機(jī)械設(shè)計(jì)與制造自動(dòng)化作業(yè)指導(dǎo)書

機(jī)械設(shè)計(jì)與制造自動(dòng)化作業(yè)指導(dǎo)書TOC\o"1-2"\h\u10504第1章緒論 321041.1機(jī)械設(shè)計(jì)與制造自動(dòng)化概述 3280921.2作業(yè)指導(dǎo)書的目的與意義 46372第2章機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 455072.1機(jī)械設(shè)計(jì)原理 4127502.1.1設(shè)計(jì)概述 4166802.1.2設(shè)計(jì)原則 4221042.1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容 5156782.2設(shè)計(jì)方法與流程 511792.2.1設(shè)計(jì)方法 5112662.2.2設(shè)計(jì)流程 5103072.3設(shè)計(jì)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn) 5233752.3.1設(shè)計(jì)規(guī)范 533772.3.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 53881第3章制造工藝與自動(dòng)化 662333.1制造工藝概述 634993.2自動(dòng)化制造技術(shù) 61263.3柔性制造系統(tǒng) 624414第4章材料選擇與力學(xué)功能 7198804.1常用工程材料 739004.1.1金屬材料 7239584.1.2非金屬材料 7204714.2材料力學(xué)功能 7236734.2.1彈性功能 8225804.2.2塑性功能 8237314.2.3疲勞功能 855914.2.4沖擊功能 8198314.2.5蠕變功能 863044.3材料選擇原則與應(yīng)用 8203454.3.1滿足使用功能要求 8221734.3.2經(jīng)濟(jì)性原則 882114.3.3可加工性原則 8167044.3.4可靠性原則 822143第5章機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì) 861725.1傳動(dòng)系統(tǒng)概述 9194945.1.1傳動(dòng)系統(tǒng)的功能與分類 937345.1.2傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 941085.2常用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 9174205.2.1齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 917525.2.2帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 9190055.2.3鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì) 992465.2.4蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì) 951185.3傳動(dòng)裝置的強(qiáng)度計(jì)算與校核 10201625.3.1強(qiáng)度計(jì)算 10139485.3.2校核 1020913第6章軸承與軸的設(shè)計(jì) 10311266.1軸承的類型與選擇 108476.1.1軸承分類 10225556.1.2軸承選擇 10248936.2軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 11222606.2.1軸的設(shè)計(jì) 1129206.2.2軸的計(jì)算 1147256.3軸承與軸的配合設(shè)計(jì) 1183216.3.1軸承與軸的配合類型 1170276.3.2軸承與軸的配合尺寸計(jì)算 11203046.3.3軸承與軸的配合質(zhì)量檢測 1118895第7章聯(lián)接件設(shè)計(jì) 12193277.1螺紋聯(lián)接設(shè)計(jì) 1262947.1.1螺紋聯(lián)接概述 1225087.1.2螺紋聯(lián)接設(shè)計(jì)要求 12327447.1.3螺紋聯(lián)接設(shè)計(jì)步驟 1217367.2鍵聯(lián)接與花鍵聯(lián)接設(shè)計(jì) 1290237.2.1鍵聯(lián)接概述 12134487.2.2鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)要求 1278897.2.3花鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)要求 12202177.2.4鍵聯(lián)接與花鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)步驟 13217947.3其他常用聯(lián)接件設(shè)計(jì) 1350467.3.1彈簧聯(lián)接件設(shè)計(jì) 13261117.3.2銷聯(lián)接件設(shè)計(jì) 133907.3.3焊接聯(lián)接件設(shè)計(jì) 136347.3.4膠接聯(lián)接件設(shè)計(jì) 139464第8章機(jī)床設(shè)計(jì)與自動(dòng)化 13116798.1機(jī)床概述 13252708.1.1機(jī)床的基本概念 