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目录1

第1章 总论1

1-1 机床课程设计目的1

1-2 机床课程设计内容1

1-3 机床课程设计要求2

1-4 机床课程设计步骤3

1-5 机床课程设计指导4

1-6 机床课程设计答辩前准备5

1-7 机床课程设计答辩6

1-8 绘制主轴变速箱装配图步骤7

1-9 主轴变速箱各轴空间位置确定10

1-10 绘制主轴变速箱装配图的注意问题11

1-11 元件相碰或干涉的检查12

1-12 常用的量和单位13

第2章 主运动设计17

2-1 主传动的功用、主要组成部分、设计要求及设计内容17

2-2 主轴转速确定18

2-3 主轴极限转速确定18

2-4 主轴转速采用等比数列的原因20

2-5 主轴转速数列标准公比值的制定原则21

2-7 主轴转速级数Z、转速范围Rn和公比φ的关系22

2-6 主轴转速数列公比值的选定22

2-8 选取主轴各级转速值，确定主运动参数的内容和步骤23

2-9 主传动方案内容23

2-10 主传动布局方式24

2-11 主传动变速方式24

2-12 主传动有级变速装置25

2-13 变速离合器的安放位置26

2-14 主传动开停方式26

2-16 主轴制动原因及制动方式选择27

2-15 主传动机械开停装置及其放置27

2-17 主传动制动器及其放置28

2-18 主轴换向原因及反向转速29

2-19 主轴换向方式及换向装置放置30

2-20 主运动设计任务、内容及步骤30

2-21 转速图的用途、表达内容及组成部分31

2-22 变速组的级比和级比指数，基本组和扩大组33

2-23 基型变速系统及其变速规律34

2-25 结构网、结构式及其与转速图的异同35

2-24 传动轴的转速范围及变速组的变速范围35

2-26 变速组的传动顺序和扩大顺序36

2-27 结构式方案及其数目的确定37

2-28 主传动齿轮变速组的传动比和变速范围限制38

2-29 主传动设计时为了减小传动件结构尺寸，应遵守的一般原则39

2-30 主传动设计时改善传动性能的注意事项41

2-31 基型变速系统的运动设计要点41

2-32 拟定结构式和结构网的步骤42

2-34 拟定转速图步骤43

2-33 变速系统设置定比传动的理由43

2-35 各变速组传动比的分配44

2-36 变速齿轮齿数的确定原则和要求46

2-37 变速组内模数相同时齿轮齿数的确定47

2-38 变速组内模数不同时齿轮齿数的确定48

2-39 三联滑移齿轮之间的齿数关系48

2-40 滑移齿轮空挡位置48

2-41 一个变速组的齿轮轴向排列49

2-42 两个变速组的齿轮轴向排列50

2-43 交换齿轮变速系统特点50

2-44 多速电动机变速组的级比指数51

2-45 多速电动机变速系统特点及其结构式拟定52

2-46 主轴转速重复现象，重复掉的转速级数计算53

2-47 转速数列的单公比和混合公比，采用混合公比的原因53

2-48 对称型双公比转速数列的变速系统特点55

2-49 背轮变速组特点55

2-50 并联分支传动系统注意问题56

2-51 扩大主轴转速范围措施56

2-52 采用公用齿轮变速系统特点56

2-53 单公用齿轮的选择原则和注意问题57

2-54 双公用齿轮核心变速组的扩大顺序58

2-55 有级变速箱与无级变速装置串联使用时的变速范围和转速级数58

第3章 动力设计60

3-1 机床主电动机功率确定60

3-2 机床主传动空载功率损失的主要影响因素及其估算61

3-3 车削加工切削功率计算63

3-4 铣削加工切削功率计算63

3-5 钻削加工切削功率计算64

3-6 传动件的计算转速65

