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1、第一章 金属切削机床总体设计,第一节 机床的基本要求,一、机床应具有的性能,1、工艺范围2、加工精度及精度保持性3、生产率和自动化4、可靠性,二、人机关系,第二节 金属切削机床的设计步骤,一、总体设计,1、掌握机床的设计依据2、工艺分析3、总体布局4、确定主要的技术参数,二、技术设计三、零件设计及资料编写四、样机试制和鉴定,机床设计包括：总体设计，技术设计，零件设计，样机试制、试验鉴定四个阶段。,第三节 机床的总体布局,一、分配机床的运动,原则：1、将运动分配给质量小的零部件2、运动分配应有利于提高工件的加工精度3、运动分配应有利于提高运动部件的刚度4、运动的分配应视工件的形状而定,二、选择传
2、动形式和支承型式,传动形式：1、机械传动广泛用于机床，尤其是中小型机床；2、变频调速多楔带齿轮传动组合成为主导；3、液压无级变速传动适用于刨床、拉床、大型矩台磨床的主运动；4、机床进给运动的传动多采用机械传动或液压无级传动；5、数控机床进给运动采用伺服电机齿轮传动滚珠副传动。,二、选择传动形式和支承型式,支承形式：1、卧式支承是中小型机床的首选；2、立式适于加工大尺寸工件的机床和箱体零件，且工作台移动进给的 机床；3、单臂支承用于摇臂钻床、单柱立车；4、龙门框架式支承适用于立式大型机床.,三、安排操作部位,1、机床各部件相对位置的安排；2、工件安装高度应考虑人身高度；3、常用手柄应集中设置在操
3、作者正常活动范围内；4、应根据工作要求的性质和精度确定最佳视距；5、视觉接受的信号源尽量水平排列，使用人眼最容易辨别的颜色及其配合。,四、提高动刚度的措施,1、抗振性能的提高；2、减小热变形；3、降低噪声。,五、造型设计,1、造型应使机床整体统一，均衡稳定，比例协调；2、色彩可配合造型达到人的审美要求。,第四节 主要技术参数的确定,一、尺寸参数,1、主参数代表机床规格的大小，是最重要的尺寸参数；2、还包括机床的第二主参数。,二、运动参数,主参数是旋转运动的机床，主运动参数为主轴转速,主参数是直线运动的机床，主运动参数为每分钟的往复次数,二、运动参数,1、最低转速和最高转速的确定,二、运动参数,
4、2、主轴转速的合理排列,机床的主轴转速绝大多数是按等比数列排列的，以表示公比，则转速数列为：,变速范围为：,（1）设计简单对Z24的传动系统有：,二、运动参数（续）,2、主轴转速的合理排列,主轴转速按等比数列排列的原因如下：,（2）使用方便，最大相对转速损失率相等,二、运动参数,2、主轴转速的合理排列,主轴转速按等比数列排列的原因如下：,（2）使用方便，最大相对转速损失率相等,二、运动参数,2、主轴转速的合理排列,主轴转速按等比数列排列的原因如下：,（2）使用方便，最大相对转速损失率相等,二、运动参数,2、主轴转速的合理排列,主轴转速按等比数列排列的原因如下：,相对转速损失率：,n趋近于nj1
5、时，最大相对转速损失率为：,二、运动参数,3、标准公比原则,（1）转速依次递增且最大相对转速损失率Amax50，12（2）转速呈10倍的关系（3）转速呈2倍的关系,二、运动参数,4、公比选用原则,（1）中型机床：1.26或1.41，取中间值；（2）大型重型机床：1.26，1.12或1.06，公比取小值；（3）非自动化小型机床：1.58，1.78甚至2，公比取大值；（4）专用机床：1.12，1.26,三、动力参数,1、主电动机功率的确定,其中：P切切削工件所消耗的功率（kW）；P空空载功率（kW）；P附随负载增加而增加的附加机械摩擦损耗功率（kW）,三、动力参数,2、进给运动电动机功率的确定,（1）与主运动合用一台电机时（2）与快速移动合用一台电机时，按快速移动功率选取（3）单独使用一台电机时,三、动力参数,3、快速移动电动机功率的确定,式中：P1克服惯性力所需功率（kW）；P2克服摩擦力所需功率（kW）；n电机额定转速（r/min）；快速移动传动链的机械效率；k1电机起动转矩与额定转矩之比；Te克服惯性力所需电机轴上的转（Nm）。,