14143308.1.2機(jī)床的分類 14300808.1.3機(jī)床在制造業(yè)中的應(yīng)用 14297378.2機(jī)床主要部件設(shè)計(jì) 14176478.2.1床身設(shè)計(jì) 14217678.2.2傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1490778.2.3刀具設(shè)計(jì) 15271928.3數(shù)控機(jī)床與自動(dòng)化 15136208.3.1數(shù)控機(jī)床的組成 1556688.3.2數(shù)控機(jī)床的工作原理 1537378.3.3自動(dòng)化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用 1528825第9章液壓與氣壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16207169.1液壓與氣壓系統(tǒng)概述 1691349.1.1液壓系統(tǒng)基本原理 16317869.1.2氣壓系統(tǒng)基本原理 16155229.2液壓與氣壓元件選型 16104699.2.1液壓泵與氣壓泵選型 16309219.2.2液壓缸與氣壓缸選型 16128069.2.3液壓閥與氣壓閥選型 1658299.2.4液壓與氣壓輔件選型 16219129.3液壓與氣壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 16139789.3.1液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 16197309.3.2氣壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 16264699.3.3液壓與氣壓系統(tǒng)仿真分析 1783679.3.4液壓與氣壓系統(tǒng)安全性與可靠性分析 17142639.3.5液壓與氣壓系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì) 1722235第10章機(jī)械控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17151110.1控制系統(tǒng)概述 172656410.1.1控制系統(tǒng)的基本概念 173068310.1.2控制系統(tǒng)的組成 172419010.2電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 173226910.2.1電氣控制系統(tǒng)的基本元件 17727610.2.2電氣控制電路設(shè)計(jì)原則 17918310.2.3電氣控制電路設(shè)計(jì)步驟 18634210.3PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 181625510.3.1PLC概述 18139610.3.2PLC程序設(shè)計(jì)方法 182608510.3.3PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟 181934910.4傳感器與執(zhí)行器選型與應(yīng)用 182756310.4.1傳感器概述 18957810.4.2常用傳感器及其選型 181685510.4.3執(zhí)行器概述 18218110.4.4常用執(zhí)行器及其選型 19第1章緒論1.1機(jī)械設(shè)計(jì)與制造自動(dòng)化概述機(jī)械設(shè)計(jì)與制造自動(dòng)化作為現(xiàn)代制造業(yè)的核心技術(shù)之一，涉及到機(jī)械工程、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、自動(dòng)化技術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域的知識。它通過對機(jī)械設(shè)計(jì)及制造過程的自動(dòng)化改造，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，從而為企業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益。機(jī)械設(shè)計(jì)與制造自動(dòng)化技術(shù)在我國工業(yè)發(fā)展進(jìn)程中具有舉足輕重的地位，對于提升我國制造業(yè)競爭力具有重要意義。1.2作業(yè)指導(dǎo)書的目的與意義本作業(yè)指導(dǎo)書旨在為機(jī)械設(shè)計(jì)與制造自動(dòng)化的學(xué)習(xí)與實(shí)踐提供系統(tǒng)性的指導(dǎo)，使讀者能夠全面了解和掌握該領(lǐng)域的基本知識和技能。其主要目的與意義如下：（1）明確學(xué)習(xí)目標(biāo)：通過闡述機(jī)械設(shè)計(jì)與制造自動(dòng)化的基本概念、技術(shù)體系及其在實(shí)際工程中的應(yīng)用，使讀者明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，提高學(xué)習(xí)效率。（2）指導(dǎo)實(shí)踐操作：詳細(xì)介紹機(jī)械設(shè)計(jì)與制造自動(dòng)化相關(guān)軟件和設(shè)備的使用方法，引導(dǎo)讀者進(jìn)行實(shí)際操作，提高實(shí)踐能力。（3）培養(yǎng)創(chuàng)新能力：通過案例分析、拓展訓(xùn)練等環(huán)節(jié)，激發(fā)讀者的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)解決實(shí)際工程問題的能力。