机械设计手册
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作者成大先 主编
出版社化学工业出版社
ISBN9787122287052
出版时间2017-02
装帧平装
开本16开
定价68元
货号1201467582
上书时间2024-08-09
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目录
第4篇机构
第1章机构分析的常用方法4-3
1机构的自由度分析4-3
1.1常用术语的概念4-3
1.2机构的运动简图和机动示意图4-4
1.3机构的自由度分析4-9
1.3.1平面机构自由度分析4-9
1.3.2单封闭环空间机构自由度的计算4-10
1.3.3多闭环空间机构及开环机构的自由度的计算4-14
1.3.4空间机构自由度计算例题4-14
1.4平面机构的结构分析4-15
2平面机构的运动分析4-17
2.1机构的位置和构件上某点的轨迹分析4-18
2.2机构的速度与加速度分析4-18
2.2.1矢量图解法4-18
2.2.2解析法4-24
2.2.3瞬心法4-24
2.3高副机构的运动分析4-29
2.3.1用高副低代法求解4-29
2.3.2用高副机构直接求解4-30
3平面机构的受力分析4-32
3.1杆组静定条件和构件惯性力的计算4-33
3.2运动副中摩擦力的计算4-34
3.3机构的受力分析4-35
3.3.1图解计算法4-35
3.3.2用速度杠杆法求平衡力Fp4-36
3.3.3机构动态静力分析的解析法4-36
3.4惯性力的平衡4-38
3.4.1具有不规则形状的旋转构件平衡重力的确定4-39
3.4.2平面机构的平衡4-39
4单自由度机器的动力分析4-43
4.1机器的运动过程和运动方程式4-43
4.2机器运动方程的求解4-43
4.3机器周期性速度波动的调节和飞轮设计4-43
4.3.1机器主轴的平均角速度ωm与速度不均匀系数δ4-48
4.3.2飞轮设计4-48
4.4机械效率的计算4-50
第2章基本机构的设计4-52
1平面连杆机构4-52
1.1四杆机构的结构型式4-52
1.2按传动角设计四杆机构4-52
1.2.1按最小传动角具有优选值的条件设计曲柄摇杆机构4-53
1.2.2按最小传动角设计行程速比系数k=1（φ12=180°）的曲柄摇杆机构4-54
1.2.3按最小传动角具有优选值的条件设计偏置曲柄-滑块机构4-55
1.2.4根据最小传动角设计双曲柄机构4-55
1.3按照输入杆与输出杆位置关系设计四杆机构4-56
1.3.1几何法4-56
1.3.2分析法4-60
1.3.3实验法4-63
1.4按照连杆位置及连杆点位置综合铰链四杆机构4-63
1.4.1已知连杆三个位置综合铰链四杆机构4-63
1.4.2已知连杆四个位置综合铰链四杆机构4-64
1.4.3圆点曲线及圆心曲线4-65
1.4.4已知连杆上点的位置综合铰链四杆机构4-65
1.4.5轨迹综合4-67
1.4.6相当机构及其应用4-70
1.4.7直线运动机构4-70
2瞬心线机构及互包络线机构4-71
2.1瞬心线机构的工作特点及设计计算的一般原理4-71
2.2非圆齿轮节线设计4-73
2.2.1再现一个给定自变量的函数的非圆齿轮节线设计4-73
2.2.2偏心圆齿轮与非圆齿轮共轭4-75
2.2.3椭圆-卵形齿轮及卵形齿轮传动4-77
2.3互包络线机构的工作特点4-79
2.4互包络线机构的设计4-80
3凸轮机构4-83
3.1凸轮机构的术语及一般设计步骤4-83
3.2凸轮机构的基本型式及封闭方式4-85
3.3凸轮机构的压力角4-88
3.4基圆半径Rb、圆柱凸轮最小半径Rmin和滚子半径Rr4-89
3.4.1基圆半径Rb对凸轮机构的影响4-89
3.4.2确定基圆半径Rb、Rmin的方法4-89
3.4.3滚子半径Rr的确定4-92
3.5从动件运动规律及其方程式4-93
3.5.1从动件运动规律4-93
3.5.2基本运动规律的参数曲线4-95
3.5.3常用组合运动规律方程式应用4-97
3.6滚子从动件凸轮工作轮廓的设计4-103
3.6.1作图法4-103
3.6.2解析法4-105
3.7平底从动件盘形凸轮工作轮廓的设计4-111
3.8圆弧凸轮工作轮廓的设计4-114
3.8.1单圆弧凸轮（偏心轮）4-114
3.8.2多圆弧凸轮4-114
3.9凸轮及滚子结构、材料、强度、精度、表面粗糙度及工作图4-116
