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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