1、主頁第一章第一章 緒論緒論第二章第二章 機械制造裝備設計方法機械制造裝備設計方法第三章第三章 金屬切削機床設計金屬切削機床設計退出退出下一頁下一頁第四章第四章 工業機器人設計工業機器人設計主頁第七章第七章 機械加工生產線總體設計機械加工生產線總體設計第五章第五章 機床夾具設計機床夾具設計第六章第六章 物流系統設計物流系統設計退出退出下一頁下一頁MRP& MRP MRP(Material Requirement Planning)物料需求計劃：是以物料計劃人員或存貨管理人員為核心的物料需求計劃體系，它的涵蓋范圍僅僅為物料管理這一塊。 主要用于非獨立性需求（相關性需求）性質的庫存控制。 制

2、造資源計劃（Manufacturing Resources Planning簡稱MRP：將公司高層管理與中層管理結合在一起,以制造資源計劃為活動核心,促使企業管理循環的動作,達到最有效的企業經營。其涵蓋范圍包含了企業的整個生產經營體系，包括經營目標、銷售策劃、財務策劃、生產策劃、物料需求計劃、采購管理、現場管理、運輸管理、績效評價等等各個方面。 從MRP到ERP MRP 通用計算公式:凈需求=毛需求+已分配量+安全庫存-計劃在途-實際在途-可用庫存 第一章 緒論第一章第一章 緒論緒論第一節第一節 機械制造裝備及其在國民經濟中的重要作用機械制造裝備及其在國民經濟中的重要作用第二節第二節 機械制造

3、裝備應具備的主要功能機械制造裝備應具備的主要功能第三節第三節 機械制造裝備的分類機械制造裝備的分類返回主頁返回主頁退出退出上一頁上一頁下一頁下一頁第一章 緒論1.1 1.1 機械制造裝備及其在國民經濟中的重要作用機械制造裝備及其在國民經濟中的重要作用 （一）制造業是一個國家或地區經濟發展的重（一）制造業是一個國家或地區經濟發展的重 要支柱。要支柱。（二）機械制造業是制造業的核心。（二）機械制造業是制造業的核心。（三）機械制造業的發展狀況。（三）機械制造業的發展狀況。上一頁上一頁下一頁下一頁退出退出返回主頁返回主頁返回本章返回本章第一章 緒論1.2 1.2 機械制造裝備應具備的主要功能機械制造裝

4、備應具備的主要功能 （一）一般的功能要求（一）一般的功能要求（1）加工精度方面的要求（2）強度、剛度和抗震性方面的要求（3）加工穩定性方面的要求（4）耐用性方面的要求（5）技術經濟方面的要求（二）柔性化（二）柔性化（三）精密化（三）精密化（四）自動化（四）自動化（五）機電一體化（五）機電一體化（六）節材（六）節材（七）符合工業工程要求（七）符合工業工程要求（八）符合綠色工程要求（八）符合綠色工程要求返回主頁返回主頁退出退出上一頁上一頁下一頁下一頁返回本章返回本章機械制造裝備設計1 1。3 3 機械制造裝的分類機械制造裝的分類第一章 緒論1.3 1.3 機械制造裝備的分類機械制造裝備的分類 （一

5、）加工裝備：（一）加工裝備：機械制造裝備包括機械制造裝備包括加工裝備、工藝裝備、倉儲運輸裝備和輔助裝備四大類。（二）工藝裝備：（二）工藝裝備：（三）倉儲運送裝備：（三）倉儲運送裝備：主要指機床。機床是制造機器的機器，也稱工作母機。各種刀具、模具、夾具、量具等總稱為工藝裝備。它是保證產品制造質量、貫徹工藝規程、提高生產效率的重要手段。倉儲運輸裝備包括各級倉儲、物料運輸、機床上下料、機器人等。退出退出上一頁上一頁進入下一章進入下一章返回主頁返回主頁返回本章返回本章第二章 機械制造裝備設計方法第二章第二章 機械制造裝備設計方法機械制造裝備設計方法 第一節第一節 機械制造裝備設計的類型機械制造裝備設計

6、的類型第二節第二節 機械制造裝備設計的方法機械制造裝備設計的方法第三節第三節 機械制造裝備設計的評價機械制造裝備設計的評價返回主頁返回主頁退出退出上一頁上一頁下一頁下一頁第二章 機械制造裝備設計方法2.1 2.1 機械制造裝備設計的類型機械制造裝備設計的類型 一、創新設計一、創新設計二、變形設計二、變形設計三、組合設計三、組合設計上一頁上一頁下一頁下一頁退出退出返回主頁返回主頁返回本章返回本章第二章 機械制造裝備設計方法2.2 2.2 機械制造裝備設計的方法機械制造裝備設計的方法 一、機械制造裝備設計的典型步驟一、機械制造裝備設計的典型步驟二、系列化設計二、系列化設計三、模塊化設計三、模塊化設

7、計上一頁上一頁下一頁下一頁退出退出返回主頁返回主頁四、合理化工程四、合理化工程返回本章返回本章第二章 機械制造裝備設計方法產品規劃階段產品規劃階段需求分析需求分析調查研究調查研究預測預測可行性分析可行性分析編制設計任務書編制設計任務書方案設計階段方案設計階段對設計任務的抽象對設計任務的抽象建立功能結構建立功能結構 圖圖1尋求原理解與解決方法尋求原理解與解決方法初步設計方案的形成初步設計方案的形成 圖圖3初步設計方案的評價與篩選初步設計方案的評價與篩選退出退出下一頁下一頁返回本節返回本節 2.2.1 機械制造裝備設計的典型步驟機械制造裝備設計的典型步驟返回主頁返回主頁1、2、3、4、5、1、2、

