《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用機(jī)構(gòu)與裝置圖冊(cè)》廣泛收集了許多各種設(shè)計(jì)中經(jīng)常使用的傳統(tǒng)和現(xiàn)代機(jī)構(gòu)以及機(jī)械裝置的實(shí)例,并列舉了它們的大量應(yīng)用。作為記錄了工程設(shè)計(jì)歷史和知識(shí)的寶庫(kù),中譯本包括以下內(nèi)容:零件輸送機(jī)構(gòu),往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和通用機(jī)構(gòu),特定用途機(jī)構(gòu),彈簧、氣囊、撓性件、螺紋和球裝置,凸輪、曲柄、鏈條和帶傳機(jī)構(gòu),齒輪裝置和變速機(jī)構(gòu),聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)裝置,轉(zhuǎn)矩限制、張緊和控制裝置,風(fēng)力和液力機(jī)械以及機(jī)構(gòu)的控制,堅(jiān)固、鎖緊、夾緊和夾具裝置,機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵方程式和圖表。
《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用機(jī)構(gòu)與裝置圖冊(cè)》是一本很有價(jià)值的參考圖冊(cè),面對(duì)各種和樣的機(jī)械設(shè)計(jì)問題,試圖尋找新的和不同的解決方案的讀者可以瀏覽它,參考其中的大量圖例,使一些過去成功的機(jī)械發(fā)明通過改進(jìn)而獲得新的應(yīng)用。作為機(jī)械設(shè)計(jì)師便于使用的技術(shù)參考書《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用機(jī)構(gòu)與裝置圖冊(cè)》可以激發(fā)經(jīng)驗(yàn)豐富的機(jī)械設(shè)計(jì)的靈感,也可以作為工程類學(xué)生的學(xué)習(xí)參考書。
本書是《Mechanisms and Mechanical Devices Sourcebook》的第3版。它是一本很有價(jià)值的參考圖冊(cè),內(nèi)容廣泛,包括傳統(tǒng)和現(xiàn)代機(jī)構(gòu)以及機(jī)械裝置的實(shí)例。這一版保留了第1版和第2版的大部分核心內(nèi)容(分別在199l和1996年出版),并且對(duì)反映了機(jī)械工程和機(jī)械設(shè)計(jì)目前和未來發(fā)展趨勢(shì)的文章進(jìn)行了增補(bǔ)和修訂。
這一版中的新內(nèi)容主要來源于一些機(jī)械工程科學(xué)期刊,以及工程會(huì)議上發(fā)表的一些技術(shù)論文。一些新內(nèi)容概述了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng),強(qiáng)調(diào)了可編程序控制器和數(shù)字技術(shù)對(duì)這些系統(tǒng)的影響;其它一些新內(nèi)容討論了伺服電動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、電磁線圈和反饋傳感器,它們是用于運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的重要機(jī)電和電子元件;另外還講述了齒輪傳動(dòng)、單軸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌和采用機(jī)械零件裝配x-Y運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。
自從第2版發(fā)行以來,術(shù)語“機(jī)電一體化”作為代表機(jī)械工程目前發(fā)展趨勢(shì)的專有名詞已經(jīng)被廣泛接受——它融合了機(jī)械、電子和計(jì)算機(jī)科學(xué)。在20世紀(jì)70年代的日本,機(jī)電一體化描述了導(dǎo)致許多新功能和適用產(chǎn)品被發(fā)明的一些技術(shù)的綜合,而這些產(chǎn)品采用純機(jī)械的方法是不可能生產(chǎn)出來的。當(dāng)時(shí)沒有機(jī)電一體化的正式定義,大多數(shù)機(jī)械工程師只是在它的意思上達(dá)成一致。
機(jī)電一體化的概念被用文氏圖進(jìn)行了闡述,四個(gè)重疊的圓分別代表了機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)和控制四個(gè)領(lǐng)域。許多年后,這個(gè)集合已經(jīng)產(chǎn)生出更多的專門學(xué)科,例如機(jī)械電子、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、電子控制和數(shù)字控制系統(tǒng),而這些都被看作是在機(jī)電一體化的范疇之內(nèi)。隨后這些專門學(xué)科甚至促進(jìn)了更多熱點(diǎn)技術(shù),如系統(tǒng)分析、傳感器、仿真和微控制器技術(shù)的產(chǎn)生。