（4）提高綜合素質(zhì)：結(jié)合企業(yè)實(shí)際需求，使讀者掌握機(jī)械設(shè)計(jì)與制造自動(dòng)化的基礎(chǔ)知識，提升就業(yè)競爭力。（5）促進(jìn)學(xué)術(shù)交流：為從事機(jī)械設(shè)計(jì)與制造自動(dòng)化相關(guān)領(lǐng)域研究的學(xué)者和工程技術(shù)人員提供一個(gè)交流平臺(tái)，推動(dòng)技術(shù)發(fā)展。通過本作業(yè)指導(dǎo)書的學(xué)習(xí)，讀者將能夠?qū)C(jī)械設(shè)計(jì)與制造自動(dòng)化有一個(gè)全面、系統(tǒng)的認(rèn)識，為今后的學(xué)術(shù)研究和工程實(shí)踐打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。第2章機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2.1機(jī)械設(shè)計(jì)原理2.1.1設(shè)計(jì)概述機(jī)械設(shè)計(jì)是指根據(jù)使用要求，對機(jī)械系統(tǒng)、裝置或零部件進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)化的過程。其目標(biāo)是在滿足功能要求的前提下，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)合理、功能可靠、經(jīng)濟(jì)適用和便于制造與維修。2.1.2設(shè)計(jì)原則在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)遵循以下原則：（1）保證使用功能；（2）結(jié)構(gòu)簡單，便于制造與維修；（3）提高材料利用率，降低成本；（4）充分考慮安全性、可靠性和環(huán)保性；（5）注重產(chǎn)品的人機(jī)工程和美觀性。2.1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容機(jī)械設(shè)計(jì)主要包括以下內(nèi)容：（1）總體設(shè)計(jì)：確定產(chǎn)品類型、功能參數(shù)和結(jié)構(gòu)形式；（2）部件設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)各部件結(jié)構(gòu)，滿足使用功能；（3）零件設(shè)計(jì)：根據(jù)零件的功能和受力情況，選擇合適的材料、形狀和尺寸；（4）裝配設(shè)計(jì)：保證各部件之間裝配關(guān)系正確，便于組裝和維修；（5）工程圖紙：繪制工程圖紙，明確表達(dá)設(shè)計(jì)意圖。2.2設(shè)計(jì)方法與流程2.2.1設(shè)計(jì)方法（1）經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法：依據(jù)設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)；（2）計(jì)算設(shè)計(jì)法：通過理論計(jì)算，確定產(chǎn)品的主要參數(shù)；（3）優(yōu)化設(shè)計(jì)法：運(yùn)用數(shù)學(xué)方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)，對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化；（4）模擬設(shè)計(jì)法：利用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，分析產(chǎn)品功能和結(jié)構(gòu)。2.2.2設(shè)計(jì)流程（1）需求分析：了解用戶需求，明確設(shè)計(jì)任務(wù)；（2）方案設(shè)計(jì)：提出多個(gè)設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行對比分析；（3）詳細(xì)設(shè)計(jì)：對選定的方案進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，包括結(jié)構(gòu)、尺寸、材料等；（4）設(shè)計(jì)驗(yàn)證：通過計(jì)算、實(shí)驗(yàn)等方法，驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的可行性；（5）設(shè)計(jì)修改：根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果，對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改和完善；（6）設(shè)計(jì)評審：對最終設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評審，確認(rèn)符合要求；（7）工程圖紙：繪制工程圖紙，指導(dǎo)生產(chǎn)。2.3設(shè)計(jì)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)2.3.1設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)過程中應(yīng)遵循以下規(guī)范：（1）國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；（2）企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)；（3）行業(yè)通用規(guī)范。