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第一部分 机床课程设计 1

一、机床课程设计的题目和内容 1

1.机床课程设计的题目 1

2.机床课程设计的内容 1

3.学生应完成的设计工作 1

二、机床课程设计的步骤 1

1.明确题目要求，查阅有关资料 1

2.设计主传动系统 1

3.初选和初算主要传动件及参数 3

4.绘制部件装配图 3

5.验算主要传动件 4

6.绘制零件图 4

7.编写设计计算说明书 4

三、带传动的选择和计算 4

1.同步带传动的选择和计算 4

2.V带传动的选择和计算 12

四、齿轮的设计与计算 18

1.齿轮齿数的确定 18

2.齿轮精度的选择 18

3.齿轮模数的计算 19

4.齿轮的结构设计 23

五、传动轴及其组件的设计 26

1.传动轴的设计 26

2.初选传动轴的轴径 27

3.传动轴弯曲刚度的校核 28

4.传动轴上的轴肩与孔台设计 28

5.轴向定位 29

6.轴在箱体上的固定 30

7.传动轴和电动机输出轴之间的连接 31

六、主轴设计及主轴组件 31

1.主轴 31

2.主轴轴径的确定 31

3.主轴组件 32

七、变速操纵机构的设计 32

1.变速操纵机构应满足的要求 32

2.变速操纵机构的组成 33

3.手动与机动操纵机构 33

4.自动控制系统的设计 37

八、结构设计中要注意的问题 38

1.结构工艺性 38

2.润滑与密封 40

九、机床主轴部件结构实例 41

1.高刚度型主轴部件结构 41

2.高速型主轴部件结构 42

3.速度刚度型主轴部件结构 42

附录Ⅰ 44

1.各种常用传动比的适用齿数 44

2.安装轴承环的轴肩高度 46

3.直流主轴电动机系列 46

4.交流主轴电动机系列 47

5.直流伺服电动机系列 47

6.交流伺服电动机系列 47

7.北京第一机床厂主轴电动机表 48

参考文献 49

第二部分 移动机器人设计 50

一、移动机器人设计的要求和设计内容 50

1.移动机器人设计的目的和要求 50

2.技术参数 50

3.设计内容 50

4.具体设计步骤 50

5.时间安排（3周） 51

二、移动机器人的分类与组成 52

1.移动机器人的分类 52

2.移动机器人的组成 52

三、移动机器人总体方案设计 54

1.确定移动机器人的主要尺寸 54

2.机器人设计应满足的基本要求和原则 54

四、移动机器人的初步设计和详细设计 55

1.初步设计 55

2.详细设计 55

3.模块化设计 56

五、移动机器人的结构设计 56

1.移动机构设计 56

2.传动机构设计 57

3.升降机构设计 60

4.末端执行机构设计 60

六、驱动器的选择 62

七、制作机器人的材料、截面形状及连接方式的选择 63

1.制作机器人的常用材料 63

2.截面形状及连接方式的选择 65

八、竞赛型移动机器人中常用的传感器 66

1.红外光电检测传感器 66

2.光电编码器 67

3.超声波传感器 68

4.机器人视觉传感器 69

5.机器人控制系统 71

九、竞赛型移动机器人设计实例 72

1.CCTV第一届全国大学生机器人电视大赛 72

2.CCTV第二届全国大学生机器人电视大赛 74

3.CCTV第三届全国大学生机器人电视大赛 78

参考文献 83

第三部分 机床夹具设计 84

一、设计要求与内容 84

二、设计方法与步骤 84

（一）工艺设计 84

1.分析、研究零件图，进行工艺审查 84

2.选择毛坯，绘制零件——毛坯综合图 84

3.拟订工艺路线 86

4.选择加工设备及工艺装备 87

5.加工工序设计和工序尺寸计算 87

6.选择切削用量并确定时间定额 87

7.填写工艺文件 88

（二）夹具设计（参考文献［1］［2］［3］） 91

1.夹具设计的基本要求 91

2.原始资料的分析研究 91

3.夹具结构方案的拟订 92

4.夹具总装图的设计 95

5.夹具零件图的绘制（选做） 99

（三）设计说明书的撰写 99

附录Ⅲ 101

附录Ⅲ-1常见表面加工阶段的划分 101

一、获得不同精度和表面粗糙度的外圆表面加工方法（附图3-1） 101

二、获得不同精度和表面粗糙度的内圆表面加工方法（附图3-2） 102

三、获得不同精度和表面粗糙度的平面加工方法（附图3-3） 103

附录Ⅲ-2夹具设计常用资料 104

一、夹具设计时的摩擦因数 104

二、对刀、导向元件 104

（一）对刀块 104

1.圆形对刀块 104

2.方形对刀块 105

3.直角对刀块 106

4.侧装对刀块 106

（二）对刀平塞尺 106

（三）导向元件 107

1.固定钻套 107

2.可换钻套 109

3.快换钻套 111

4.钻套用衬套 113

5.钻套螺钉 114

6.镗套 114

7.镗套用衬套 116

8.镗套螺钉 117

9.钻套高度H和钻套与工件距离h 118

（四）定位键及定向键 119

三、常用定位元件 121

（一）支承钉 121

（二）v形块 123

（三）固定v形块 124

（四）定位衬套 126

四、常用夹紧元件 127

（一）带肩六角螺母 127

（二）回转手柄螺母 128

（三）快换垫圈 129

（四）光面压块 130

（五）移动压板 131

附录Ⅲ-3夹具设计中易出现的错误示例（附表3-25） 133

附录Ⅲ-4夹具设计题目选编 135

参考文献 160