機械系統設計（簡體書）

《全國本科院校機械類創新型應用人才培養規劃教材：機械系統設計》從系統的觀點出發，以機、電、液、氣結合的機械系統為對象，闡述機械系統設計的一般規律和特點，介紹機械系統設計的設計原理、設計過程和設計方法，結構和零部件的造型，系統的設計計算以及大型複雜機械系統設計的一些最新研究成果。《全國本科院校機械類創新型應用人才培養規劃教材：機械系統設計》可作為高等學校機械類、機電類相關專業的本、專科生教材，也可供相關專業師生和工程技術人員參考使用。·

《全國本科院校機械類創新型應用人才培養規劃教材:機械系統設計》可作為高等學校機械類、機電類相關專業的本、專科生教材，也可供相關專業師生和工程技術人員參考使用。

第1章 緒論
1.1 機械與機械系統
1.1.1 機械系統的概念
1-1.2 機械系統的特性
1.1.3 機械系統的組成
1.1.4 機械系統的功能要求
1.2 機械系統設計的任務和原則
1.2.1 機械系統設計的特點
1.2.2 機械系統設計的任務
1.2.3 機械系統設計的原則
1.3 機械系統設計的一般過程
思考題

第2章 機械系統的總體設計
2.1 設計任務的形成與確定
2.1.1 設計任務的類型
2.1.2 設計任務的來源
2.1.3 設計任務書的擬訂
2.2 機械系統的功能分析
2.2.1 功能描述
2.2.2 功能分解
2.2.3 功能求解
2.3 機械系統的方案設計
2.3.1 形態學矩陣
2.3.2 方案評價
2.4 機械系統的總體設計
2.4.1 總體佈局設計
2.4.2 總體主要參數確定
2.4.3 繪製總體設計圖及
編寫設計文件
思考題

第3章 機械系統的載荷特性和動力機選擇
3.1 工作機械的載荷分析
3.1.1 載荷類型
3.1.2 載荷的確定方法
3.1.3 工作機械的工作制
3.2 動力機的種類、特性及其選擇
3.2.1 電動機
3.2.2 內燃機
3.2.3 液壓馬達的種類、機械特性及其選擇
3.2.4 氣動馬達的種類、機械特性及其選擇
思考題

第4章 執行系統
4.1 執行系統的組成、功能及
分類1
4.2 執行系統設計
思考題

第5章 傳動系統
5.1 傳動系統的作用和類型
5.2 傳動系統的組成
5.2.1 變速裝置
5.2.2 起停和換向裝置
5.2.3 制動裝置
5.2.4 安全保護裝置
5.3 有級變速傳動系統的運動設計
思考題

第6章 操縱系統
6.1 操縱系統的組成和分類
6.1.1 操縱系統的組成
6.1.2 操縱系統的分類
6.2 操縱系統的要求
6.3 操縱系統的設計內容
6.4 操縱系統與人機工程學
6.4.1 顯示件設計
6.4.2 操縱件設計
思考題

第7章 控制系統
7.1 控制系統的作用、分類和組成
7.1.1 控制系統的作用
7.1.2 控制系統的分類
7.1.3 控制系統的組成
7.1.4 控制系統的要求
7.2 控制系統基本理論
7.2.1 經典控制理論
7.2.2 現代控制理論
7.2.3 常用控制方式的原理及特性
7.3 控制系統設計
7.3.1 設計步驟
7.3.2 方案設計
7.3.3 主要元件的選擇
7.4 幾種典型的自動控制系統
7.4.1 凸輪控制系統
7.4.2 模擬控制系統
7.4.3 伺服系統
7.4.4 數字控制系統
思考題

第8章 支承系統
8.1 支承系統的功能及分類
8.2 支承件設計
8.3 支承導軌設計
思考題

第9章 機械基礎設計
9.1 機械基礎的基本內容
9.2 機械基礎的靜力學計算
9.3 機械基礎的動力學計算
9.4 機械基礎的構造與材料
9.5 機械基礎的隔振簡介
思考題
附錄
參考文獻

2.4.1 總體布局設計
機器的有關零、部件在整機中相對空間位置的合理配置叫作總體布局。
總體布局設計是按工藝要求及功能結構決定機器所需的運動或動作，確定機器的組成部件，以及確定各個部件的相對位置關系，同時也要確定操縱、控制機構在機器中的配置。總體布局時一般總是先布置執行系統，然后再布置傳動系統、操縱系統及支承形式等，通常都是從粗到細，從簡到繁，需要反復多次才能確定。
1.總體布局設計的基本要求
1）保證工藝過程的連續性
保證工藝過程的連續性是總體布局的最基本要求。對于工作條件惡劣和工況復雜的機械，還應考慮運動零部件慣性力、彈性變形、過載變形及熱變形、磨損、制造及裝配誤差等因素的影響，確保前后作業工序的連續性，能量流、物料流和信息流的流動途徑合理，各零部件間的相對運動不發生干涉。例如，若汽車的貨廂與駕駛室之間的間隙過小，當汽車在行駛中緊急制動時，就可能引起貨廂與駕駛室互相撞擊和摩擦。又如一臺糖果包裝機要經過多道工序才能包裝好糖果。故在配置工作部件的位置時，特別是對工作條件惡劣和工況復雜的機械，應考慮零部件的慣性力、彈性變形以及過載變形等的影響。
2）注重整體的平衡性
在總體布局時應力求降低質心高度，盡量對稱布置，減小偏置。整機的質心位置將直接影響行走機械和工程機械，如汽車、拖拉機、叉車等的前后軸載荷分配、縱向穩定性、橫向穩定性、操縱性及附著性等，對于固定式機械則將影響其基礎的穩定性。因此，在總體布局時，必須驗算各零部件和整機的質心位置，控制質心的偏移量。
有些機械在完成不同作業或工況改變時，整機質心位置可能改變，如塔式起重機，其質心位置會隨著起重量的不同而改變，即必然存在著偏置問題，但若質心偏置過大，就會有傾覆的危險，因此，對這種情況，在總體布局時應留有放置配重的位置。
3）保證精度、剛度，提高抗振性及熱穩定性
為了保證被加工工件的精度及所需的性能指標，機床、精密機械設備等機械必須具有一定的幾何精度、傳動精度和動態精度。為此，在總體布局時，應使運動和動力的傳遞盡量簡捷，以簡化和縮短傳動鏈，提高機械的傳動精度。
機械的剛度不足及抗振性不好，將使機械不能正常工作，或使其動態精度降低。為此在總體布局時，應重視提高機械的剛度和抗振能力，減小振動的不利影響。例如，為提高機床的剛度采用框架式結構（龍門刨、龍門銑等）的布局方案；為提高汽車車架的扭轉剛度采取在縱梁上加裝橫梁的措施；為減小機床振動對零件加工質量的影響，采用分離驅動的辦法，即把電動機與變速箱和主軸箱分開布置，將振源與工作部分隔開。