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叢書名：普通高等教育機械類國家級特色專業(yè)系列規(guī)劃教材
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- 作者：段鐵群主編
- 出版時間：2010/2/1
- ISBN：9787030266293
- 出 版 社：科學出版社
- 中圖法分類：TH122
- 頁碼：294
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16開
《機械系統(tǒng)設(shè)計》從整體的角度和系統(tǒng)的觀點出發(fā)，較全面地敘述了機械系統(tǒng)的基本概念、性能要求、設(shè)計規(guī)律、評價方法和典型結(jié)構(gòu)，重點突出了工程設(shè)計的應(yīng)用技術(shù)知識。全書共分7章，內(nèi)容包括緒論、總體設(shè)計、傳動系統(tǒng)設(shè)計、執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計、支承系統(tǒng)設(shè)計、控制系統(tǒng)設(shè)計和機械系統(tǒng)實用設(shè)計技術(shù)。
《機械系統(tǒng)設(shè)計》可作為普通高等學校機械類及相關(guān)專業(yè)本科生和研究生的教學用書，也可供相關(guān)機械工程技術(shù)人員參考。
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其他版本請見：《普通高等教育機械類國家級特色專業(yè)系列規(guī)劃教材：機械系統(tǒng)設(shè)計》 內(nèi)容豐富，體系完整，迎合現(xiàn)代機械系統(tǒng)的發(fā)展需求 層次分明，重點突出，以點帶面，符合教學使用要求 突出一般規(guī)律和方法，具有科學性，先進性和實踐性 歸納了典型結(jié)構(gòu)、公式和數(shù)據(jù)，為工程設(shè)計提供依據(jù)
隨著科學技術(shù)的發(fā)展和進步，人們對機械產(chǎn)品的要求越來越高。為市場提供優(yōu)質(zhì)高效、價廉物美的機械產(chǎn)品，以滿足不斷增長的社會生產(chǎn)和人類生活的需求，是機械產(chǎn)品的設(shè)計目標。機械產(chǎn)品的設(shè)計知識是機械類各專業(yè)學生必須掌握的內(nèi)容。
本書從整體的角度和系統(tǒng)的觀點出發(fā)，較全面地敘述了機械系統(tǒng)的基本概念、性能要求、設(shè)計規(guī)律、評價方法和典型結(jié)構(gòu)，重點突出了工程設(shè)計的應(yīng)用技術(shù)知識。全書共分7章，第1章介紹了機械系統(tǒng)的概念、特征和組成，機械系統(tǒng)的基本要求、設(shè)計類型和設(shè)計過程，以及機械系統(tǒng)設(shè)計的發(fā)展歷程等，使讀者對機械系統(tǒng)及設(shè)計知識具有一般性的了解和認識；第2章介紹了機械系統(tǒng)總體設(shè)計的概念、一般設(shè)計過程和設(shè)計方法，主要包括總體設(shè)計的原則、原理方案設(shè)計、方案評價、總體布置、主要技術(shù)參數(shù)的確定等內(nèi)容；第3章較詳細介紹了分級變速傳動系統(tǒng)的一般設(shè)計方法和特殊設(shè)計、無級變速傳動系統(tǒng)設(shè)計以及傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計等知識；第4章在簡要敘述執(zhí)行系統(tǒng)一般概念和方案設(shè)計的基礎(chǔ)上，重點介紹了應(yīng)用較為廣泛的執(zhí)行軸機構(gòu)和直線往復機構(gòu)的相關(guān)設(shè)計知識、技術(shù)數(shù)據(jù)和參考結(jié)構(gòu)等；第5章介紹了支承系統(tǒng)的功能、類型、基本要求、設(shè)計過程、靜剛度和動態(tài)性能等，重點介紹了支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料與熱處理、壁厚選擇、結(jié)構(gòu)工藝性等內(nèi)容；第6章敘述了控制系統(