8、3、4、5、（一）（一）（二）（二）第二章 機械制造裝備設計方法技術設計階段技術設計階段確定結構原理方案確定結構原理方案總體設計總體設計結構設計結構設計施工設計階段施工設計階段零件圖設計零件圖設計完善裝備圖完善裝備圖商品化設計商品化設計編制技術文檔編制技術文檔退出退出返回本節返回本節 2.2.1 機械制造裝備設計的典型步驟機械制造裝備設計的典型步驟返回主頁返回主頁1、2、3、1、2、3、4、（三）（三）（四）（四）下一頁下一頁第二章 機械制造裝備設計方法系列化設計的基本概念系列化設計的基本概念退出退出返回本節返回本節2.2.2 系列化設計系列化設計返回主頁返回主頁（一）（一）（二）（二） 系列

9、化設計的優缺點系列化設計的優缺點（三）（三） 系列化設計的步驟系列化設計的步驟1、2、3、主參數和主要性能指標的確定主參數和主要性能指標的確定參數分級參數分級制定系列型譜制定系列型譜縱系列產品縱系列產品橫系列產品橫系列產品跨系列產品跨系列產品abc下一頁下一頁第二章 機械制造裝備設計方法模塊化設計的基本概念：模塊化設計的基本概念：退出退出返回本節返回本節2.2.3 模塊化設計模塊化設計返回主頁返回主頁（一）（一）（二）（二）模塊化設計的優缺點模塊化設計的優缺點（三）（三）模塊化設計的步驟模塊化設計的步驟1、2、3、明確任務建立功能結構 圖圖4 4、圖圖6 6合理確定產品的系列型譜和參數下一頁下

10、一頁模塊模塊是具有一定功能的零件、組件或部件，模塊上具有特定的聯接表面和聯接方法，以保證相互組合的互換性和精確度。模塊化設計是模塊化設計是提高產品質量、降低成本、加快設計進度、進行組合設計的重要途徑。1、2、第二章 機械制造裝備設計方法退出退出返回本節返回本節2.2.4 合理化工程合理化工程返回主頁返回主頁進入下一節進入下一節合理化工程是一種管理哲理。合理化工程是一種管理哲理。合理化工程的主要目的是合理化工程的主要目的是采用先進的信息處理技術，進行產品結構的重組、產品設計開發過程的重組和設計/管理系統信息集成，盡可能減少產品零部件的類別數，從而縮短產品的開發周期，提高產品設計質量。1、2、第二

11、章 機械制造裝備設計方法2.3 2.3 機械制造裝備設計的評價機械制造裝備設計的評價 一、技術經濟評價一、技術經濟評價二、可靠性評價二、可靠性評價三、人機工程學評價三、人機工程學評價上一頁上一頁下一頁下一頁退出退出返回主頁返回主頁四、結構工藝性評價四、結構工藝性評價五、產品造型評價五、產品造型評價六、標準化評價六、標準化評價返回本章返回本章第二章 機械制造裝備設計方法建立目標系統和確定評價標準建立目標系統和確定評價標準退出退出返回本節返回本節2.3.1 技術經濟評價技術經濟評價返回主頁返回主頁（一）（一）（二）（二）確定重要性系數確定重要性系數 圖圖7 7（四）（四）確定各設計方案的評價分數確

12、定各設計方案的評價分數總權重值總權重值ZQj技術評價技術評價Tj經濟評價經濟評價Ej:經濟評價是經濟評價是理想生產成本CL與實際生產成本Cs之比,即: Ej = CL/Cs技術經濟評價的步驟技術經濟評價的步驟:（三）（三）（五）（五）（七）（七）（六）（六）1、2、通常理想成本CL應低于市場同類產品最低價的70%。經濟評價Ej越大，代表經濟效果越好，Ej=1Ej=1的方案經濟上最理想。如經濟評價值小于小于0.70.7，說明方案的實際生產成本大于市場同類產品的最低價，一般不予考慮。技術經濟評價技術經濟評價TEj:TEj:有兩種計算方法有兩種計算方法1、當Tj和Ej的值相差不太懸殊時不太懸殊時，可

13、用均值法計算Ej值：2、TEj = （ Tj+Ej）/2當Tj和Ej的值相差很懸殊時很懸殊時，建議用雙曲線法計算Ej值：TEj = Tj+Ej下一頁下一頁第二章 機械制造裝備設計方法可靠性特征量可靠性特征量退出退出返回本節返回本節2.3.2 可靠性評價可靠性評價返回主頁返回主頁（一）（一）（二）（二） 可靠性預測可靠性預測下一頁下一頁產品可靠性指標產品可靠性指標可靠性可靠性維修性維修性有效性有效性耐久性耐久性安全性安全性可靠度可靠度可靠壽命可靠壽命累積失效概率累積失效概率失效率失效率平均壽命平均壽命平均修復時間平均修復時間修復率修復率維修度維修度極限有效度極限有效度平均有效度平均有效度瞬時有效

14、度瞬時有效度可靠性指標的分配可靠性指標的分配（三）（三）第二章 機械制造裝備設計方法（一）人因素方面（一）人因素方面（二）機器因素方面（二）機器因素方面（三）環境因素方面（三）環境因素方面（四）人機系統方面（四）人機系統方面退出退出返回本節返回本節2.3.3 人機工程學評價人機工程學評價返回主頁返回主頁下一頁下一頁第二章 機械制造裝備設計方法加工工藝性加工工藝性裝配工藝性裝配工藝性退出退出返回本節返回本節2.3.4 結構工藝性評價結構工藝性評價返回主頁返回主頁（一）（一）（二）（二）下一頁下一頁（三）（三）維修工藝性維修工藝性結構工藝性評價的目的是結構工藝性評價的目的是降低生產成本,縮短生產時

15、間,提高產品質量。結構工藝性應從加工、裝配、維修和運輸等方面來評價。第二章 機械制造裝備設計方法產品造型設計產品造型設計產品色彩產品色彩退出退出返回本節返回本節2.3.5 產品造型評價產品造型評價返回主頁返回主頁（一）（一）（二）（二）下一頁下一頁機械產品的造型的總原則是機械產品的造型的總原則是經濟實用、美觀大方。“經濟”指的是造型成本低，并有助于提高產品的可靠性、壽命和人機界面。“實用”指的是實用操作方便、舒適、符合人體的生理和心理特征。1、尺度與比例、尺度與比例2、對稱與均衡、對稱與均衡3、安定與輕巧、安定與輕巧4、對比與調和、對比與調和5、過度與呼應、過度與呼應6、節奏與韻律、節奏與韻律