3-7 主轴计算转速确定66

3-8 主轴的恒功率工作范围和恒转矩工作范围67

3-9 中间传动轴和齿轮的计算转速确定67

3-10 传动件的转矩与功率、转速间的关系69

3-11 带传动的失效形式和设计原则69

3-12 带传动的弹性滑动率70

3-13 普通V带传动限制小带轮基准直径最小值的理由71

3-14 普通V带传动中心距确定71

3-16 V带根数确定72

3-15 普通V带传动带速限制72

3-17 V带传动小带轮包角限制73

3-18 机床齿轮传动的失效形式及其改善措施74

3-19 机床变速齿轮与普通齿轮传动的不同点75

3-20 齿轮的名义载荷、变动载荷、过载载荷和计算载荷75

3-21 机床齿轮传动承载能力计算内容77

3-22 直齿和斜齿圆柱齿轮受力分析77

3-23 变动工作用量系数Kpnt极限值79

3-24 机床齿轮承载能力验算不足时的解决措施80

3-26 传动轴动力计算内容82

3-25 主传动齿轮的模数选定82

3-27 传动轴刚度不足时的解决措施83

3-28 画出传动轴的受力图、弯矩图、转矩图和计算弯矩图84

3-29 滚动轴承额定寿命验算不足时的解决措施86

3-30 普通平键、空心轴或套装齿轮上平键的尺寸选择87

3-31 矩形花键尺寸选择88

3-32 弹性挡圈能否承受轴向力89

3-33 多片摩擦离合器摩擦片数确定89

3-34 多片摩擦离合器压紧受力分析90

3-35 多片摩擦离合器自锁性能91

第4章 主轴组件设计93

4-1 主轴组件的功用及主要组成部分93

4-2 主轴组件工作性能的基本要求93

4-3 主轴传动件类型95

4-4 主轴斜齿圆柱齿轮旋向96

4-5 主轴传动件布置97

4-6 末前轴空间位置98

4-7 主轴设计的主要内容及主轴结构形状要求99

4-8 主轴端部作用99

4-9 车床主轴各部结构作用100

4-10 主轴外径选定102

4-11 主轴孔径选定103

4-12 主轴悬伸量104

4-13 支承跨距对主轴组件刚度的影响104

4-14 主轴支承跨距选择106

4-15 主轴采用三支承结构的理由及紧支承位置106

4-16 主轴滚动支承的选择及主要设计内容107

4-17 3182100型轴承特点及其适用的主轴组件108

4-18 226800型轴承特点及其适用的主轴组件108

4-20 2697100型轴承特点及其适用的主轴组件109

4-19 7000型轴承特点及其适用的主轴组件109

4-21 主轴滚动轴承类型选择110

4-22 主轴推力轴承的布置方式111

4-23 同一支承中两个角接触轴承布置112

4-24 主轴滚动轴承精度选择112

4-25 主轴滚动轴承选配法113

4-26 选择滚动轴承间隙量的一般原则115

4-27 滚动轴承间隙控制方式115

4-28 主轴滚动轴承间隙调整举例116

4-29 主轴受力与变形分析117

4-31 主轴滚动轴承油润滑119

4-30 主轴组件刚度验算内容119

4-32 主轴滚动轴承密封120

第5章 操纵机构设计122

5-1 操纵机构功用和要求122

5-2 操纵机构主要组成部分122

5-3 操纵机构分类123

5-4 摆动式和移动式单独操纵机构124

5-5 对称摆动式操纵机构滑块偏离量和摆杆摆角的检查125

5-6 摆动式操纵方案的设计步骤125

5-7 摆动式操纵机构干涉的检查及解决措施126

5-8 减小单边拨动滑移齿轮的摩擦阻力127

5-9 顺序变速操纵机构128

5-10 公用凸轮操纵机构方案设计129

5-11 选择变速操纵机构131

5-12 孔盘变速操纵机构工作原理132

5-13 预选变速操纵机构133

5-14 液压预选变速操纵机构工作原理134

