高等学校试用教材 金属切削机床设计PDF电子书下载

第一章 机床的总体设计 1

1-1 设计机床应满足的基本要求 1

一、工艺可能性 1

二、加工精度和表面光洁度 2

三、生产率 2

四、自动化程度 2

五、结构、制造与维修 3

六、操作安全方便和工作可靠性 3

七、效率、使用期限与成本 3

八、其它 3

1-2 机床设计的步骤 4

1-3 系列化、通用化和标准化 5

一、机床的系列化 5

二、零部件的通用化和标准化 6

1-4 机床的总布局 8

一、机床的运动及其分配 8

二、工件的形状、尺寸和重量 9

三、加工精度和光洁度 10

四、生产批量 11

五、便于操作、维修 11

六、简化机构、缩小机床体积和占地面积 12

七、机床的外形 12

1-5 机床主要参数的确定 12

一、尺寸参数 12

二、运动参数 13

三、动力参数 19

第二章 机床设计中的一些基础理论问题 25

2-1 强度 26

一、概述 26

二、额定载荷和计算载荷 27

三、机床的功率特性和扭矩特性 28

四、固定工作用量下的工作期限系数 28

五、变动工作用量下的工作期限系数、转速变化系数和功率利用系数 30

六、变动工作用量下的材料强化系数 37

七、寿命系数的极限值 38

2-2 精度 40

一、概述 40

二、机床的精度 42

三、保证机床精度的措施 47

2-3 静刚度 49

一、概述 49

二、整机刚度和各构件的刚度 51

三、提高刚度的途径 56

2-4 抗振性 58

一、概述 58

二、振动系统的自由度和动力学模型 58

三、自由振动 59

四、受迫振动和动态柔度 61

五、动态柔度的频率特性 63

六、自激振动和切削稳定性 67

七、提高抗振性的措施 71

2-5 低速运动平稳性 73

一、概述 73

二、爬行现象的理论分析 74

三、不发生爬行的临界速度 77

四、消除爬行现象的途径 79

2-6 噪声 81

一、概述 81

二、衡量噪声的指标 81

三、降低机床噪声的途径 84

2-7 热变形 89

一、概述 89

二、热平衡和温度场 90

三、热变形和热应力 91

四、机床部件的温升估算 93

五、减少热变形的途径 95

2-8 耐磨性 99

一、概述 99

二、对摩擦和磨损的分析 99

三、磨损的过程 101

四、提高耐磨性的措施 101

第三章 传动设计 106

3-1 机床的运动 106

一、成形运动和辅助运动 106

二、简单运动和复合运动 106

三、运动原理图 107

四、主运动和进给运动 109

3-2 外联传动链的设计原则 109

一、外联传动链的功用和组成 109

二、外联传动链的设计原则 109

3-3 外联传动链变速机构设计 111

一、分级变速机构的转速图 111

二、分级变速的几种情况 117

三、无级变速传动链的设计原则 127

四、齿轮齿数和带轮直径的确定 130

3-4 变速箱和进给箱 139

一、变速箱、进给箱的组成、布局和要求 139

二、齿轮变速机构的类型 141

三、变速箱和进给箱内各元件的布置 144

四、变速箱和进给箱体的构造和技术要求 151

3-5 内联传动链设计 152

一、内联传动链的设计原则 152

二、滚齿机传动系统设计举例 156

3-6 空行程传动链设计 166

一、空行程传动链的特点 166

二、调位传动链 167

三、进给前后的快移传动链 167

第四章 传动件 170

4-1 机床主要传动件计算转速的确定 170

一、主轴和主传动系统传动件的计算转速 170

二、进给系统的计算转速 172

4-2 齿轮传动 172

一、齿轮传动的特点、应用和分类 172

二、齿轮的材料 173

三、齿轮的精度 173

四、齿轮的构造 174

五、齿轮的计算 175

4-3 蜗杆蜗轮传动 178

一、蜗杆蜗轮传动的特点、应用和分类 178

