機械設計領域的理論和技術不斷進步,為進一步提升綜合創(chuàng)新能力,結合廣大讀者的反饋意見,《機械創(chuàng)新設計及圖例》(第二版)在延續(xù)2018年第一版“既有單一機構的創(chuàng)新設計,又有組合機構的創(chuàng)新設計;既有機構的創(chuàng)新設計又有結構的創(chuàng)新設計;圖例和文字結合,形象直觀,便于理解”特點基礎上,增加了大量組合機構、仿生機械、TRIZ理論指導下的創(chuàng)新機械等設計圖例,同時為深化創(chuàng)新理論與方法的應用,引入了具有自主知識產權的創(chuàng)新設計作品。
本書內容更加全面,由第一版的4篇8章增至4篇10章,廣泛列舉了330多個機構創(chuàng)新設計實例、機械結構創(chuàng)新設計圖例及綜合性創(chuàng)新設計應用實例。
本書可以作為機械創(chuàng)新設計的實用參考手冊,供機械設計人員及相關技術人員學習、查閱和參考,還可以作為機械設計類輔助教材,滿足機械工程專業(yè)學生課程設計、畢業(yè)設計、創(chuàng)新競賽使用需求。
第1篇機械創(chuàng)新設計基礎
第1章緒論002
1.1創(chuàng)新與創(chuàng)新方法002
1.1.1創(chuàng)新的概念002
1.1.2創(chuàng)新方法003
1.2常規(guī)設計、現(xiàn)代設計與創(chuàng)新設計006
1.2.1常規(guī)設計006
1.2.2現(xiàn)代設計007
1.2.3創(chuàng)新設計007
1.3創(chuàng)新教育與人才培養(yǎng)008
1.3.1創(chuàng)新教育是改革的主旋律008
1.3.2創(chuàng)新能力是人才培養(yǎng)的核心008
第2章機械創(chuàng)新設計概述011
2.1機械創(chuàng)新設計的內容011
2.1.1有關機構的幾個名詞術語011
2.1.2機構創(chuàng)新設計的內容012
2.2機械創(chuàng)新設計的一般原則014
2.3常用基本機構的特性及一般評價019
第2篇機械機構創(chuàng)新設計與圖例
第3章機構的創(chuàng)新設計方法023
3.1機構創(chuàng)新的組合原理023
3.1.1串聯(lián)式組合機構的創(chuàng)新設計023
3.1.2并聯(lián)式組合機構的創(chuàng)新設計026
3.1.3復合式組合機構的創(chuàng)新設計029
3.1.4疊加式組合機構的創(chuàng)新設計031
3.1.5機構組合創(chuàng)新的功能——技術矩陣法031
3.2機構創(chuàng)新的變性原理034
3.2.1通過構件變異創(chuàng)新機構034
3.2.2通過運動副的變異創(chuàng)新機構047
3.3機構創(chuàng)新的移植原理067
3.4機構創(chuàng)新的還原原理070
3.5機構創(chuàng)新的其他原理和方法076
第4章機構創(chuàng)新設計及圖例080
4.1平面連桿機構及創(chuàng)新設計圖例080
4.1.1連桿運輸機構創(chuàng)新設計圖例080
4.1.2埃文斯連桿機構創(chuàng)新設計圖例081
4.1.3紡織單元創(chuàng)新設計圖例082
4.1.4實現(xiàn)加速減速直線行程的連桿創(chuàng)新設計圖例(1)082
4.1.5實現(xiàn)加速減速直線行程的連桿創(chuàng)新設計圖例(2)082
4.1.6實現(xiàn)加速減速直線行程的連桿創(chuàng)新設計圖例(3)083
4.1.7實現(xiàn)加速減速直線行程的連桿創(chuàng)新設計圖例(4)083
4.1.8實現(xiàn)加速減速直線行程的連桿創(chuàng)新設計圖例(5)083
