《工業(yè)設(shè)計工程基礎(chǔ)2:機械傳動及創(chuàng)意基礎(chǔ)(第2版)》是在2004年出版的高敏、張成忠主編《工業(yè)設(shè)計工程基礎(chǔ)Ⅱ——創(chuàng)意機構(gòu)與控制基礎(chǔ)》的基礎(chǔ)上修訂而成的,是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材。《工業(yè)設(shè)計工程基礎(chǔ)2:機械傳動及創(chuàng)意基礎(chǔ)(第2版)》打破了相關(guān)教材的傳統(tǒng)體系,以產(chǎn)品創(chuàng)意裝置所需的設(shè)計基礎(chǔ)知識為主線來組織相關(guān)內(nèi)容。全書分為10章,第1章簡要介紹機器的分類及其功能以及常見機構(gòu)的種類;第2章介紹機構(gòu)中常見的連接和傳動方式;第3~7章介紹獲得各種形式運動的常見機構(gòu);第8章專門介紹一些典型應(yīng)用機構(gòu)與裝置;第9章為新原理及機構(gòu)的創(chuàng)意,介紹應(yīng)用物理及化學(xué)現(xiàn)象的一些例子,同時介紹部分復(fù)雜運動及其裝置;第10章為家用電器基礎(chǔ)知識,介紹常見家用電器的原理、基本結(jié)構(gòu)等。 《工業(yè)設(shè)計工程基礎(chǔ)2:機械傳動及創(chuàng)意基礎(chǔ)(第2版)》主要作為普通高等學(xué)校工業(yè)設(shè)計專業(yè)的教材,也可以作為其他相關(guān)設(shè)計類專業(yè)的教材。
工業(yè)設(shè)計的跨學(xué)科性決定了它是一門綜合性極強的學(xué)科,它所培養(yǎng)的應(yīng)該是既具有良好的工程技術(shù)基礎(chǔ)知識,又具備優(yōu)秀的藝術(shù)素養(yǎng)的綜合性人才。
同時,工業(yè)設(shè)計是一門實踐性強的學(xué)科。它不僅僅是一個概念、一個創(chuàng)意,同時還必須有將其轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力的可行性及可推廣性等問題?尚行缘拈_發(fā)離不開分析、研究并解決材料、結(jié)構(gòu)、制造、加工以及表面處理等問題,這就決定了工程技術(shù)知識成為所有工業(yè)設(shè)計專業(yè)學(xué)生重要的必修課程。
工業(yè)設(shè)計還具有時代創(chuàng)新性。傳統(tǒng)的工業(yè)產(chǎn)品逐步被高新技術(shù)產(chǎn)品及服務(wù)所取代。工業(yè)設(shè)計與先進的制造技術(shù)(CAD/CAM)相結(jié)合,引發(fā)了一場新的技術(shù)革命。設(shè)計只有緊跟時代步伐并超越時代步伐,才能體現(xiàn)時代特性,發(fā)揮創(chuàng)新本質(zhì)。工業(yè)設(shè)計學(xué)生有必要熟悉常用工程材料,初步掌握典型成形方法,了解與現(xiàn)代設(shè)計及制造有關(guān)的新材料、新工藝、新技術(shù)及發(fā)展趨勢。
現(xiàn)在,設(shè)計活動早已不是僅靠設(shè)計師自身經(jīng)驗及手上的技能能夠完成的一項工作。如果學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)不均衡、知識體系不夠完備、缺少工程基礎(chǔ)知識做依托,必然會使部分創(chuàng)新思維失去價值,優(yōu)秀的造型效果找不到實物載體。