16、7、重點與一般、重點與一般1、色調選擇、色調選擇2、配色方法、配色方法第二章 機械制造裝備設計方法標準化及其目的標準化及其目的標準分類標準分類退出退出返回本節返回本節2.3.6 標準化評價標準化評價返回主頁返回主頁（一）（一）（二）（二）進入下一章進入下一章（三）（三）企業標準體系結構企業標準體系結構 圖圖2222產品設計的標準化產品設計的標準化（四）（四）1、技術標準技術標準工作標準工作標準 圖圖21 21 管理標準管理標準2、3、1、2、3、4、企業標準的審查企業標準的審查設計文件的標準化審查設計文件的標準化審查工藝文件的標準化審查工藝文件的標準化審查工裝設計文件的標準化審查工裝設計文件的

17、標準化審查第三章 金屬切削機床設計第三章第三章 金屬切削機床設計金屬切削機床設計 第一節第一節 概述概述第二節第二節 金屬切削機床設計的基本理論金屬切削機床設計的基本理論第三節第三節 金屬切削機床總體設計金屬切削機床總體設計返回主頁返回主頁退出退出上一頁上一頁下一頁下一頁第四節第四節 主傳動系主傳動系設計設計第三章 金屬切削機床設計第三章第三章 金屬切削機床設計金屬切削機床設計 第五節第五節 進給傳動系設計進給傳動系設計第六節第六節 主軸部件設計主軸部件設計第七節第七節 支承件支承件設計設計返回主頁返回主頁退出退出上一頁上一頁下一頁下一頁第八節第八節 導軌導軌設計設計第三章 金屬切削機床設計第

18、三章第三章 金屬切削機床設計金屬切削機床設計 第九節第九節 機床刀架和自動換刀裝置設計機床刀架和自動換刀裝置設計第十節第十節 機床控制系統設計機床控制系統設計返回主頁返回主頁退出退出上一頁上一頁下一頁下一頁第三章 金屬切削機床設計3.1 3.1 概述概述一、機床設計應滿足的基本要求一、機床設計應滿足的基本要求二、機床設計方法二、機床設計方法三、機床設計步驟三、機床設計步驟上一頁上一頁下一頁下一頁退出退出返回主頁返回主頁返回本章返回本章第三章 金屬切削機床設計（一）工藝范圍（一）工藝范圍 （二）柔性（二）柔性（三）與物流系統的可親性（三）與物流系統的可親性 （四）剛度（四）剛度（五）精度（五）精

19、度 （六）噪聲（六）噪聲（七）成產率和自動化（七）成產率和自動化 （八）成本（八）成本（九）生產周期（九）生產周期 （十）可靠性（十）可靠性（十一）造型與色彩（十一）造型與色彩退出退出返回本節返回本節3.1.1 機床設計應滿足的基本要求機床設計應滿足的基本要求返回主頁返回主頁下一頁下一頁第三章 金屬切削機床設計退出退出返回本節返回本節3.1.2 機床設計方法機床設計方法返回主頁返回主頁下一頁下一頁 （一）（一）機床設計機床設計正在向著“以系統為主的機床設計”方向發展，即在機床設計時要考慮它如何更好的適應FMS等先進制造系統的要求，例如要求具有時、空柔性，與物流的可親性等等。（二）機床設計方法是

20、（二）機床設計方法是根據其設計類型而定。通用機床采用系列化設計方法。系列中基型產品屬創新設計類型，其他屬變形設計類型。有些類型，如組合機床屬組合設計類型。（三）（三）在創新設計類型中，機床總體方案的產生方法可采用分析式設計或創成式設計。分析式設計或創成式設計。第三章 金屬切削機床設計 （二）總體設計（二）總體設計退出退出返回本節返回本節3.1.3 機床設計步驟機床設計步驟返回主頁返回主頁進入下一節進入下一節 （三）（三） 結構設計結構設計 （一）確定結構原理方案（一）確定結構原理方案（六）（六） 定型設計定型設計（五）機床整機綜合評價（五）機床整機綜合評價 （四）工藝設計（四）工藝設計 第三章

21、 金屬切削機床設計3.2 3.2 金屬切削機床設計的基本理論金屬切削機床設計的基本理論（一）（一）上一頁上一頁下一頁下一頁退出退出返回主頁返回主頁機床的運動學原理機床的運動學原理機床運動學是研究、分機床運動學是研究、分析和實現機床期望的加析和實現機床期望的加工功能所需要的運動功工功能所需要的運動功能配置能配置返回本章返回本章第三章 金屬切削機床設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁下一頁下一頁金屬切削機床的基本功能金屬切削機床的基本功能是提供切削加工所必須的運動和動力。其基本工作原理是：其基本工作原理是：通過刀具與工件之間的相對運動，由刀具切除工件加工表面多余的金屬材料，形成工件加工表面

22、的幾何形狀、尺寸，并達到其精度要求。工件表面的形成方法工件表面的形成方法機床運動功能方案設計機床運動功能方案設計3.3.2 機床的運動功能設計機床的運動功能設計幾何表面的形成原理圖示幾何表面的形成原理圖示12a) 平面平面12b) 圓柱面圓柱面12c) 平面平面12d) 圓錐面圓錐面1母線母線2導線導線發生線的形成圖示發生線的形成圖示1fnn1.fn1n21a)c)b)fn1n2fd)e)a)點刃車刀車外圓柱面點刃車刀車外圓柱面 b)寬刃車刀車外圓柱面寬刃車刀車外圓柱面 c)砂輪磨外圓柱面砂輪磨外圓柱面 d)盤銑刀銑外圓柱面盤銑刀銑外圓柱面 e)滾齒加工滾齒加工第三章 金屬切削機床設計退出退出