2.3.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（1）材料標(biāo)準(zhǔn)：選擇合適的材料，滿足產(chǎn)品功能要求；（2）零件標(biāo)準(zhǔn)：采用標(biāo)準(zhǔn)零件，提高互換性和通用性；（3）裝配標(biāo)準(zhǔn)：保證裝配關(guān)系正確，便于組裝和維修；（4）工藝標(biāo)準(zhǔn)：采用合理的加工工藝，提高生產(chǎn)效率；（5）安全標(biāo)準(zhǔn)：保證產(chǎn)品使用安全，防止發(fā)生；（6）環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)：降低產(chǎn)品對環(huán)境的影響，符合環(huán)保要求。第3章制造工藝與自動(dòng)化3.1制造工藝概述制造工藝是指將原材料或半成品通過一定的加工方法、設(shè)備和工具，轉(zhuǎn)化為成品的過程。它包括金屬切削、壓力加工、焊接、熱處理等多種加工方法。制造工藝在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域具有舉足輕重的地位，直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)效率和成本。本節(jié)將對制造工藝的基本概念、分類及發(fā)展趨勢進(jìn)行概述。3.2自動(dòng)化制造技術(shù)自動(dòng)化制造技術(shù)是指采用計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制技術(shù)等現(xiàn)代科技成果，實(shí)現(xiàn)制造過程自動(dòng)化、智能化和高效化的技術(shù)。它主要包括以下方面：（1）自動(dòng)化加工：采用數(shù)控機(jī)床、加工中心、等自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行加工，提高生產(chǎn)效率和加工精度。（2）自動(dòng)化裝配：采用自動(dòng)化裝配線、等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的自動(dòng)化裝配，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高裝配質(zhì)量。（3）自動(dòng)化檢測：利用現(xiàn)代檢測技術(shù)和設(shè)備，對制造過程和產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，保證產(chǎn)品質(zhì)量。（4）自動(dòng)化物流：通過自動(dòng)化物流系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)原材料、半成品和成品的自動(dòng)存儲(chǔ)、輸送和搬運(yùn)，提高物流效率。（5）自動(dòng)化信息管理：采用計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)調(diào)度、庫存管理、質(zhì)量控制等信息的集成管理。3.3柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)（FlexibleManufacturingSystem，F(xiàn)MS）是一種高度自動(dòng)化、具有較高適應(yīng)性和靈活性的制造系統(tǒng)。它主要由數(shù)控機(jī)床、加工中心、自動(dòng)化倉庫、物流系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等組成。柔性制造系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：（1）適應(yīng)性：可根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)需求，快速調(diào)整生產(chǎn)線和設(shè)備配置，實(shí)現(xiàn)不同產(chǎn)品的生產(chǎn)。（2）靈活性：具備多種加工能力和加工方法，可滿足多樣化、個(gè)性化的生產(chǎn)需求。（3）集成性：各組成部分高度集成，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、物流、信息流的一體化管理。（4）高效性：采用先進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)備和控制系統(tǒng)，提高生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期。（5）經(jīng)濟(jì)性：降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置。柔性制造系統(tǒng)在機(jī)械制造、電子、汽車、航空等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，成為現(xiàn)代制造業(yè)的重要組成部分。通過采用柔性制造系統(tǒng)，企業(yè)能夠提高生產(chǎn)競爭力，適應(yīng)市場需求變化，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。第4章材料選擇與力學(xué)功能4.1常用工程材料工程材料的選用是機(jī)械設(shè)計(jì)與制造過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，合理的材料選擇可以提高產(chǎn)品的功能、延長使用壽命、降低生產(chǎn)成本。