布置方式，前支承发热量大，温升高，但主轴受热向后伸长，不影响轴向尺寸的加工精度。主轴承受轴向载荷的主轴段较小，因而变形小，精度高，也有利于提高主轴部件的刚度。所以主轴前端定位，适用于轴向精度和刚度要求较高的高精度机床。

(2) 后端定位：推力轴承布置在后支承中，前支承发热量小，温升低。但主轴受热向前伸长，影响轴向尺寸加工精度，主轴承受轴向力，受压段较长，容易引起纵向弯曲变形，所以主轴部件精度，刚度都较低，主轴后端定位只适用于轴向精度要求不高的普通精度机床。

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