23、返回本節返回本節 工件表面的形成方法工件表面的形成方法返回主頁返回主頁下一頁下一頁幾何表面的形成原理圖示幾何表面的形成原理圖示發生線的形成圖示發生線的形成圖示發生線的形成：發生線的形成：1）軌跡法（描述法）軌跡法（描述法） 2）成型法（仿形法）成型法（仿形法） 3）相切法（旋切法）相切法（旋切法） 4）范成法（滾切法）范成法（滾切法）機床運動功能方案設計機床運動功能方案設計1.工藝分析工藝分析2.選取坐標系選取坐標系3.寫出機床運動功能式寫出機床運動功能式4.畫出機床運動功能圖畫出機床運動功能圖(例：滾齒機）例：滾齒機）5.繪制機床傳動原理繪制機床傳動原理圖圖第三章 金屬切削機床設計退出退出返

24、回本節返回本節返回主頁返回主頁下一頁下一頁運動功能圖形符號運動功能圖形符號a)回轉運動回轉運動b)直線運動直線運動ZfBaYaCpCfW/CfYaZfBaCp/T 第三章 金屬切削機床設計3.2 3.2 金屬切削機床設計的基本理論金屬切削機床設計的基本理論（二）（二）（三）（三）（四）（四）上一頁上一頁下一頁下一頁退出退出返回主頁返回主頁（五）（五）（六）（六）3、1、6、5、2、4、精度精度運動精度運動精度傳動精度傳動精度定位精度定位精度工作精度工作精度幾何精度幾何精度精度保持性精度保持性剛度剛度抗振性抗振性熱變形熱變形噪聲噪聲返回本章返回本章第三章 金屬切削機床設計3.3 3.3 金屬切削

25、機床總體設計金屬切削機床總體設計 一、機床系列型譜的制定一、機床系列型譜的制定二、機床的運動功能設置二、機床的運動功能設置三、機床總體結構方案設計三、機床總體結構方案設計上一頁上一頁下一頁下一頁退出退出返回主頁返回主頁四、機床主要參數的設計四、機床主要參數的設計返回本章返回本章第三章 金屬切削機床設計退出退出返回本節返回本節3.3.1 機床系列型譜的制定機床系列型譜的制定返回主頁返回主頁下一頁下一頁中型臥式機床的簡略系列型譜表中型臥式機床的簡略系列型譜表 型式型式最大最大工件直徑工件直徑/mm萬萬 能能式式馬馬鞍鞍式式提提高高精精度度無無絲絲杠杠式式卡卡盤盤式式球球面面加加工工端端面面車車床床

26、2503204005006308001000注：注： 基型，基型， 變型變型第三章 金屬切削機床設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁下一頁下一頁（一）運動功能分配設計（一）運動功能分配設計（二）結構布局設計：（二）結構布局設計：立式、臥式、斜置式3.3.3 機床總體結構方案設計機床總體結構方案設計 （三）機床總體結構的概略形狀與尺寸設計（三）機床總體結構的概略形狀與尺寸設計設計的主要依據是：設計的主要依據是：機床總體結構布局設計階段評價后所保留的機床總體結構布局形態圖，驅動與傳動設計結果，機床動力參數及加工空間尺寸參數，以及機床整機的剛度及精度分配。評價的主要因素有：評價的主要因素有：

27、1）性能 2）制造成本 3）制造周期 4）生產率 5）與物流的可親性 6）外觀造型 7）機床總體結構方案設計修改與確定 第三章 金屬切削機床設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁下一頁下一頁（一）主參數和尺寸參數（一）主參數和尺寸參數（二）運動參數（二）運動參數3.3.4 機床主要參數的設計機床主要參數的設計 機床的主要技術參數包括機床的主要技術參數包括機床的主參數和基本參數，基本參數可包括尺寸參數、運動參數和動力參數。 機床主參數是機床主參數是代表機床規格大小既反映機床最大工作能力的一種參數，有些機床還規定有第二主參數。 運動參數是指運動參數是指機床執行件如主軸、工作安裝部件（工作臺、

28、刀架）的運動速度。主運動參數主運動參數：(1) 最低（nmin）和最高（nmax)轉速的確定（2）主軸轉速數列呈等比級數規律分布，轉數范圍內 的轉數相對均勻損失率為： A= (n-nj)/n產生的最大轉速相對損失為：A=(nj+1-nj)/ nj+1=1 - nj/nj+1 第三章 金屬切削機床設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁進入下一節進入下一節3.3.4 機床主要參數的設計機床主要參數的設計 （三）動力參數（三）動力參數 （1）主電動機功率的確定 （2）進給驅動電動機功率的確定 （3）快速運動電動機功率的確定 金屬切削機床實例課外資料金屬切削機床實例課外資料第三章 金屬切削機床設

29、計 3.4 3.4 主傳動系設計主傳動系設計 一、主傳動系設計應滿足的基本要求一、主傳動系設計應滿足的基本要求二、主傳動系分類和傳動方式二、主傳動系分類和傳動方式三、分極變速主傳動系三、分極變速主傳動系上一頁上一頁下一頁下一頁退出退出返回主頁返回主頁四、無極變速主傳動系四、無極變速主傳動系返回本章返回本章五、數控機床主傳動系五、數控機床主傳動系 設計特點設計特點第三章 金屬切削機床設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁下一頁下一頁3.4.1 主傳動系設計應滿足的基本要求主傳動系設計應滿足的基本要求 （一）（一） 滿足機床使用性能要求滿足機床使用性能要求（二）（二） 滿足機床傳遞動力要求滿

30、足機床傳遞動力要求（三）（三） 滿足機床工作性能的要求滿足機床工作性能的要求（四）（四） 滿足產品設計經濟性的要求滿足產品設計經濟性的要求（五）（五） 維修調整方便，結構簡單、合理，維修調整方便，結構簡單、合理， 便于加工和裝配。便于加工和裝配。 第三章 金屬切削機床設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁下一頁下一頁 3.4.2 主傳動系分類和傳動方式主傳動系分類和傳動方式 主傳動系一般由主傳動系一般由動力源（如電動機）、變速裝置及執行件（如 主軸、刀架、工作臺），以及開停、換向和制 動機構等部分組成。（一）主傳動系分類（一）主傳動系分類 （1）按驅動主傳動的電機類型：）按驅動主傳動的電

