机构设计及应用图例（第三版）

第1章 绪论 1

1.1 机构要素 1

1.1.1 构件 1

1.1.2 运动副 2

1.2 机构图示方法 3

1.2.1 机构运动简图 3

1.2.2 机构装配图 8

1.2.3 机构构造图 9

1.2.4 机构轴测构造示意图 9

1.2.5 机构轴测简图 9

1.3 机构自由度计算 10

1.3.1 机构的自由度 10

1.3.2 机构具有确定运动的条件 11

1.3.3 常见机构自由度计算实例 11

1.3.4 计算平面机构自由度时应注意的问题 11

1.4 机构的分类 13

1.4.1 执行动作和执行机构 13

1.4.2 执行构件的基本运动和机构的基本功能 13

1.4.3 按功能对机构分类 14

1.5 机构运动分析方法 15

1.5.1 概述 15

1.5.2 图解法 16

1.5.3 解析法 21

第2章 平面连杆机构应用实例 24

2.1 曲柄摇杆机构 25

2.1.1 运动分析 25

2.1.2 雷达天线仰俯角调整机构图例与说明 25

2.1.3 搅拌机机构图例与说明 25

2.1.4 缝纫机踏板机构图例与说明 25

2.1.5 颚式破碎机机构图例与说明 26

2.1.6 夹紧机构图例与说明 27

2.1.7 汽车前窗刮雨器机构图例与说明 27

2.1.8 摄影机抓片机构图例与说明 28

2.1.9 钢材步进输送机的驱动机构图例与说明 28

2.1.10 纹版冲孔机的冲孔机构图例与说明 28

2.1.11 由连杆构成的步进送料机构图例与说明 29

2.2 双曲柄机构 29

2.2.1 运动分析 29

2.2.2 惯性筛机构图例与说明 30

2.2.3 机车车轮联动机构图例与说明 30

2.2.4 摄影平台升降机构图例与说明 31

2.2.5 旋转式水泵机构图例与说明 31

2.2.6 公共汽车车门启闭机构图例与说明 32

2.2.7 挖土机铲斗机构图例与说明 32

2.2.8 冲床双曲柄机构图例与说明 32

2.2.9 回转半径不同的曲柄联动机构图例与说明 33

2.2.10 苏格兰槽机构图例与说明 33

2.3 双摇杆机构 34

2.3.1 运动分析 34

2.3.2 起重机机构图例与说明 34

2.3.3 汽车前轮换向机构图例与说明 34

2.3.4 飞机起落架机构图例与说明 34

2.3.5 摆动式供料器机构图例与说明 35

2.3.6 造型机翻转机构图例与说明 36

2.3.7 闸门启闭机构图例与说明 36

2.3.8 可逆坐席机构图例与说明 36

2.3.9 用平行四边形机构作小臂驱动器的关节式机械手图例与说明 36

2.3.10 双向限位的线性位移机构图例与说明 37

2.3.11 双向限行程限位机构图例与说明 37

2.4 曲柄滑块机构 37

2.4.1 运动分析 37

2.4.2 冲床机构图例与说明 38

2.4.3 压力机工作机构图例与说明 38

2.4.4 搓丝机对心滑块机构图例与说明 38

2.4.5 送料机偏置曲柄滑块机构图例与说明 39

2.4.6 注射模对心曲柄滑块机构图例与说明 39

2.4.7 蜂窝煤机偏置曲柄滑块机构图例与说明 39

2.4.8 双滑块机构图例与说明 40

2.4.9 无死点曲柄机构图例与说明 40

2.4.10 曲柄垂直运动机构图例与说明 41

2.4.11 曲柄滑块式转向机构图例与说明 41

2.5 导杆机构 42

2.5.1 运动分析 42

2.5.2 牛头刨床图例与说明 42

2.5.3 旋转油泵图例与说明 42

2.5.4 采用水平滑板的步进送料机构图例与说明 43

2.6 摇块机构和定块机构 43

2.6.1 运动分析 43

2.6.2 摆动式油泵图例与说明 44

2.6.3 抽水唧筒图例与说明 44

2.6.4 自动翻转卸料装置图例与说明 44

2.7 多杆机构 44

2.7.1 六杆推料机构图例与说明 45

2.7.2 六杆增程式抽油机机构图例与说明 45

2.7.3 小型刨床机构图例与说明 45

2.7.4 假肢膝关节图例与说明 45

2.7.5 装载机图例与说明 46

2.7.6 缝纫机摆梭机构图例与说明 47

2.7.7 插齿机机构图例与说明 47

2.7.8 插床插削机构图例与说明 47

2.7.9 摆式飞剪机机构图例与说明 47

2.7.10 电动玩具马主体机构图例与说明 48

2.7.11 停歇时间可调的八杆机构图例与说明 48

2.7.12 汽车起重机油门操纵系统图例与说明 49

2.7.13 侧装式整体自装卸车起重装置图例与说明 49

2.7.14 埃文斯连杆机构图例与说明 50

2.7.15 加速减速连杆机构图例与说明(一) 51

2.7.16 加速减速连杆机构图例与说明(二) 51

2.7.17 加速减速连杆机构图例与说明(三) 51

2.7.18 剧场舞台升降表演台八连杆机构图例与说明 51

2.7.19 平行杆耦合机构图例与说明 52

2.7.20 打字机驱动机构图例与说明 52

2.7.21 集装箱正面吊图例与说明 52

第3章 凸轮机构应用实例 54

3.1 凸轮机构的组成和类型 54

3.1.1 凸轮机构的组成 54

3.1.2 凸轮机构的分类 54

3.2 盘形凸轮 56

3.2.1 运动分析 56

3.2.2 绕线机构图例与说明 57

3.2.3 凸轮式夹紧装置图例与说明 57

3.2.4 凸轮式制动机构图例与说明 57

3.2.5 等宽凸轮柱塞泵图例与说明 57

3.2.6 多轴压力机零件推出器图例与说明 58

全书精选了约470个机构实例,囊括了平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系、间歇运动机构、螺旋机构、挠性传动机构、组合机构、特殊机构以及创新机构等全部的机构类型,采用运动简图、轴测简图、装配图、构造图、轴测构造图、机构示意图等多种形式的机构图例,全面阐述了机构的工作原理、结构特点、运动特性以及选用要点。工程实例翔实,图例直观形象,文字简洁明了,方便读者查阅。