4.1.9光學儀器用正反轉180 °工作臺創(chuàng)新設計圖例083
4.1.10堆料設備主體機構創(chuàng)新設計圖例084
4.1.11汽車自動卸料機構創(chuàng)新設計圖例084
4.1.12摩托車尾部懸掛裝置創(chuàng)新設計圖例085
4.1.13雙肘桿穿孔器創(chuàng)新設計圖例086
4.1.14打字機驅動機構創(chuàng)新設計圖例087
4.1.15桿系驅動機構創(chuàng)新設計圖例087
4.1.16空間曲柄機構的創(chuàng)新設計圖例087
4.1.17橢圓滑塊驅動創(chuàng)新設計圖例087
4.1.18石頭破碎機創(chuàng)新設計圖例088
4.1.19鉚釘機器創(chuàng)新設計圖例088
4.1.20鉚接機創(chuàng)新設計圖例088
4.1.21實現(xiàn)間歇運動的連桿組合創(chuàng)新機構圖例089
4.2凸輪機構及創(chuàng)新設計圖例089
4.2.1凸輪機構從動件創(chuàng)新設計圖例089
4.2.2自動進給凸輪機構創(chuàng)新設計圖例090
4.2.3滑動凸輪機構創(chuàng)新設計圖例090
4.2.4雙面凸輪機構創(chuàng)新設計圖例090
4.2.5不完整凸輪機構創(chuàng)新設計圖例091
4.2.6槽凸輪機構創(chuàng)新設計圖例091
4.2.7運動轉化凸輪機構創(chuàng)新設計圖例091
4.2.8旋轉斜盤凸輪機構創(chuàng)新設計圖例091
4.2.9變速滑動凸輪機構創(chuàng)新設計圖例092
4.2.10歇停凸輪機構創(chuàng)新設計圖例092
4.2.11凸耳凸輪機構創(chuàng)新設計圖例092
4.2.12增程凸輪機構創(chuàng)新設計圖例092
4.2.13往復凸輪分度機構創(chuàng)新設計圖例093
4.3齒輪機構及創(chuàng)新設計圖例093
4.3.1內擺線機構創(chuàng)新設計圖例093
4.3.2齒輪行程放大創(chuàng)新設計圖例094
4.3.3控制泵行程的擺線齒輪機構創(chuàng)新設計圖例094
4.3.4萬向齒輪傳動機構創(chuàng)新設計圖例(1)095
4.3.5萬向齒輪傳動機構創(chuàng)新設計圖例(2)096
4.3.6萬向齒輪傳動機構創(chuàng)新設計圖例(3)096
4.3.7齒輪齒條倍增機構創(chuàng)新設計圖例096
4.3.8懸臂支撐機構創(chuàng)新設計圖例096
4.3.9傾斜槽中運送齒輪機構創(chuàng)新設計圖例097
4.3.10具有安全機構的攻螺紋裝置創(chuàng)新設計圖例098
4.3.11齒輪齒條驅動機構創(chuàng)新設計圖例098
4.3.12調速器非圓齒輪機構創(chuàng)新設計圖例098
4.3.13齒輪齒條式上下料機構創(chuàng)新設計圖例099
4.4輪系及創(chuàng)新設計圖例100
4.4.1實現(xiàn)運動轉換的齒輪系統(tǒng)創(chuàng)新設計圖例100
4.4.2齒輪和摩擦圓盤組成的快速反轉傳動裝置創(chuàng)新設計圖例100
4.4.3齒條串聯(lián)大行程機構創(chuàng)新設計圖例101
4.4.4利用齒輪自轉和公轉運動構成的機械手創(chuàng)新設計圖例101
4.4.5印刷機輸紙機構創(chuàng)新設計圖例102
4.4.6機床轉位機構創(chuàng)新設計圖例103
4.4.7導彈控制離合器創(chuàng)新設計圖例103
4.4.8平行移動機構創(chuàng)新設計圖例104
4.4.9制燈泡機多工位間歇轉位機構創(chuàng)新設計圖例104
4.4.10重載長距離轉位分度機構創(chuàng)新設計圖例104
4.4.11行星攪拌機構創(chuàng)新設計圖例105
