機械設(shè)計與制造自動化作業(yè)指導(dǎo)書

機械設(shè)計與制造自動化作業(yè)指導(dǎo)書TOC\o"1-2"\h\u10504第1章緒論 321041.1機械設(shè)計與制造自動化概述 3280921.2作業(yè)指導(dǎo)書的目的與意義 46372第2章機械設(shè)計基礎(chǔ) 455072.1機械設(shè)計原理 4127502.1.1設(shè)計概述 4166802.1.2設(shè)計原則 4221042.1.3設(shè)計內(nèi)容 5156782.2設(shè)計方法與流程 511792.2.1設(shè)計方法 5112662.2.2設(shè)計流程 5103072.3設(shè)計規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn) 5233752.3.1設(shè)計規(guī)范 533772.3.2設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 53881第3章制造工藝與自動化 662333.1制造工藝概述 634993.2自動化制造技術(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章機械傳動設(shè)計 861725.1傳動系統(tǒng)概述 9194945.1.1傳動系統(tǒng)的功能與分類 937345.1.2傳動系統(tǒng)的設(shè)計原則 941085.2常用傳動機構(gòu)設(shè)計 9174205.2.1齒輪傳動設(shè)計 917525.2.2帶傳動設(shè)計 9190055.2.3鏈傳動設(shè)計 992465.2.4蝸桿傳動設(shè)計 951185.3傳動裝置的強度計算與校核 10201625.3.1強度計算 10139485.3.2校核 1020913第6章軸承與軸的設(shè)計 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)計與計算 11222606.2.1軸的設(shè)計 1129206.2.2軸的計算 1147256.3軸承與軸的配合設(shè)計 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 12193277.1螺紋聯(lián)接設(shè)計 1262947.1.1螺紋聯(lián)接概述 1225087.1.2螺紋聯(lián)接設(shè)計要求 12327447.1.3螺紋聯(lián)接設(shè)計步驟 1217367.2鍵聯(lián)接與花鍵聯(lián)接設(shè)計 1290237.2.1鍵聯(lián)接概述 12134487.2.2鍵聯(lián)接設(shè)計要求 1278897.2.3花鍵聯(lián)接設(shè)計要求 12202177.2.4鍵聯(lián)接與花鍵聯(lián)接設(shè)計步驟 13217947.3其他常用聯(lián)接件設(shè)計 1350467.3.1彈簧聯(lián)接件設(shè)計 13261117.3.2銷聯(lián)接件設(shè)計 133907.3.3焊接聯(lián)接件設(shè)計 136347.3.4膠接聯(lián)接件設(shè)計 139464第8章機床設(shè)計與自動化 13116798.1機床概述 13252708.1.1機床的基本概念 14143308.1.2機床的分類 14300808.1.3機床在制造業(yè)中的應(yīng)用 14297378.2機床主要部件設(shè)計 14176478.2.1床身設(shè)計 14217678.2.2傳動系統(tǒng)設(shè)計 1490778.2.3刀具設(shè)計 15271928.3數(shù)控機床與自動化 15136208.3.1數(shù)控機床的組成 1556688.3.2數(shù)控機床的工作原理 1537378.3.3自動化技術(shù)在數(shù)控機床中的應(yīng)用 1528825第9章液壓與氣壓系統(tǒng)設(shè)計 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)計與計算 16139789.3.1液壓系統(tǒng)設(shè)計與計算 16197309.3.2氣壓系統(tǒng)設(shè)計與計算 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 1722235第10章機械控制系統(tǒng)設(shè)計 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 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)計原則 17918310.2.3電氣控制電路設(shè)計步驟 18634210.3PLC控制系統(tǒng)設(shè)計 181625510.3.1PLC概述 18139610.3.2PLC程序設(shè)計方法 182608510.3.3PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟 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機械設(shè)計與制造自動化概述機械設(shè)計與制造自動化作為現(xiàn)代制造業(yè)的核心技術(shù)之一，涉及到機械工程、電子技術(shù)、計算機科學(xué)、自動化技術(shù)等多個領(lǐng)域的知識。它通過對機械設(shè)計及制造過程的自動化改造，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)濟效益。