本書是《Mechanisms and Mechanical Devices Sourcebook》的第3版。它是一本很有價值的參考圖冊,內(nèi)容廣泛,包括傳統(tǒng)和現(xiàn)代機構(gòu)以及機械裝置的實例。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),并且對反映了機械工程和機械設(shè)計目前和未來發(fā)展趨勢的文章進行了增補和修訂。
這一版中的新內(nèi)容主要來源于一些機械工程科學(xué)期刊,以及工程會議上發(fā)表的一些技術(shù)論文。一些新內(nèi)容概述了運動控制系統(tǒng),強調(diào)了可編程序控制器和數(shù)字技術(shù)對這些系統(tǒng)的影響;其它一些新內(nèi)容討論了伺服電動機、驅(qū)動器、電磁線圈和反饋傳感器,它們是用于運動控制系統(tǒng)的重要機電和電子元件;另外還講述了齒輪傳動、單軸運動導(dǎo)軌和采用機械零件裝配x-Y運動系統(tǒng)。
自從第2版發(fā)行以來,術(shù)語“機電一體化”作為代表機械工程目前發(fā)展趨勢的專有名詞已經(jīng)被廣泛接受——它融合了機械、電子和計算機科學(xué)。在20世紀70年代的日本,機電一體化描述了導(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)品采用純機械的方法是不可能生產(chǎn)出來的。當(dāng)時沒有機電一體化的正式定義,大多數(shù)機械工程師只是在它的意思上達成一致。
機電一體化的概念被用文氏圖進行了闡述,四個重疊的圓分別代表了機械、電子、計算機和控制四個領(lǐng)域。許多年后,這個集合已經(jīng)產(chǎn)生出更多的專門學(xué)科,例如機械電子、計算機輔助設(shè)計、電子控制和數(shù)字控制系統(tǒng),而這些都被看作是在機電一體化的范疇之內(nèi)。隨后這些專門學(xué)科甚至促進了更多熱點技術(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)確認從機電一體化實踐中獲得的一些重要的消費品有計算機硬盤驅(qū)動、噴墨打印機、數(shù)字視頻磁盤播放器(DVD)和便攜式攝像機。檢查這些產(chǎn)品,會發(fā)現(xiàn)它們是由不同種類的機械裝置、電動機、電路和一些光學(xué)元件組合裝配而成的。
傳統(tǒng)的機械零件,如齒輪、杠桿、離合器、凸輪、絲杠、彈簧和電動機仍然在那些先進的產(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構(gòu)和機械裝置的圖解和描述,并伴隨許多實用信息。這些材料是從過去的半個世紀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)展的時代,這本書的大部分內(nèi)容還保留著它們的通用價值。因此,作為原始工程圖和數(shù)據(jù)的知識寶庫,這本書的價值已經(jīng)被全世界廣泛認可,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)驗豐富的機械設(shè)計師產(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。
面對各種各樣的機械設(shè)計問題,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,改進一些過去成功的機械發(fā)明使它們獲得新的應(yīng)用,即過去經(jīng)過驗證的機械設(shè)計解決方案可以被重新用來解決當(dāng)前的新問題。一項舊的發(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行改進。這樣舊的就又變成新的了!對于那些缺乏專業(yè)經(jīng)驗的讀者,本書還包含一章,從頭開始講述有關(guān)基本機構(gòu)設(shè)計的指南和公式。
假設(shè)這本書的讀者通過正規(guī)的教育,積累了實際經(jīng)驗,已經(jīng)熟悉了機械學(xué)的基礎(chǔ)知識,這本書最適合于這些有實際經(jīng)驗的機械設(shè)計人員和機械工程師,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)校的機械設(shè)計教師、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)受過時間檢驗的。根據(jù)讀者的反饋意見,刪去了前兩版中的一些內(nèi)容,而對那些敘述不詳或不清楚的重要設(shè)計進行了增補。此外,也刪去了一些對于新的設(shè)計已經(jīng)過時和不適合的資料。