31、機類型： 交流電動機驅動、直流電動機驅動 （2）按傳動裝置類型：）按傳動裝置類型： 機械傳動裝置、液壓傳動裝置、 電氣傳動裝置以及它們的組合 （3）按變速的連續性：）按變速的連續性： 分極變速傳動、無極變速傳動（二）主傳動系的傳動方式（二）主傳動系的傳動方式 集中傳動方式集中傳動方式：主傳動系的全部傳動和變速機構集中 裝在同一個主軸箱內。 圖圖11 分離傳動方式分離傳動方式 ：主傳動系中的大部分傳動和變速機構 裝在遠離主軸的單獨變速箱中。 圖圖12第三章 金屬切削機床設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁下一頁下一頁 3.4.3 分級變速主傳動系分級變速主傳動系 （一）擬定轉速圖和結構式

32、（一）擬定轉速圖和結構式 （1）轉速圖）轉速圖 在轉速圖中可以表示出傳動軸的數目，傳動軸之間的傳動關系，主軸的各級轉速值及其傳動路線，各傳動軸的轉速分級和轉速值，各傳動副的傳動比等。 設一中型臥室車床，其變速傳動系設一中型臥室車床，其變速傳動系 圖圖13 （2）結構式）結構式 變速組的級比變速組的級比是指主動軸上同一點傳往被動軸相鄰兩傳動線的比值，用 表示。級比 中的指數值 稱為指數，相當于上述相鄰兩傳動線與被動軸交點之間相距的格數。iXiXiX第三章 金屬切削機床設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁下一頁下一頁 3.4.3 分級變速主傳動系分級變速主傳動系 （二）各變速組的變速范圍及

33、極限傳動比（二）各變速組的變速范圍及極限傳動比 變速組中最大與最小傳動比的比值，稱為變速組中最大與最小傳動比的比值，稱為 該變速組的變速范圍。即該變速組的變速范圍。即： （i=0，1，2，j) 在設計機床主傳動系時， 一般限制降速最小傳動比最小傳動比 直齒直齒圓柱齒輪的 最大升速比最大升速比 斜齒斜齒圓柱齒輪可取iiiuuR)/()(minmax4/1min主u2max主u5 . 2max主u第三章 金屬切削機床設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁下一頁下一頁 3.4.3 分級變速主傳動系分級變速主傳動系 （三）主變速傳動系設計的一般原則（三）主變速傳動系設計的一般原則 （1）傳動副前

34、多后少的原則 （2）傳動順序與擴大順序相一致的原則 （3）變速組的變速要前慢后快，中間軸的轉 速不宜超過電動機的轉速 第三章 金屬切削機床設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁下一頁下一頁 3.4.3 分級變速主傳動系分級變速主傳動系 （四）主變速傳動系的幾種特殊設計（四）主變速傳動系的幾種特殊設計 （1）具有多速電動機的主變速傳動系設計 采用多速異步電機和其它方式聯合使用，可以 簡化機床的機械結構，使用方便。 多刀半自動車床的主變速傳動系圖和轉速圖多刀半自動車床的主變速傳動系圖和轉速圖/16 （2）具有交換齒輪的變速傳動系 交換齒輪的變速組應設計成對稱分布的。交換 齒輪可用較少的齒輪，

35、得到多級轉速，變速箱 結構大大簡化。 液壓多刀半自動車床主變速傳動系液壓多刀半自動車床主變速傳動系/17 （3）采用公用齒輪的變速傳動系 采用公用齒輪可以減少齒輪的數目，簡化結構，縮短軸向尺寸。銑床主變速傳動系圖銑床主變速傳動系圖/11第三章 金屬切削機床設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁下一頁下一頁 3.4.3 分級變速主傳動系分級變速主傳動系 （五）擴大傳動系變速范圍的方法（五）擴大傳動系變速范圍的方法 （1）增加比變速組 （2）采用背輪機構 （3）采用雙公比的傳動系 （4）采用分支傳動 第三章 金屬切削機床設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁下一頁下一頁 3.4.3 分

36、級變速主傳動系分級變速主傳動系 （六）齒輪齒數的確定（六）齒輪齒數的確定 對于定比傳動的齒輪齒數和帶輪直徑，可 依據機械設計手冊推薦的方法確定。 確定齒輪齒數時，選取合理的齒數和是很 關鍵的。各隊傳動副的齒數和應該是相同的。 齒輪的中心距取決于傳遞的扭矩。扭矩越大， 中心矩越大。 一般在主傳動中，取最小齒輪齒數 三聯滑移齒輪的最大于此大齒數之間的齒 數差應大于或等于4。 齒輪齒數確定后，還應驗算轉速誤差： 式中：n-主軸實際轉速 n-主軸的標準轉速 -公比 2018minZ)%1(10/ )(nnn第三章 金屬切削機床設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁下一頁下一頁 3.4.3 分級變

37、速主傳動系分級變速主傳動系 （七）計算轉速（七）計算轉速 （1）機床的功率扭轉特性）機床的功率扭轉特性 驅動直線運動工作臺的這類機床的主運 動屬恒扭矩傳動。如刨床的工作臺。 主運動是旋轉運動的機床基本上是恒 功率傳動。如車床、銑床的主軸。 主軸或各傳動件傳遞全部功率的最低 轉速為它們的計算轉速 （2）變速傳動系中傳動件計算轉速的確定）變速傳動系中傳動件計算轉速的確定 變速傳動系中的傳動件包括軸和齒輪，它 們的計算轉速可根據主軸的計算轉速和轉速圖 確定。確定的順序是先定出主軸的計算轉速， 再順次由后往前，定出各傳動主軸的計算轉速 ，然后再確定齒輪的計算轉速。jn第三章 金屬切削機床設計退出退出返