5-15 消除齿轮顶齿现象的措施135

5-16 保持传动连续性措施136

5-17 操纵机构定位装置基本型式137

5-18 操纵机构定位装置安放部位138

5-19 手柄座与箱体间止推片作用138

第6章 其他零件设计139

6-1 机床常用的带传动及其特点139

6-2 普通V带传动的带轮槽角与带楔角140

6-3 采用卸荷带轮的理由及其工作原理140

6-4 带轮轮辐型式142

6-5 V带需要张紧的理由及张紧方式142

6-6 机床常用的圆柱齿轮传动种类143

6-7 齿轮模数、分度圆、节圆、齿顶高和齿根高144

6-8 标准齿轮和变位齿轮144

6-9 变位齿轮在机床中应用146

6-10 齿轮变位系数选择146

6-11 滑移齿轮齿端形状147

6-12 多联齿轮的整体结构和套装结构148

6-13 整体式多联齿轮空刀槽149

6-14 套装式多联齿轮结构型式150

6-16 齿轮周向固定方式152

6-15 齿轮圆柱面或圆锥面定心152

6-17 齿轮轴向固定方式153

6-18 空套齿轮安装方式153

6-19 传动轴的轴向固定方式154

6-20 传动轴受热伸长问题154

6-21 传动轴中心孔结构型式155

6-22 传动轴形状及其注意问题156

6-23 传动轴滚动轴承类型选择157

6-24 一个支承处安装两个相同滚动轴承的理由157

6-26 矩形花键小径定心158

6-25 8000型轴承紧圈与松圈的安装位置158

6-27 多片摩擦离合器操纵方式159

6-28 机械式多片摩擦离合器工作原理159

6-29 机械式多片摩擦离合器的摩擦片间隙调整161

6-30 闸带式制动器工作原理162

6-31 飞轮作用及安放位置163

6-32 飞轮与齿轮的整体式和套装式结构特点163

6-33 皮碗密封圈的安装方向164

6-34 主轴变速箱的油塞、油标和油窗作用164

7-1 机械制图的图线165

第7章 机械制图165

7-2 金属零件剖面符号166

7-3 视图166

7-4 剖切面和剖视图167

7-5 移出剖面168

7-6 局部放大图169

7-7 机械制图简化画法170

7-8 滚动轴承代号171

7-9 滚动轴承的简化画法和示意画法171

7-10 螺纹联接件画法174

7-11 联接螺钉的旋入长度、螺纹孔及钻孔深度175

7-12 螺纹的螺距和导程，螺纹标注175

7-13 螺纹紧固件标注176

7-14 键、销标注177

7-15 圆柱齿轮画法177

7-16 圆柱齿轮图样178

7-17 齿轮传动中心距标注179

7-18 矩形花键画法180

7-19 常用离合器简图符号181

7-21 斜度及锥度182

7-20 零件中心孔表示法182

7-22 轴用弹性挡圈槽的轴向定位尺寸183

7-23 圆螺母止退垫圈防松结构画法184

7-24 通用机床型号规定184

第8章 公差配合与表面粗糙度186

8-1 尺寸，孔、轴，基本尺寸，实际尺寸，极限尺寸186

8-2 尺寸偏差，尺寸公差186

8-3 零线，尺寸公差带，标准公差，公差单位，基本偏差187

8-4 配合，间隙或过盈，间隙配合、过盈配合和过渡配合188

8-6 优先选用基孔制的理由190

8-5 最小和最大间隙，最小和最大过盈，配合公差190

8-7 选用基轴制的理由191

8-8 非基准件配合191

8-9 最大和最小实体尺寸，孔和轴的作用尺寸192

8-10 公差等级及其分级193

8-11 公差等级选择193

8-12 公差带代号及表示方法194

8-13 不同配合的代号含义，在公差带图上标出最大间隙、最小间隙、最大过盈、最小过盈194

8-14 配合的选择195

8-15 零件图上未标注公差196