例如,用于定時的時鐘機構(gòu)、控制和顯示,在現(xiàn)代設(shè)計中這些已經(jīng)普遍被具有更高性價比的電子模塊取代來實現(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也被刪掉,這樣讀者就不會把時間浪費在與他們聯(lián)系來獲得進一步信息上。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構(gòu)都是在過去的幾個世紀中由一些不知名的手藝人、機械安裝工人、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器,如水泵、蒸汽機、精密記時計、軋棉機和飛機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構(gòu)和裝置只是出于他們對機械的好奇而發(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,這些機構(gòu)和裝置就能執(zhí)行新的和不同的功能。需要看到基礎(chǔ)機構(gòu)在過去世紀里的一些重要發(fā)明中所起的作用,如飛機、直升機、噴氣發(fā)動機、可編程機器人和大多數(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個乘客,而已經(jīng)宣布將建造的_個大型噴氣式客機可以容納超過500人。此外,現(xiàn)在的微型計算機已經(jīng)比25年前的占據(jù)整個屋子的大型計算機有著更強大的計算能力。現(xiàn)在我們要努力完成的工作就是把計算機、移動電話、掌上電腦(PDA)和網(wǎng)絡(luò)訪問終端通過一個無線控制裝置結(jié)合起來。
一Neil Sclater
譯者序
關(guān)于編者
原版書前言
第1章 零件輸送機械
1.1 分類、供料和稱量機構(gòu)
1.1.1 定向機構(gòu)
1.1.2 簡單的供料機構(gòu)
1.1.1 分類機構(gòu)
1.1.4 送料量調(diào)整機構(gòu)
1.2 切割機構(gòu)
1.3 翻轉(zhuǎn)機構(gòu)
1.4 振動機構(gòu)
1.5 7種基本的零件篩選機構(gòu)
1.6 11種零件傳送機構(gòu)
1.7 7種自動傳送機構(gòu)
1.8 7種連桿運輸機構(gòu)
1.9 專用機床的傳送機構(gòu)
1.10 卷繞機的橫向移動機構(gòu)
1.11 真空拾取定位小球機構(gòu)
1.12 粘貼來自料盒或滾筒的標(biāo)簽的標(biāo)簽機
1.13 高速粘合機
1.14 機器產(chǎn)生工作故障時的自動停機機構(gòu)
1.15 電子自動停止機構(gòu)
1.16 機器操作的自動安全機構(gòu)
第2章 往復(fù)運動機構(gòu)和通用機構(gòu)
2.1 齒輪和偏心圓盤在快速轉(zhuǎn)位機構(gòu)中的聯(lián)合應(yīng)用
2.2 同步帶、四連桿組成的平滑轉(zhuǎn)位機構(gòu)
2.3 改進的棘輪機構(gòu)
2.4 能實現(xiàn)平滑地停止和運轉(zhuǎn)、形狀特殊的行星輪
2.5 控制泵行程的擺線齒輪機構(gòu)
2.6 將旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為直線運動的機構(gòu)
2.7 新型轉(zhuǎn)位星形輪機構(gòu)挑戰(zhàn)槽輪傳動
2.8 槽輪機構(gòu)
2.9 改進的槽輪傳動機構(gòu)
2 10 轉(zhuǎn)位和間歇機構(gòu)
2.10.1 一些基本機構(gòu)
2.1O.2 內(nèi)擺線機構(gòu)
2.10.3 外擺線機構(gòu)
2.10.4 由轉(zhuǎn)動到往復(fù)運動的機構(gòu)
2.10.5 變速機構(gòu)
2.10.6 速度調(diào)節(jié)機構(gòu)
2.11 旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為往復(fù)運動和歇停運動的機構(gòu)
2.11.1 一些基本機構(gòu)
2.11.2 長時間歇停機構(gòu)
2.11.3 短時間歇停機構(gòu)
2.12 實現(xiàn)間歇旋轉(zhuǎn)運動的摩擦裝置
2.13 無齒棘輪機構(gòu)
2.14 凸輪控制的行星輪系
第3章 特定用途機構(gòu)
第4章 彈簧、氣囊、撓性件、螺紋和球裝置
第5章 凸輪、曲柄、鏈條和帶傳動機構(gòu)
第6章 齒輪裝置和變速機構(gòu)
第7章 聯(lián)軸器、離合器和制動裝置
第8章 轉(zhuǎn)矩限制、緊張和控制裝置
第9章 風(fēng)力和液力機械以及機構(gòu)的控制
第10章 緊固、鎖緊、夾緊和夾具裝置
第11章 機械設(shè)計的關(guān)鍵方程式和圖表