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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第一章第一节 机械制造装备及其在国民经济中的重要作用缩短生产周期（ T）,提高产品质量（ Q）,降低生产成本（ C）,改善服务质量（S）传统模式（产业）精益 - 灵敏 - 柔性（ LAF）生产系统,是全面吸取精益生产、灵敏制造和柔性制造的精髓,包括了全面质量治理（TQC）、准时生产（Just in time,缩写JIT ）、快速课重组制造和并行工程等现代生产和治理技术；征是 ：这种模式的主要特以用户的需求为中心；制造的战略重点是时间和速度,并兼顾质量和 品种；以柔性、精益和灵敏作为竞争的优势；技术进步、人因改善和组织 创新是三项并重的基础工作；
2、实现资源快速有效的集成是其中心任务,集成 对象涉及技术、人、组织和治理等,应在企业之间、制造过程和作业等不同层 次上分别实施相应的资源集成；组织形式采纳如“ 虚拟公司” 在内的多种类 型；装备制造业是国民经济的重要支柱,是出口创汇的重要产业；装备制造业是用先进科学技术改进传统产业的重要纽带和载体；装备制造业是高新技术产业和信息化产业进展的基础；装备制造业是国民经济安全和军事的重要保证；装备制造业是解决我国劳动就业的重要途径；其次节 机械制造装备应具备的主要功能 一、机械制造装备应满意的一般功能包括：加工精度方面的要求；强度、刚度和抗振性方面的要求；加工稳固性方面的要求；耐用度方面的要求,提高耐
3、用度的主要措施包括削减磨损、匀称磨损、磨 损补偿等 技术经济方面的要求 二、柔性化含义：产品结构柔性化和功能柔性化 模块化设计 三、精密化：采纳传统的措施,一味提高机械制造装备自身的精度已无法奏 效,需采纳误差补偿技术；误差补偿技术可以是机械式的,如为提高丝杠或分 度蜗轮的精度采纳的校正尺或校正凸轮等；四、自动化 自动化有全自动（能自动完成工件的上料、加工和卸料的生产全过程）和 半自动（人工完成上下料）之分；实现自动化的方法从初级到高级依次为：凸 轮掌握、程序掌握、数字掌握和适应掌握等；五、机电一体化（是指机械技术与微电子、传感检测、信息处理、自动掌握和 电力电子等技术,按系统工程和整体化的方
4、法,有机地组成正确技术系统；）这个系统应当是功能强、质量好和故障率低、节能和节材、性价比高,具名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 有足够的“ 结构柔性” “ ；六、节材 七、符合工业工程要求 工业工程是对人、物料、设备、能源和信息所组成的集成系统进行设计、改善和实施的一门学科；其目标是设计一个生产系统及其掌握方法,在保证工 人和最终用户健康和安全的条件下,以最低的成本生产出符合质量要求的产 品；产品设计符合要求是指：在产品开发阶段,充分考虑结构的工艺性,提高 标准化、通用化程度,以便采纳正确的工艺方案,挑选合理的质量
5、标准,削减 操作过程中工人的体力消耗；对市场和消费者进行调研,保证产品合理的质量 标准,削减因质量标准定得过高造成不必要的超额工作量；（强度、刚度、抗 振性）八、符合绿色工程要求 企业必需订正不惜牺牲环境和消耗资源来增加产出的错误做法,使经济发 展更少地依靠地球上的有限资源,而更多地与地球的承载才能达到有机的协 调；这就是所谓的绿色工程要求；第三节 机械制造装备的分类 机械制造大致可划分为加工装备、工艺装备、仓储传送装备和帮助装备四 大类；一、加工装备 是指采纳机械制造方法制作机器零件的机床；（一）金属切削机床是采纳切削工具或特种加工等方法,从工件上除去余外或 预留的金属,以获得符合规定尺寸、