在大談創(chuàng)意設(shè)計和概念設(shè)計以展開學(xué)生設(shè)計思維的同時,我們必須清楚地看到,許多所謂的“創(chuàng)意設(shè)計”和“概念設(shè)計”,其本質(zhì)并未成為設(shè)計,而只是停留在一種設(shè)想上面,而設(shè)計者不知道設(shè)想與設(shè)計之間的重要區(qū)別。筆者認為有必要加強學(xué)生設(shè)計訓(xùn)練中的嚴謹性和創(chuàng)意的科學(xué)性。因此,工程知識是工業(yè)設(shè)計師絕不可忽視的重要方面。工程基礎(chǔ)知識是創(chuàng)新產(chǎn)品與實現(xiàn)產(chǎn)品商品化的重要基礎(chǔ),是連接設(shè)計理想與商品現(xiàn)實的紐帶和橋梁。學(xué)生應(yīng)積極學(xué)習(xí)和彌補其科學(xué)和技術(shù)知識方面的欠缺,并更好地發(fā)揮其專業(yè)特長,創(chuàng)造既有實用功能又具時代美感的設(shè)計。
第1章 概述
1.1 機器的分類及其功能
1.2 常見機構(gòu)的種類
1.2.1 平面運動
1.2.2 螺旋運動
1.2.3 球面運動
思考及練習(xí)
第2章 連接與傳動
2.1 固定連接及其作用
2.1.1 鉚接
2.1.2 焊接
2.1.3 銷連接
2.1.4 鍵連接
2.1.5 螺紋連接
2.2 活動連接及其應(yīng)用
2.2.1 桿與固定支點的連接
2.2.2 滑動連接
2.2.3 滑動軸承
2.2.4.滾動軸承
2.3 柔性連接及其應(yīng)用
2.3.1 彈簧連接
2.3.2 其他彈簧柔性連接
2.4 其他連接與夾緊方式
2.4.1 多齒連接
2.4.2 浮動連接
2.4.3 簡易快捷的夾緊和握持機構(gòu)
2.5 傳動
2.5.1 帶及鏈傳動
2.5.2 摩擦輪傳動
2.5.3 萬向軸傳動
2.5.4 齒輪傳動
2.6 液壓傳動
2.6.1 液壓傳動的工作原理
2.6.2 液壓傳動系統(tǒng)的組成
2.6.3 液壓傳動的特點
2.6.4 液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計
2.6.5 典型的液壓傳動系統(tǒng)
思考及練習(xí)
第3章 獲得轉(zhuǎn)動的機構(gòu)
3.1 獲得勻速轉(zhuǎn)動的機構(gòu)
3.1.1 齒輪機構(gòu)
3.1.2 周轉(zhuǎn)輪系傳動機構(gòu)
3.1.3 平面桿式機構(gòu)
3.1.4 棘輪傳動機構(gòu)
3.2 獲得非勻速轉(zhuǎn)動的機構(gòu)
3.2.1 雙曲柄機構(gòu)
3.2.2 曲柄滑塊機構(gòu)
3.2.3 轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)
3.2.4 非圓齒輪機構(gòu)
3.2.5 撓性件傳動機構(gòu)
思考及練習(xí)
第4章 獲得往復(fù)運動的機構(gòu)
4.1 獲得往復(fù)直線運動的機構(gòu)
4.1.1 曲柄滑塊機構(gòu)
4.1.2 齒輪齒條機構(gòu)
4.1.3 推桿凸輪機構(gòu)
4.1.4 斜面機構(gòu)
4.1.5 螺旋機構(gòu)
4.1.6 撓性件傳動機構(gòu)
4.2 獲得擺動的機構(gòu)
4.2.1 曲柄搖桿機構(gòu)
4.2.2 擺動導(dǎo)桿機構(gòu)
