第1章 绪论 1
1.1 机械制造装备及其在国民经济中的重要作用 1
1.1.1 机械制造业的地位与发展状况 3
1.1.2 机械制造业的发展趋势 4
1.2 机械制造装备应具备的主要功能 6
1.2.1 一般功能要求 6
1.2.2 其他功能要求 7
1.3 机械制造装备的分类 9
1.3.1 加工装备 9
1.3.2 工艺装备 12
1.3.3 储运装备 13
1.3.4 辅助装备 14
思考与习题 15
第2章 机械制造装备设计的类型和方法 16
2.1 机械制造装备产品设计的类型 16
2.1.1 新产品设计 16
2.1.2 变型产品设计 17
2.1.3 模块化设计 17
2.2 机械制造装备设计的方法 17
2.2.1 新产品设计 17
2.2.2 系列化产品设计 21
2.2.3 模块化产品设计 25
2.3 机械制造装备的设计新方法 28
2.3.1 可靠性设计 28
2.3.2 优化设计 32
2.3.3 快速响应设计 36
2.3.4 虚拟设计技术 38
2.3.5 并行设计 40
2.3.6 绿色设计 43
2.4 机械制造装备设计的评价 49
思考与习题 58
第3章 金属切削机床设计 59
3.1 金属切削机床概述 59
3.1.1 金属切削机床分类 59
3.1.2 机床的基本组成 66
3.1.3 金属车削机床 66
3.2 金属切削机床设计的基本理论 98
3.2.1 机床的运动学原理 98
3.2.2 精度 107
3.2.3 刚度 108
3.2.4 振动 109
3.2.5 热变形 109
3.2.6 噪声 110
3.2.7 低速运动平稳性 111
3.3 金属切削机床总体设计 112
3.3.1 机床系列型谱的制订 112
3.3.2 机床运动功能设置 113
3.3.3 机床的总体结构方案设计 113
3.3.4 总体方案评价 114
3.3.5 机床主要参数的设计 115
3.4 主传动系统设计 126
3.4.1 主传动系统的功用及设计要求 126
3.4.2 主传动系统方案的确定 126
3.4.3 分级变速主传动系统的设计 130
3.4.4 无级变速主传动系统设计 151
3.4.5 数控机床主传动系统设计 152
3.5 进给传动系统设计 160
3.5.1 进给传动系统类型及设计要求 160
3.5.2 机械进给传动系统的设计特点 162
3.5.3 电气伺服进给系统 164
思考与习题 174
第4章 典型部件设计 176
4.1 主轴部件设计 176
4.1.1 主轴组件基本要求 176
4.1.2 主轴传动件 178
4.1.3 主轴结构设计 179
4.1.4 主轴轴承 181
4.2 支承件设计 189
4.2.1 支承件基本要求 189
4.2.2 支承件受力分析 190
4.2.3 支承件结构设计 191
4.2.4 支承件材料 192
4.2.5 提升支承件刚度的措施 195
4.3 导轨设计 197
4.3.1 导轨的功用与基本要求 197
4.3.2 滑动导轨 198
4.3.3 滚动导轨 199
4.3.4 静压导轨 201
4.3.5 提升导轨动态特性的措施 201
4.4 滚珠丝杠螺母副机构 203
4.4.1 滚珠丝杠螺母副的工作原理 203
4.4.2 滚珠丝杠副的结构 204
4.4.3 滚珠丝杠副的间隙调整 204
4.4.4 滚珠丝杠副设计 205
4.4.5 滚珠丝杠副的稳定性 210
4.5 机床刀架和自动换刀装置设计 210
4.5.1 刀架基本要求 210
4.5.2 刀架结构 211
4.5.3 自动换刀装置 212
4.5.4 自动选刀系统 214
4.6 机床控制系统设计 216
4.6.1 控制系统内容 216
4.6.2 行程和时间控制 217
4.6.3 顺序控制 219
4.6.4 数字控制 228
4.6.5 插补原理 236
思考与习题 237
第5章 组合机床设计 239
5.1 概述 239
5.1.1 组合机床的组成及其特点 239
5.1.2 组合机床的分类 241
5.2 组合机床总体设计 252
5.2.1 组合机床的设计步骤 252
5.2.2 确定切削用量及选择刀具 257
5.2.3 三图一卡编制 267
5.3 组合机床多轴箱设计 273
5.3.1 多轴箱概述 273
5.3.2 多轴箱的种类和结构 274
5.3.3 多轴箱的通用零部件 276