6、几何外形、尺寸精度和表面质量要求的零 件；按机床的加工原理进行分类：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨（插）床、拉床、特种加工机床、切断机床和其他机 床等 12 类； 二 特种加工机床：1电加工机床；直接利用电能对工件进行加工的机床,统称电加工机床；（一般仅指电火花加工机床、电火花切割机床和电解加工机床）2超声波加工机床；3激光加工机床；4电子束加工机床；5离子束加工机床；6水射流加工机床； 三）锻压机床 利用金属的塑性变形特点进行成形加工,属无屑加工设备,主要包括锻造 机、冲压机和轧制机四大类；二、工艺装备：产品制造时所用的各种刀具、模具、夹具、量具等工具,总称工艺
7、装备；它是保证产品制造质量、贯彻工艺规程、提高生产效率的重要手段；具模具分类： 1. 粉末冶金模具 2. 塑料模具 3. 压铸模具 4. 冷冲模具 5. 锻压模名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 夹具：安装在机床上用于定位和夹紧工件的工艺设备,以保证加工时的定位精 度、被加工面之间的相对位置精度；利于工艺规程的贯彻和提高生产效率；量具：是以固定形式复现量值的计量器具的总称；如千分尺、百分表、量 块；三、仓储传送设备 包括各级仓储、物料传送、机床上下料等设备；机器人可作为加工装备,如焊接机器人和涂装机器人等,也可属于仓
8、储传送设备,用于物料传送和机床 上下料；四、帮助装备 包括清洗机和排屑等设备；其次章 第一节 机械制造装备设计的类型 机械制造装备设计可分为创新设计、变型设计和模块化设计等三大类型；适应型设计和变参数型设计统称“ 变型设计”其次节 机械制造装备设计的方法 机械制造装备设计典型步骤（一）产品规划阶段：1. 需求分析 : 产品设计是为了满意市场的需求,而市场的需求往往是不具体的,有时是模糊的、潜在的,甚至是不行能实现的；需求分析的本身就是设计工作 的一部分,是设计工作的开头,而且至始至终指导设计工作的进行；2. 调查争论：市场调研、技术调研和社会调研三部分：市场调研：技术调研：社会调研：企业目标市
9、场所处的社会环境,有关的经济技术政策；社会风俗习惯 3. 猜测 4. 可行性分析 1）产品开发的必要性 2）同类产品国内外技术水平 3）从技术上预期产品开发能达到的技术水平 4）从设计、工艺和质量等方面需要解决的关键技术问题 5）投资费用及开发时间进度,经济效益和社会效益估量 6）现有条件下开发的可能性及预备实行的措施5. 编制设计任务书 经过可行性分析后,应确定待设计产品的设计要求和设计参数,编制“ 设计要 求”将科学原理具体运用于特定的技术目的,提炼、构思成所谓的技术原理,是设 计中最关键、最富于制造性的一个环节；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 18 页精选学习资料
10、 - - - - - - - - - 4. 初步设计方案的形成 系统结合法 所谓系统结合法是按功能结构的树状结构,依据规律关系把原理 解结合起来；数学方法结合法 当子功能原懂得的物理和几何特点可定量表达时,有可能借 助电子运算机,采纳数学方法进行初步设计方案的组合；在方案设计阶段,如子功能的原懂得仍不够具体,定量表达原懂得的特点有困 难或不够精确时,采纳数学方法形成初步设计方案是不行行的,甚至会导致错 误的结果；在变型设计、模块化设计或电路设计中,由于是已知零部件、元器 件的组合,各子功能的物理和几何特点可以精确地测量定量表达,采纳数学方 法；确定结构原理方案的过程如下：（1）确定结构原理方案
11、的主要依据依据初步设计方案,在充分懂得原理的基础上,确定结构原理方案的主要依据,其中包括：打算尺寸的依据,如功率、流量和联系尺寸等；打算布局的依据：物流方向、运动方向和操作位置等；决 定材料的依据,如抗腐蚀才能、耐用性、市场供应情形 打算和限制结构设 计的空间条件：距离、规定的轴的方向、装入的限制范畴 确定结构原理方案的过程如下：确定结构原理方案的主要依据依据初步设计方案,在充分懂得原懂得的基础上,确定结构原理方案的主要依据,其中包括：打算尺寸的依据,如功率、流 量和联系尺寸等；打算布局的依据,如物流方向、运动方向和操作位置等；决 定材料的依据,如抗腐蚀才能、耐用性、市场供应情形等等；和打算和