本书可以作为简明机械设计指南,供机械设计人员及相关技术人员学习、查阅和参考,还可以作为高等院校机械设计课程和机械设计基础课程的教学参考。

第1章 机构设计概述 1

1.1 机构概念及要素 1

1.1.1 机构概念 1

1.1.2 机构要素 1

1.2 机构运动简图 2

1.3 机械设计过程 7

1.4 常规设计方法 9

第2章 平面连杆机构设计 11

2.1 平面连杆机构概述 11

2.1.1 平面四杆机构的基本形式及其演化 11

2.1.2 平面四杆机构的工作特性 18

2.2 平面连杆机构设计方案分析 21

2.2.1 平面四杆机构的设计步骤和要求 21

2.2.2 平面四杆机构设计的进展 21

2.3 平面连杆机构设计的实施 22

2.3.1 图解法设计平面连杆机构 22

2.3.2 解析法设计平面连杆机构 26

2.3.3 平面连杆机构结构设计 29

2.3.4 平面连杆机构结构设计要点 35

2.4 平面连杆机构最优化设计 37

第3章 凸轮机构设计 42

3.1 凸轮机构概述 42

3.1.1 凸轮机构的基本结构 42

3.1.2 凸轮机构的分类及特点 42

3.2 凸轮从动件运动规律 44

3.2.1 运动规律的参数名称和定义 44

3.2.2 运动规律方程及特性 45

3.3 凸轮设计方案分析 47

3.3.1 凸轮的设计步骤和要求 47

3.3.2 凸轮机构设计的进展 48

3.4 平面凸轮机构基本尺寸设计 48

3.4.1 凸轮基本尺寸 49

3.4.2 从动件尺寸设计 51

3.5 凸轮机构设计实施 54

3.5.1 图解法设计凸轮机构 54

3.5.2 解析法设计凸轮机构 59

3.5.3 凸轮机构强度设计 61

3.5.4 凸轮机构结构设计 62

3.6 凸轮机构最优化设计 65

3.6.1 凸轮优化设计的基本问题 65

3.6.2 凸轮机构优化实例 66

第4章 齿轮机构的设计 68

4.1 概述 68

4.2 齿轮类型选择要点 69

4.3 齿轮材料及热处理选择要点 70

4.4 齿轮主要参数选择及设计要点 70

4.4.1 圆柱齿轮传动参数选择计算及设计要点 70

4.4.2 圆弧齿轮传动参数选择计算及设计要点 74

4.4.3 圆锥齿轮传动参数选择计算及设计要点 75

4.5 齿轮机构结构设计要点 76

4.5.1 齿轮结构形式 76

4.5.2 满足加工工艺性的齿轮结构设计要点 78

4.5.3 齿轮结构设计应考虑的其他问题 81

4.6 齿轮的布置与齿轮传动系统结构设计要点 84

4.6.1 齿轮的布置与安装 84

4.6.2 齿轮传动与其他传动形式的配置选择要点 87

4.7 蜗杆传动及其设计要点 88

4.7.1 蜗杆传动的类型 88

4.7.2 蜗杆传动的主要参数选择要点及应用场合 89

4.7.3 蜗杆传动结构设计要点分析 92

第5章 间歇运动机构的设计 98

5.1 间歇运动机构概述 98

5.2 棘轮机构设计要点 98

5.2.1 棘轮机构的基本形式与工作特点 98

5.2.2 齿式棘轮机构的参数选择与设计要点 101

5.2.3 摩擦式棘轮机构的参数选择与设计要点 104

5.2.4 棘轮机构的应用实例 106

5.2.5 擒纵机构 109

5.3 槽轮机构设计要点 110

5.3.1 槽轮机构的基本形成工作特点 110

5.3.2 槽轮机构的运动分析 112

5.3.3 槽轮机构的动力学计算 117

5.3.4 槽轮机构设计要点 118

5.3.5 具有特殊结构和工作要求的槽轮机构的设计要点 119

5.4 不完全齿轮机构设计要点 123

5.4.1 不完全齿轮机构基本形式与工作特点 123

