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本書以簡單易懂、平實的語言，較小的篇幅，豐富的插圖，講述了涵蓋機械設計人員需要了解的全方位知識，包括機械設計的目標、機械的構(gòu)成、傳動機構(gòu)、連接件、機械零件、驅(qū)動元件、材料的性能、機械加工的要點、降低成本的設計要訣、傳感器和順序控制等內(nèi)容。
本書從日本引進出版，一本小書容量大，包括了機械設計師的各方面知識，對于機械設計師入門學習幫助很大。

前言
1.必要的設計知識和選購知識
機械設計所需要的知識和以前有很大的不同。以前，需要有機械元件的設計知識，如彈簧、齒輪、軸承、離合器、制動器等。因為當時只有少數(shù)商業(yè)化的產(chǎn)品，所以必須自己設計。即使是現(xiàn)在，在機械工程類的教材中也有很多公式對這部分內(nèi)容進行解釋，但是現(xiàn)在這些設計知識已經(jīng)不再是必要的了。
可以在很多機器上通用的機械元件，現(xiàn)在作為標準產(chǎn)品可以從不同的制造商那里獲得，比自己從一開始設計要便宜得多，而且交貨期也短得多。也就是說，針對這些機械元件所需要的不是設計知識，而是選購知識。
2.本書特色
本書將在上述基礎上，對機械設計所需的基礎知識進行介紹。另外，關(guān)于作用在機械上的力的基礎知識涉及高中物理的力學知識，所以省略了詳細的解釋。
1）以初次從事機械設計的人為對象，重點說明應該知道的基礎知識。
2）介紹了市面上多功能化產(chǎn)品的選購方法。
3）通過掌握材料的性能和加工方法，闡述了降低成本的設計要訣。
4）介紹了提高機械設計效率的標準化示例。
3.本書面向的讀者
本書主要面向從事機械設計的新員工、年輕的技術(shù)人員和設計助理，也可供有經(jīng)驗的設計人員將其作為年輕員工的培訓教材來使用。
本書含有豐富的圖表和示例，還可作為工科院校學生教輔。
4.各章閱讀指南
第1章介紹了制造機械的目的和從計劃到量產(chǎn)的整體流程。第2章介紹了改變運動形式的連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)和其他傳動機構(gòu)，包括齒輪、帶、鏈和滾珠絲杠。第3章介紹了螺釘?shù)冗B接件。
第4章介紹了軸承、彈簧、O形密封圈等市售標準件的選購方法。第5章介紹了作為驅(qū)動源的電動機和氣缸的使用方法。第6章和第7章分別對材料和機械加工的基礎知識進行了說明。
第8章通過具體例子介紹了降低成本的設計要訣。第9章介紹了傳感器的特征和用于自動運轉(zhuǎn)的順序控制的基礎知識。在后的第10章中，對機械產(chǎn)品質(zhì)量的數(shù)值化方法和標準化設計進行了說明。標準化是高效設計的有效手段，我會介紹具體的示例，請一定以此為基礎來推進自身的標準化。
本書可以從任何一章開始閱讀，但如果你是初次接觸機械設計的人，請從第1章順序閱讀，即使感覺有困難也不要停下來，繼續(xù)快速瀏覽到后。首先把握整體情況的閱讀方法是有效的。
5.機械設計的樂趣
機械設計沒有正確答案。例如，將A地點的零件移動到B地點這樣簡單的設計，如果由10位不同的熟練設計人員設計，那么10個人的設計都將是不同的。設計過程涉及許多決定，例如驅(qū)動源選擇氣缸還是電動機，選擇哪個廠家的哪個規(guī)格，是用機械卡盤還是真空吸盤抓取，以及每種零件選擇什么材料、尺寸、公差、表面粗糙度、表面處理等，所以這10個人的設計不可能完全一樣。
所以，完成后的成品是否為滿分100分只有神知道。正因為如此，機械設計才如此有趣。這不是只有一個答案的世界，而是一個讓你可以充分發(fā)揮個性的世界。
6.機械設計需要創(chuàng)造性嗎？
機械設計除了工學知識之外，還需要創(chuàng)造性。創(chuàng)造性是指創(chuàng)造出新的，似乎不拘泥于現(xiàn)有想法自由發(fā)揮，就可以產(chǎn)生誰都想不到的奇思妙想，但是實際上，創(chuàng)造性是已有知識和信息的組合。