12、限制结 构设计的空间条件,如距离、规定的轴的方向、装入的限制范畴等等；确定结构原理方案 4. 编制技术文档 假如创新设计遵循系列化和模块化设计的原理,为产品的进一步变型和组合已 做了必要的考虑,变型设计和模块化设计的有些步骤可以简化甚至省略；二、系列化设计应遵循“ 产品系列化、零部件通用化、标准化”原就,简称“ 叄化” 原就；有时将“ 结构的典型化” 作为第四条原就,即所谓 的“ 四化” 原就；（二）系列化设计的优缺点：优点：1）可以用较少品种规格的产品满意市场较大范畴的需求；2）削减产品品种意味着提高每个品种产品的生产批量,有助于降低生产成本,提高产品制造质量的稳固性；3）产品有较高的结构相
13、像性和零部件的通用性,因而可以压缩工艺装备的数量 和种类,有助于缩短产品的研制周期,降低生产成本；4）零备件的种类少,系列中的产品结构类似,便于进行产品的修理,改善售后 服务质量；5）为开展变型设计供应技术基础；系列化设计的缺点是：为以削减品种规格的产品满意市场较大范畴的需求,每名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个品种规格的产品都具有肯定的通用性,满意肯定范畴的使用需求,每个品种 规格的产品都具有肯定的通用性,满意肯定范畴的使用需求,用户只能在系列 型谱内有心啊的一些品种规格中挑选所需的产品,选到的产品,一方面其性
14、能 参数和功能特性不肯定最符合用户的要求,另方面有些功能仍可能冗余；（和 机械图谱相联系）三、模块化设计（一）模块化设计的基本概念：为了开发多种不同功能的结构,或相同功能结 构而性能不同的产品,不必对每种产品单独进行设计,而是细心设计出一批模 块,将这些模块经过不同的组合来构造具有不同功能结构和性能的多种产 品； （二）模块化设计的优缺点 采纳模块化设计方法开发产品的优缺点类似系列化设计方法,在缩短新产品开 发周期、提高产品质量、降低成本和加强市场竞争才能方面综合经济成效非常 明显 优点：1）依据科学技术的进展,便于用新技术设计性能更好的模块,取代原有的模 块,提高产品的性能,组合出功能更完善
15、、性能更先进的组合产品,加快产品 的更新换代；2）采纳模块化设计,只需要更换部分模块,或设计制造个别模块和专用部件,便可快速满意用户提出的特别订货要求,大大缩短设计和供货周期；3）模块化设计方法推动了整个企业技术、生产、治理和组织体制的改革；由于 产品的大多数零部件由单件小批生产性质变为批量生产,有利于采纳成组加工 等先进工艺,有利于组织专业化生产,既提高质量又降低成本；4）模块系统中大部分部件由模块组成,设备如发生故障,只需要更换有关模 块,爱护修理更为便利,对生产影响少；为了实现产品结构和产品开发过程的重组,企业必需采纳 术,并实现两者之间的信息集成；第三节 机械制造装备设计的评判（六）经
16、济评判 Ej CAD/CAM和 MRP-技通常抱负成本 CL 应低于市场同类产品最低价的 70%；经济评判 Ej 越大,代表经济成效越好； Ej=1 的方案经济上最抱负；如经济评判值小于 0.7 ,说明方案的实际生产成本大于市场同类产品最低价,一般不予考虑；二、牢靠性评判牢靠性是指产品在规定的条件下和规定的时间内,完成规定功能的才能；牢靠度：是指牢靠性的量化指标,是指产品在规定条件下和规定时间内,完成规定任务的概率；（一般记为 R）（三）牢靠性安排的原就1）对技术成熟的单元,能够保证明现较高的牢靠性,或预期投入使用的牢靠性有把握达到较高水平的单元,可安排较高的牢靠度；2）对较简洁的单元,组成单