38、回本節返回本節返回主頁返回主頁下一頁下一頁 3.4.3 分級變速主傳動系分級變速主傳動系 （八）變速箱內傳動件的空間布置與計算（八）變速箱內傳動件的空間布置與計算 （1）變速箱內各傳動軸的空間布置）變速箱內各傳動軸的空間布置 各傳動軸是空間布置（臥式車床主軸箱橫截面圖臥式車床主軸箱橫截面圖/23，展開圖展開圖/24） 各傳動軸在一個鉛直平面內 （臥式銑床變速箱臥式銑床變速箱/25） （2）變速箱內各傳動軸的軸向固定）變速箱內各傳動軸的軸向固定 軸向固定的方法有： 一端固定一端固定/26、兩端固定兩端固定/27。 （3）各傳動軸的估算和驗算）各傳動軸的估算和驗算 按扭轉剛度估算軸的直徑 按彎曲剛

39、度驗算軸的直徑第三章 金屬切削機床設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁下一頁下一頁 3.4.4 無級變速主傳動系無級變速主傳動系 （一）無級變速裝置的分類（一）無級變速裝置的分類 機床主傳動中常采用的無級變速裝置 有三大類：變速電動機、機械無級變速 裝置、液壓無級變速裝置（二）無級變速主傳動系設計原則（二）無級變速主傳動系設計原則 （1）盡量選擇功率和扭矩特性符合傳動 系要求的無級變速裝置。 （2）無極變速系統裝置單獨使用時，其 調速范圍較小，滿足不了要求，尤 其是恒功率調速范圍往往遠小于機 床實際需要的恒功率變速范圍。第三章 金屬切削機床設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁下

40、一頁下一頁 3.4.5 數控機床主傳動系設計特點數控機床主傳動系設計特點（一）主傳動采用直流或交流電動機無級調速（一）主傳動采用直流或交流電動機無級調速 （1）直流電動機無級調速 一般直流電動機恒扭矩調速范圍較 大，達30，甚至更大；而恒功率調 速范圍較小，僅能達到23。 （2）交流電動機無級調速 一般交流電動機體積小，轉動慣性 小，動態響應快；采用全封閉結構， 具有空氣強冷，保證高轉速和較強 的超載能力，具有很寬的調速范圍。第三章 金屬切削機床設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁未完待續未完待續 3.4.5 數控機床主傳動系設計特點數控機床主傳動系設計特點（二）數控機床驅動電動機和主

41、軸功率特性的（二）數控機床驅動電動機和主軸功率特性的 匹配設計匹配設計 在設計數控機床主傳動時，必須考慮 電動機與機床主軸功率特性匹配問題。由 于主軸要求的恒功率變速范圍 遠大于 電動機恒功率變速范圍 ，所以在電動 機于主軸之間要串聯一個分級變速箱，以 擴大其恒功率調速范圍，滿足低速大功率 切削對電動機的輸出功率的要求。 設計分級變速箱時，考慮機床結構的 復雜程度，運轉平穩性要求等因素，變速 箱公比的選取有下列三種情況：dpRnpR第三章 金屬切削機床設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁未完待續未完待續 3.4.5 數控機床主傳動系設計特點數控機床主傳動系設計特點（二）數控機床驅動電動

42、機和主軸功率特性的（二）數控機床驅動電動機和主軸功率特性的 匹配設計匹配設計 （1）取變速箱的公比 等于電動機的恒 功率調速范圍 ，即 = ，功率特 性圖是連續的，無缺口和無重合。 （2）若要簡化變速箱結構，變速級數應少 些，變速箱公比 可取達于電動機的恒 功率調速范圍 ，即 。 圖圖31、32 ffffdNRdNRdNRdNR第三章 金屬切削機床設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁未完待續未完待續 3.4.5 數控機床主傳動系設計特點數控機床主傳動系設計特點（二）數控機床驅動電動機和主軸功率特性的（二）數控機床驅動電動機和主軸功率特性的 匹配設計匹配設計 （3）如果數控機床為了恒線速

43、切削需在運 轉中變速時，取變速公比 小于電動機的 恒功率變速范圍，即 20m/min v20m/min 圖圖5656 （1 1）內滾式鏜套：）內滾式鏜套：尺寸大，精度高，后導向 （2 2）外滾式鏜套：）外滾式鏜套：尺寸小，精度低，前導向 鏜桿的螺旋導向：鏜桿的螺旋導向： 鏜孔直徑大于鏜套內徑時，若鏜刀在鏜模外側安 裝，則需加引刀槽。鏜桿進入鏜套時，導向槽進 入鏜桿的鍵槽中，此時，鏜刀與鏜套的引刀槽對 正。第五章 機床夾具設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁下一頁下一頁 5.5.2 對刀裝置對刀裝置 （銑床、刨床銑床、刨床）為調整刀具相對于工件的位置，可設置對刀裝置。 對刀塊對刀面的位置

44、應以定位元件的定位表面定位元件的定位表面來標 注，該位置尺寸加塞尺厚度等于工件加工面與定位 基準面間的尺寸。 試切法對刀時，不用對刀塊 第五章 機床夾具設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁下一頁下一頁 5.5.3 分度裝置分度裝置作用：作用：工件上有按一定角度分布的相同表面，需要在一次定位夾緊后加工出來，此時，需要分度裝置。 斜面分度裝置斜面分度裝置/59第五章 機床夾具設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁進入下一節進入下一節 5.5.4 對定裝置對定裝置對定裝置的作用：對定裝置的作用：保證夾具相對于機床主軸或刀具、機床運動軌道有準確的位置和方向。第五章 機床夾具設計5.6 5

45、.6 可調整夾具的設計可調整夾具的設計 一、可調整夾具的特點一、可調整夾具的特點二、可調整夾具的調整方式二、可調整夾具的調整方式三、可調整夾具的設計三、可調整夾具的設計上一頁上一頁下一頁下一頁退出退出返回主頁返回主頁四、成組夾具設計四、成組夾具設計返回本章返回本章第五章 機床夾具設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁下一頁下一頁 5.6.1 可調整夾具的特點可調整夾具的特點可調整夾具可調整夾具為幾個零件的相同工序設計的，這些零件具有尺寸、結構和工藝相似的特點。成組夾具（專用可調整夾具）成組夾具（專用可調整夾具）專門為成組工藝中的一組零件設計的。（較專用一些)結構：結構：基礎部分基礎部分（

