第一章 总体设计 1
1-1 机床设计应满足的基本要求 1
一、满足性能要求 1
二、经济效益 4
三、人机关系 4
1-2 机床设计的步骤 5
一、有关机床设计的几点看法 5
二、机床设计的步骤 6
三、样机试制和鉴定 6
1-3 系列化、通用化和标准化 6
一、机床的系列化 7
二、零部件的通用化和标准化 7
1-4 机床的总布局 9
一、机床的运动及其分配 9
二、加工精度 11
三、便于操作、观察与调整 11
四、机床的外形与色彩 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 16
参考资料 22
第二章 传动设计 23
2-1 外联传动链的设计原则 23
一、外联传动链的功用和组成 23
二、外联传动链的设计原则 23
2-2 分级变速外联传动链设计 26
一、分级变速机构的转速图和结构网 26
二、主运动链转速图的拟定 28
三、分级变速的几种特殊情况 31
四、扩大变速范围的方法 37
五、齿轮齿数的确定 40
2-3 计算转速 41
一、机床的功率扭矩特性 41
二、机床主要传动件计算转速的确定 41
2-4 无级变速传动链的设计原则 44
2-5 变速箱和进给箱 46
一、组成和要求 46
二、箱内各轴线的布置 46
三、齿轮在轴上的布置与排列 52
四、箱体内传动轴的安装 53
五、相啮合齿轮的宽度 55
2-6 传动件的疲劳强度计算 55
一、额定载荷和当量载荷 55
二、固定工作用量下对载荷的修正 56
三、变动工作用量下对载荷的修正 57
四、变动工作用量下材料的强化效应 59
五、寿命系数的极限值 60
2-7 主轴箱的温升 62
一、热平衡和温度场 62
二、主轴箱的温升估算 63
三、减少热变形的途径 65
2-8 内联传动链的设计原则 66
一、传动误差的来源和传递规律 66
二、提高传动精度的措施和内联传动链的设计原则 67
三、滚齿机传动原理图设计举例 69
2-9 辅助运动传动链的设计原则 71
一、调位传动链 72
二、进给前后的快移传动链 72
参考资料 74
第三章 主轴组件 75
3-1 对主轴组件的基本要求 75
一、旋转精度 75
二、静刚度 75
三、抗振性 76
四、热变形 76
五、耐磨性 76
3-2 主轴的传动 77
一、主轴的传动方式 77
二、主轴传动件的布置 77
3-3 主轴轴承的选择和主轴的滚动轴承 79
一、主轴轴承的选择 79
二、主轴滚动轴承的选型 79
三、主轴滚动轴承的精度 82
四、主轴滚动轴承的寿命 83
五、滚动轴承的刚度 83
3-4 主轴 86
一、主轴的构造 86
二、主轴的材料和热处理 86
三、主轴的技术要求 86
3-5 装滚动轴承的主轴组件 89
一、推力支承位置的选择 89
二、中等转速、较大载荷的主轴组件 90
三、较高转速的主轴组件 94
四、以轴向力为主的主轴组件 95
3-6 主轴的滑动轴承 96
一、液体动压轴承 96
二、液体静压轴承 103
3-7 提高主轴组件性能的一些措施 108
一、提高主轴组件的旋转精度 108
二、提高主轴组件的运动精度 109
三、提高主轴组件的刚度 109
四、提高主轴组件的抗振性 110
五、控制主轴组件的温度 110
3-8 主轴组件的计算 110
一、主轴直径的选择 110
二、主轴合理跨距的选择 111
三、主轴组件的验算 114
3-9 润滑和密封 123
一、主轴滚动轴承的润滑 123
二、主轴滑动轴承的润滑 125
三、主轴组件的密封 125
参考资料 126
第四章 支承件 127
4-1 支承件应满足的要求和设计步骤 127
4-2 支承件的静力分析 127
4-3 支承件的静静刚度和形状选择的原则 130
一、支承件的静刚度 130
二、刚度的折算和比较 132
三、支承件形状选择的原则 133
四、隔板 135
五、提高局部刚度 135
六、提高接触刚度 136
4-4 支承件的动态特性 137
一、固有频率和振型 137
二、支承件动态特性的对比 138
三、提高支承件的动态特性 141
4-5 支承件的热变形特性 141
一、机床和支承件的热变形 141
二、简单零件热变形的估算 142
三、提高支承件的热变形特性 143
4-6 支承件的结构设计 145
一、材料和时效处理 145
二、壁厚的选择 146
三、卧式床身 146
四、立柱 147
五、横梁和摇臂 148
六、滑板和工作台 149
七、底板 149
八、箱体 150
九、铸件结构工艺性 150
十、支承件的焊接结构 151
4-7 模型试验简介 153
一、模型试验的原理 153
二、模型的材料 157
三、模型试验举例 157
参考资料 159
第五章 导轨 160
5-1 导轨的功用、分类和应满足的要求 160
一、导轨的功用和分类 160
二、导轨应满足的要求 161
5-2 滑动导轨 163
一、导轨的材料 163
二、导轨的结构 166
5-3 滑动导轨的验算 172
一、概述 172
二、导轨压强的分布 172
三、导轨的许用压强 175
5-4 各种导轨设计要点简介 176
一、动压导轨 176
二、普通滑动导轨 178
三、静压导轨 179
四、卸荷导轨 182
五、滚动导轨 184
5-5 导轨的润滑与防护 189
一、导轨的润滑 189
二、导轨的防护 190
5-6 提高耐磨性的措施 193
一、争取无磨损 193
二、争取少磨损 193
三、争取均匀磨损 194
四、磨损后应能补偿磨损量 194
5-7 低速运动平稳性 194
一、爬行的现象及其影响 194
二、对爬行现象的分析 195
三、产生爬行的原因和消除的措施 199
参考资料 201
第六章 控制与操纵 202
6-1 控制系统 202
一、控制系统的功用、组成和分类 202
二、时间控制系统 203
三、继动控制系统 204
四、用插销板的程序控制系统 205
五、数字控制系统 205
六、适应控制系统 207
七、预报控制系统 208
6-2 操纵机构 208
一、操纵机构的功用、要求、组成和分类 208
二、单独操纵机构 210
三、顺序集中变速操纵机构 212
四、越级集中变速操纵机构 216
五、集中变速时保证齿轮顺利啮合的措施 222
六、操纵机构的定位 224
6-3 保险装置 226
一、过载保险装置 226
二、各操纵机构之间的互锁 228
参考资料 228
附录 机床的精度、抗振性和噪声 229
Ⅰ．精度 230
一、概述 230
二、机床的精度等级 231
三、机床的精度标准 231
四、保证机床精度的措施 237
Ⅱ．抗振性 238
一、单自由度系统 239
二、整机和构件 248
三、自激振动和切削稳定性 251
Ⅲ．噪声 255
一、概述 255
二、衡量噪声的指标 255
三、机床上产生噪声的原因和降低噪声的途径 258
四、噪声的测试 266
五、噪声估算的现况 268
参考资料 269