所謂組合，就是把已經(jīng)存在的東西加一加、減一減，所以沒有必要認為自己不擅長創(chuàng)新。要想獲得創(chuàng)意，首先要了解作為創(chuàng)意源頭的知識和信息。沒有知識是不會有創(chuàng)意的。
通過書籍學習、參觀展覽會、對前輩開發(fā)的機器進行深入觀察來積累知識，這是提高創(chuàng)造性的好方法。請大家充分發(fā)揮自己的好奇心。
7.本書的單位制
本書使用國際單位制（SI），力的單位用牛頓（N）來表示。當然，為了接近實際感覺、方便理解，也同時使用了非法定計量單位kgf。
N和kgf之間的關(guān)系如下：
?1kgf=9.80665N（四舍五入后近似為1kgf9.8N）。
?1N=0.10197kgf。
有時，取1kgf10N、1N0.1kgf，因誤差小于2%，所以不會造成大問題。
此外，壓強的國際單位制（SI）用帕斯卡（Pa）表示，1N/m2=1Pa。
Pa和kgf/m2的關(guān)系如下：
?1kgf/m2=9.8Pa，即1kgf/mm2=9.8MPa。
?同樣可以簡化為1kgf/mm210MPa、1MPa0.1kgf/mm2。

著者

目錄
前言
1.1為何要制造機械2
1機械產(chǎn)品和制造機械的機械2
2制造機械所追求的目標2
3何謂理想的機械3
1.2機械的構(gòu)成4
1從功能的視角看機械4
2從裝配的視角看機械5
3使用通用零部件的好處5
4從傳動機構(gòu)和控制系統(tǒng)的視角看機械5
1.3自動化的等級7
1自動化的4個等級7
2削鉛筆所包含的自動化等級7
3自動化未必總是好的8
1.4機械大批量生產(chǎn)前的準備流程9
1準備流程的3個階段9
2階段１：明確要制造什么樣的機械(思考)9
3階段2：按計劃制造(制造)11
4階段3：將制成的機械導入生產(chǎn)現(xiàn)場(導入)11
1.5機械設計的流程13
1機械設計的步驟13
2提高創(chuàng)意或設計質(zhì)量的設計審查14
3提高制圖質(zhì)量的審核14
4關(guān)于專利申請15
5投資預算應該是多少15
2.1連桿機構(gòu)18
1直線運動和回轉(zhuǎn)運動是基本的運動18
2什么是連桿機構(gòu)18
3擺動和回轉(zhuǎn)的曲柄搖桿機構(gòu)19
4雙搖桿機構(gòu)和雙曲柄機構(gòu)20
5曲柄滑塊機構(gòu)和菱形伸縮機構(gòu)21
2.2凸輪機構(gòu)22
1什么是凸輪機構(gòu)22
2早期的機械多數(shù)采用凸輪機構(gòu)22
3凸輪的種類23
4從動件位移線圖23
5間歇運動的槽輪機構(gòu)23
2.3齒輪傳動25
1傳遞回轉(zhuǎn)運動25
2齒輪的種類25
3齒輪的大小和中心距26
4表示齒輪大小的模數(shù)27
5齒輪傳動的轉(zhuǎn)速比28
6側(cè)隙28
7齒輪選型的步驟舉例28
2.4帶傳動30
1帶傳動的特點30
2帶的種類30
3帶張緊力的調(diào)節(jié)31
2.5鏈傳動32
1鏈傳動的特點32
2滾子鏈的構(gòu)造32
3滾子鏈張緊力調(diào)節(jié)32
4自行車的變速機構(gòu)33
2.6滾珠絲杠傳動34
1滾珠絲杠的構(gòu)造和特點34
2作為選型要點的導程34
2.7專欄：設計審查的訣竅36
3.1螺紋38
1螺紋的用途38
2螺紋的原理38
3按牙型對螺紋進行分類39
3.2米制螺紋40
1米制螺紋的定義40
2螺距不同的粗牙螺紋和細牙螺紋41
3米制螺紋的表示方法41
4不完整螺紋部分42
3.3螺釘和螺栓的種類43
1螺釘和螺栓的分類43
2螺釘?shù)奶卣?4
3螺栓的特征44
4內(nèi)六角螺栓廣泛使用的理由45
5免工具螺釘45
6特殊螺釘?shù)奶卣?6
3.4螺釘尺寸的選擇方法47
1螺釘直徑的選擇方法47