已經(jīng)確認(rèn)從機(jī)電一體化實(shí)踐中獲得的一些重要的消費(fèi)品有計(jì)算機(jī)硬盤驅(qū)動(dòng)、噴墨打印機(jī)、數(shù)字視頻磁盤播放器(DVD)和便攜式攝像機(jī)。檢查這些產(chǎn)品,會(huì)發(fā)現(xiàn)它們是由不同種類的機(jī)械裝置、電動(dòng)機(jī)、電路和一些光學(xué)元件組合裝配而成的。
傳統(tǒng)的機(jī)械零件,如齒輪、杠桿、離合器、凸輪、絲杠、彈簧和電動(dòng)機(jī)仍然在那些先進(jìn)的產(chǎn)品里發(fā)揮著重要的作用,這表明它們將繼續(xù)在21世紀(jì)即將發(fā)明的各種新產(chǎn)品中被使用。
這本書的前兩版引人入勝之處在于基本機(jī)構(gòu)和機(jī)械裝置的圖解和描述,并伴隨許多實(shí)用信息。這些材料是從過去的半個(gè)世紀(jì)中出版的大量書籍和雜志中精選出來的。在技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代,這本書的大部分內(nèi)容還保留著它們的通用價(jià)值。因此,作為原始工程圖和數(shù)據(jù)的知識(shí)寶庫(kù),這本書的價(jià)值已經(jīng)被全世界廣泛認(rèn)可,而這些資料在許多其它書中沒有提供。它的早期版本已經(jīng)成為方便的技術(shù)參考書,甚至可以啟發(fā)經(jīng)驗(yàn)豐富的機(jī)械設(shè)計(jì)師產(chǎn)生靈感,同樣它也可以作為工程類學(xué)生的學(xué)習(xí)參考書。
面對(duì)各種各樣的機(jī)械設(shè)計(jì)問題,試圖尋找出新的、不同的解決方案的讀者可以瀏覽這本書,學(xué)習(xí)其中的大量圖例,改進(jìn)一些過去成功的機(jī)械發(fā)明使它們獲得新的應(yīng)用,即過去經(jīng)過驗(yàn)證的機(jī)械設(shè)計(jì)解決方案可以被重新用來解決當(dāng)前的新問題。一項(xiàng)舊的發(fā)明有可能無需修改就可以直接被使用,或者可以通過采用新的制造方法和新材料來進(jìn)行改進(jìn)。這樣舊的就又變成新的了!對(duì)于那些缺乏專業(yè)經(jīng)驗(yàn)的讀者,本書還包含一章,從頭開始講述有關(guān)基本機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的指南和公式。
假設(shè)這本書的讀者通過正規(guī)的教育,積累了實(shí)際經(jīng)驗(yàn),已經(jīng)熟悉了機(jī)械學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí),這本書最適合于這些有實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的機(jī)械設(shè)計(jì)人員和機(jī)械工程師,但是它的內(nèi)容同樣也適用于大學(xué)和職業(yè)技術(shù)學(xué)校的機(jī)械設(shè)計(jì)教師、業(yè)余和職業(yè)發(fā)明家以及所有工程學(xué)科和自然學(xué)科的學(xué)生。最后,希望這本書還能夠吸引喜歡機(jī)構(gòu)圖例并理解它們?nèi)绾喂ぷ鞯淖x者。
這一版中的插圖都是經(jīng)受過時(shí)間檢驗(yàn)的。根據(jù)讀者的反饋意見,刪去了前兩版中的一些內(nèi)容,而對(duì)那些敘述不詳或不清楚的重要設(shè)計(jì)進(jìn)行了增補(bǔ)。此外,也刪去了一些對(duì)于新的設(shè)計(jì)已經(jīng)過時(shí)和不適合的資料。例如,用于定時(shí)的時(shí)鐘機(jī)構(gòu)、控制和顯示,在現(xiàn)代設(shè)計(jì)中這些已經(jīng)普遍被具有更高性價(jià)比的電子模塊取代來實(shí)現(xiàn)同樣的功能。
有關(guān)一些已經(jīng)不復(fù)存在的廠商和出版物的參考文獻(xiàn)也被刪掉,這樣讀者就不會(huì)把時(shí)間浪費(fèi)在與他們聯(lián)系來獲得進(jìn)一步信息上。然而,前兩版列出的那些發(fā)明者的名字和出處都被保留下來,這樣將有助于讀者進(jìn)一步研究現(xiàn)在或曾經(jīng)被發(fā)明者持有的專利。
在這本書中的許多圖例的機(jī)構(gòu)都是在過去的幾個(gè)世紀(jì)中由一些不知名的手藝人、機(jī)械安裝工人、器具制造者和技工發(fā)明的。這本書中的插圖就是基于他們留下的草圖、正式的圖樣,甚至工作的模型。值得我們注意的是許多最有影響的機(jī)器,如水泵、蒸汽機(jī)、精密記時(shí)計(jì)、軋棉機(jī)和飛機(jī)等都是由一些自我探索的工程師、科學(xué)家和技術(shù)人員發(fā)明出來的。
就他們自己來說,在這本書中描述的許多機(jī)構(gòu)和裝置只是出于他們對(duì)機(jī)械的好奇而發(fā)明的,但是當(dāng)創(chuàng)造性的思想與其他人的思想結(jié)合時(shí),這些機(jī)構(gòu)和裝置就能執(zhí)行新的和不同的功能。需要看到基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)在過去世紀(jì)里的一些重要發(fā)明中所起的作用,如飛機(jī)、直升機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、可編程機(jī)器人和大多數(shù)我們所熟悉的家用電器。