tǒng)與機械系統(tǒng)的關(guān)系、控制系統(tǒng)的一般性概念，重點介紹了與機械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計直接相關(guān)的控制電動機和檢測傳感器、操縱機構(gòu)設(shè)計以及操縱與人機工程學等方面知識；第7章介紹了部分機械系統(tǒng)的實用設(shè)計知識，包括形態(tài)變換、關(guān)系變換、結(jié)構(gòu)合理受力、強度設(shè)計、剛度設(shè)計、精度設(shè)計、安全設(shè)計、降噪設(shè)計、綠色設(shè)計等內(nèi)容。在每章最后均配有一定數(shù)量的習題與思考題，以便于讀者學習和復習。
參加本書編寫的人員有哈爾濱林業(yè)大學賈娜，黑龍江大學畢永利，沈陽理工大學紀玉杰，哈爾濱商業(yè)大學劉義翔，哈爾濱理工大學段鐵群、崔思海、胡乃文、陳永秋、葛江華、陳濤。全書由段鐵群提出體系框架和構(gòu)思，段鐵群、崔思海統(tǒng)稿。段鐵群任主編，崔思海、劉義翔任副主編。
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 機械系統(tǒng)的基本概念 1
1.1.1 系統(tǒng)與機械系統(tǒng) 1
1.1.2 機械系統(tǒng)的特征 2
1.1.3 機械系統(tǒng)的組成 4
1.2 機械系統(tǒng)設(shè)計的任務(wù) 5
1.2.1 機械系統(tǒng)的基本要求 5
1.2.2 機械系統(tǒng)的設(shè)計類型 7
1.2.3 機械系統(tǒng)的一般設(shè)計過程 7
1.3 機械系統(tǒng)設(shè)計的發(fā)展 9
1.3.1 機械設(shè)計的發(fā)展簡史 9
1.3.2 機械系統(tǒng)設(shè)計的發(fā)展趨勢和前沿技術(shù) 12
習題與思考題 15
第2章 總體設(shè)計 16
2.1 總體設(shè)計概述 16
2.1.1 總一體設(shè)計的原則 l6
2.1.2 總體設(shè)計的內(nèi)容與步驟 17
2.2 原理方案設(shè)計 19
2.2.1 需求與功能 19
2.2.2 功能分析與原理方案求解 22
2.2.3 創(chuàng)新技法 29
2.3 方案評價 32
2.3.1 評價原則 32
2.3.2 評價目標 32
2.3.3 評價方法 34
2.4 結(jié)構(gòu)總體設(shè)計 41
2.4.1 總體布置 41
2.4.2 系列化、標準化、通用化和模塊化 43
2.4.3 主要技術(shù)參數(shù)的確定 45
習題與思考題 52
第3章 傳動系統(tǒng)設(shè)計 54
3.1 傳動系統(tǒng)概述 54
3.1.1 傳動系統(tǒng)的功能和基本要求 54
3.1.2 傳動系統(tǒng)的類型 55
3.1.3 傳動系統(tǒng)的組成 57
3.2 分級變速傳動系統(tǒng)設(shè)計 60
3.2.1 轉(zhuǎn)速圖 61
3.2.2 結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式 64
3.2.3 轉(zhuǎn)速圖的擬定 65
3.2.4 齒輪齒數(shù)的確定 71
3.2.5 功率扭矩特性和計算轉(zhuǎn)速 76
3.2.6 恒轉(zhuǎn)矩傳動系統(tǒng)的設(shè)計要點 79
3.3 分級變速的特殊設(shè)計 81
3.3.1 采用交換齒輪的傳動系統(tǒng) 81
3.3.2 采用多速電動機的傳動系統(tǒng) 82
3.3.3 采用混合公比的傳動系統(tǒng) 83
3.3.4 擴大傳動系統(tǒng)的變速范圍 86
3.4 無級變速傳動系統(tǒng)設(shè)計 88
3.4.1 調(diào)速電動機的特點 89
3.4.2 無級變速傳動系統(tǒng)的設(shè)計原則和設(shè)計要點 89
3.4.3 無級變速傳動系統(tǒng)設(shè)計舉例 91
3.5 傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 94
3.5.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計原則與步驟 94