3.9.1凸轮及滚子结构4-116
3.9.2常用材料4-119
3.9.3强度校核及许用应力4-119
3.9.4凸轮精度及表面粗糙度4-120
3.9.5凸轮工作图4-120
4分度凸轮机构4-122
4.1分度凸轮机构的性能及其运动参数4-122
4.2弧面（滚子齿式）分度凸轮机构4-122
4.2.1基本结构和工作原理4-122
4.2.2弧面分度凸轮机构的主要运动参数和几何尺寸4-124
4.2.3弧面分度凸轮的工作曲面设计及其实例计算4-126
4.2.4弧面分度凸轮机构的动力学计算4-129
4.2.5弧面分度凸轮机构主要零件的材料、热处理与技术要求4-131
4.2.6弧面分度凸轮机构的结构设计要点4-131
4.2.7弧面分度凸轮机构的主要零部件图实例4-131
4.2.8弧面凸轮分度箱4-133
4.3圆柱分度凸轮机构4-135
4.3.1工作原理和主要类型4-135
4.3.2圆柱分度凸轮机构的主要运动参数和几何尺寸4-135
4.3.3圆柱分度凸轮的工作轮廓设计4-138
4.3.4圆柱分度凸轮机构主要零件的材料、技术要求及结构设计要点4-138
4.3.5圆柱分度凸轮轮廓曲面展开为平面矩形时的设计计算4-139
4.4共轭（平行）分度凸轮机构4-140
4.4.1基本结构和工作原理4-140
4.4.2共轭分度凸轮机构的主要运动参数和几何尺寸4-140
4.4.3用作图法绘制凸轮的理论廓线和工作廓线4-144
4.4.4共轭盘形分度凸轮机构凸轮廓线的解析法计算4-145
4.4.5共轭（平行）凸轮分度箱4-147
5棘轮机构、槽轮机构、不接近齿轮机构和针轮机构4-148
5.1棘轮机构4-148
5.1.1常用形式4-148
5.1.2设计要点4-149
5.2槽轮机构4-150
5.2.1工作原理及形式4-150
5.2.2槽轮机构的几何尺寸和主要运动参数的计算（均布径向槽）4-152
5.2.3槽轮机构的动力性能4-155
5.3不接近齿轮机构4-156
5.3.1基本形式与啮合特性4-156
5.3.2设计参数的计算4-158
5.3.3不接近齿轮机构的设计计算公式及工作图4-161
5.4针轮机构4-163
5.4.1针轮机构的主要类型和特点4-163
5.4.2针轮机构的设计计算4-164
6斜面机构与螺旋机构4-165
6.1斜面机构的特性指标与计算公式4-165
6.2螺旋机构4-167
6.2.1螺旋机构的特性指标4-168
6.2.2螺旋机构传动型式4-168
6.3参数选择4-169
7往复油（汽）缸机构的运动设计4-169
7.1参数计算4-169
7.2参数选择4-170
7.3运动设计4-171
第3章组合机构的分析与设计4-173
1基本机构的主要组合型式4-173
2凸轮连杆组合机构4-174
2.1固定凸轮连杆组合机构4-174
2.2转动凸轮连杆组合机构4-176
2.3联动凸轮连杆组合机构4-179
3齿轮连杆组合机构4-179
3.1行星轮系与Ⅱ级杆组的组合机构4-179
3.2四杆机构与周转轮系的组合机构4-182
3.3五杆机构与齿轮机构的组合机构4-187
4凸轮齿轮组合机构4-190
4.1输出件实现周期性变速运动的凸轮齿轮组合机构4-190
4.2实现轨迹要求的凸轮齿轮组合机构4-192
4.3输出件实现周期性停歇的凸轮齿轮组合机构4-193
5具有挠性件的组合机构4-194
5.1同步带连杆组合机构4-194
5.2差动式带、链连杆组合机构4-194
第4章机构参考图例4-196
1匀速转动机构4-196
1.1定传动比匀速转动机构4-196
1.2有级变速机构4-201
1.3无级变速机构4-203
2非匀速转动机构4-204
3往复运动机构4-206
4急回机构4-214
5行程放大机构4-216
6可调行程机构4-218
7间歇运动机构4-221
8超越止动及单向机构4-227
9换向机构4-229
10差动补偿机构4-232
11气、液驱动机构4-235
12增力及夹持机构4-239
13实现预期轨迹的机构4-244
14安全保险、制动装置4-250
15定位联锁机构4-255
16伸缩机构4-257
17振动机构4-260
参考文献4-264
第5篇机械产品结构设计
第1章机械结构设计概念5-3
1机械结构设计的内容、应满足的要求和基本条件5-3
2机械零件的自由度分析——满足运动要求的结构设计准则5-4
2.1机械零件的自由度5-4
2.2自由度分析在支承件设计中的应用5-5
