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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