4.4.12計數機構創(chuàng)新設計圖例105
4.5間歇運動機構及創(chuàng)新設計圖例107
4.5.1速換雙凸輪機構創(chuàng)新設計圖例107
4.5.2雙推桿式圓柱凸輪機構創(chuàng)新設計圖例108
4.5.3蝸桿凸輪機構創(chuàng)新設計圖例108
4.5.4端面螺線凸輪機構創(chuàng)新設計圖例109
4.5.5連桿齒輪凸輪機構創(chuàng)新設計圖例109
4.5.6單側停歇凸輪機構創(chuàng)新設計圖例110
4.5.7不等速回轉機構創(chuàng)新設計圖例110
4.5.8快速轉位機構創(chuàng)新設計圖例111
4.5.9特殊行星輪創(chuàng)新設計圖例112
4.5.10帶瞬心線附加桿的不完全齒輪機構創(chuàng)新設計圖例112
4.5.11連桿齒輪單側停歇機構創(chuàng)新設計圖例112
4.5.12齒輪連桿擺動雙側停歇機構創(chuàng)新設計圖例114
4.5.13齒輪擺桿雙側停歇機構創(chuàng)新設計圖例114
4.5.14利用摩擦作用的間歇回轉機構創(chuàng)新設計圖例114
4.5.15凸槽凹輪槽輪機構創(chuàng)新設計圖例115
4.5.16雙軌槽輪機構創(chuàng)新設計圖例115
4.5.17槽輪機構輸入構件創(chuàng)新設計圖例116
4.5.18改進的槽輪傳動機構創(chuàng)新設計圖例(1)116
4.5.19改進的槽輪傳動機構創(chuàng)新設計圖例(2)116
4.5.20不規(guī)則槽輪驅動機構創(chuàng)新設計圖例117
4.5.21車床刀架轉位槽輪機構創(chuàng)新設計圖例117
4.5.22主動軸由離合器控制的槽輪分度機構創(chuàng)新設計圖例118
4.5.23利用摩擦作用實現(xiàn)間歇回轉的槽輪機構創(chuàng)新設計圖例118
4.5.24圓筒鎖裝置間歇傳動機構創(chuàng)新設計圖例118
4.5.25改進棘輪機構創(chuàng)新設計圖例119
4.5.26帶有棘輪的保險機構創(chuàng)新設計圖例119
4.5.27警報信號發(fā)生棘輪機構創(chuàng)新設計圖例120
4.5.28杠桿棘輪電磁式送帶機構創(chuàng)新設計圖例120
4.5.29自動改變進給量的木工機床棘輪機構創(chuàng)新設計圖例121
4.5.30棘輪轉換機構創(chuàng)新設計圖例121
4.6螺旋機構及創(chuàng)新設計圖例121
4.6.1螺桿塊式制動器創(chuàng)新設計圖例121
4.6.2鏜刀頭的固定機構創(chuàng)新設計圖例121
4.6.3簡易拆卸器創(chuàng)新設計圖例122
4.6.4帶有微調裝置的刀桿創(chuàng)新設計圖例122
4.6.5消除進給絲杠間隙機構創(chuàng)新設計圖例123
4.6.6由螺母鋼珠絲杠組成的高效螺旋副創(chuàng)新設計圖例123
4.6.7滾珠螺旋機構創(chuàng)新設計圖例123
4.7撓性傳動機構及創(chuàng)新設計圖例124
4.7.1帶鋸機創(chuàng)新設計圖例124
4.7.2行星帶傳動機械手臂創(chuàng)新設計圖例125
4.7.3自行車創(chuàng)新設計圖例126
4.7.4雙鏈輥筒輸送機創(chuàng)新設計圖例127
4.7.5鏈傳動配氣機構創(chuàng)新設計圖例128
4.7.6叉車起升機構創(chuàng)新設計圖例128
4.7.7用于非圓外殼的焊料夾具創(chuàng)新設計圖例129
4.7.8鏈傳動中減少跳動機構創(chuàng)新設計圖例129
4.7.9汽車風窗玻璃清洗裝置創(chuàng)新設計圖例131
第5章機構組合創(chuàng)新設計及圖例132
5.1機構組合的基本概念132
5.1.1基本機構的應用132
5.1.2常用機構組合方法134