2.3自由度分析在连接件设计中的应用5-6
2.4运用自由度方法设计有综合运动方式的组合结构5-7
3机械结构方案设计的技巧5-9
3.1利用形态变换的方法制定结构方案5-9
3.2由机械结构中的相互关系变换制定结构方案5-10
3.3结构方案设计实例5-11
4结构方案的选择和评价5-13
4.1评价的标准5-13
4.2机械产品的技术经济评价5-14
4.3改变功能原理设计新结构5-16
4.4采用优化设计方法寻求很优方案5-16
第2章提高强度、刚度和延长疲劳寿命的设计准则5-19
1机械结构合理受力准则5-19
2提高静强度的结构设计准则5-22
2.1增大截面系数W或Wk5-22
2.2采用空心轴提高强度或刚度5-22
2.3用拉压代替弯曲5-23
2.4避免悬臂梁伸出过长5-24
2.5等强度设计准则5-24
2.6弹性强化和塑性强化准则5-25
3提高疲劳强度的结构设计准则5-25
3.1降低应力集中准则5-26
3.2改善表面状况准则5-29
3.3采用表面处理提高疲劳强度准则5-30
3.4降低应力幅准则5-30
4提高接触强度的设计准则5-31
4.1加大接触部分的综合曲率半径5-31
4.2以面接触代替点线接触5-31
4.3合理采用材料和热处理5-32
4.4提高抗冲击强度的结构设计准则5-33
5提高刚度的结构设计准则5-35
5.1选择弹性模量较高的材料5-35
5.2用拉、压代替弯曲的准则5-35
5.3合理布置支持准则5-37
5.4合理确定肋的形状和尺寸5-37
5.5用预变形提高刚度减小工作变形准则5-38
5.6提高机械零件接触面的接触刚度准则5-39
第3章提高耐磨性的结构设计准则5-40
1降低摩擦面压强准则5-40
1.1降低摩擦面压强的途径5-40
1.2避免局部剧烈磨损准则5-40
1.3自动调节与补偿准则5-41
2局部更换易损零件准则5-41
3润滑设计降低磨损准则5-42
第4章提高抗腐蚀性的结构设计5-43
1常见的腐蚀分类5-43
2在腐蚀工作条件下材料的选用5-43
2.1大气腐蚀5-43
2.2淡水中的腐蚀率5-44
2.3海水中的腐蚀率5-44
3提高抗腐蚀能力的机械结构5-44
4用覆盖保护层减轻或避免腐蚀5-47
第5章提高精度的结构设计准则5-48
1阿贝（Abbe）原则——被测尺寸与读数尺共线准则5-48
2误差补偿准则5-49
3传动机构误差传递准则5-51
4误差均化原理——采用多点接触提高精度准则5-52
5误差合理配制准则5-53
6消除空回准则5-54
7选择适当的材料准则5-55
第6章符合人机工程学的设准则5-56
1基于人体形态学的设计准则5-56
1.1工作系统设计的人类工效学原则5-56
1.2我国人体尺寸（GB/T 10000—1988）5-56
1.2.1我国各区人体尺寸数据特点5-56
1.2.2人体主要尺寸5-56
1.3在产品设计中应用人体尺寸百分位数的选择（GB/T 12985—1991）5-58
1.4用于机械安全的人类工效学设计5-59
1.4.1全身进入机械的开口尺寸确定原则5-59
1.4.2人体局部进入机械的开口尺寸确定5-60
1.5人体尺寸（摘自GB/T 18717.3—2002）5-62
1.5.1工作空间人体尺寸（GB/T 13567—1992）5-63
1.5.2坐姿人体尺寸5-64
1.5.3跪姿、俯卧姿、爬姿人体尺寸5-65
1.5.4使用人体尺寸数据注意事项5-66
1.6人体模板设计5-66
1.6.1二维坐姿人体模板功能设计要求（GB/T 14779—1993）5-66
1.6.2四个身高等级的模板尺寸5-68
2工作岗位尺寸设计（摘自GB/T 14776—1991）5-71
2.1在生产区域内工作岗位尺寸的人类工效学设计原则及其数值5-71
2.2术语和符号5-71
2.3工作岗位尺寸5-72
2.3.1与作业无关的工作岗位尺寸5-72
2.3.2与作业有关的工作岗位尺寸5-72
2.4坐姿工作岗位和坐立姿交替工作岗位尺寸设计举例5-74
3工作座椅工效学设计（摘自GB/T 14774—1993）5-76
3.1工作座椅的基本要求5-76
3.2工作座椅的主要参数5-77
4操纵器的工效学设计准则（摘自GB/T 14775—1993）5-78
4.1操纵器的操纵依托支点要求5-82
4.2体力搬运质量限值（GB/T 12330—1990）5-83
5基于人体感觉器官要求的设计准则5-83
5.1满足视觉要求的设计准则5-83