機械設(shè)計與制造自動化技術(shù)在我國工業(yè)發(fā)展進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)書旨在為機械設(shè)計與制造自動化的學(xué)習(xí)與實踐提供系統(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)：通過闡述機械設(shè)計與制造自動化的基本概念、技術(shù)體系及其在實際工程中的應(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)實踐操作：詳細介紹機械設(shè)計與制造自動化相關(guān)軟件和設(shè)備的使用方法，引導(dǎo)讀者進行實際操作，提高實踐能力。（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)解決實際工程問題的能力。（4）提高綜合素質(zhì)：結(jié)合企業(yè)實際需求，使讀者掌握機械設(shè)計與制造自動化的基礎(chǔ)知識，提升就業(yè)競爭力。（5）促進學(xué)術(shù)交流：為從事機械設(shè)計與制造自動化相關(guān)領(lǐng)域研究的學(xué)者和工程技術(shù)人員提供一個交流平臺，推動技術(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械設(shè)計與制造自動化有一個全面、系統(tǒng)的認識，為今后的學(xué)術(shù)研究和工程實踐打下堅實基礎(chǔ)。第2章機械設(shè)計基礎(chǔ)2.1機械設(shè)計原理2.1.1設(shè)計概述機械設(shè)計是指根據(jù)使用要求，對機械系統(tǒng)、裝置或零部件進行創(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，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)合理、功能可靠、經(jīng)濟適用和便于制造與維修。2.1.2設(shè)計原則在設(shè)計過程中，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)品的人機工程和美觀性。2.1.3設(shè)計內(nèi)容機械設(shè)計主要包括以下內(nèi)容：（1）總體設(shè)計：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：設(shè)計各部件結(jié)構(gòu)，滿足使用功能；（3）零件設(shè)計：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：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，明確表達設(shè)計意圖。2.2設(shè)計方法與流程2.2.1設(shè)計方法（1）經(jīng)驗設(shè)計法：依據(jù)設(shè)計師的經(jīng)驗和現(xiàn)有產(chǎn)品進行設(shè)計；（2）計算設(shè)計法：通過理論計算，確定產(chǎn)品的主要參數(shù)；（3）優(yōu)化設(shè)計法：運用數(shù)學(xué)方法和計算機技術(shù)，對設(shè)計方案進行優(yōu)化；（4）模擬設(shè)計法：利用計算機模擬技術(shù)，分析產(chǎn)品功能和結(jié)構(gòu)。2.2.2設(shè)計流程（1）需求分析：了解用戶需求，明確設(shè)計任務(wù)；（2）方案設(shè)計：提出多個設(shè)計方案，進行對比分析；（3）詳細設(shè)計：對選定的方案進行詳細設(shè)計，包括結(jié)構(gòu)、尺寸、材料等；（4）設(shè)計驗證：通過計算、實驗等方法，驗證設(shè)計方案的可行性；（5）設(shè)計修改：根據(jù)驗證結(jié)果，對設(shè)計方案進行修改和完善；（6）設(shè)計評審：對最終設(shè)計方案進行評審，確認符合要求；（7）工程圖紙：繪制工程圖紙，指導(dǎo)生產(chǎn)。2.3設(shè)計規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)2.3.1設(shè)計規(guī)范設(shè)計過程中應(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。制造工藝在機械設(shè)計與制造領(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)展趨勢進行概述。3.2自動化制造技術(shù)自動化制造技術(shù)是指采用計算機技術(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，實現(xiàn)制造過程自動化、智能化和高效化的技術(shù)。它主要包括以下方面：（1）自動化加工：采用數(shù)控機床、加工中心、等自動化設(shè)備進行加工，提高生產(chǎn)效率和加工精度。（2）自動化裝配：采用自動化裝配線、等設(shè)備，實現(xiàn)產(chǎn)品的自動化裝配，降低勞動強度，提高裝配質(zhì)量。（3）自動化檢測：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)量進行實時監(jiān)測，保證產(chǎn)品質(zhì)量。（4）自動化物流：通過自動化物流系統(tǒng)，實現(xiàn)原材料、半成品和成品的自動存儲、輸送和搬運，提高物流效率。（5）自動化信息管理：采用計算機管理系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)計劃、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)控機床、加工中心、自動化倉庫、物流系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)等組成。柔性制造系統(tǒng)具有以下特點：（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、個性化的生產(chǎn)需求。（3）集成性：各組成部分高度集成，實現(xiàn)生產(chǎn)、物流、信息流的一體化管理。