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,內容廣泛,包括傳統(tǒng)和現(xiàn)代機構以及機械裝置的實例。這一版保留了第1版和第2版的大部分核心內容(分別在199l和1996年出版),并且對反映了機械工程和機械設計目前和未來發(fā)展趨勢的文章進行了增補和修訂。
這一版中的新內容主要來源于一些機械工程科學期刊,以及工程會議上發(fā)表的一些技術論文。一些新內容概述了運動控制系統(tǒng),強調了可編程序控制器和數字技術對這些系統(tǒng)的影響;其它一些新內容討論了伺服電動機、驅動器、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被廣泛接受——它融合了機械、電子和計算機科學。在20世紀70年代的日本,機電一體化描述了導致許多新功能和適用產品被發(fā)明的一些技術的綜合,而這些產品采用純機械的方法是不可能生產出來的。當時沒有機電一體化的正式定義,大多數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域。許多年后,這個集合已經產生出更多的專門學科,例如機械電子、計算機輔助設計、電子控制和數字控制系統(tǒng),而這些都被看作是在機電一體化的范疇之內。隨后這些專門學科甚至促進了更多熱點技術,如系統(tǒng)分析、傳感器、仿真和微控制器技術的產生。
已經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動、噴墨打印機、數字視頻磁盤播放器(DVD)和便攜式攝像機。檢查這些產品,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)明的各種新產品中被使用。
這本書的前兩版引人入勝之處在于基本機構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。在技術飛速發(fā)展的時代,這本書的大部分內容還保留著它們的通用價值。因此,作為原始工程圖和數據的知識寶庫,這本書的價值已經被全世界廣泛認可,而這些資料在許多其它書中沒有提供。它的早期版本已經成為方便的技術參考書,甚至可以啟發(fā)經驗豐富的機械設計師產生靈感,同樣它也可以作為工程類學生的學習參考書。
面對各種各樣的機械設計問題,試圖尋找出新的、不同的解決方案的讀者可以瀏覽這本書,學習其中的大量圖例,改進一些過去成功的機械發(fā)明使它們獲得新的應用,即過去經過驗證的機械設計解決方案可以被重新用來解決當前的新問題。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)經驗的讀者,本書還包含一章,從頭開始講述有關基本機構設計的指南和公式。
假設這本書的讀者通過正規(guī)的教育,積累了實際經驗,已經熟悉了機械學的基礎知識,這本書最適合于這些有實際經驗的機械設計人員和機械工程師,但是它的內容同樣也適用于大學和職業(yè)技術學校的機械設計教師、業(yè)余和職業(yè)發(fā)明家以及所有工程學科和自然學科的學生。最后,希望這本書還能夠吸引喜歡機構圖例并理解它們如何工作的讀者。
這一版中的插圖都是經受過時間檢驗的。根據讀者的反饋意見,刪去了前兩版中的一些內容,而對那些敘述不詳或不清楚的重要設計進行了增補。此外,也刪去了一些對于新的設計已經過時和不適合的資料。例如,用于定時的時鐘機構、控制和顯示,在現(xiàn)代設計中這些已經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。
有關一些已經不復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)在或曾經被發(fā)明者持有的專利。
在這本書中的許多圖例的機構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、科學家和技術人員發(fā)明出來的。
就他們自己來說,在這本書中描述的許多機構和裝置只是出于他們對機械的好奇而發(fā)明的,但是當創(chuàng)造性的思想與其他人的思想結合時,這些機構和裝置就能執(zhí)行新的和不同的功能。需要看到基礎機構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我們所熟悉的家用電器。
不知道你注意到沒有,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比25年前的占據整個屋子的大型計算機有著更強大的計算能力,F(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)和網絡訪問終端通過一個無線控制裝置結合起來。
一Neil Sclater
譯者序
關于編者
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
1.1.1 定向機構
1.1.2 簡單的供料機構
1.1.1 分類機構
1.1.4 送料量調整機構
1.2 切割機構
1.3 翻轉機構
1.4 振動機構
1.5 7種基本的零件篩選機構
1.6 11種零件傳送機構
1.7 7種自動傳送機構
1.8 7種連桿運輸機構
1.9 專用機床的傳送機構
1.10 卷繞機的橫向移動機構
1.11 真空拾取定位小球機構
1.12 粘貼來自料盒或滾筒的標簽的標簽機
1.13 高速粘合機
1.14 機器產生工作故障時的自動停機機構
1.15 電子自動停止機構
1.16 機器操作的自動安全機構
第2章 往復運動機構和通用機構
2.1 齒輪和偏心圓盤在快速轉位機構中的聯(lián)合應用
2.2 同步帶、四連桿組成的平滑轉位機構
2.3 改進的棘輪機構
2.4 能實現(xiàn)平滑地停止和運轉、形狀特殊的行星輪
2.5 控制泵行程的擺線齒輪機構
2.6 將旋轉轉換為直線運動的機構
2.7 新型轉位星形輪機構挑戰(zhàn)槽輪傳動
2.8 槽輪機構
2.9 改進的槽輪傳動機構
2 10 轉位和間歇機構
2.10.1 一些基本機構
2.1O.2 內擺線機構
2.10.3 外擺線機構
2.10.4 由轉動到往復運動的機構
2.10.5 變速機構
2.10.6 速度調節(jié)機構
2.11 旋轉運動轉化為往復運動和歇停運動的機構
2.11.1 一些基本機構
2.11.2 長時間歇停機構
2.11.3 短時間歇停機構
2.12 實現(xiàn)間歇旋轉運動的摩擦裝置
2.13 無齒棘輪機構
2.14 凸輪控制的行星輪系
第3章 特定用途機構
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
第6章 齒輪裝置和變速機構
第7章 聯(lián)軸器、離合器和制動裝置
第8章 轉矩限制、緊張和控制裝置
第9章 風力和液力機械以及機構的控制
第10章 緊固、鎖緊、夾緊和夾具裝置
第11章 機械設計的關鍵方程式和圖表