5.2機構組成原理與創(chuàng)新設計135
5.2.1Ⅱ級桿組的類型135
5.2.2Ⅲ級桿組的類型136
5.2.3機構組成原理與機構創(chuàng)新設計137
5.2.4創(chuàng)新設計示例137
5.2.5利用機構組成原理進行機構創(chuàng)新設計的基本思路140
5.3機構組合方式分析141
5.3.1機構的串聯(lián)組合141
5.3.2機構的并聯(lián)組合141
5.3.3機構的疊加組合142
5.3.4機構的反饋組合143
5.3.5機構的復合組合143
5.4組合機構創(chuàng)新設計圖例144
5.4.1實現(xiàn)從動件兩次動程六桿機構創(chuàng)新設計圖例144
5.4.2沖床雙曲柄機構創(chuàng)新設計圖例144
5.4.3回轉半徑不同的曲柄聯(lián)動機構創(chuàng)新設計圖例145
5.4.4繡花機挑線刺布機構創(chuàng)新設計圖例145
5.4.5天線測試轉臺創(chuàng)新設計圖例147
5.4.6包裝盒子頂封蓋機構創(chuàng)新設計圖例147
5.4.7自動包裝機創(chuàng)新設計圖例149
5.4.8浮動盤式等速輸出機構創(chuàng)新設計圖例149
5.4.9鋼球直槽式等速輸出機構創(chuàng)新設計圖例150
5.4.10凸輪控制的行星輪系創(chuàng)新設計圖例150
5.4.11傳動機構創(chuàng)新設計圖例151
5.4.12送紙包裝聯(lián)動光電控制自動停車裝置創(chuàng)新設計圖例151
5.4.13槽輪機構改善運動特性創(chuàng)新設計圖例152
5.4.14蜂窩煤機創(chuàng)新設計圖例152
5.4.15曲柄垂直運動機構創(chuàng)新設計圖例153
5.4.16步進送料機構創(chuàng)新設計圖例153
5.4.17抽油機增量創(chuàng)新設計圖例153
5.4.18假肢膝關節(jié)創(chuàng)新設計圖例154
5.4.19飛剪機創(chuàng)新設計圖例155
5.4.20可調停歇時間八桿機構創(chuàng)新設計圖例155
5.4.21車床反饋機構創(chuàng)新設計圖例156
5.4.22圓刻度機補償機構創(chuàng)新設計圖例157
5.4.23鐵板輸送機構創(chuàng)新設計圖例157
5.4.24深拉壓力機創(chuàng)新設計圖例158
5.4.25滾齒機運動補償機構創(chuàng)新設計圖例158
5.4.26電阻壓帽機創(chuàng)新設計圖例159
5.4.27曲柄滑塊增力創(chuàng)新設計圖例160
5.4.28香煙包裝機推煙創(chuàng)新設計圖例160
5.4.29齒輪連桿增程機構創(chuàng)新設計圖例160
5.4.30振擺式軋鋼機軋輥驅動裝置中齒輪連桿組合機構創(chuàng)新設計圖例161
5.4.31洗瓶機推瓶機構創(chuàng)新設計圖例162
5.4.32蝸桿-凸輪運動合成創(chuàng)新設計圖例162
5.4.33飛機襟翼操縱機構創(chuàng)新設計圖例163
5.4.34雙滑塊驅動機構創(chuàng)新設計圖例163
5.4.35帶自動送料功能的沖壓機構創(chuàng)新設計圖例163
5.4.36儀表指示機構創(chuàng)新設計圖例164
5.4.37飛機用膜盒式高度表創(chuàng)新設計圖例164
5.4.38深拉壓力機齒輪-連桿機構創(chuàng)新設計圖例165
5.4.39凸輪程序控制裝置創(chuàng)新設計圖例165
5.4.40滾齒機工作臺校正機構創(chuàng)新設計圖例165
第6章仿生原理及創(chuàng)新設計圖例167
6.1仿生學與仿生機械學簡述167
6.1.1仿生學簡介167
6.1.2仿生機械學簡介168
6.1.3仿生機械學中的注意事項168