不知道你注意到?jīng)]有,物體的尺寸是怎樣增加和減小的呢?現(xiàn)在有一艘142000t的游覽船,它能夠容納超過5000個(gè)乘客,而已經(jīng)宣布將建造的_個(gè)大型噴氣式客機(jī)可以容納超過500人。此外,現(xiàn)在的微型計(jì)算機(jī)已經(jīng)比25年前的占據(jù)整個(gè)屋子的大型計(jì)算機(jī)有著更強(qiáng)大的計(jì)算能力,F(xiàn)在我們要努力完成的工作就是把計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話、掌上電腦(PDA)和網(wǎng)絡(luò)訪問終端通過一個(gè)無線控制裝置結(jié)合起來。
一Neil Sclater
譯者序
關(guān)于編者
原版書前言
第1章 零件輸送機(jī)械
1.1 分類、供料和稱量機(jī)構(gòu)
1.1.1 定向機(jī)構(gòu)
1.1.2 簡(jiǎn)單的供料機(jī)構(gòu)
1.1.1 分類機(jī)構(gòu)
1.1.4 送料量調(diào)整機(jī)構(gòu)
1.2 切割機(jī)構(gòu)
1.3 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)
1.4 振動(dòng)機(jī)構(gòu)
1.5 7種基本的零件篩選機(jī)構(gòu)
1.6 11種零件傳送機(jī)構(gòu)
1.7 7種自動(dòng)傳送機(jī)構(gòu)
1.8 7種連桿運(yùn)輸機(jī)構(gòu)
1.9 專用機(jī)床的傳送機(jī)構(gòu)
1.10 卷繞機(jī)的橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)
1.11 真空拾取定位小球機(jī)構(gòu)
1.12 粘貼來自料盒或滾筒的標(biāo)簽的標(biāo)簽機(jī)
1.13 高速粘合機(jī)
1.14 機(jī)器產(chǎn)生工作故障時(shí)的自動(dòng)停機(jī)機(jī)構(gòu)
1.15 電子自動(dòng)停止機(jī)構(gòu)
1.16 機(jī)器操作的自動(dòng)安全機(jī)構(gòu)
第2章 往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和通用機(jī)構(gòu)
2.1 齒輪和偏心圓盤在快速轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)中的聯(lián)合應(yīng)用
2.2 同步帶、四連桿組成的平滑轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)
2.3 改進(jìn)的棘輪機(jī)構(gòu)
2.4 能實(shí)現(xiàn)平滑地停止和運(yùn)轉(zhuǎn)、形狀特殊的行星輪
2.5 控制泵行程的擺線齒輪機(jī)構(gòu)
2.6 將旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)
2.7 新型轉(zhuǎn)位星形輪機(jī)構(gòu)挑戰(zhàn)槽輪傳動(dòng)
2.8 槽輪機(jī)構(gòu)
2.9 改進(jìn)的槽輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
2 10 轉(zhuǎn)位和間歇機(jī)構(gòu)
2.10.1 一些基本機(jī)構(gòu)
2.1O.2 內(nèi)擺線機(jī)構(gòu)
2.10.3 外擺線機(jī)構(gòu)
2.10.4 由轉(zhuǎn)動(dòng)到往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)
2.10.5 變速機(jī)構(gòu)
2.10.6 速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)
2.11 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為往復(fù)運(yùn)動(dòng)和歇停運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)
2.11.1 一些基本機(jī)構(gòu)
2.11.2 長(zhǎng)時(shí)間歇停機(jī)構(gòu)
2.11.3 短時(shí)間歇停機(jī)構(gòu)
2.12 實(shí)現(xiàn)間歇旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的摩擦裝置
2.13 無齒棘輪機(jī)構(gòu)
2.14 凸輪控制的行星輪系
第3章 特定用途機(jī)構(gòu)
第4章 彈簧、氣囊、撓性件、螺紋和球裝置
第5章 凸輪、曲柄、鏈條和帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
第6章 齒輪裝置和變速機(jī)構(gòu)
第7章 聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)裝置
第8章 轉(zhuǎn)矩限制、緊張和控制裝置
第9章 風(fēng)力和液力機(jī)械以及機(jī)構(gòu)的控制
第10章 緊固、鎖緊、夾緊和夾具裝置
第11章 機(jī)械設(shè)計(jì)的關(guān)鍵方程式和圖表