以下是常用的工程材料：4.1.1金屬材料（1）碳素鋼：普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼；（2）合金鋼：低合金鋼、中合金鋼、高合金鋼；（3）不銹鋼：奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼；（4）有色金屬：鋁及鋁合金、銅及銅合金、鈦及鈦合金；（5）特殊金屬：高溫合金、耐蝕合金、磁性材料。4.1.2非金屬材料（1）塑料：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等；（2）橡膠：天然橡膠、合成橡膠；（3）陶瓷：氧化鋁、碳化硅、氮化硅；（4）復(fù)合材料：玻璃鋼、碳纖維復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料。4.2材料力學(xué)功能材料的力學(xué)功能是衡量材料在使用過程中承受外力作用的能力，主要包括以下幾方面：4.2.1彈性功能彈性模量、彈性極限、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率、硬度等。4.2.2塑性功能屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率、斷面收縮率等。4.2.3疲勞功能疲勞極限、疲勞壽命、疲勞強(qiáng)度等。4.2.4沖擊功能沖擊吸收功、沖擊韌性等。4.2.5蠕變功能長期強(qiáng)度、蠕變極限等。4.3材料選擇原則與應(yīng)用材料的選擇應(yīng)遵循以下原則：4.3.1滿足使用功能要求根據(jù)產(chǎn)品的使用環(huán)境、載荷條件、工作溫度等，選擇具有相應(yīng)力學(xué)功能、物理功能和化學(xué)功能的材料。4.3.2經(jīng)濟(jì)性原則在滿足使用功能要求的前提下，選擇成本較低的材料，降低生產(chǎn)成本。4.3.3可加工性原則選擇易于加工、成型和焊接的材料，提高生產(chǎn)效率。4.3.4可靠性原則選擇質(zhì)量穩(wěn)定、供應(yīng)充足的材料，保證產(chǎn)品質(zhì)量。具體應(yīng)用時(shí)，可根據(jù)以下步驟進(jìn)行材料選擇：（1）明確產(chǎn)品的使用要求和環(huán)境條件；（2）分析各種材料的功能特點(diǎn)；（3）結(jié)合經(jīng)濟(jì)性、可加工性和可靠性原則，篩選出合適的材料；（4）進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，保證所選材料滿足設(shè)計(jì)要求。第5章機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)5.1傳動(dòng)系統(tǒng)概述5.1.1傳動(dòng)系統(tǒng)的功能與分類傳動(dòng)系統(tǒng)是機(jī)械設(shè)備中實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞和運(yùn)動(dòng)控制的重要組成部分。其主要功能是按照預(yù)定要求將原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速傳遞到執(zhí)行部件，以實(shí)現(xiàn)各種工作需求。根據(jù)傳動(dòng)方式的不同，傳動(dòng)系統(tǒng)可分為齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)等。5.1.2傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則在設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：（1）滿足工作功能要求，保證傳動(dòng)平穩(wěn)、可靠；（2）結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，便于制造、安裝和維修；（3）考慮經(jīng)濟(jì)性，降低成本，提高效益；（4）符合國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，保證安全、環(huán)保。5.2常用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)5.2.1齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)（1）選擇合適的齒輪類型和材料；（2）確定齒輪的模數(shù)、齒數(shù)、壓力角等基本參數(shù)；（3）計(jì)算齒輪的幾何尺寸和齒面硬度；（4）設(shè)計(jì)齒輪的潤滑和冷卻系統(tǒng)。5.2.2帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)（1）選擇合適的帶型、材料和尺寸；（2）確定帶輪的直徑、寬度、輪轂尺寸等；（3）計(jì)算帶的張緊力和預(yù)緊力；（4）設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)的防護(hù)裝置。5.2.3鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)（1）選擇合適的鏈型和鏈輪材料；（2）確定鏈輪的齒數(shù)、模數(shù)、鏈節(jié)距等參數(shù)；（3）計(jì)算鏈的拉力、鏈條長度和鏈輪直徑；（4）設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)的潤滑和防護(hù)裝置。