6.2仿生創(chuàng)新及仿生創(chuàng)新設計步驟169
6.2.1仿生創(chuàng)新的原理原則169
6.2.2機械仿生創(chuàng)新原理170
6.2.3仿生創(chuàng)新設計步驟170
6.3仿生機構及創(chuàng)新設計圖例171
6.3.1手爪平行開閉的機械手創(chuàng)新設計圖例171
6.3.2柔軟手爪創(chuàng)新設計圖例171
6.3.3機械手抓取機構創(chuàng)新設計圖例172
6.3.4利用彈簧螺旋的彈性抓取機構創(chuàng)新設計圖例173
6.3.5具有彈性的抓取機構創(chuàng)新設計圖例173
6.3.6立體抓取機構創(chuàng)新設計圖例173
6.3.7扁平圓盤類工件供料擒縱機構創(chuàng)新設計圖例174
6.3.8行星帶傳動機械手臂創(chuàng)新設計圖例174
6.3.9氣動管道爬行器創(chuàng)新設計圖例176
6.3.10肢類機械實用機器人創(chuàng)新設計圖例177
6.3.11蜘蛛機器人創(chuàng)新設計圖例177
6.3.12懸崖機器人創(chuàng)新設計圖例177
6.3.13可控跳躍機器人創(chuàng)新設計圖例178
6.3.14飛機仿生機器人創(chuàng)新設計圖例178
6.3.15潛水機器人創(chuàng)新設計圖例179
6.3.16仿生爬壁機器創(chuàng)新設計圖例180
6.3.17雙足跳躍機器人創(chuàng)新設計圖例180
6.3.18蠕動式步進船創(chuàng)新設計圖例181
6.3.19仿生飛行機器人撲翼機構創(chuàng)新設計圖例181
6.3.20“SPCⅡ”型仿生機器魚182
6.3.21六自由度植牙手術機器人機械臂結構創(chuàng)新設計圖例183
6.3.22杯裝精釀啤酒供應機器人創(chuàng)新設計圖例183
6.3.23高爾夫機器人創(chuàng)新設計圖例185
第7章TRIZ理論與創(chuàng)新設計圖例186
7.1TRIZ理論186
7.1.1TRIZ理論概述186
7.1.2TRIZ技術系統(tǒng)進化論及進化法則188
7.1.3TRIZ理論的40個發(fā)明原理及39個通用工程參數189
7.2基于TRIZ理論的創(chuàng)新設計圖例197
7.2.1扳手改進設計圖例197
7.2.2多功能折疊梯(專利號:ZL202220208825.2)198
第3篇機械結構創(chuàng)新設計與圖例
第8章機械結構及創(chuàng)新設計圖例201
8.1機械結構設計概述201
8.1.1機械結構設計概念201
8.1.2機械結構設計的基本要求201
8.2機械結構創(chuàng)新設計圖例202
8.2.1機械結構變異創(chuàng)新設計圖例202
8.2.2機械結構組合創(chuàng)新設計圖例208
8.2.3引入新結構要素創(chuàng)新設計圖例210
8.2.4機械結構綠色化創(chuàng)新設計圖例215
8.2.5機械結構方便裝配創(chuàng)新設計圖例217
第4篇機械創(chuàng)新設計綜合實例
第9章機械創(chuàng)新設計綜合圖例分析222
9.1發(fā)動機主體機構創(chuàng)新設計圖例分析222
9.2平動齒輪傳動裝置創(chuàng)新設計圖例分析224
9.3抓斗原理方案創(chuàng)新設計圖例分析226
9.4電腦多頭繡花機挑線刺布機構創(chuàng)新設計圖例分析230
9.5提花織物紋版沖孔機創(chuàng)新設計案例分析235
第10章非標準機械創(chuàng)新設計圖例237
10.1多功能教學用尺創(chuàng)新設計圖例(專利號:ZL201520002814.9)237
10.2多路況兩用變形車輪創(chuàng)新設計圖例(專利號:ZL202023022218.7)238
參考文獻239