自动机与自动线（第2版）

第1章绪论1

1.1实现制造自动化的意义1

1.2国内外制造自动化的水平与现状5

1.3本课程的主要内容7

1.4本课程的学习方法10

思考题与习题12

第2章自动机械的结构组成与工作流程13

2.1自动机械分类13

2.2自动机械的典型结构组成16

2.3自动机械的典型工作流程22

2.4自动机械的设计制造流程23

思考题与习题26

第3章皮带输送线结构原理与设计应用27

3.1皮带输送线的特点及工程应用27

3.2皮带输送线的结构原理与实例30

3.3皮带输送线设计要点33

3.4皮带输送线负载能力分析38

3.5皮带输送线电机选型计算实例41

3.6皮带输送线的调整与使用维护43

3.6.1皮带打滑与跑偏现象及其调整43

3.6.2皮带输送线的日常检查与维护46

思考题与习题46

第4章链条输送线设计原理与应用48

4.1链条输送线主要类型及工程应用484.2倍速链输送线49

4.2.1倍速链的结构及工作原理49

4.2.2倍速链输送线的结构及工程应用54

4.3平顶链输送线60

4.3.1平顶链的结构与工作原理60

4.3.2平顶链输送线的结构及工程应用63

4.4悬挂链输送线64

思考题与习题68

第5章振盘送料装置69

5.1振盘的功能与特点69

5.1.1振盘的功能69

5.1.2振盘的应用场合69

5.1.3振盘的特点70

5.2振盘的结构与工作原理71

5.2.1振盘的力学原理71

5.2.2振盘的结构与工作原理72

5.2.3振盘的定向原理74

5.2.4振盘的派生产品——直线送料器80

5.2.5振盘的缓冲功能82

5.3振盘的出料速度要求84

5.4振盘的故障排除方法与维护86

5.5振盘工程应用实例88

5.6适合采用振盘送料的工件实例90

5.7面向振盘送料及自动装配的零件设计91

思考题与习题94

第6章机械手结构原理与设计应用95

6.1机械手的功能与工程应用95

6.1.1机械手的定义95

6.1.2机械手的功能96

6.1.3机械手的典型应用97

6.2机械手的典型运动及结构模式98

6.2.1单自由度摆动机械手98

6.2.2二自由度平移机械手99

6.2.3二自由度摆动机械手100

6.2.4三自由度机械手102

6.3机械手典型结构组成105

6.3.1三自由度机械手的典型结构105

6.3.2机械手的结构共性108

6.4机械手主要性能要求116

6.5机械手的缓冲结构118

思考题与习题124

第7章间歇送料装置125

7.1间歇送料装置的功能与应用125

7.2槽轮机构的结构与应用128

7.3棘轮机构的结构与应用133

7.4棘爪机构的结构与应用135

7.5自动机械中的其他间歇送料机构136

思考题与习题138

第8章凸轮分度器原理与应用140

8.1凸轮分度器的功能140

8.2凸轮分度器的工作原理142

8.3凸轮分度器典型工程应用145

8.4凸轮分度器的节拍分析151

8.5凸轮分度器的配套设计及装配调试154

思考题与习题160

第9章工件的分隔与换向161

9.1工件的暂存与分隔161

9.1.1工件的暂存162

9.1.2工件的分隔165

9.1.3典型工件的分料机构166

9.2工件的定向与换向177

9.2.1工件的定向与换向177

9.2.2定向与换向的方法179

思考题与习题186

第10章工件的定位与夹紧187

10.1工件的定位188

10.1.1定位的基本原理188

10.1.2定位的基本方法191

10.1.3自动机械中的定位机构设计194

10.2自动机械中的典型夹紧方法与机构197

思考题与习题205

第11章直线导轨机构原理与设计应用207

11.1直线运动系统综述207

11.1.1直线运动系统在自动机械中的作用207

11.1.2直线运动系统的结构组成208

11.2直线导轨机构结构与工作原理211

11.2.1直线导轨机构的用途211

11.2.2直线导轨机构的结构与工作原理212

11.2.3直线导轨机构的特点213

11.3直线导轨机构的使用方式215

11.4直线导轨机构的装配调整与维护230

思考题与习题237

第12章直线轴承原理与设计应用239

12.1直线轴承结构与工作原理239

12.1.1直线轴承的用途239

12.1.2直线轴承的结构与工作原理240

12.1.3直线轴承的特点242

12.2直线轴承的使用方式242

12.2.1直线轴承的典型安装方式242

12.2.2直线轴与直线轴承的相对运动方式246

12.2.3同时使用的直线轴与直线轴承数量247

12.2.4直线轴承的承载能力与载荷方向249

12.3直线轴承的选型251

12.3.1直线轴承的选型步骤251

12.3.2直线轴承选型实例255

12.4直线轴承配套件的设计256

12.5直线轴承的装配调整与维护258

思考题与习题260

第13章滚珠丝杠机构原理与设计应用262

13.1滚珠丝杠机构结构与工作原理262

13.1.1滚珠丝杠机构的用途262

13.1.2滚珠丝杠机构的结构与工作原理263

13.2滚珠丝杠机构的端部支承设计275

13.2.1滚珠丝杠机构的端部支承方式275

13.2.2滚珠丝杠机构的装配附件及其选型281

13.3滚珠丝杠机构的装配调整与维护284

13.3.1滚珠丝杠机构的装配调整284

