本書在傳統(tǒng)輕工自動機械內(nèi)容的基礎上，匯集了筆者多年來在現(xiàn)代自動機械領域的一些創(chuàng)新性成果，系統(tǒng)論述了自動機械設計的基礎理論，包括驅(qū)動機構(gòu)、傳動機構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)、機械結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)的設計原理和方法，詳細介紹了一些典型自動機構(gòu)，如多分支傳動機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、夾持機構(gòu)、上下料機構(gòu)、分揀機構(gòu)等的設計與應用，同時也介紹了一些新型的機構(gòu)，如曲柄群機構(gòu)、弧面凸輪行星減速機構(gòu)等，最后還給出了綜合設計實例，為設計實踐提供借鑒。本書在內(nèi)容編排上，注重理論與實踐相結(jié)合、機構(gòu)設計與機構(gòu)創(chuàng)新相結(jié)合，為自動機械設計提供參考。
本書可供高等學校本科及碩士學習參考，可為機械專業(yè)學生畢業(yè)設計提供參考，也可作為科研院所、工業(yè)企業(yè)等的工程技術(shù)人員進行產(chǎn)品設計的參考書。
曹巨江，陜西科技大學，教授，陜西科技大學機械工程學科帶頭人，聘教授二級崗，博導。國家科學技術(shù)獎評審專家；社會主要兼職：陜西機械工程學會副理事長；《輕工機械》編委會副主任；《包裝與食品機械》編委會副主任。曾任中國機械工程學會包裝與食品工程分會副理事長；中國食品和包裝機械工業(yè)協(xié)會副理事長；中國機械工程學會機械傳動分會機構(gòu)學委員會委員。曾歷任我校科技處副處長、研究生部主任、機電學院院長、副校長。
長期從事機械工程專業(yè)的教學和科研工作，主要學術(shù)研究方向和專長：自動機械理論、設計方法和創(chuàng)新設計研究；曲面加工；專業(yè)裝備開發(fā)。主持并完成國家自然科學基金2項；國家科技重大專項分課題1項；國家科技攻關(guān)項目子課題1項，主持完成國家科技支撐計劃項目1項。還完成了省、部、廳、地市縱向項目和企業(yè)委托項目多項。年陜西省科技進步獎（二等）一項；中國輕工總會優(yōu)秀新產(chǎn)品一等獎一項。發(fā)明專利8項、實用新型專利10項。
第1章 緒論001
1.1 自動機械的概念與特點001
1.1.1 自動機械的概念001
1.1.2 自動機械的特點003
1.2 自動機械的系統(tǒng)組成003
1.3 自動機械設計的幾個問題005
1.3.1 自動機械設計的技術(shù)性能指標005
1.3.2 自動機械設計的經(jīng)濟性要求006
1.3.3 自動機械設計的人機工程學要求007
第2章 自動機械的設計原理008
2.1 自動機械設計目標的分析與確定008
2.2 自動機械的功能分析與工藝原理設計009
2.2.1 自動機械的功能分析009
2.2.2 自動機械的工藝原理設計009
2.3 自動機械的生產(chǎn)率分析011
2.3.1 概述011
2.3.2 間歇作用型自動機械的理論生產(chǎn)率分析013
2.3.3 連續(xù)作用型自動機械的理論生產(chǎn)率分析014
2.3.4 提高自動機械生產(chǎn)率的途徑015
2.4 自動機械工作循環(huán)圖的原理與作用017
2.4.1 自動機械的工作循環(huán)時間與執(zhí)行機構(gòu)的運動循環(huán)時間017
2.4.2 自動機械的工作循環(huán)圖018
2.5 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)圖的設計021
2.6 自動機械工作循環(huán)圖的設計022
2.6.1 自動機械工作循環(huán)圖的設計步驟022
2.6.2 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的時間同步化設計023
2.6.3 執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的空間同步化設計032
第3章 驅(qū)動系統(tǒng)的設計040
3.1 概述040
3.2 電機040
3.2.1 電機概述040
3.2.2 電機選型計算040
3.3 氣壓驅(qū)動系統(tǒng)設計050
3.3.1 氣壓系統(tǒng)概述050
3.3.2 氣缸的結(jié)構(gòu)與種類051
3.3.3 氣缸的選型與計算053
3.3.4 設計選型算例055
3.4 液壓驅(qū)動系統(tǒng)設計056