17、元的零部件数量少,装配简洁保证质量或故障后期名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 易于复原的单元,可安排度较高的牢靠度；3）对重要的单元,该单元的失效将引起严峻的后果,或该单元失效会导致全系 统失效,应安排较高的牢靠度；4）对整个任务时间内需连续工作,或工作条件严酷的单元,应安排较低的牢靠 度；加工工艺性： 1. 产品结构的合理组合 产品结构的合理组合：一个产品是由部件、组件和零件组成；组成产品的零部 件越少,结构越简洁,质量也可减小,但可能导致零件的外形复杂,加工工艺 性差；2. 零件的加工工艺：零件的结构外形、材料
18、、尺寸、表面质量、公差和协作等确定了其加工工艺 性；产品设计的标准化 产品设计的标准化对提高设计水平,保证设计质量,简化设计程序,节约设计 费用将产生显著成效；设计文件的标准化审查 包括图样和技术文件成套性检查； P53 第三章 金属切削机床设计 第一节 概述 一、机床设计应满意的基本要求 1. 工艺范畴 是指机床适应不同生产要求的才能,也可称之为机床的加工功能；一般包括可 加工的工件类型、加工方法、加工表面外形、材料、工件和加工尺寸的范畴、毛坯类型 机床的工艺范畴主要取决于其使用什么生产模式；一般包括可加工的工件类型、加工方法、加工表面外形、材料、工件和加工尺 寸范畴、毛坯类型 机床的工艺范
19、畴主要取决于其使用什么生产模式；工艺范畴直接影响到机床结构的复杂程度、设计制造成本、加工效率和自动化 程度；（影响因素）生产模式：单件大批量、大量、批量；柔性：机床的柔性是指其适应加工对象变化的才能；包括空间上的柔性和时间 , 上的柔性；所谓空间柔性是指一台机床的工艺范畴相当于多台机床的工艺范畴 即机床的运动功能和刀具的数目较多,工艺范畴较广,机床能够在同一时期内 完成多品种加工的才能；所谓时间上的柔性也就是结构柔性,指的是在不同时 期,机床各个部件经过重新组合,即通过机床重构,转变其功能,形成新的加 工功能,以适应产品更新变化快的要求； P56 3. 与物流系统的可接近性（ accessib
20、ility）可接近性是指机床与物流系统之间进行物料（工件、刀具、切屑等）流淌的方 便程度；4. 刚度：加工过程中,在切削力的作用下,抗击刀具相对于工件在影响加工精 度方向变形的才能；刚度包括：静态刚度、动态刚度、热态刚度；机床的刚度名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 直接影响机床的加工精度和生产率,因此机床应有足够的刚度；5. 精度 分为机床本身的精度,即空载条件下的精度（几何精度、运动精度、传 动精度、定位精度等）和工作精度；7. 生产率：通常是指单位时间内机床所加工的合格工件数量；柔性制造系统（ FMS）其次节
21、金属切削机床设计的基本理论 工件表面的形成方法 1. 几何表面的形成原理 2. 发生线的形成：方法：轨迹法（描述法）成形法（仿形法）相切法（旋切法）展成法（创成法）3. 加工表面的形成方法 母线形成方法和导线形成方法的组合（三）运动分类 1. 按运动的功能分类 成形运动主运动 外形创成运动 当外形创成运动中不包含主运动时,“ 外形创成运动与进给运动” 与“ 进给运 动” 两个词等价；当创成运动中包含主运动时,“ 外形创成运动” 与“ 成形运 动” 两个词等价；1. 按运动的功能分类 独立运动：与其他运动之间无严格的运动关系 复合运动：与其他运动之间有严格的运动关系 4. 机床传动原理图 机床的
22、运动功能图只表示运动的个数、形式、功能及排列次序,不表示运动 之间的传动关系；图见书本 P65 a）合成机构 b）传动比可变的变速传动 c）传动比不变的传动 d）车床传动原理图 e）滚动机传动原理图 二、精度 包括几何精度、传动精度、运动精度、定位和重复定位精度、工作精度 和精度保持性等；几何精度：机床在空载条件下,在不运动（机床主轴不转或工作台不移 动及转动等情形下）或运动速度较低时各主要部件的外形、相互位置和相对运 动的精确程度；运动精度 是指机床空载并以工作速度运动时,执行部件的几何位置精 度；名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 18 页精选学习资料 - - - -