4.2.3 利用凸輪獲得擺動的機構(gòu)
4.2.4 齒輪齒條擺動機構(gòu)
4.2.5 撓性件擺動機構(gòu)
思考及練習(xí)
第5章 擴大位移及倍力機構(gòu)
5.1 擴大位移與行程的機構(gòu)
5.1.1 杠桿機構(gòu)
5.1.2 利用桿式機構(gòu)獲得行程放大
5.1.3 平行四邊形機構(gòu)的放大作用
5.2 倍力機構(gòu)
5.2.1 杠桿倍力機構(gòu)
5.2.2 連桿式倍力機構(gòu)
5.2.3 螺旋倍力機構(gòu)
5.2.4 滑輪組倍力機構(gòu)
5.2.5 齒輪倍力機構(gòu)
思考及練習(xí)
第6章 間歇運動機構(gòu)
6.1 產(chǎn)生間歇轉(zhuǎn)動與擺動的機構(gòu)
6.1.1 棘輪間歇機構(gòu)
6.1.2 槽輪間歇機構(gòu)
6.1.3 凸輪間歇機構(gòu)
6.1.4 摩擦自鎖式間歇機構(gòu)
6.1.5 不完全齒輪間歇機構(gòu)
6.2 間歇直線移動機構(gòu)
6.2.1 連桿步進機構(gòu)
6.2.2 凸輪步進機構(gòu)
6.2.3 齒輪齒條步進機構(gòu)
思考及練習(xí)
第7章 實現(xiàn)特定軌跡的機構(gòu)
7.1 直線導(dǎo)向機構(gòu)
7.2 曲線導(dǎo)向機構(gòu)
7.2.1 具有橢圓軌跡的機構(gòu)
7.2.2 面積測量機構(gòu)
7.3 空間機構(gòu)
7.3.1 在兩交錯軸之間傳遞旋轉(zhuǎn)運動的空間機構(gòu)
7.3.2 大齒輪及圓柱齒輪構(gòu)成的傳遞裝置
7.3.3 三對蝸桿副組成的同軸蝸桿傳動
7.3.4 攪拌器的傳動和運動裝置
7.3.5 縫紉機的部分動作機構(gòu)
思考及練習(xí)
第8章 其他典型機構(gòu)與裝置
8.1 定位及調(diào)整機構(gòu)
8.1.1 鋼球定位裝置
8.1.2 重力轉(zhuǎn)換機構(gòu)
8.1.3 彈簧棘塊轉(zhuǎn)換機構(gòu)
8.1.4 運動方向轉(zhuǎn)換機構(gòu)
8.1.5 車輪轉(zhuǎn)彎操縱機構(gòu)
8.1.6 交叉拉桿操縱機構(gòu)
8.2 供給和分配裝置
8.2.1 線材和板材的供給裝置
8.2.2 薄形材料的供給
8.2.3 單體零件和材料的運送和供給裝置
8.2.4 規(guī)則零件的運送
8.2.5 散狀(粒狀)原材料的輸送
8.2.6 零件和材料的選分及整列
8.2.7 零件和材料的篩分
8.3 行程控制及轉(zhuǎn)向裝置
8.3.1 自動卸料裝置
8.3.2 可調(diào)行程的機構(gòu)
8.3.3 轉(zhuǎn)向和換向機構(gòu)
思考及練習(xí)
第9章 新原理及機構(gòu)的創(chuàng)意
9.1 物理、化學(xué)現(xiàn)象與新原理
9.1.1 重力的利用
9.1.2 慣性的利用
9.1.3 彈性的利用
9.2 其他物理現(xiàn)象及應(yīng)用
9.2.1 毛細現(xiàn)象
9.2.2 光熱輻射原理
9.2.3 氣壓原理
9.2.4 磁力原理
9.3 復(fù)雜運動及作業(yè)裝置
9.3.1 具有復(fù)雜動作的機械裝置
9.3.2 機械手的結(jié)構(gòu)與動作
思考及練習(xí)
第10章 家用電器基礎(chǔ)知識
10.1 洗衣機
10.1.1 波輪洗衣機
10.1.2 機械滾筒全自動洗衣機
10.2 家用電冰箱
10.2.1 電冰箱的分類
10.2.2 家用電冰箱的結(jié)構(gòu)
10.3 家用熱水器