46、夾具體，夾緊結構、操作機構等）可調整部分可調整部分（定位元件、導向元件和夾緊元件等） 可調整夾具可調整夾具/62/62第五章 機床夾具設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁下一頁下一頁 5.6.2 可調整夾具的調整方式可調整夾具的調整方式調節式：調節式：圖圖62 62 高度、徑向；更換式：更換式：如上圖中的鉆套；更換組件； 可更換定位板：聯接孔位要一致綜合式：綜合式：上述兩種方式兼而有之，取二者之長；組合式：組合式：適 加工花鍵孔：用于3種零件第五章 機床夾具設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁下一頁下一頁 5.6.3 可調整夾具的設計可調整夾具的設計特殊性特殊性（1）按相似性原

47、則相似性原則歸組（結構、工藝、尺寸、 精度、定位基準面、夾緊方式、加工方式）；（2）總圖設計總圖設計：以組內最大和最小零件為依據；（3）精度計算精度計算：應滿足組內精度最高零件的要求； （4）操作空間、材料性能操作空間、材料性能 ；（5）調整方便；調整方便；（6）編制調整卡。編制調整卡。第五章 機床夾具設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁進入下一節進入下一節 5.6.4 成組夾具設計成組夾具設計成組夾具成組夾具是在成組技術指導下，為實現成組工藝而設計的夾具。屬于可調整夾具。其結構特點和調整方式與可調整夾具相同，設計基本一樣。適用的工件適用的工件必須是同一個成組零件族的、并在同一生產單元

48、內進行同一工序的加工。又稱專用可調整夾具。 成組車床夾具成組車床夾具/65/65第五章 機床夾具設計5.7 5.7 組合夾具的設計組合夾具的設計 上一頁上一頁未完待續未完待續退出退出返回主頁返回主頁返回本章返回本章組合夾具組合夾具是根據被加工工件工藝要求，利用一套標 準化的夾具元件進行組合而成的夾具。適用于單件、小批量生產，以及新產品試制。特點特點是靈活多變，萬能性強，大大減少夾具的設計和制造工作量，但一次投入大，夾具往往體積較大，笨重。第五章 機床夾具設計5.7 5.7 組合夾具的設計組合夾具的設計 上一頁上一頁未完待續未完待續退出退出返回主頁返回主頁返回本章返回本章組合夾具：組合夾具：槽系

49、組合夾具槽系組合夾具（圖圖6666）（各元件靠鍵槽、T形槽，由定位鍵定位，T形槽釘固定） 孔系組合夾具孔系組合夾具（各元件依靠孔、銷配合來定位，由螺釘來固定）第五章 機床夾具設計5.7 5.7 組合夾具的設計組合夾具的設計 上一頁上一頁下一頁下一頁退出退出返回主頁返回主頁返回本章返回本章組合夾具組裝過程組合夾具組裝過程（1）熟悉技術資料（工序圖、工序內容、要求）（2）設計組裝方案（3）選件試裝（檢查構思合理性、修正）（4）連接、調整、固定（5）檢查組裝結果（6）試加工工件第五章 機床夾具設計5.8 5.8 機床夾具設計步驟機床夾具設計步驟 一、機床專用夾具的設計步驟一、機床專用夾具的設計步驟二

50、、夾具精度的驗算二、夾具精度的驗算三、夾具裝配圖上應標注的尺寸和技術條件三、夾具裝配圖上應標注的尺寸和技術條件上一頁上一頁下一頁下一頁退出退出返回主頁返回主頁四、高精度機床夾具設計四、高精度機床夾具設計返回本章返回本章第五章 機床夾具設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁下一頁下一頁 5.8.1 機床專用夾具的設計步驟機床專用夾具的設計步驟（一）準備工作（一）準備工作 （1） 明確工件的年生產綱領 ； （2）熟悉工件零件圖和工序圖 ； （3）了解本工序的加工內容。（二）總體方案的確定（二）總體方案的確定 （1）定位方案 ； （2）夾緊方案（力的作用點、方向、大小；機構）； （3）夾具總體

51、形式 。（三）繪制夾具裝配圖（三）繪制夾具裝配圖 主視圖按操作實際位置布置 三視圖要清楚表達夾具工作原理與結構 （四）繪制夾具零件（非標準件）（四）繪制夾具零件（非標準件） 夾具設計過程示例夾具設計過程示例/69/69第五章 機床夾具設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁未完待續未完待續 5.8.2 夾具精度的驗算夾具精度的驗算影響位置精度的主要因素影響位置精度的主要因素：（1）工件在夾具中的安裝誤差:定位誤差和夾緊誤差（2）夾具在機床上對定誤差（3）加工過程中出現的誤差夾具精度驗算夾具精度驗算是指前兩項，其和不大于工件允差的2/3為算合格。第五章 機床夾具設計退出退出返回本節返回本節返

52、回主頁返回主頁未完待續未完待續 5.8.2 夾具精度的驗算夾具精度的驗算夾具精度驗算實例，夾具精度驗算實例，工件和夾具裝配圖工件和夾具裝配圖/69/69（一）驗算中心距（一）驗算中心距 影響此項精度的因素：影響此項精度的因素： （1）定位誤差主要是定位孔 與定位銷 的間隙產生，最大間隙為0.05mm； （2）鉆模板襯套中心與定們銷中心距誤差， 裝配圖標注尺寸為 ,誤差為0.02mm; （3）鉆套與襯套的配合間隙 ,由 可知 最大間隙為0.029mm; （4）鉆套內與外圓的同軸度誤差，對于標準鉆套 ，精度較高，此項可以忽略。05. 0120736H636gmm01. 01205/628gH第五章