23、- - - - - 工作精度 加工（标准）规定的试件,用试件的加工精度表示机床的工 作精度；三、刚度：机床受载时抗击变型的才能；公式： K=振动：机床的抗振才能是指机床在交变在和作用下,抗击变形的才能；包括：抗击受迫振动的才能和抗击自激振动的才能；习惯上称之为：抗振性,后者常称为：切削稳固性； 平稳 1. 受迫振动 2. 自激振动 3. 影响机床振动的主要缘由有：机床的刚度；机床的阻尼特性；机床系 P68 统固有频率；具体见 五、热变形 机床在工作时受到内部热源（）和外部热源（）的影响（环境温度、周 围热源辐射 ）的影响,使机床的温度高于环境温度,称之为温升；热变形 对加工精度的影响；分贝（d
24、B）机床噪声源： 4 个 机械噪声、液压噪声、电磁噪声、空气动力噪声 七、低速运动平稳性 低速运动时产生的运动不平稳称为爬行；是由于摩擦产生的自己振动现 象；四、机床主要参数设计 包括机床的主参数和基本参数,基本参数可包括尺寸参数、运动参数和 动力参数；P76相对转速缺失率；任意两级转速之间的关系：Nj+1=nj 应用等比数级排列的主轴转速,课借助于串联如干个滑移齿轮来实现；标准公比的确定原就：相见 P76-78 二、主传动系分类和传动方式：（一）主传动系分类（二）主传动系的传动方式 传动轴格线间转速点的连接线称为传动线,表示两轴间一对传动副的传 动比 u,用主动齿轮与从动齿轮的齿数比或主动带
25、轮与从动带轮的轮径比表 示；变速组的级比是指主动轴上同一点传往从动轴相邻两传动线的比值,用 #表示；级比 * 中的指数 Xi 值称为级比指数,它相当于由上述相邻两传动线的比值,用 #表示；级比指数中的指数Xi 值称为级比指数,它相当于由上述相邻两传动线与从动轴交点之间相距的格数；（三）主变速传动系设计的一般原就 1. 传动副前多后少原就 2. 传动次序与扩大次序相一样的原就名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3. 变速组的降速要前慢后快,中间轴的转速不宜超过电动机的转速；（四）主变速传动系的几种特别设计 1. 具有多
26、速电动机的主变速传动系设计 2. 具有交换齿轮的变速传动系 优缺点：（齿轮齿数的确定）一般在主传动中,取最小齿轮数Zmin1822. （七）运算转速 机床的功率转矩特性 P96 3. 各传动轴的估算和体会：机床各传动轴在工作时必需保证具有足够的 弯曲刚度和扭转刚度；无级变速装置的分类：变速电动机、机械无级变速装置和液压无级变速 装置；无级变速装置作为传动系中的基本组,而分级变速作为扩大组,其公比 #理论上应等于无级变速装置的变速范畴 Rd；进给传动系设计应满意的基本要求：具有足够的静刚度和动刚度；具有良好的快速响应性,做低速进给运动或微量进给时不爬行；抗振性好,不会因摩擦自振而引起传动件 P1
27、11 机械进给传动设计系的设计特点：1. 进给传动是恒转矩传动第九节 2.进给传动系中各传动件的运算转速机床刀架和自动换刀装置设计一、 刀库和换刀机械组成 1、刀库组成 加工中心上刀库类型有：鼓轮式刀库、链式刀库、格子箱式刀库和直线刀库 等；2、换刀机械 换刀机械手分为单臂单手式、单臂双手式和双手式机械手；第四章 工业机器人设计 第一节 概述 一、工业机器人的定义和工作原理（一）机器人的定义 工业机器人是一种自动化生产设备；可以广义的把机器人懂得为仿照人的机 器；我国国家标准将工业机器人定义为：是一种能自动掌握、可重复编程、多功名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 18 页精
28、选学习资料 - - - - - - - - - 能、多自由度的操作机,能搬运材料、工件或夹持工具,用以完成各种作业；（二）工业机器人的基本工作原理 工业机器人是一种生产装备,其基本功能是供应作业所须得运动和动力,其基 本原理是通过操作机上各运动构件的运动,自动地实现手部作业的动作功能及 技术要求；（三）工业机器人与机床的不同之处有：机床是按直角坐标形式运动为主,而 机器人是按关节形式运动为主；机床对刚度、精度要求很高,其敏捷性 相对较低；而机器人对敏捷性要求很高,其刚度、精度相对较低；二、工业机器人的构成及分类（一）工业机器人的构成1）操作机 2）驱动单元是机器人的机械本体,也称为主机；由驱动