10.3.1 燃氣快速熱水器
10.3.2 容積式電熱水器
10.3.3 即熱式電熱水器
10.4 電飯煲
10.4.1 電飯鍋的分類和電飯鍋的結(jié)構(gòu)特點
10.4.2 電飯煲的工作原理
10.5 電風(fēng)扇
10.5.1 電風(fēng)扇的工作原理
10.5.2 電風(fēng)扇的分類
10.6 家用抽油煙機
10.6.1 抽油煙機的工作原理
10.6.2 家用抽油煙機的分類
10.7 吸塵器
10.7.1 吸塵器的工作原理
10.7.2 家用吸塵器的分類
10.8 微波爐
10.8.1 微波爐的工作原理
10.8.2 微波爐的結(jié)構(gòu)
10.9 電熨斗
10.9.1 電熨斗的工作原理
10.9.2 電熨斗的分類
10.10 電磁爐
10.10.1 電磁爐的分類
10.10.2 電磁爐的工作原理
10.10.3 電磁爐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
10.11 電動牙刷
10.11.1 電動牙刷的結(jié)構(gòu)和特點
10.11.2 電動牙刷的工作原理
思考及練習(xí)
參考文獻
在機構(gòu)傳動中,把相互接觸而又能產(chǎn)生一定約束運動的兩部分分別稱為構(gòu)件。在由構(gòu)件組成的系統(tǒng)中,一構(gòu)件相對固定,另一構(gòu)件在外動力的驅(qū)動下按給定的規(guī)律獨立運動,而其余的構(gòu)件將隨之作確定的運動,這樣的構(gòu)件系統(tǒng)稱為機構(gòu)。機構(gòu)中的每一個運動構(gòu)件稱為桿件,而相對固定的構(gòu)件稱為機架,把運動傳遞給其他部分的桿件稱為原動件(或稱為主動件),跟隨原動件傳遞運動的桿件稱為從動件。機器便是由一個或若干個機構(gòu)組成的。機器的主要作用就是實現(xiàn)預(yù)期的機械運動和動力傳遞。實質(zhì)上,機器的動力傳遞也是靠機械運動來完成的,而且機器中進行運動和力的傳遞的基本單元就是機構(gòu)。這種由一個機構(gòu)或若干個機構(gòu)組成的,用以實現(xiàn)預(yù)定運動要求和動力傳遞的系統(tǒng)稱為機械傳動系統(tǒng)。機械傳動系統(tǒng)中的機械運動可能極為復(fù)雜,但無論怎樣復(fù)雜的機械,就其機構(gòu)的運動來說,均可分解為以下三種簡單的運動。
1.2.1 平面運動
平面運動是指在機構(gòu)中,各活動構(gòu)件上任一點相對于機架的運動軌跡均被約束在某一平面上的運動,且各點的運動平面相互平行。因而,在研究機構(gòu)的平面運動時,只需考慮其中的某一平面的運動就可以了。該平面的位置可用其上的任意兩點或由該兩點連成的直線所確定。所以,機構(gòu)的平面運動可以用相對于某一平面作平行運動的任意兩點或直線的運動來表示。
機構(gòu)的平面運動包括轉(zhuǎn)動、移動和既轉(zhuǎn)動同時又移動的平面復(fù)合運動,而移動又可分為沿特定直線運動的直線運動和沿某一曲線運動的曲線運動。如圖1一7所示,發(fā)動機的曲柄連桿機構(gòu)主要由氣缸體、活塞、連桿、曲軸、機架等組成。當(dāng)燃氣在氣缸中推動活塞作往復(fù)直線運動時,通過連桿使曲軸獲得連續(xù)的轉(zhuǎn)動,從而把燃氣的熱能轉(zhuǎn)換成機械能,由曲軸輸出。由此可知,發(fā)動機的曲柄連桿機構(gòu)中活塞的運動是移動,曲軸的運動是轉(zhuǎn)動,連桿的運動則是復(fù)合運動,即連桿在工作時既有轉(zhuǎn)動又有移動。