3.4.1 液壓系統(tǒng)概述056
3.4.2 液壓缸的結(jié)構(gòu)與分類057
3.4.3 液壓缸的選型與計算059
第4章 傳動系統(tǒng)的設計066
4.1 傳動系統(tǒng)概述066
4.1.1 傳動系統(tǒng)的作用與設計要求066
4.1.2 傳動系統(tǒng)的分類066
4.1.3 傳動系統(tǒng)的組成070
4.2 傳動系統(tǒng)的設計步驟及其選擇072
4.2.1 傳動系統(tǒng)的設計步驟072
4.2.2 傳動系統(tǒng)的選擇072
4.3 自動機械的原始運動參數(shù)和運動原理圖074
4.3.1 自動機械的原始運動參數(shù)074
4.3.2 自動機械的運動原理圖075
4.4 自動機械傳動系統(tǒng)的設計要點076
4.4.1 外聯(lián)傳動鏈的設計076
4.4.2 內(nèi)聯(lián)傳動鏈的設計082
第5章 執(zhí)行機構(gòu)的設計085
5.1 執(zhí)行機構(gòu)概述085
5.1.1 執(zhí)行機構(gòu)的功能和種類085
5.1.2 執(zhí)行機構(gòu)的設計原則085
5.2 執(zhí)行機構(gòu)的選型和構(gòu)型087
5.2.1 執(zhí)行機構(gòu)的選型087
5.2.2 執(zhí)行機構(gòu)的構(gòu)型087
5.3 自動機械中幾種常用的執(zhí)行機構(gòu)088
5.3.1 連桿機構(gòu)089
5.3.2 凸輪機構(gòu)089
5.3.3 間歇運動機構(gòu)089
5.3.4 組合機構(gòu)091
第6章 自動機械結(jié)構(gòu)設計093
6.1 自動機械的結(jié)構(gòu)特點093
6.2 機架設計094
6.2.1 機架設計的準則和要求094
6.2.2 機架的結(jié)構(gòu)類型095
6.2.3 機架的設計步驟097
6.2.4 鑄造機架的結(jié)構(gòu)設計要點098
6.2.5 焊接機架的結(jié)構(gòu)設計要點101
6.3 支承設計104
6.3.1 回轉(zhuǎn)支承的設計105
6.3.2 導軌110
第7章 控制系統(tǒng)設計118
7.1 運動控制概述118
7.2 控制系統(tǒng)的設計119
7.3 控制系統(tǒng)設計舉例125
7.3.1 項目分析127
7.3.2 項目實施128
第8章 凸輪機構(gòu)現(xiàn)代設計理論148
8.1 凸輪機構(gòu)的分類應用148
8.2 平面凸輪機構(gòu)和空間凸輪機構(gòu)的運動學分析152
8.2.1 復極矢量和平面嚙合原理152
8.2.2 基本平面凸輪機構(gòu)的輪廓曲線及壓力角、曲率半徑的計算156
8.2.3 空間凸輪機構(gòu)分析158
8.3 機構(gòu)運動規(guī)律160
8.3.1 凸輪機構(gòu)運動規(guī)律的規(guī)范化160
8.3.2 常用的凸輪機構(gòu)運動規(guī)律161
8.4 凸輪機構(gòu)的運動特性分析165
8.4.1 運動規(guī)律特性值165
8.4.2 運動規(guī)律的選擇166
8.5 運動規(guī)律優(yōu)化設計簡介167
8.6 電子凸輪168
8.6.1 電子凸輪概述168
8.6.2 電子凸輪曲線定義及建模168
8.6.3 電子凸輪取置機械手案例171
8.6.4 電子凸輪在弧面凸輪機構(gòu)中的應用案例174
第9章 分度凸輪機構(gòu)178
9.1 平行分度凸輪機構(gòu)178
9.1.1 平行分度凸輪機構(gòu)的工作原理180
9.1.2 平行分度凸輪機構(gòu)運動分析180
9.1.3 平行分度凸輪機構(gòu)運動設計計算186
9.1.4 平行分度凸輪機構(gòu)CAD/CAM 簡介187
9.1.5 平行分度凸輪機構(gòu)設計示例188
9.1.6 內(nèi)置式平行分度凸輪機構(gòu)簡介192
9.1.7 平行分度凸輪機構(gòu)運動規(guī)律的反求方法簡介193
9.2 圓柱分度凸輪機構(gòu)194
9.2.1 圓柱分度凸輪機構(gòu)的工作原理195
9.2.2 圓柱分度凸輪機構(gòu)的主要參數(shù)196
9.2.3 圓柱分度凸輪的輪廓方程199
9.2.4 圓柱分度凸輪機構(gòu)的壓力角和曲率計算202
9.2.5 圓柱分度凸輪機構(gòu)設計203
9.2.6 新型冗余圓柱分度凸輪機構(gòu)204
9.3 弧面分度凸輪機構(gòu)206
9.3.1 弧面分度凸輪機構(gòu)的工作原理207
9.3.2 弧面分度凸輪機構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)207