5.3.4 多轴箱的设计步骤和内容 277
5.3.5 多轴箱的设计 283
5.4 组合机床设计实例 285
第6章 工业机器人设计 293
6.1 概述 293
6.1.1 工业机器人的工作原理 294
6.1.2 工业机器人的构成与分类 294
6.1.3 工业机器人特性参数表示 298
6.2 工业机器人运动功能设计 299
6.2.1 工业机器人位姿 300
6.2.2 坐标变换 301
6.2.3 物体的变换及逆变换 307
6.2.4 通用旋转变换 309
6.3 工业机器人运动方程 312
6.3.1 机器人正向运动学 312
6.3.2 工业机器人逆向运动学 323
6.4 工业机器人的机械结构设计 331
6.4.1 工业机器人的机座 331
6.4.2 工业机器人手臂 333
6.4.3 工业机器人手腕 337
6.4.4 工业机器人末端执行器 343
思考与习题 357
第7章 机床夹具设计 358
7.1 概述 358
7.1.1 机床夹具的基本组成 359
7.1.2 机床夹具的作用和分类 359
7.1.3 夹具的设计步骤 360
7.2 机床夹具的定位机构设计 363
7.2.1 工件的定位 363
7.2.2 常用定位机构 365
7.2.3 定位误差分析与计算 374
7.3 机床夹具的夹紧机构的设计 378
7.3.1 工件的夹紧 378
7.3.2 夹紧力的确定 379
7.3.3 典型夹紧机构夹紧力大小的确定 383
7.3.4 其他夹紧机构 388
7.4 机床夹具的其他装置 391
7.4.1 导向装置 391
7.4.2 对刀装置 393
7.4.3 分度装置 394
7.4.4 动力装置 395
7.5 可调夹具的设计 396
7.5.1 工作原理及结构组成 396
7.5.2 可调夹具设计 396
7.6 成组夹具设计和设计原则 397
7.6.1 成组夹具设计 397
7.6.2 成组夹具设计原则 398
7.7 组合夹具的设计 398
7.7.1 组合夹具的特点 398
7.7.2 组合夹具的应用范围 399
7.7.3 组合夹具的类型 399
7.7.4 组合夹具元件及其功能 401
7.7.5 组合夹具的组装 403
7.8 随行夹具 403
7.8.1 随行夹具设计应注意的问题 404
思考与习题 405
第8章 物流系统设计 406
8.1 物流系统基础知识 406
8.1.1 物流系统的意义 406
8.1.2 物流系统的构成 407
8.1.3 物流系统的功能 411
8.1.4 物流系统应满足的要求 411
8.2 物流系统的整体设计 411
8.2.1 物流系统的设计要求 412
8.2.2 物流系统设计的主要任务 413
8.2.3 物流系统设计的主要过程 413
8.3 机床上下料装置的设计 416
8.3.1 机床上下料装置的分类和设计原则 417
8.3.2 料仓式上料装置 417
8.3.3 料斗式上料装置 421
8.4 物料运输装置设计 424
8.4.1 输送机 424
8.4.2 步伐式输送装置 426
8.4.3 自动运输小车 427
8.4.4 辅助装置 429
8.5 自动化仓库设计 430
8.5.1 自动化仓库的功能 430
8.5.2 自动化仓库的机械设备 432
8.5.3 自动化仓库的分类 434
8.5.4 自动化仓库的工作过程 437
8.5.5 仓库自动化系统的设计 438
思考与习题 441
第9章 机械加工生产线总体设计 442
9.1 制造系统与机械加工系统 442
9.1.1 机械加工生产线 443
9.1.2 加工生产线类型 444
9.1.3 加工生产线设计原则 447
9.1.4 加工生产线结构方案的影响因素 447
9.2 生产线工艺方案设计 448
9.2.1 生产线工艺方案拟定 449
9.2.2 生产节拍的平衡和生产线的分段 451
9.2.3 生产线的技术经济性能评价 453
9.3 机械加工生产线的总体布局 456
9.3.1 机械加工生产线的总体布局形式 456
9.3.2 机械加工生产线总联系尺寸图 463
9.3.3 机械加工生产线其他设备的选择与配置 465
9.4 柔性制造系统 467
9.4.1 柔性制造系统概述 467
9.4.2 柔性制造系统规划 472
9.4.3 柔性制造系统的总体设计 473
9.4.4 柔性制造系统实例 489
思考与习题 493
参考文献 494