5.2.4蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)（1）選擇合適的蝸桿類型和材料；（2）確定蝸桿的模數(shù)、螺旋角、直徑等參數(shù)；（3）計(jì)算蝸輪的幾何尺寸和齒面硬度；（4）設(shè)計(jì)蝸桿傳動(dòng)的潤滑和冷卻系統(tǒng)。5.3傳動(dòng)裝置的強(qiáng)度計(jì)算與校核5.3.1強(qiáng)度計(jì)算（1）根據(jù)工作條件，確定傳動(dòng)裝置的載荷和轉(zhuǎn)速；（2）計(jì)算傳動(dòng)元件的受力情況，如齒輪、帶、鏈條等；（3）根據(jù)材料力學(xué)公式，計(jì)算傳動(dòng)元件的應(yīng)力、應(yīng)變；（4）選取合適的強(qiáng)度條件，進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。5.3.2校核（1）對傳動(dòng)裝置的強(qiáng)度進(jìn)行校核，保證其在工作過程中安全可靠；（2）校核內(nèi)容包括：齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度、彎曲疲勞強(qiáng)度，帶的疲勞壽命，鏈的拉斷強(qiáng)度等；（3）若校核結(jié)果不符合要求，需對傳動(dòng)裝置進(jìn)行調(diào)整，直至滿足強(qiáng)度條件。第6章軸承與軸的設(shè)計(jì)6.1軸承的類型與選擇6.1.1軸承分類軸承根據(jù)其結(jié)構(gòu)、工作原理及用途可分為以下幾類：滾動(dòng)軸承、滑動(dòng)軸承、關(guān)節(jié)軸承、圓錐滾子軸承和特殊軸承等。各類軸承具有不同的特點(diǎn)和適用范圍。6.1.2軸承選擇在選擇軸承時(shí)，應(yīng)考慮以下因素：（1）軸承負(fù)荷：根據(jù)軸承所承受的徑向負(fù)荷、軸向負(fù)荷及轉(zhuǎn)速，選擇合適的軸承類型和尺寸。（2）工作環(huán)境：考慮軸承工作環(huán)境中的溫度、濕度、污染等因素，選擇適應(yīng)特定環(huán)境的軸承材料及密封形式。（3）精度要求：根據(jù)軸的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷及工作功能要求，選擇合適的軸承精度等級。（4）壽命要求：根據(jù)設(shè)備的使用壽命及維護(hù)周期，選擇具有適當(dāng)壽命的軸承。6.2軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算6.2.1軸的設(shè)計(jì)（1）確定軸的尺寸：根據(jù)軸承類型、負(fù)荷、轉(zhuǎn)速等因素，確定軸的直徑、長度等尺寸。（2）選擇軸的材料：根據(jù)工作環(huán)境、負(fù)荷、轉(zhuǎn)速等因素，選擇具有良好機(jī)械功能、耐磨性和抗腐蝕性的材料。（3）確定軸的結(jié)構(gòu)：根據(jù)設(shè)備的工作原理和空間布局，設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)，包括軸上零件的布置、軸的支撐形式等。6.2.2軸的計(jì)算（1）軸的強(qiáng)度計(jì)算：根據(jù)軸所承受的負(fù)荷，計(jì)算軸的應(yīng)力，保證軸在許用應(yīng)力范圍內(nèi)工作。（2）軸的剛度計(jì)算：計(jì)算軸的彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度，保證軸在給定負(fù)荷下的變形在允許范圍內(nèi)。（3）軸的穩(wěn)定性計(jì)算：對于細(xì)長軸，需要計(jì)算其臨界載荷，以避免發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象。6.3軸承與軸的配合設(shè)計(jì)6.3.1軸承與軸的配合類型軸承與軸的配合可分為過盈配合、間隙配合和過渡配合。應(yīng)根據(jù)軸承類型、負(fù)荷、轉(zhuǎn)速等因素選擇合適的配合類型。6.3.2軸承與軸的配合尺寸計(jì)算（1）計(jì)算配合尺寸：根據(jù)軸承和軸的尺寸、配合類型，計(jì)算配合過盈量或間隙量。（2）確定配合公差：根據(jù)配合尺寸計(jì)算結(jié)果，參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確定軸承與軸的配合公差。6.3.3軸承與軸的配合質(zhì)量檢測為保證軸承與軸的配合質(zhì)量，應(yīng)進(jìn)行以下檢測：（1）尺寸檢測：檢測軸承和軸的尺寸，保證符合配合尺寸要求。（2）配合質(zhì)量檢測：通過測量配合面的接觸斑點(diǎn)、配合過盈量等參數(shù)，評價(jià)軸承與軸的配合質(zhì)量。第7章聯(lián)接件設(shè)計(jì)7.1螺紋聯(lián)接設(shè)計(jì)7.1.1螺紋聯(lián)接概述螺紋聯(lián)接是機(jī)械設(shè)計(jì)中常用的一種聯(lián)接方式，具有結(jié)構(gòu)簡單、裝拆方便、聯(lián)接力大等優(yōu)點(diǎn)。螺紋聯(lián)接主要包括螺紋副和螺紋緊固件兩部分。7.1.2螺紋聯(lián)接設(shè)計(jì)要求（1）根據(jù)工作條件和載荷特點(diǎn)，選擇合適的螺紋規(guī)格和類型。（2）保證螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度和剛度滿足工作要求。（3）考慮螺紋聯(lián)接的防松和密封功能。（4）符合國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。