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