第1篇 机床设计总则 1
第1章 机床常用设计资料 1
1.1 常用资料及公式 1
1.1.1 标准分类及编号 1
1.1.2 计量单位 1
1.2 常用电工材料 2
1.2.1 常用导电导磁材料 2
1.2.2 常用绝缘材料 2
1.2.3 电动机、电器和变压器用绝缘材料的耐热等级（根据GB/T 11021—2014） 3
1.3 机床操作指示形象化符号 4
1.3.1 一般机床操作指示形象化符号 4
1.3.2 数控机床操作指示形象化符号 21
1.3.3 操作指示符号使用要求 24
1.4 一般机床设计资料 24
1.4.1 机床电力电路设计准则 24
1.4.2 机床电气控制系统常用的符号和标号 26
1.4.3 机床通用技术要求 40
1.4.4 机床安全防护及其他技术要求 41
参考文献 45
第2章 数控机床概述 46
2.1 数控机床简介 46
2.2 数控机床的工作原理及组成 47
2.2.1 数控机床的工作原理 47
2.2.2 数控机床的组成 48
2.3 数控机床分类 48
2.3.1 按工艺用途分类 48
2.3.2 按运动轨迹分类 48
2.3.3 按伺服系统分类 49
2.3.4 按功能水平分类 50
2.4 数控机床性能、结构及应用 50
参考文献 52
第3章 机床设计标准与通则 53
3.1 数控机床总体设计 53
3.1.1 机床设计的基本要求和主要评定指标 53
3.1.2 机床设计方法和步骤 66
3.1.3 机床总布局 71
3.1.4 机床主要技术参数的确定 119
3.2 常用机床精度检验标准 124
3.2.1 数控车床精度检验 124
3.2.2 数控钻镗铣床精度检验 139
3.2.3 磨床精度检验 179
3.3 数控机床位置精度 199
3.3.1 数控轴线的定位精度和重复定位精度的确定 199
3.3.2 数控机床热效应的测量和评定方法 202
参考文献 204
第4章 数控机床常用典型机械部件 205
4.1 数控机床常用联轴器 205
4.1.1 联轴器概述 205
4.1.2 滑块联轴器 208
4.1.3 弹性柱销联轴器 210
4.1.4 套筒联轴器 214
4.1.5 梅花形弹性联轴器 218
4.1.6 膜片联轴器 219
4.1.7 鼓形齿式联轴器 222
4.2 数控机床常用轴承 224
4.2.1 轴承概述 224
4.2.2 机床常用滚动轴承 224
4.2.3 机床常用滑动轴承 247
4.2.4 机床常用静压轴承 255
4.3 数控机床常用丝杠传动 271
4.3.1 丝杠螺母副传动 271
4.3.2 滑动丝杠副传动 272
4.3.3 滚珠丝杠螺母传动 282
4.4 数控机床常用传动装置 290
4.4.1 蜗杆蜗轮传动 290
4.4.2 带传动 292
4.5 数控机床常用减速器及其配件 295
4.6 数控机床其他机械部件 304
4.6.1 分度台（数控回转工作台） 304
4.6.2 数控回转刀架、刀库（自动换刀装置） 308
4.6.3 排屑装置 315
4.6.4 防护装置 316
4.7 数控机床常用电气部件 318
4.7.1 数控机床常用检测装置（编码器、光栅尺） 318
4.7.2 数控机床常用可编程控制器 322
4.7.3 数控机床常用低压电器 325
参考文献 347
第2篇 机床机械部件的选型与匹配设计 349
第5章 伺服进给系统机械传动 349
5.1 概述 349
5.2 直线进给系统机械传动 349
5.3 回转进给系统机械传动 351
参考文献 352
第6章 数控机床伺服进给系统机械传动部分数学建模 353
6.1 概述 353
6.2 滚珠丝杠进给系统机械传动数学建模 354
6.3 蜗轮蜗杆回转进给系统机械传动数学建模 358
参考文献 361
第7章 数控机床各机械部件计算条件的确定 362
7.1 概述 362
7.2 计算转速与计算载荷 362
7.2.1 计算转速 362
7.2.2 计算载荷 365
7.3 机床刚度的计算条件 372
7.3.1 弹性变形对工作条件影响的计算条件 372
7.3.2 弹性变形对几何精度和定位精度影响的计算条件 373
7.3.3 弹性变形对加工精度影响的计算条件 374
7.3.4 刚度对抗振性影响的计算条件 378
7.4 传动系统刚度的计算条件 382
7.4.1 根据不出现摩擦自振的条件确定传动系统刚度 382
7.4.2 根据微量进给的灵敏度确定传动系统刚度 387
7.4.3 根据传动精度确定传动系统刚度 387
参考文献 388
第8章 机床传动副的匹配计算 389
8.1 概述 389
8.2 带传动副的匹配计算 389
8.2.1 初始条件 389
8.2.2 计算目标传动比 389
8.2.3 配置计算过程 389
8.3 齿轮传动副的匹配计算 393
8.3.1 渐开线圆柱齿轮传动副的匹配计算 393
8.3.2 锥齿轮传动副的匹配计算 397
8.3.3 行星差动齿轮传动副的匹配计算 401
8.4 蜗杆传动副的匹配计算 418
8.5 滚珠丝杠副的匹配计算 431
8.5.1 滚珠丝杠计算选型 431
8.5.2 滚珠丝杠计算选型实例 437
参考文献 442
第9章 丝杠支承轴承的匹配计算 443
9.1 概述 443
9.2 滚动轴承的匹配计算 443
9.3 配置计算实例 452
参考文献 452
第10章 导轨的匹配计算 453
10.1 概述 453
10.2 滑动导轨的匹配计算 454
10.3 塑料导轨的匹配计算 464
10.4 静压导轨的匹配计算 471
参考文献 473
第11章 机床主轴部件的匹配计算 474
11.1 概述 474
11.2 主轴系统电动机的选型 474
11.2.1 根据刀具和切削条件选择电动机 474
11.2.2 根据切削功率选择电动机 475
11.3 机械式主轴的设计与计算 477
11.3.1 概述 477
11.3.2 机械主轴传动系统 482
11.3.3 主轴参数的确定 486
11.3.4 主轴轴承的选用 487
11.4 电主轴参数的设计与计算 490
11.4.1 电主轴介绍 490
11.4.2 交流调速指标 490
11.4.3 电主轴的设计 490
11.4.4 电主轴选型 495
11.4.5 主轴组件的刚度计算 495
11.4.6 主轴系统选型计算实例 496
参考文献 497
第12章 数控机床常用伺服驱动系统设计与匹配计算 498
12.1 设计原则和步骤 498
12.1.1 设计原则 498
12.1.2 设计步骤 498
12.2 驱动系统稳态设计 498
12.2.1 电动机输出转矩的计算 498
12.2.2 电动机输出转矩的选择 499
12.3 驱动系统动态设计 500
12.3.1 驱动系统动态设计的基本要求 500
12.3.2 加减速能力的计算与要求 500
12.3.3 运动部件惯量的计算 500
12.4 进给伺服电动机的匹配与计算 501
12.4.1 伺服电动机选型概述 501
12.4.2 伺服电动机选型匹配计算 501
12.4.3 进给伺服系统的匹配与计算 510
12.4.4 伺服驱动单元的选型 524
12.4.5 数控系统的选型 529
参考文献 543