29、装置、减速器和内部检测元件等组成,为操作机各运动部件供应动力和运动；3）掌握装置 由检测和掌握两部分组成,用来掌握驱动单元,检测器预备队 参数并进行反馈；（二）工业机器人的分类 1）关节型机器人 所谓关节就是运动副,由于关节型机器人的动作呢类似人 的关节动作,故将其运动副成关节；2）球坐标型机器人 3）圆柱坐标型机器人 4）直角坐标型机器人三、工业机器人运动功能图形符号 P215 四、工业机器人的主要特性表示方法（一）机械结构类型 机器人的机械结构类型特点,用它的结构坐标形式和自由度数表示；（二）工作空间 工作空间指工业机器人正常运行时,手腕参考点能在空间活动的最大范畴,用 它来衡量机器人工作
30、范畴才能的大小；机床的工作空间一般为长方体或圆柱体 空间；而机器人的工作空间外形复杂；五、工业机器人的设计方法 1、基本技术参数的挑选 1）用途,如搬运等；2）额定负载；即指在机器人规定的性能范畴内,机械借口出所能负载的答应 值；3）按作业要求确定工作空间,同时考虑作业对象对机器人末端执行器的位置和 姿势要求；4）额定速度 指工业机器人在额定负载、匀速运动过程中,机械接口中心的 最大速度；5）驱动方式的挑选 6）性能指标 按作业要求确定；一般指位姿精确度及位姿重复性、轨迹精确 度及轨迹重复性、最小定位时间及辨论率等；其次节 工业机器人运动功能设计 一、工业机器人的位姿描述名师归纳总结 - -
31、- - - - -第 10 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 工业机器人的位姿是指其末端执行器在制定坐标系中的位置和姿势；（一）作业功能姿势描述法 所谓用作业动作功能要求来描述机器人位姿,就是直接用末端执行器和机 座之间的齐次坐标变换来描述；（二）机器人运动功能姿势描述法 P220 二、工业机器人的轨迹解读 由机器人的末端执行器的位姿求关节运动量,称为机器人的逆运动学解 读；第三节 工业机器人传动系统设计 四, 工业机器人的传动系统设计（一）谐波齿轮减速装置（二）1；工作原理：谐波齿轮传动装置是由三个基本构件组成的,即具 有内齿的刚轮 G,具有外齿简洁变形的,薄
32、壁圆筒状柔轮 2；传动比运算R和波发生器 H,如图 4-16 所示；1）波发生器主动,刚轮固定,柔轮从动时,波发生器与柔轮的减速传动比为 P234 2）波发生器主动,柔轮固定,刚轮从动时,波发生器和刚轮的减速传动比为 P235 3. 谐波减速器在机器人中的应用 由于谐波减速传动装置具有传动比大（一级谐波齿轮减速比可以在 50500之 间,采纳多级或复波式传动时,传动比更大）,承载才能强,传动精度高,传动平稳,效率高（一般可达 工业机器人中；第四节0.70.9 ）,体积小,质量小等优点,已广泛用于工业机器人机械结构系统由机座,手臂,手腕,末端执行器和移动装置组成；工业机器人的手臂由动力关节和连接
33、杆件构成,用以支承和调整手腕和末端执 行器的位置；（一）设计要求 1,手臂结构设计要求 手臂的结构和尺寸应满意机器人完成作业任务提出的工作空间要求；工 1）作空间的外形和大小与手臂的长度,手臂关节的转角范畴亲密相关（关于工作 空间问题已在本章其次节中争论了）2）依据手臂所受载荷结构的特点,合理挑选手臂截面外形和高强度轻质材 料；如常采纳空心的薄壁矩形框体或圆筒,以提高其抗弯刚度和抗扭刚度,减 小自身的质量；空心结构内部可以便利地安置机器人的驱动系统；尽量减小手臂质量和相对其关节回转轴的转动惯量和偏重力矩,以减小 3）驱动装置的负荷,削减运转的动力载荷与冲击,提高手臂运动的响应速度；4）要设法减