（4）高效性：采用先進的自動化設(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)濟性：降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，實現(xiàn)資源優(yōu)化配置。柔性制造系統(tǒng)在機械制造、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械設(shè)計與制造過程中的關(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、屈服強度、抗拉強度、延伸率、硬度等。4.2.2塑性功能屈服強度、抗拉強度、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，可根據(jù)以下步驟進行材料選擇：（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；（3）結(jié)合經(jīng)濟性、可加工性和可靠性原則，篩選出合適的材料；（4）進行試驗驗證，保證所選材料滿足設(shè)計要求。第5章機械傳動設(shè)計5.1傳動系統(tǒng)概述5.1.1傳動系統(tǒng)的功能與分類傳動系統(tǒng)是機械設(shè)備中實現(xiàn)動力傳遞和運動控制的重要組成部分。其主要功能是按照預(yù)定要求將原動機的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速傳遞到執(zhí)行部件，以實現(xiàn)各種工作需求。根據(jù)傳動方式的不同，傳動系統(tǒng)可分為齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動、蝸桿傳動等。5.1.2傳動系統(tǒng)的設(shè)計原則在設(shè)計傳動系統(tǒng)時，應(yīng)遵循以下原則：（1）滿足工作功能要求，保證傳動平穩(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常用傳動機構(gòu)設(shè)計5.2.1齒輪傳動設(shè)計（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）計算齒輪的幾何尺寸和齒面硬度；（4）設(shè)計齒輪的潤滑和冷卻系統(tǒng)。5.2.2帶傳動設(shè)計（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）計算帶的張緊力和預(yù)緊力；（4）設(shè)計帶傳動的防護裝置。5.2.3鏈傳動設(shè)計（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）計算鏈的拉力、鏈條長度和鏈輪直徑；（4）設(shè)計鏈傳動的潤滑和防護裝置。5.2.4蝸桿傳動設(shè)計（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）計算蝸輪的幾何尺寸和齒面硬度；（4）設(shè)計蝸桿傳動的潤滑和冷卻系統(tǒng)。5.3傳動裝置的強度計算與校核5.3.1強度計算（1）根據(jù)工作條件，確定傳動裝置的載荷和轉(zhuǎn)速；（2）計算傳動元件的受力情況，如齒輪、帶、鏈條等；（3）根據(jù)材料力學(xué)公式，計算傳動元件的應(yīng)力、應(yīng)變；（4）選取合適的強度條件，進行強度計算。5.3.2校核（1）對傳動裝置的強度進行校核，保證其在工作過程中安全可靠；（2）校核內(nèi)容包括：齒輪的接觸疲勞強度、彎曲疲勞強度，帶的疲勞壽命，鏈的拉斷強度等；（3）若校核結(jié)果不符合要求，需對傳動裝置進行調(diào)整，直至滿足強度條件。第6章軸承與軸的設(shè)計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：滾動軸承、滑動軸承、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和適用范圍。6.1.2軸承選擇在選擇軸承時，應(yīng)考慮以下因素：（1）軸承負荷：根據(jù)軸承所承受的徑向負荷、軸向負荷及轉(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周期，選擇具有適當(dāng)壽命的軸承。6.2軸的設(shè)計與計算6.2.1軸的設(shè)計（1）確定軸的尺寸：根據(jù)軸承類型、負荷、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、負荷、轉(zhuǎn)速等因素，選擇具有良好機械功能、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軸的計算（1）軸的強度計算：根據(jù)軸所承受的負荷，計算軸的應(yīng)力，保證軸在許用應(yīng)力范圍內(nèi)工作。（2）軸的剛度計算：計算軸的彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度，保證軸在給定負荷下的變形在允許范圍內(nèi)。（3）軸的穩(wěn)定性計算：對于細長軸，需要計算其臨界載荷，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算（1）計算配合尺寸：根據(jù)軸承和軸的尺寸、配合類型，計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、配合過盈量等參數(shù)，評價軸承與軸的配合質(zhì)量。第7章聯(lián)接件設(shè)計7.1螺紋聯(lián)接設(shè)計7.1.1螺紋聯(lián)接概述螺紋聯(lián)接是機械設(shè)計中常用的一種聯(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。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)計要求（1）根據(jù)工作條件和載荷特點，選擇合適的螺紋規(guī)格和類型。（2）保證螺紋聯(lián)接的強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)計步驟（1）確定螺紋聯(lián)接的類型和規(guī)格。