3.5.2 箱體內(nèi)軸線的布置 95
3.5.3 齒輪的布置與排列 98
3.5.4 傳動軸結(jié)構(gòu) 101
習題與思考題 106
第4章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計 108
4.1 執(zhí)行系統(tǒng)概述 108
4.1.1 執(zhí)行系統(tǒng)的功能和組成 108
4.1.2 執(zhí)行系統(tǒng)的分類 109
4.1.3 執(zhí)行系統(tǒng)的基本要求 109
4.1.4 執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計過程 110
4.2 執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計 111
4.2.1 執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計的一般過程 111
4.2.2 執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計舉例 113
4.3 執(zhí)行軸機構(gòu)設(shè)計 116
4.3.1 執(zhí)行軸機構(gòu)概述 116
4.3.2 執(zhí)行軸 117
4.3.3 執(zhí)行軸的滾動軸承 l23
4.3.4 執(zhí)行軸的滑動軸承 132
4.3.5 執(zhí)行軸機構(gòu) 136
4.3.6 執(zhí)行軸機構(gòu)的計算 145
4.3.7 潤滑與密封 151
4.4 直線往復機構(gòu)設(shè)計 153
4.4.1 直線往復機構(gòu)概述 153
4.4.2 滑動導軌 156
4.4.3 其他類型導軌 166
4.4.4 常用的傳動形式 171
4.4.5 導軌的防護 174
習題與思考題 175
第5章 支承系統(tǒng)設(shè)計 177
5.1 支承系統(tǒng)概述 177
5.1.1 支承系統(tǒng)的功能和類型 177
5.1.2 支承系統(tǒng)的基本要求 177
5.1.3 支承件的設(shè)計過程 178
5.2 支承系統(tǒng)的靜剛度 179
5.2.1 支承系統(tǒng)的受力分析 179
5.2.2 支承件的靜剛度 181
5.2.3 靜剛度的折算和比較 184
5.3 支承泵統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 185
5.3.1 截面形狀的選擇原則 185
5.3.2 支承件的結(jié)構(gòu) 187
5.3.3 支承件的材料與熱處理 192
5.3.4 支承件的壁厚 194
5.3.5 支承件的工藝性 196
5.4 支承件的動態(tài)性能 199
5.4.1 固有頻率和振型 199
5.4.2 提高支承件動態(tài)性能的主要措施 201
習題與思考題 202
第6章 控制系統(tǒng)設(shè)計 203
6.1 控制系統(tǒng)概述 203
6.1.1 控制系統(tǒng)的概念與作用 203
6.1.2 控制系統(tǒng)的組成和分類 204
6.1.3 控制系統(tǒng)的基本要求 206
6.2 典型控制系統(tǒng)舉例 207
6.2.1 機械控制 208
6.2.2 液壓控制 209
6.2.3 氣動控制 210
6.2.4 電氣控制 211
6.2.5 典型控制的對比 211
6.3 控制電動機與檢測裝置 212
6.3.1 控制電動機 212
6.3.2 檢測裝置 217
6.4 操縱機構(gòu) 224
6.4.1 操縱機構(gòu)概述 224
6.4.2 操縱機構(gòu)設(shè)計 227
6.4.3 搡縱與人機工程學 234
習題與思考題 241
第7章 機械系統(tǒng)實用設(shè)計技術(shù) 242
7.1 形態(tài)變換與關(guān)系變換 242
7.1.1 形態(tài)變換 242
7.1.2 關(guān)系變換 244
7.1.3 形態(tài)變換和關(guān)系變換的應(yīng)用 246
7.2 強度與剛度設(shè)計 248
7.2.1 合理受力 248
7.2.2 靜強度設(shè)計 252
7.2.3 疲勞強度設(shè)計 255
7.2.4 剛度設(shè)計 259