二、蜗杆蜗轮的材料和精度 178

三、蜗杆和蜗轮的构造 178

四、双导程蜗杆蜗轮 179

4-4 传动轴 184

一、传动轴应满足的要求 184

二、传动轴的材料和构造 185

三、传动轴的计算 185

4-5 离合器 187

一、离合器的功用、分类和应满足的要求 187

二、啮合式离合器 188

三、摩擦式离合器 190

四、超越离合器 199

五、离合器在传动系统内的位置 203

4-6 制动器 204

一、制动器的功用、要求、分类和构造 204

二、制动器的计算 204

4-7 齿轮-齿条和蜗杆-齿条机构 207

一、齿轮-齿条机构 207

二、蜗杆-齿条机构 209

4-8 丝杠螺母机构 210

一、丝杠螺母机构的特点和应用范围 210

二、丝杠螺母的构造、材料和技术要求 210

三、丝杠螺母传动间隙的补偿 214

四、丝杠螺母机构的计算 215

五、导程误差的校正 217

4-9 滚动丝杠螺母机构 220

一、滚珠丝杠螺母机构的特点和应用范围 220

二、滚珠丝杠机构的结构 221

三、滚珠丝杠螺母的精度及其选择 223

四、滚珠丝杠的设计 224

五、滚柱螺母丝杠机构 226

4-10 静压丝杠螺母机构的特点和工作原理 226

4-11 蜗杆蜗条机构 227

一、普通蜗杆蜗条机构 227

二、静压蜗杆蜗条机构 227

4-12 低速进给机构的特点和设计原则 228

一、低速进给机构的特点和应用 228

二、低速进给机构设计原则 228

第五章 主轴部件 231

5-1 对主轴部件的基本要求 231

一、旋转精度 231

二、刚度 231

三、抗振性 232

四、温升 232

五、耐磨性 232

5-2 主轴部件的分类 233

一、主轴仅作旋转运动 233

二、主轴既作旋转运动，又作轴向进给运动 233

三、主轴装在可移动的套筒内 233

四、滑枕式镗铣床的主轴部件 234

5-3 主轴的传动 235

一、主轴的传动方式 235

二、主轴传动件的布置 236

5-4 主轴 237

一、主轴的构造 237

二、主轴的材料和热处理 239

三、主轴的技术要求 239

5-5 主轴的滚动轴承 242

一、主轴轴承的选择 242

二、主轴的滚动轴承 243

三、推力支承位置的选择 248

四、装滚动轴承主轴部件的构造 248

五、滚动轴承间隙的调整和预紧 254

六、提高主轴部件综合精度的一些办法 255

七、提高主轴部件的阻尼 256

5-6 主轴的滑动轴承 257

一、动压滑动轴承 257

二、静压滑动轴承 269

5-7 主轴部件的计算 286

一、主轴直径的选择 286

二、主轴合理跨距的选择 286

三、主轴部件的验算 289

5-8 润滑和密封 303

一、主轴滚动轴承的润滑 303

二、主轴滑动轴承的润滑 305

三、主轴部件的密封 305

第六章 支承件 307

6-1 支承件的功用、分类和应满足的要求 307

6-2 支承件的静力分析 307

6-3 机床和支承件的动态特性 310

6-4 支承件的结构设计 311

一、材料和热处理 311

二、设计原则 312

三、卧式床身 315

四、立柱 318

五、底板和底座 319

六、箱体 319

七、横梁和横臂 319

八、滑板和工作台 320

九、结构工艺性 321

6-5 支承件的焊接结构 322

6-6 用有限元法计算机床支承件的刚度 324

一、用有限元法计算机床支承件刚度的基本原理 325

二、用有限元法计算机床支承件刚度时的几个问题 334

三、用有限元法计算机床支承件的动态性能 338

第七章 导轨 341

7-1 导轨的功用、分类和应满足的要求 341

一、导轨的功用和分类 341

二、导轨应满足的要求 342

三、导轨面的精加工 344

7-2 导轨的材料 344

一、对导轨材料的要求和搭配 344