7.1.3螺紋聯(lián)接設(shè)計(jì)步驟（1）確定螺紋聯(lián)接的類型和規(guī)格。（2）計(jì)算螺紋的受力情況，包括預(yù)緊力和工作載荷。（3）校核螺紋的強(qiáng)度，保證其滿足工作要求。（4）確定螺紋聯(lián)接的防松措施和密封形式。（5）繪制螺紋聯(lián)接的工程圖。7.2鍵聯(lián)接與花鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)7.2.1鍵聯(lián)接概述鍵聯(lián)接是用于軸與軸上零件之間的周向固定，具有結(jié)構(gòu)簡單、裝拆方便等優(yōu)點(diǎn)。花鍵聯(lián)接是鍵聯(lián)接的一種特殊形式，適用于傳遞轉(zhuǎn)矩較大的場合。7.2.2鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)要求（1）根據(jù)傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向力的大小，選擇合適的鍵類型和規(guī)格。（2）保證鍵聯(lián)接的強(qiáng)度和剛度滿足工作要求。（3）考慮鍵的安裝和拆卸方便性。（4）符合國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。7.2.3花鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)要求（1）確定花鍵的類型和規(guī)格，如矩形花鍵、漸開線花鍵等。（2）計(jì)算花鍵的受力情況，校核其強(qiáng)度和剛度。（3）確定花鍵的配合長度和配合間隙。（4）繪制花鍵聯(lián)接的工程圖。7.2.4鍵聯(lián)接與花鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)步驟（1）確定鍵聯(lián)接或花鍵聯(lián)接的類型和規(guī)格。（2）計(jì)算鍵或花鍵的受力情況，校核其強(qiáng)度。（3）確定鍵或花鍵的配合長度、配合間隙和防松措施。（4）繪制鍵聯(lián)接或花鍵聯(lián)接的工程圖。7.3其他常用聯(lián)接件設(shè)計(jì)7.3.1彈簧聯(lián)接件設(shè)計(jì)（1）根據(jù)工作條件，選擇合適的彈簧類型，如壓縮彈簧、拉伸彈簧等。（2）計(jì)算彈簧的受力情況，確定彈簧的材料、線徑和圈數(shù)。（3）校核彈簧的強(qiáng)度和剛度。（4）繪制彈簧聯(lián)接件的工程圖。7.3.2銷聯(lián)接件設(shè)計(jì)（1）選擇合適的銷類型，如圓柱銷、圓錐銷等。（2）確定銷的尺寸和材料。（3）校核銷的強(qiáng)度和剛度。（4）繪制銷聯(lián)接件的工程圖。7.3.3焊接聯(lián)接件設(shè)計(jì)（1）確定焊接聯(lián)接的結(jié)構(gòu)形式，如對接焊、角焊等。（2）選擇合適的焊接材料和焊接方法。（3）計(jì)算焊接接頭的強(qiáng)度，校核其滿足工作要求。（4）繪制焊接聯(lián)接件的工程圖。7.3.4膠接聯(lián)接件設(shè)計(jì)（1）選擇合適的膠接劑和膠接工藝。（2）確定膠接面積和膠接強(qiáng)度。（3）考慮膠接件的耐環(huán)境功能和耐久性。（4）繪制膠接聯(lián)接件的工程圖。第8章機(jī)床設(shè)計(jì)與自動(dòng)化8.1機(jī)床概述機(jī)床是機(jī)械加工中必不可少的設(shè)備，主要用于對工件進(jìn)行金屬切削加工?？萍嫉牟粩喟l(fā)展，機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造也在不斷優(yōu)化，機(jī)床自動(dòng)化水平已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。本節(jié)主要介紹機(jī)床的基本概念、分類及其在制造業(yè)中的應(yīng)用。8.1.1機(jī)床的基本概念機(jī)床是一種利用機(jī)械運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)工件加工的設(shè)備，通過裝夾在機(jī)床上的刀具與工件之間的相對運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對工件的切削加工。機(jī)床主要由床身、立柱、橫梁、工作臺(tái)、刀具和傳動(dòng)系統(tǒng)等部分組成。8.1.2機(jī)床的分類機(jī)床的分類方法有很多，根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，可分為以下幾類：（1）按照機(jī)床的用途，可分為通用機(jī)床和專用機(jī)床。（2）按照機(jī)床的布局，可分為臥式機(jī)床、立式機(jī)床、龍門機(jī)床等。（3）按照機(jī)床的自動(dòng)化程度，可分為手動(dòng)機(jī)床、半自動(dòng)機(jī)床和全自動(dòng)機(jī)床。8.1.3機(jī)床在制造業(yè)中的應(yīng)用機(jī)床在制造業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛，主要包括以下方面：（1）金屬切削加工：如車削、銑削、磨削、鉆孔、鏜孔等。（2）金屬成型加工：如鍛造、沖壓、折彎等。（3）特種加工：如電火花加工、激光加工、超聲波加工等。8.2機(jī)床主要部件設(shè)計(jì)機(jī)床主要部件的設(shè)計(jì)是機(jī)床設(shè)計(jì)和制造的核心內(nèi)容，關(guān)系到機(jī)床的功能、精度和穩(wěn)定性。