2螺釘擰入深度的確定48
3內(nèi)螺紋的螺紋深度和鉆孔深度48
4確定螺釘尺寸需要考慮的因素48
3.5螺紋連接的相關(guān)零部件50
1螺母50
2增強內(nèi)螺紋強度的螺紋套50
3平墊圈的功能51
4彈簧墊圈的防松效果51
5螺釘?shù)姆浪蓪Σ?2
3.6連接的基礎件54
1定位用的圓柱銷和圓錐銷54
2簡便的彈性圓柱銷55
3防止脫落的開口銷55
3.7連接軸的部件56
1連接軸與軸的聯(lián)軸器56
2防止回轉(zhuǎn)偏移的鍵57
3過載保護的力矩限制器57
4防止脫落的彈性擋圈584.1往復直線運動的導向機構(gòu)60
1導向機構(gòu)的全貌60
2板式導軌61
3滾動直線導套和滾動花鍵套61
4滾動直線導軌61
4.2回轉(zhuǎn)運動導向機構(gòu)63
1軸承63
2軸承的種類63
3軸承內(nèi)圈和外圈的配合65
4軸承安裝方法65
5滑動軸承軸套66
4.3彈簧67
1彈簧的特征和用途67
2彈簧選型的要點67
3圓柱螺旋壓縮彈簧68
4圓柱螺旋拉伸彈簧68
5彈簧選購的竅門69
4.4其他機械零件70
1凸輪隨動器和滾子軸承隨動器70
2輕松搬運的鋼珠滾輪70
3裝有彈簧的球頭柱塞71
4緩沖器71
5O形密封圈72
6調(diào)節(jié)腳支撐、腳輪和吊環(huán)螺栓72
4.5送料用零部件74
1零件排列形態(tài)74
2自動整列送料器74
3振動盤送料器和直線送料器75
4利用凹凸形狀的整列模具75
5在整列狀態(tài)下供貨76
5.1通用電動機78
1什么是驅(qū)動元件78
2電動機的分類78
3直流電動機79
4無刷直流電動機80
5交流電動機80
5.2定位控制電動機82
1兩種定位控制82
2步進電動機概述82
3步進電動機的特點83
4高精度的伺服電動機84
5直線電動機84
6各種電動機的特點85
5.3驅(qū)動缸86
1流體驅(qū)動缸的特點86
2氣動系統(tǒng)的構(gòu)成86
3氣壓的讀取方法87
4氣缸的分類87
5雙作用氣缸的動作循環(huán)88
6氣缸推力89
7氣缸直徑對應的推力和行程89
8擺動氣缸89
9功能型氣缸90
5.4電磁閥92
1簡介92
2按主閥口數(shù)分類92
3按螺線管數(shù)分類92
4按閥芯的工作位置數(shù)分類93
5.5氣動設備的相關(guān)附件95
1消聲器和閥島95
2調(diào)速閥的構(gòu)造95
3調(diào)速閥的連接方法96
4去除異物的空氣過濾器97
5調(diào)節(jié)壓力的減壓閥97
6傳感器和浮動接頭97
7配管接頭97
8管道98
9配管示例98
5.6真空元件100
1真空的用途100
2真空系統(tǒng)的構(gòu)成100
3真空氣壓的讀法100
4真空吸盤101
5利用三通電磁閥來破壞真空101
6真空過濾器101
7真空壓力開關(guān)102
8產(chǎn)生真空的真空發(fā)生器102
5.7小欄目：反復思考與試做104
6.1材料的力學性能106
1材料的三個性能106
2彈性、塑性和斷裂106
3通過剛度和強度來觀察材料的強弱107
4伸長的變形量107
5撓度的變化量107
6由截面形狀決定的截面慣性矩108
7實際要在截面形狀上下功夫109
8在彈性范圍內(nèi)使用109
9不需要驗證屈服強度110
10硬度和韌性110
6.2材料的物理性能和化學性能112
1表示重量的密度112
2表示受熱伸長的熱膨脹系數(shù)112
3表示傳遞熱量速度的熱導率113
4表示電流流動難易的電導率113
5保護性的黑銹和腐蝕性的紅銹113
6.3主要材料的特性115
1對材料有一個全面的認識115
2碳鋼、合金鋼和鑄鐵115
3碳的含量115
4 JIS規(guī)格的品種設定116

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