7.3 精度設(shè)計 262
7.3.1 誤差的來源和性質(zhì) 262
7.3.2 精度設(shè)計的方法 263
7.3.3 精度設(shè)計的原理 266
7.3.4 傳動精度設(shè)計 268
7.3.5 誤差補償 270
7.4 安全與綠色設(shè)計 274
7.4.1 安全設(shè)計 274
7.4.2 降噪設(shè)計 281
7.4.3 綠色設(shè)計 285
習題與思考題 291
參考文獻 293
為了準確科學地掌握某一客觀事物的復雜性，除了需要研究該事物的內(nèi)在性質(zhì)和發(fā)展規(guī)律外，還必須分析其與周圍相關(guān)事物之間的聯(lián)系和相互作用。人類經(jīng)過長期的社會實踐逐漸形成了系統(tǒng)的概念。
系統(tǒng)是指具有特定功能的、相互間具有有機聯(lián)系的許多要素所構(gòu)成的一個整體，即由兩個或兩個以上要素組成的具有一定結(jié)構(gòu)和特定功能的整體都稱為系統(tǒng)。系統(tǒng)的概念是對世界上一切事物和現(xiàn)象的高度概括，它包括兩重含義：其一，系統(tǒng)由相互聯(lián)系的許多要素構(gòu)成；其二，系統(tǒng)要完成特定功能，就必然與環(huán)境發(fā)生關(guān)系。
系統(tǒng)由要素構(gòu)成，所謂要素就是構(gòu)成系統(tǒng)的各組成部分，離開了要素就談不上系統(tǒng)。要素是系統(tǒng)的基本成分，是系統(tǒng)存在的基礎(chǔ)。一般來說，系統(tǒng)的性質(zhì)由要素決定，有什么樣的要素，就有什么樣的系統(tǒng)。各種要素在系統(tǒng)內(nèi)相互聯(lián)系和作用，以一定的結(jié)構(gòu)形成系統(tǒng)。各種要素在系統(tǒng)中的地位和作用也不盡相同，有些要素處于系統(tǒng)的中心地位，支配和決定著整個系統(tǒng)的行為，這些要素是中心要素；還有些要素處于系統(tǒng)中被支配、非中心的地位，被稱為非中心要素。系統(tǒng)的性質(zhì)除了受各要素的影響外，主要取決于要素的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣由各要素之間的協(xié)調(diào)作用直接體現(xiàn)出來，優(yōu)質(zhì)的要素如果協(xié)調(diào)得不好，形成的結(jié)構(gòu)可能不是最優(yōu)的；但質(zhì)量差一些的要素，如果協(xié)調(diào)得好，則可能形成優(yōu)異的結(jié)構(gòu)，從而決定出較優(yōu)的系統(tǒng)。因此，處理好要素與要素、要素與系統(tǒng)的關(guān)系，對于系統(tǒng)的功能和性質(zhì)至關(guān)重要，這也體現(xiàn)了設(shè)計的重要意義。
系統(tǒng)要素的集合表現(xiàn)為具有固定的性質(zhì)和作用。從系統(tǒng)功能的角度來看，任何系統(tǒng)都是一個不可分割的整體，如果硬把一個系統(tǒng)分割開，那么它將失去原有的性質(zhì)和作用。系統(tǒng)在特定環(huán)境中發(fā)揮的作用稱為系統(tǒng)的功能�？梢钥闯�，系統(tǒng)與環(huán)境存在著密切聯(lián)系。一般把一個系統(tǒng)之外存在的所有其他事物統(tǒng)稱為系統(tǒng)的環(huán)境。系統(tǒng)存在于環(huán)境之中，環(huán)境是系統(tǒng)的外部條件。環(huán)境影響著系統(tǒng)的行為，對系統(tǒng)的性質(zhì)起著一定的支配作用。
值得強調(diào)的是一個系統(tǒng)是由若干個小的系統(tǒng)組成的，這些小的系統(tǒng)常稱為子系統(tǒng)，子系統(tǒng)又是由從屬于它內(nèi)部更小的子系統(tǒng)組成；而每一個系統(tǒng)本身又可以成為更大規(guī)模系統(tǒng)的組成部分。例如，我們可以將一個柔性制造系統(tǒng)看成是一個系統(tǒng)，其中的各數(shù)控機床可以看成是子系統(tǒng)；也可以將一臺數(shù)控機床看成是一個系統(tǒng)，而將各零部件看成子系統(tǒng)。
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