13.3.2滚珠丝杠机构的使用维护288

思考题与习题290

第14章自动机械传动系统设计291

14.1同步带传动原理与设计应用292

14.1.1同步带传动在自动机械中的应用292

14.1.2同步带传动结构原理293

14.1.3同步带传动选型设计步骤与选型实例296

14.1.4同步带传动机构的安装调整与使用维护302

14.2链传动原理与设计应用305

14.2.1链传动在自动机械中的应用305

14.2.2链传动结构原理306

14.2.3链传动设计选型步骤与选型实例309

14.2.4链传动系统的安装调整与使用维护314

思考题与习题316

第15章手工装配流水线节拍分析与工序设计318

15.1手工装配流水线的基本结构318

15.2手工装配流水线节拍分析323

15.3手工装配流水线工序设计与工人数量计算324

思考题与习题331

第16章自动机械节拍分析与工序设计332

16.1由单个装配工作站组成的自动化专机节拍分析333

16.2间歇回转分度式自动化专机节拍分析与设计341

16.2.1间歇回转分度式自动化专机的节拍时间与生产效率341

16.2.2提高间歇回转分度式自动化专机生产效率的途径345

16.2.3电机的配套设计345

16.2.4节拍时间的变化与调整346

16.3连续回转式自动化专机节拍分析347

16.4自动化机械加工生产线结构组成及节拍分析350

16.4.1自动化机械加工生产线结构组成350

16.4.2自动化机械加工生产线节拍分析353

16.5自动化装配生产线结构组成及节拍分析356

16.5.1自动化装配生产线结构组成356

16.5.2自动化装配生产线节拍分析358

16.6自动化生产线工序设计361

16.7自动机械优化设计367

思考题与习题368

第17章气缸的选型与安装370

17.1气缸的选型及安装370

17.1.1气缸系列的选定方法371

17.1.2气缸缸径和行程的选定方法375

17.1.3气缸安装形式及安装附件的选定方法379

17.1.4气缸缓冲形式的选定方法383

17.2气动手指的选型设计385

17.2.1气动手指的选型385

17.2.2夹板的设计方法388

思考题与习题391

参考文献3922100433B

本书结合目前国内自动机械行业的现状，从应用的角度系统介绍了自动机械的模块化结构及工作原理、设计选型方法、装配调试及维护要领等。主要内容包括：自动机械的结构组成、输送及自动上下料系统、分隔与换向机构、定位与夹紧机构、典型直线运动部件、典型传动系统、自动化专机及自动化生产线的节拍设计原理与方法。

本书在内容编排上遵循循序渐进、模块化的思路，各章内容既相对独立，又相互衔接，并配以大量的工程图片、工程案例、设计图纸、例题及复习思考题，同时，提供了从事自动机械设计及设备管理必不可少的各种部件国内外制造商的最新信息，不仅便于组织教学，而且有利于读者缩短课程学习与设计应用的距离，尽快具有从事实际技术工作的能力。

本书适于用作应用型本科院校和高职高专院校机械设计制造与自动化、机电一体化等机电类相关专业的师生的教材，也可供从事自动机械设计及自动化设备管理的技术人员参考。

确定有限状态自动机与非确定有限状态自动机识别的语言都是正则语言。由于正则语言的良好性质，许多为其他自动机（下推自动机或图灵机）不能判定的问题，在有限状态自动机的情形下，都可以得到判定，并且存在有效的算法。

对一个确定有限状态自动机，下述判定问题都可以判定，并且存在有效的算法。

该自动机识别的语言是否为空集；

该自动机识别的语言是否为有限集；

该自动机是否与另一个确定有限状态自动机识别同一个的语言。

上述自动机接受的语言家族被称为正规语言(Regular Expression)。更强力的自动机可以接受更复杂的语言。比如:

自动机PDA

PDA(下推自动机)这种机器等同于 DFA (或 NFA)，除了它们额外的装备了栈形式的内存。转移函数 δ 也依赖于在栈顶的符号，并在每次转移时指定如何变更栈。非确定 PDA 接受上下文无关语言。

自动机LBA

LBA （线性有界自动机）是有限制的 图灵机；不使用无限磁带，它的磁带有同输入字元串成正比的空间。LBA 接受上下文有关语言。

自动机图灵机

它们是最强力的电脑器。它们拥有磁带形式的无限内存，和可以读取和变更磁带的磁头，它可在磁带上向任何方向移动。图灵机等价于演算法，是现代电脑的理论基础。图灵机判定递归语言并识别递归可枚举语言。

下面是三类有限自动机

确定有限自动机(DFA)

自动机的每个状态都有对字母表中所有符号的转移。

非确定有限自动机(NFA)

自动机的状态对字母表中的每个符号可以有也可以没有转移，对一个符号甚至可以有多个转移。自动机接受一个字，如果存在至少一个从 q0 到 F 中标记(label)著这个输入字的一个状态的路径。如果一个转移是「未定义」的，自动机因此不知道如何继续读取输入，则拒绝这个字。

有ε转移的非确定有限自动机(FND-ε或ε-NFA)

除了有能力对任何符号跳转到更多状态或没有状态可以跳转之外，它们可以做根本不关于符号的跳转。就是说，如果一个状态有标记著 ε 的转移，则 NFA 可以处在 ε-转移可到达的任何状态中，直接或通过其他有 ε-转移的状态。从一个状态 q 通过这种方法可到达的状态的集合叫做 q 的 ε-闭包。

尽管可以证明所有这些自动机都「可以接受同样的语言」。你总是可以构造接受与给定的 NFA M 同样语言的某个 DFA M。