34、小机械间隙引起的运动误差,提高运动的精确性和运动刚度；采纳缓冲和限位装置提高定位精度名师归纳总结 2,机座结构要求第 11 页,共 18 页1）要有足够大的安装基面,以保证机器人工作时的稳固性2）机座承担机器人全部重力和工作载荷,应保证足够的强度,刚度和承担- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 才能 3）机座轴系及传动链的精度和刚度对末端执行器的运动影响最大,因此机座与手臂的连接要有牢靠的定位基准面,要有调整轴承间隙和传动间隙的调整 机构 二,工业机器人的手腕 手腕是连接手臂和末端执行器的部件,其功能是在手臂和机座实现了末端执行 器在作业空间的三个位置坐标
35、（自由度）的基础上,再由手腕来实现末端执行 器在作业空间的三个姿势（方位）坐标,即实现三个旋转自由度；（一）设计要求 对工业机器人手腕设计的要求有：1）由于手腕处于手臂末端,为减轻手臂的载荷,应力求手腕部件的结构紧 凑,减小其质量和体积；为此腕部机构的驱动装置多采纳分别传动,将驱动器 安装在手臂的后端；2）手腕部件的自由度愈多,各关节角的运动范畴愈大,其动作的敏捷性愈 高,会使手腕结构复杂,运动掌握加度加大；因此,设计时,不应盲目增加手 腕的自由度数；通用目的机器手手腕多配置三个自由度,某些动作简洁的专用 工业机器人的手腕,依据作业实际需要,可削减其自由度数,甚至可以不设置 手腕,以简化结构；
36、3）为提高手腕动作的精确性；应提高传动的刚度,应尽量削减机械传动系 统中由于间隙产生的反转回差；如齿轮传动中的齿侧间隙,丝杠螺母中的传动 间隙,联轴器的扭转间隙等；对分别传动采纳链,同步齿带传动或传动轴；对手腕回转各关节轴上要设置限位开关和机械档块,以防止关节超限造 4）成事故 第五节 工业机器人的掌握 位置掌握是机器人最基本的掌握任务 一,工业机器人掌握系统的构成 工业机器人掌握系统的构成形式取决于机器人所要执行的任务及描述任务的层 次第五章,机床夹具设计第一节 机床夹具的功能和应满意的要求一、机床夹具的功能（1） 保证加工精度工件通过机床夹具进行安装,包括两层含义：一是工件通过夹具上的定位
37、元件获得正确的位置,称为定位；二是通过夹紧机 构使工件的既定位置在加工过程中保证不变,称为夹紧；（2） 提高生产率 使用夹具来安装工件,可削减划线、找正、对刀等帮助时 间,采纳多件、多工位夹具,以及气动、液压动力夹紧装置,可以进一 步削减帮助时间,提高生产率；（3） 扩大机床的使用范畴有些机床夹具实质上是对机床进行了部分改造,扩大了原有机床的功能和使用范畴；（4） 减轻工人的劳动强度,保证生产安全名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 二、机床夹具应满意的要求（1） 保证加工的精度这是必需做到的基本要求；其关键是正确的
38、定位、夹紧和导向方案,夹具制造的技术要求,定位误差的分析和验 证；（2） 夹具的总体方案应与年生产纲领相适应（3） 安全、便利、减轻劳动强度 要时加爱护装置；机床夹具要有工作安全性考虑,必（4） 排泄顺畅 机床夹具中积集切削会影响到工件的定位精度,切屑的热量使工件和夹具产生热变形,影响加工精度；（5） 机床夹具应有良好的强度、刚度和结构工艺性其次节 机床夹具的类型和组成一、 机床夹具的类型（1）、通用夹具（2）、专用夹具 由于它是用于某一特定工序的夹具,称为专用夹具；（3）可调整夹具和成组夹具 这一类夹具的特点是具有肯定的可调性,或称“ 柔性” ；（4）组合夹具 它是由一系列的标准化元件组装而
39、成,标准元件有不同的形状,尺寸和功能,其协作部分有良好的互换性和耐磨性；（5）随行夹具二、机床夹具的基本组成（1）定位元件及定位装置（2）夹紧元件及夹紧装置用于确定工件正确位置的元件或装置；用于固定工件已获得的正确位置的元件或装置；（3）导向及对刀元件 用于确定工件与刀具相互位置的元件；（4）动力装置5 夹具体 机床上；用于各种元件、装置联接在一体,并通过它将整个夹具安装在6 其他元件及装置其次节 机床夹具定位机构的设计一、工件定位（一）六点定位原理 一个物体在三维空间中可能具有的运动,称之为自由度；（二）完全定位和不完全定位 依据工件加工表面的位置要求,有时需要将工件的六个自由度全部限 制,