8-16 要素，理想要素，实际要素，被测要素，基准要素，单一要素，关联要素197

8-18 形位公差代号198

8-17 形状公差和位置公差198

8-19 形位公差值确定199

8-20 表面粗糙度符号200

8-21 表面粗糙度的评定参数201

8-22 表面粗糙度数值与尺寸公差及表面形状公差关系201

8-23 传动轴精度202

8-24 传动轴表面粗糙度选择203

8-25 主轴的精度要求及测量方法203

8-27 圆柱齿轮精度标注及选择206

8-26 主轴表面粗糙度选择206

8-28 齿轮精度检验项目208

8-29 齿轮副中心距极限偏差208

8-30 齿轮齿面及其他表面粗糙度选择209

8-31 滚动轴承内径及外径公差带209

8-32 滚动轴承与轴及壳体孔配合211

8-33 滚动轴承配合轴颈及壳体孔的形位公差和表面粗糙度选择212

8-34 平键联结的键槽配合212

8-35 矩形花键公差配合及检验213

8-37 螺纹精度等级215

8-36 螺纹公差带组成215

8-38 圆柱螺纹检测方法216

8-39 操纵摆杆上轴销与滑块的配合217

10-12 调整装配法，修配装配法，互换装配法，分组装配法218

8-40 主轴箱体零件精度及表面粗糙度218

8-41 箱体零件检测项目及检测方法219

8-42 测量误差及其分类220

8-43 工件的验收极限220

8-44 普通计量器具选择原则221

8-45 普通计量器具选择步骤222

9-1 工业用钢分类224

9-2 结构钢分类及标注224

第9章 材料及热处理224

9-3 机床常用铸铁材料及标注227

9-4 钢的热处理228

9-5 热处理表示方法229

9-6 钢的退火和正火229

9-7 钢的淬火230

9-8 钢的淬透性与淬硬性230

9-9 钢的回火和调质231

9-10 钢的表面淬火231

9-11 钢的渗碳、渗氮和氰化232

9-13 灰口铸铁热处理方式233

9-12 渗碳处理工件的工艺路线233

9-14 硬度及硬度指标234

9-15 主传动齿轮用钢材及热处理235

9-16 齿轮用非金属材料236

9-17 中碳钢齿轮热处理工序236

9-18 重载齿轮传动的硬齿面和软齿面237

9-19 高频淬火与齿轮材料关系237

9-20 主轴材料238

9-21 主轴热处理工序238

9-22 热处理工艺对主轴结构要求239

9-23 传动轴的材料及热处理240

9-24 带轮材料240

9-25 主轴变速箱体材料241

9-26 摩擦片材料及热处理241

10-2 工艺过程，工艺文件，工艺方案，工艺路线，工艺规程243

10-1 机械制造工艺，零件结构工艺性，工艺性分析和审查243

第10章 机械制造工艺243

10-3 生产纲领，生产类型，生产批量，生产周期，生产节拍244

10-4 毛坯，工件，工艺关键件，外协件244

10-5 工序，安装，工步，工位245

10-6 设计、工艺、工序、定位、测量、装配和辅助基准245

10-7 工艺孔，工艺尺寸，工序尺寸，尺寸链，工艺尺寸链和装配尺寸链246

10-8 加工总余量，工序余量，工艺留量，切削用量246

10-11 工艺过程卡片，工艺卡片，工序卡片247

10-10 加工误差，加工精度，加工经济精度247

10-9 作业时间，基本时间，辅助时间，准备与终结时间，时间定额247

10-13 制订工艺规程步骤248

10-14 车床主轴加工249

10-15 传动轴加工250

10-16 圆柱齿轮加工251

10-17 齿轮花键孔加工251

10-18 圆柱齿轮齿形加工方法252

10-19 箱体结构工艺性253

10-20 滚动轴承装卸254

参考文献255