53、 機床夾具設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁未完待續未完待續 5.8.2 夾具精度的驗算夾具精度的驗算夾具精度驗算實例，夾具精度驗算實例，工件和夾具裝配圖工件和夾具裝配圖/69/69（一）驗算中心距（一）驗算中心距 影響此項精度的因素：影響此項精度的因素： （5）鉆頭與鉆套間的間隙會引偏刀具，產生中心 距誤差E，由下式求出 式中，e為刀具引偏量（mm），H為排屑空間，鉆 套下端面與工件間的空間高度（mm），B為鉆孔 （mm）， 為刀具與鉆套間的最大間隙。 上述各量可參見上述各量可參見圖圖7070. . 05. 0120HBhHemax)2(max第五章 機床夾具設計退出退出返回本節返

54、回本節返回主頁返回主頁未完待續未完待續 5.8.2 夾具精度的驗算夾具精度的驗算夾具精度驗算實例，夾具精度驗算實例，工件和夾具裝配圖工件和夾具裝配圖/69/69（一）驗算中心距（一）驗算中心距 影響此項精度的因素：影響此項精度的因素： （5）圖圖7070. . 該例中，設刀具與鉆套的配合為 可知 =0.025mm;將H=30mm,h=12mm,B=18mm代 入，可求出e=0.038mm; 05. 01205/618gHmax第五章 機床夾具設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁下一頁下一頁 5.8.2 夾具精度的驗算夾具精度的驗算夾具精度驗算實例，夾具精度驗算實例，工件和夾具裝配圖工件

55、和夾具裝配圖/69/69（一）驗算中心距（一）驗算中心距 影響此項精度的因素：影響此項精度的因素： （5）圖圖7070. . 由于上述各項都是按最大的誤差計算，實際上各 項誤差也不可能同時出現最大值，各誤差方向也 很可能不一致，因此綜合誤差按概率法求和 該項誤差略大于中心距允差0.1 mm的2/3,勉強可 用。就減小定位和導向的配合間隙。 05. 0120mmmm07. 0035. 00029. 002. 005. 022222第五章 機床夾具設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁未完待續未完待續 5.8.2 夾具精度的驗算夾具精度的驗算夾具精度驗算實例，夾具精度驗算實例，工件和夾具裝配

56、圖工件和夾具裝配圖/69/69（二）驗算兩孔平行度精度（二）驗算兩孔平行度精度 工件要求 孔全長上允差0.05mm。 導致產生兩孔平行度誤差的因素有：導致產生兩孔平行度誤差的因素有： （1）設計基準與定位基準生命，沒有基準轉換誤 差，但 配合間隙及孔與端面的垂直度 誤差會產生基準位置誤差，定位銷軸中心與大頭 孔中心的偏斜角 （rad）為 式中， 為 處最大間隙（mm）; 為定位銷軸定位面長度（mm）. 718H6/736gH11max11Hmax16/736gH1H第五章 機床夾具設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁下一頁下一頁 5.8.2 夾具精度的驗算夾具精度的驗算夾具精度驗算實例

57、，夾具精度驗算實例，工件和夾具裝配圖工件和夾具裝配圖/69/69（二）驗算兩孔平行度精度（二）驗算兩孔平行度精度 工件要求 孔全長上允差0.05mm。 導致產生兩孔平行度誤差的因素有：導致產生兩孔平行度誤差的因素有： （2）定位銷軸中心線對夾具底平面的垂直度 ， 圖中沒有注明。 （3）鉆套孔中心與定位銷軸的平行度 ，圖中 標注為0.02mm, （4）刀具引偏量e產生的偏斜角 ，圖圖7070。 因此，總的平行度誤差 合格。 718H23rad3002. 03Hmax4,32,)(2124232221第五章 機床夾具設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁下一頁下一頁 5.8.3 夾具裝配圖上

58、應標注的尺寸和技術條件夾具裝配圖上應標注的尺寸和技術條件目的目的是為了檢驗本工序零件加工表面的形狀，位置和尺寸精度在夾具中是否可以達到，為了設計夾具零件圖，也為了夾具裝配和裝配精度的檢測。（一）尺寸標注（一）尺寸標注（1）輪廓尺寸 ；（2）與機床的聯系尺寸（安裝）； （3）與刀具的聯系尺寸 ；（4）配合尺寸、種類、精度 ；（5）各關鍵元件裝配后的位置尺寸及公差。上述聯系尺寸和位置尺寸的公差，一般取工件的相應公差1/3-1/10，最常用的是1/3。第五章 機床夾具設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁下一頁下一頁 5.8.3 夾具裝配圖上應標注的尺寸和技術條件夾具裝配圖上應標注的尺寸和技術

59、條件（二）技術要求標注（二）技術要求標注（1）定位元件的定位表面間相互位置精度；（2）定位元件的定位表面與夾具安裝基面、定向基 面間位置精度；（3）定位表面與導向元件工作面間的位置精度；（4）各導向元件工作面間的位置精度；（5）定位表面、導向工作面與檢測基準的位置精度 。第五章 機床夾具設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁進入下一節進入下一節 5.8.4 高精度機床夾具的設計高精度機床夾具的設計高精度機床夾具高精度機床夾具設計也是按本節前述設計步驟進行，但更重視其高精度這一特點，為此應注意以下幾個方面為此應注意以下幾個方面：（1）定位方案要符合六點定位原理和保證本工序的技 術要求，減少

60、定位誤差；（2）提高夾具設計的技術要求；（3）提高對定精度；（4）提高定位的可靠性，減少夾緊力產生的工件和夾 具的變形；（5）高精度機床夾具應具有高剛度和高精度；（6）高精度機床夾具要求裝配后整體精度高，設計中 有意識地對某些重要表面采用“合件加工”、“就地 加工”方法。第五章 機床夾具設計5.9 5.9 典型機床夾具的設計要求典型機床夾具的設計要求 一、鉆床夾具一、鉆床夾具二、鏜床夾具二、鏜床夾具三、銑床夾具三、銑床夾具上一頁上一頁下一頁下一頁退出退出返回主頁返回主頁四、車床夾具四、車床夾具返回本章返回本章第五章 機床夾具設計退出退出返回本節返回本節返回主頁返回主頁下一頁下一頁 5.9.1 鉆床夾具