40、称之为完全定位；有时需要限制的自由度少于六个,称之为不完全约 束；（三）定位的正常情形与非正常情形 依据加工表面的位置尺寸要求,需要限制的自由度均已被限制,就称为定 位的正常情形,它可以是完全定位,也可以是不完全定位；依据加工表面的位置尺寸要求,需要限制的自由度没有完全被限制,或某名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 自由度被两个或两个以上的约束重复限制,称之为非正常情形；二、典型的定位方式、定位元件及装置（5） 平面定位 对于箱体、床身、机座、支架类零件的加工,最常用的定位方式是以平面 为基准；1、支承钉和支承板
41、也称为固定支撑；2、可调支承和自位支承 3、帮助支承 主要作用是用于增加工件的刚度,减小切削变形；（6） 孔定位 1、心轴定位 广泛用于车床、磨床、齿轮机床等机床上,常见的心轴有 以下几种：（1） 锥度心轴（2） 刚性心轴 2、定位销（7） 外圆定位（1） 定心定位（2） V型块定位（8） 定位表面的组合 第三节 定位误差的分析与运算（一）定位误差（1）、工件在夹具中的定位、夹紧误差；（2）、夹具带着工件安装在机床上,相对机床主轴（或刀具）或运动的 位置误差,也称对定误差（3）、加工过程中的误差,如机床几何精度,工艺系统的受力、受热变 形、切削振动等缘由引起的误差；（二）、产生定位误差的缘由1
42、、基准不重合带来的定位误差（1） 平面定位情形（2） v 型块定位 2、间隙引起的定位误差 3、与夹具有关的因素产生的定位误差 1）、定位基准面与定位元件表面的外形误差 2）、导向元件、对刀元件与定位元件的位置误差,以及其外形误差导致 产生的导向误差和对刀误差 3）、夹具在机床上的安装误差,即对定位误差导致工件相对刀具主轴后 运动方向产生的位置误差；4）夹紧力使工件或夹具变形,产生位置误差 5）定位元件与定位元件间的位置误差,以及定位元件、刀具元件、导向 元件、定向元件等元件的磨损；第四节 机床夹具夹紧机构的设计一、夹紧机构设计应满意的要求 1、夹紧必需保证定位精确牢靠,而不能破坏定位；名师归
43、纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2、工件和夹具的变形必需在答应的范畴内；3、夹紧机构必需牢靠；夹紧机构各元件要有足够的强度和刚度,手动夹 紧机构必需保证自锁,机动夹紧应有联锁爱护装置,夹紧行程必需足 够；4、夹紧机构操作必需安全、省力、便利、快速、符合工人操作习惯；5、夹紧机构的复杂程度、自动化程度必需与生产纲领和工厂的条件相适 应；二、夹紧力的确定（一）、加紧方向的确定 1、夹紧力的方向应有利工件的精确定位,而不能破坏定位,一般要求 主夹紧力应垂直于第肯定位基准面；2、夹紧力的方向应与工件刚度高的方向一样,以利于削
44、减工件的变 形；3、夹紧力的方向尽可能与切削力、重力方向一样,有利于减小夹紧 力；（二）夹紧力作用点的挑选（三）夹紧力大小的确定 三、常用夹紧机构（一）、斜楔夹紧机构（二）、螺旋夹紧机构（三）、偏心夹紧机构 四、其他夹紧机构（一）铰链夹紧机构特点是动作快速、增力比大,易于转变力的作用方向；缺点是自锁性能差,一般常用于气动、液压夹紧；（二）定心夹紧机构 一般依据一下两种原理设计：1 定位夹紧元件按等速位移原理来均分工件定位面的尺寸误差,实现 定心或对中；2）定位夹紧元件按匀称弹性变形原理来实现定心夹紧； 三 、联动夹紧机构 五、夹紧机构的动力装置（一）、气动夹紧装置（二）、液压夹紧装置（三）、气液联合夹紧装置（四）、其它动力装置 1、真空夹紧 2 、电磁夹紧、其它方式夹紧 3第五节 机床夹具的其它装置一、孔加工刀具的导向装置 刀具的导向是