5.4.2 不完全齿轮机构的啮合过程 123

5.4.3 齿顶干涉问题与主动轮首、末齿齿顶高系数的确定 124

5.4.4 锁止弧的设计要点 125

5.4.5 从动轮的停歇时间与运动时间 126

5.5 凸轮间歇运动机构设计要点 126

5.5.1 共轭盘形分度凸轮机构设计 126

5.5.2 弧面分度凸轮机构设计要点 127

5.5.3 圆柱分度凸轮机构设计要点 128

第6章 组合机构设计 130

6.1 组合机构总论 130

6.1.1 基本机构的定义 130

6.1.2 组合机构的兴起 131

6.1.3 组合机构的类型 134

6.1.4 组合机构的运动特性 141

6.2 凸轮-连杆机构 142

6.2.1 凸轮-连杆机构的应用 142

6.2.2 凸轮-连杆机构的设计要点 144

6.3 齿轮-连杆机构的常用形式 145

6.3.1 齿轮-连杆机构的工程应用 145

6.3.2 齿轮-连杆机构的组成规则 147

6.3.3 齿轮-连杆机构的设计要点 149

6.4 齿轮-凸轮机构 150

6.4.1 齿轮-凸轮机构的应用 150

6.4.2 齿轮-凸轮机构的设计要点 150

6.5 轮系的设计 152

6.5.1 轮系及其分类 152

6.5.2 轮系及其运动学分析 153

6.5.3 轮系的选型和运动要点分析 156

6.6 其他组合机构的设计 158

6.6.1 连杆-连杆机构设计要点 158

6.6.2 连杆-槽轮机构设计要点 160

6.6.3 槽轮-槽轮机构设计要点 161

参考文献 162 2100433B

内 容 简 介

从世界的发展潮流来看，自动化生产设备前途非常广大。本书从开阔设计构思的

角度，从基本结构、动作原理及特点等方面，较全面地介绍了国外自动化生产设备（生

产线）中各种实用机构497例。本书的特点是：内容丰富新颖，图例立体感强，表示确

切，文字说明通俗易懂，编排简明，能够为设计人员提供博采众长的便利。

全书共分五章：自动化基本机构、自动上料装置中的各种机构、自动夹紧机构、工

业机械手及其它机构。

本书可作为机械设计人员和技术工人的参考用书，亦可作为工科院校有关专业

的辅助教材。

目 录

第一章 自动化基本机构

1直线运动机构（图例1～55）

2摆动机构（图例56～82）

3回转机构（图例83～104）

4复合运动机构（图例105～126）

第二章 自动上料装置中的各种机构

1供料器（图例127～138）

2利用振动式供料器及其它机构定向排列工件的方法（图139～158）

3隔离机构（图例159～184）

4合路机构（图例185～194）

5分路机构（图例195～201）

6上料机构（图例202～219）

第三章 自动夹紧机构

1铰链杠杆夹紧机构（图例220～255）

2偏心（凸轮）夹紧机构（图例256～286）

3楔夹紧机构（图例282～308）

4螺旋夹紧机构（图例309～315）

5自动定心夹紧机构（图例316～329）

6复合夹紧机构（图例330～336）

7其它夹紧机构（图例337～348）

第四章 工业机械手

1回转型机械手（图例349～385）

2移动型机械手（图例386～409）

3多指式机械手（图例410～424）

4其它类型的机械手（图例425～432）

第五章 其它机构

1弹簧的几种特殊应用（图例433～437）

2输出运动可调机构（图例438～447）

3单向机构（图例448～452）

4快速松脱机构（图例453～467）

5轴的定位锁紧机构（图例468～476）

6销机构（图例477～490）

7分度机构（图例491～497）

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