9.3.3 弧面分度凸輪的輪廓方程209
9.3.4 弧面分度凸輪機構(gòu)的壓力角和曲率計算211
第10章 多分支傳動機構(gòu)213
10.1 鏈條分支傳動機構(gòu)213
10.2 曲柄群分支傳動機構(gòu)215
10.2.1 曲柄群分支傳動機構(gòu)的工作原理215
10.2.2 曲柄群分支傳動機構(gòu)運動分析215
10.2.3 曲柄群分支傳動機構(gòu)運動設計計算222
10.2.4 結(jié)構(gòu)分析與設計223
第11章 弧面凸輪行星減速機構(gòu)230
11.1 弧面凸輪行星減速機構(gòu)的工作原理230
11.2 弧面凸輪行星減速機構(gòu)運動分析231
11.2.1 傳動原理231
11.2.2 運動機構(gòu)簡圖232
11.3 弧面凸輪行星減速機構(gòu)運動設計計算233
11.3.1 傳動比的計算233
11.3.2 正確嚙合條件234
11.3.3 整機裝配條件235
11.3.4 運動連續(xù)條件237
11.4 設計示例238
11.4.1 半定子式小型超環(huán)面行星蝸桿機構(gòu)示例238
11.4.2 弧面凸輪行星減速機構(gòu)示例239
第12章 機械手夾持機構(gòu)241
12.1 機械手夾持機構(gòu)設計準則241
12.2 常見機械手夾持機構(gòu)242
12.2.1 手指242
12.2.2 傳動機構(gòu)243
12.2.3 夾持機構(gòu)驅(qū)動方式245
12.3 仿生多指靈巧手246
12.3.1 柔性手爪246
12.3.2 多指靈巧手247
12.4 機械手夾持機構(gòu)設計實例247
12.4.1 設計要求247
12.4.2 設計參數(shù)247
12.4.3 夾持機構(gòu)方案選擇248
12.4.4 夾持機構(gòu)結(jié)構(gòu)設計248
第13章 其他執(zhí)行機構(gòu)251
13.1 自動供料機構(gòu)的基本組成及分類251
13.1.1 自動供料機構(gòu)及其基本組成251
13.1.2 自動供料機構(gòu)的分類252
13.2 液體料供料機構(gòu)253
13.2.1 液體料特性及其供料過程分析253
13.2.2 液體料供料機構(gòu)的形式及供料原理254
13.2.3 液體料供料機構(gòu)的設計與計算258
13.3 粉粒料供料機構(gòu)260
13.3.1 粉粒料特性及其供料過程分析260
13.3.2 粉粒料供料機構(gòu)的形式及供料原理261
13.4 卷料供料機構(gòu)265
13.4.1 卷料供料過程分析265
13.4.2 卷料供料機構(gòu)的形式及供料原理265
13.4.3 卷料供料機構(gòu)的設計與計算266
13.5 單件物品供料機構(gòu)269
13.5.1 單件物品供料過程分析269
13.5.2 單件物品供料機構(gòu)的形式及供料原理272
13.5.3 單件物品供料機構(gòu)的設計與計算283
13.6 分揀機構(gòu)286
13.6.1 分揀機構(gòu)及原理286
13.6.2 分揀機構(gòu)實例——藥品分揀機構(gòu)（合格品與不合格品） 290
13.7 計數(shù)機構(gòu)293
13.7.1 計數(shù)機構(gòu)原理（有規(guī)則排列和無規(guī)則排列） 293
13.7.2 常見計數(shù)機構(gòu)293
13.7.3 計數(shù)機構(gòu)設計實例——人工寶石顆粒自動計數(shù)機295
第14章 自動機械設計訓練實例298
14.1 藥液自動灌裝機298
14.1.1 設計任務298
14.1.2 設計內(nèi)容298
14.1.3 運動循環(huán)圖繪制300
14.1.4 尺寸計算301
14.1.5 計數(shù)裝置設計302
14.2 棒棒糖包裝機304
14.2.1 棒棒糖包裝工藝流程304
14.2.2 總體方案304
14.2.3 運動循環(huán)圖設計305
14.2.4 結(jié)構(gòu)設計307
14.3 平板式鋁塑泡罩包裝機308
14.3.1 平板式鋁塑泡罩包裝機工藝流程設計309
14.3.2 平板式鋁塑泡罩包裝機總體方案設計310
14.3.3 平板式鋁塑泡罩包裝機運動循環(huán)圖設計311
14.3.4 平板式鋁塑泡罩包裝機結(jié)構(gòu)與機構(gòu)設計312
14.3.5 平板式鋁塑泡罩包裝機電氣設計簡述314
14.3.6 平板式鋁塑泡罩包裝機控制系統(tǒng)設計簡述314
參考文獻317
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