5.2满足听觉要求的设计准则5-85
5.3满足触觉要求的设计准则5-86
6按美学造型要求的人机学设计准则5-86
第7章避免或减少对人损害的结构设计准则5-88
1机械结构设计的安全准则5-88
1.1人机隔离准则5-88
1.2避免人体各部位挤压的最小间距（摘自GB/T 12665.3—1997）5-90
1.3避免误操作造成伤害准则5-91
1.4安全标志与警告类标志5-91
2减小机械噪声的结构设计准则5-92
2.1噪声的值5-92
2.2减小噪声的设计准则5-93
2.3减小机械零件噪声的结构设计5-94
第8章绿色设计5-95
1绿色设计及产品绿色设计常用关键技术5-95
2绿色设计的材料选择5-95
3拆卸回收、快速方便、零件完好率高的产品绿色设计5-96
4节能的绿色产品设计5-97
5绿色设计举例5-97
6具有创新的两例5-98
6.1新型非零变位锥齿轮传动5-98
6.2摆动活齿减速带轮5-100
内容摘要
《机械设计手册》第六版单行本共16分册，涵盖了机械常规设计的所有内容。各分册分别为《常用设计资料》《机械制图·精度设计》《常用机械工程材料》《机构·结构设计》《连接与紧固》《轴及其连接》《轴承》《起重运输件·五金件》《润滑与密封》《弹簧》《机械传动》《减（变）速器·电机与电器》《机械振动·机架设计》《液压传动》《液压控制》《气压传动》。
本书为《机构·结构设计》，包括机构设计以及机械产品结构设计。机构主要介绍了机构分析的常用方法，基本机构和组合机构的分析与设计，并列举了机构参考图例；机械产品结构设计则介绍了设计概念、各类设计准则以及绿色设计方法。
本书可作为机械设计人员和有关工程技术人员的工具书，也可供高等院校有关专业师生参考使用。
精彩内容
出版说明
重点科技图书《机械设计手册》自1969年出版发行以来，已经修订至第六版，累计销售量超过130万套，成为新中国成立以来，在国内影响力优选的机械设计工具书，多次获得国家和省部级奖励。
《机械设计手册》以其技术性和实用性强、标准和数据可靠、便于使用和查询等特点，赢得了广大机械设计工作者和工程技术人员的首肯和好评。自出版以来，收到读者来信数千封。广大读者在对《机械设计手册》给予充分肯定的同时，也指出了《机械设计手册》装帧太厚、太重，不便携带和翻阅，希望出版篇幅小些的单行本，诸多读者建议将《机械设计手册》以篇为单位改编为多卷本。
根据广大读者的反映和建议，化学工业出版社组织编辑人员深入设计科研院所、大中专院校、制造企业和有一定影响的新华书店进行调研，广泛征求和听取各方面的意见，在与主编单位协商一致的基础上，于2004年以《机械设计手册》第四版为基础，编辑出版了《机械设计手册》单行本，并在出版后很快得到了读者的认可。2011年，《机械设计手册》第五版单行本出版发行。
《机械设计手册》第六版（5卷本）于2016年初面市发行，在提高产品开发、创新设计方面，在促进新产品设计和加工制造的新工艺设计方面，在为新产品开发、老产品改造创新提供新型元器件和新材料方面，在贯彻推广标准化工作等方面，都较第五版有很大改进。为更加贴合读者需求，便于读者有针对性地选用《机械设计手册》第六版中的部分内容，化学工业出版社在汲取《机械设计手册》前两版单行本出版经验的基础上，推出了《机械设计手册》第六版单行本。
《机械设计手册》第六版单行本，保留了《机械设计手册》第六版（5卷本）的优势和特色，从设计工作的实际出发，结合机械设计专业具体情况，将原来的5卷23篇调整为16分册21篇，分别为《常用设计资料》《机械制图·精度设计》《常用机械工程材料》《机构·结构设计》《连接与紧固》《轴及其连接》《轴承》《起重运输件·五金件》《润滑与密封》《弹簧》《机械传动》《减（变）速器·电机与电器》《机械振动·机架设计》《液压传动》《液压控制》《气压传动》。这样，各分册篇幅适中，查阅和携带更加方便，有利于设计人员和广大读者根据各自需要灵活选购。
《机械设计手册》第六版单行本将与《机械设计手册》第六版（5卷本）一起，成为机械设计工作者、工程技术人员和广大读者的良师益友。
借《机械设计手册》第六版单行本出版之际，再次向热情支持和积极参加编写工作的单位和个人表示诚挚的敬意！向长期关心、支持《机械设计手册》的广大热心读者表示衷心感谢！
由于编辑出版单行本的工作量较大，时间较紧，难免存在疏漏，恳请广大读者给予批评指正。
化学工业出版社
2017年1月
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