本節(jié)主要介紹機(jī)床主要部件的設(shè)計(jì)原則和方法。8.2.1床身設(shè)計(jì)床身是機(jī)床的基礎(chǔ)部件，其設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下因素：（1）床身的結(jié)構(gòu)形式：根據(jù)機(jī)床的用途和布局選擇合適的結(jié)構(gòu)形式。（2）床身的材料：選用高硬度、高耐磨、高強(qiáng)度的材料。（3）床身的導(dǎo)軌：導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)關(guān)系到機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度，應(yīng)選用高精度、高耐磨的導(dǎo)軌。8.2.2傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)是機(jī)床實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的核心部分，其設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下因素：（1）傳動(dòng)系統(tǒng)的類型：如齒輪傳動(dòng)、皮帶傳動(dòng)、絲杠傳動(dòng)等。（2）傳動(dòng)系統(tǒng)的精度：保證機(jī)床在加工過程中具有高精度。（3）傳動(dòng)系統(tǒng)的可靠性：保證機(jī)床長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。8.2.3刀具設(shè)計(jì)刀具是機(jī)床實(shí)現(xiàn)切削加工的關(guān)鍵部件，其設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下因素：（1）刀具的材料：選擇高硬度、高耐磨、高強(qiáng)度的刀具材料。（2）刀具的結(jié)構(gòu)：根據(jù)加工工藝和工件要求，設(shè)計(jì)合適的刀具結(jié)構(gòu)。（3）刀具的夾緊方式：保證刀具在加工過程中具有高剛性和高穩(wěn)定性。8.3數(shù)控機(jī)床與自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床是采用數(shù)字控制系統(tǒng)進(jìn)行控制的機(jī)床，具有高精度、高效率、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。本節(jié)主要介紹數(shù)控機(jī)床的組成、工作原理及自動(dòng)化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用。8.3.1數(shù)控機(jī)床的組成數(shù)控機(jī)床主要由以下部分組成：（1）數(shù)控系統(tǒng)：是數(shù)控機(jī)床的核心部分，負(fù)責(zé)對機(jī)床進(jìn)行控制。（2）機(jī)床主體：包括床身、立柱、橫梁、工作臺(tái)等。（3）伺服系統(tǒng)：驅(qū)動(dòng)機(jī)床各軸運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)加工過程。（4）輔助裝置：如冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、排屑器等。8.3.2數(shù)控機(jī)床的工作原理數(shù)控機(jī)床的工作原理是通過數(shù)控系統(tǒng)接收編程輸入的加工指令，將其轉(zhuǎn)換為機(jī)床各軸的運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)工件的加工。8.3.3自動(dòng)化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用主要包括以下方面：（1）自動(dòng)編程：采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）和計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)加工過程的自動(dòng)編程。（2）自動(dòng)裝夾：采用、氣動(dòng)或液壓裝置實(shí)現(xiàn)工件的自動(dòng)裝夾。（3）自動(dòng)加工：通過數(shù)控系統(tǒng)控制機(jī)床各軸運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)工件的自動(dòng)加工。（4）自動(dòng)檢測：采用各種傳感器對加工過程中的工件進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，保證加工質(zhì)量。（5）自動(dòng)物流：實(shí)現(xiàn)工件、刀具和輔料的自動(dòng)搬運(yùn)和存儲(chǔ)。第9章液壓與氣壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)9.1液壓與氣壓系統(tǒng)概述9.1.1液壓系統(tǒng)基本原理液壓系統(tǒng)是利用流體傳遞動(dòng)力和能量的一種機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)。本章主要介紹液壓系統(tǒng)的基本原理、組成部分及其在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造自動(dòng)化中的應(yīng)用。9.1.2氣壓系統(tǒng)基本原理氣壓系統(tǒng)是利用