（2）計算螺紋的受力情況，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。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）計算花鍵的受力情況，校核其強度和剛度。（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)計步驟（1）確定鍵聯(lián)接或花鍵聯(lián)接的類型和規(guī)格。（2）計算鍵或花鍵的受力情況，校核其強度。（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7.3.1彈簧聯(lián)接件設(shè)計（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（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（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）計算焊接接頭的強度，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（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章機床設(shè)計與自動化8.1機床概述機床是機械加工中必不可少的設(shè)備，主要用于對工件進行金屬切削加工?？萍嫉牟粩喟l(fā)展，機床的設(shè)計和制造也在不斷優(yōu)化，機床自動化水平已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。本節(jié)主要介紹機床的基本概念、分類及其在制造業(yè)中的應(yīng)用。8.1.1機床的基本概念機床是一種利用機械運動來實現(xiàn)工件加工的設(shè)備，通過裝夾在機床上的刀具與工件之間的相對運動，實現(xiàn)對工件的切削加工。機床主要由床身、立柱、橫梁、工作臺、刀具和傳動系統(tǒng)等部分組成。8.1.2機床的分類機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）按照機床的用途，可分為通用機床和專用機床。（2）按照機床的布局，可分為臥式機床、立式機床、龍門機床等。（3）按照機床的自動化程度，可分為手動機床、半自動機床和全自動機床。8.1.3機床在制造業(yè)中的應(yīng)用機床在制造業(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機床主要部件設(shè)計機床主要部件的設(shè)計是機床設(shè)計和制造的核心內(nèi)容，關(guān)系到機床的功能、精度和穩(wěn)定性。本節(jié)主要介紹機床主要部件的設(shè)計原則和方法。8.2.1床身設(shè)計床身是機床的基礎(chǔ)部件，其設(shè)計應(yīng)考慮以下因素：（1）床身的結(jié)構(gòu)形式：根據(jù)機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、高強度的材料。（3）床身的導(dǎo)軌：導(dǎo)軌的設(shè)計關(guān)系到機床的運動精度，應(yīng)選用高精度、高耐磨的導(dǎo)軌。8.2.2傳動系統(tǒng)設(shè)計傳動系統(tǒng)是機床實現(xiàn)運動的核心部分，其設(shè)計應(yīng)考慮以下因素：（1）傳動系統(tǒng)的類型：如齒輪傳動、皮帶傳動、絲杠傳動等。（2）傳動系統(tǒng)的精度：保證機床在加工過程中具有高精度。（3）傳動系統(tǒng)的可靠性：保證機床長時間穩(wěn)定運行。8.2.3刀具設(shè)計刀具是機床實現(xiàn)切削加工的關(guān)鍵部件，其設(shè)計應(yīng)考慮以下因素：（1）刀具的材料：選擇高硬度、高耐磨、高強度的刀具材料。（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)控機床與自動化數(shù)控機床是采用數(shù)字控制系統(tǒng)進行控制的機床，具有高精度、高效率、自動化程度高等特點。本節(jié)主要介紹數(shù)控機床的組成、工作原理及自動化技術(shù)在數(shù)控機床中的應(yīng)用。8.3.1數(shù)控機床的組成數(shù)控機床主要由以下部分組成：（1）數(shù)控系統(tǒng)：是數(shù)控機床的核心部分，負責(zé)對機床進行控制。（2）機床主體：包括床身、立柱、橫梁、工作臺等。（3）伺服系統(tǒng)：驅(qū)動機床各軸運動，實現(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)控機床的工作原理數(shù)控機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)換為機床各軸的運動，從而實現(xiàn)工件的加工。8.3.3自動化技術(shù)在數(shù)控機床中的應(yīng)用自動化技術(shù)在數(shù)控機床中的應(yīng)用主要包括以下方面：（1）自動編程：采用計算機輔助設(shè)計（CAD）和計算機輔助制造（CAM）技術(shù)，實現(xiàn)加工過程的自動編程。（2）自動裝夾：采用、氣動或液壓裝置實現(xiàn)工件的自動裝夾。（3）自動加工：通過數(shù)控系統(tǒng)控制機床各軸運動，實現(xiàn)工件的自動加工。（4）自動檢測：采用各種傳感器對加工過程中的工件進行實時檢測，保證加工質(zhì)量。（5）自動物流：實現(xiàn)工件、刀具和輔料的自動搬運和存儲。第9章液壓與氣壓系統(tǒng)設(shè)計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)是利用流體傳遞動力和能量的一種機械傳動系統(tǒng)。本章主要介紹液壓系統(tǒng)的基本原理、組成部分及其在機械設(shè)計與制造自動化中的應(yīng)用。9.1.2氣壓系統(tǒng)基本原理氣壓系統(tǒng)是利用