二、铸铁 344

三、钢 346

四、有色金属 346

五、塑料 346

7-3 滑动导轨的结构 347

一、直线运动导轨 347

二、回转运动导轨 350

三、镶装导轨 351

四、导轨间隙的调整 353

7-4 滑动导轨压强的计算 355

一、导轨的许用压强 355

二、导轨压强的分布 355

三、导轨的受力分析 358

四、导轨压强的计算 361

7-5 普通滑动导轨 364

7-6 动压导轨 365

一、动压导轨的油囊 365

二、动压导轨的设计 368

7-7 静压导轨 370

一、概述 370

二、导轨和油腔 371

三、节流器设计 373

四、对油膜刚度的讨论 376

五、对供油系统的要求 378

六、开式静压导轨的设计步骤 379

7-8 卸荷导轨 380

一、卸荷导轨的特点、应用和卸荷系数的确定 380

二、液压卸荷导轨 381

三、机械卸荷导轨 383

7-9 滚动导轨 384

一、滚动导轨的特点、材料和技术要求 384

二、滚动导轨的结构 385

三、滚动导轨的计算 389

7-10 导轨的润滑与防护 393

一、导轨的润滑 393

二、导轨的防护 394

第八章 分度、转位、定位机构和夹紧机构 398

8-1 分度、转位、定位机构的功用和应满足的要求 398

8-2 常见的分度、转位、定位机构 399

一、马氏槽盘转位机构 399

二、反靠定位机构 401

三、端面齿盘转位、定位机构 402

四、分度盘和槽盘分度、定位机构 406

五、钢球分度、定位机构 409

六、斜板-圆销转位、定位机构 410

8-3 分度、转位、定位机构的分析 411

一、动力环节 411

二、预定位环节 414

三、精定位环节 414

四、调整环节 419

五、协调环节 420

8-4 夹紧机构 422

一、夹紧机构的功用和应满足的要求 422

二、常见的夹紧机构 423

三、夹紧机构设计中的某些问题 429

第九章 操纵机构和保险装置 437

9-1 操纵机构 437

一、操纵机构的功用、要求、组成和分类 437

二、单独操纵机构 438

三、顺序集中变速操纵机构 441

四、越级集中变速操纵机构 445

五、集中变速时保证齿轮顺利啮合的措施 447

9-2 保险装置 449

一、过载保险装置 450

二、各操纵机构之间的互锁 451

第十章 机床的试验研究 453

10-1 机床试验研究的类型、目的和内容 453

一、机床试验研究的类型、目的和要求 453

二、机床试验研究的主要内容 454

10-2 机床的精度试验 458

一、机床精度试验的目的和内容 458

二、机床几何精度检验 459

三、机床运动精度试验 461

四、机床定位精度试验 465

五、机床传动精度试验 467

10-3 机床的静刚度试验 473

一、机床静刚度试验的目的和内容 473

二、机床静刚度试验的方法 474

三、机床静刚度试验数据的整理和分析 478

10-4 机床的动刚度和抗振性试验 482

一、机床动刚度和抗振性试验的目的和内容 482

二、机床动刚度和抗振性试验的主要仪器 482

三、空运转试验 485

四、切削试验 487

五、激振试验 490

六、用激光全息照相作振动试验 509

10-5 机床的运动平稳性试验 514

一、机床运动平稳性试验的目的和内容 514

二、机床运动平稳性试验的方法 514

10-6 机床的噪声试验 517

一、机床噪声试验的目的和内容 517

二、机床噪声试验的方法 517

10-7 机床的温升和热变形试验 521

一、机床温升和热变形试验的目的和内容 521

二、机床温升和热变形试验的仪器和方法 521

10-8 机床的模型试验 526

一、机床模型试验的作用 526

二、相似理论在机床模型试验中的应用 526

三、模型的材料和制造工艺 537

四、模型试验的方法 541