自動機(jī)與自動線（第2版）

第1章緒論1

1.1實(shí)現(xiàn)制造自動化的意義1

1.2國內(nèi)外制造自動化的水平與現(xiàn)狀5

1.3本課程的主要內(nèi)容7

1.4本課程的學(xué)習(xí)方法10

思考題與習(xí)題12

第2章自動機(jī)械的結(jié)構(gòu)組成與工作流程13

2.1自動機(jī)械分類13

2.2自動機(jī)械的典型結(jié)構(gòu)組成16

2.3自動機(jī)械的典型工作流程22

2.4自動機(jī)械的設(shè)計(jì)制造流程23

思考題與習(xí)題26

第3章皮帶輸送線結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計(jì)應(yīng)用27

3.1皮帶輸送線的特點(diǎn)及工程應(yīng)用27

3.2皮帶輸送線的結(jié)構(gòu)原理與實(shí)例30

3.3皮帶輸送線設(shè)計(jì)要點(diǎn)33

3.4皮帶輸送線負(fù)載能力分析38

3.5皮帶輸送線電機(jī)選型計(jì)算實(shí)例41

3.6皮帶輸送線的調(diào)整與使用維護(hù)43

3.6.1皮帶打滑與跑偏現(xiàn)象及其調(diào)整43

3.6.2皮帶輸送線的日常檢查與維護(hù)46

思考題與習(xí)題46

第4章鏈條輸送線設(shè)計(jì)原理與應(yīng)用48

4.1鏈條輸送線主要類型及工程應(yīng)用484.2倍速鏈輸送線49

4.2.1倍速鏈的結(jié)構(gòu)及工作原理49

4.2.2倍速鏈輸送線的結(jié)構(gòu)及工程應(yīng)用54

4.3平頂鏈輸送線60

4.3.1平頂鏈的結(jié)構(gòu)與工作原理60

4.3.2平頂鏈輸送線的結(jié)構(gòu)及工程應(yīng)用63

4.4懸掛鏈輸送線64

思考題與習(xí)題68

第5章振盤送料裝置69

5.1振盤的功能與特點(diǎn)69

5.1.1振盤的功能69

5.1.2振盤的應(yīng)用場合69

5.1.3振盤的特點(diǎn)70

5.2振盤的結(jié)構(gòu)與工作原理71

5.2.1振盤的力學(xué)原理71

5.2.2振盤的結(jié)構(gòu)與工作原理72

5.2.3振盤的定向原理74

5.2.4振盤的派生產(chǎn)品——直線送料器80

5.2.5振盤的緩沖功能82

5.3振盤的出料速度要求84

5.4振盤的故障排除方法與維護(hù)86

5.5振盤工程應(yīng)用實(shí)例88

5.6適合采用振盤送料的工件實(shí)例90

5.7面向振盤送料及自動裝配的零件設(shè)計(jì)91

思考題與習(xí)題94

第6章機(jī)械手結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計(jì)應(yīng)用95

6.1機(jī)械手的功能與工程應(yīng)用95

6.1.1機(jī)械手的定義95

6.1.2機(jī)械手的功能96

6.1.3機(jī)械手的典型應(yīng)用97

6.2機(jī)械手的典型運(yùn)動及結(jié)構(gòu)模式98

6.2.1單自由度擺動機(jī)械手98

6.2.2二自由度平移機(jī)械手99

6.2.3二自由度擺動機(jī)械手100

6.2.4三自由度機(jī)械手102

6.3機(jī)械手典型結(jié)構(gòu)組成105

6.3.1三自由度機(jī)械手的典型結(jié)構(gòu)105

6.3.2機(jī)械手的結(jié)構(gòu)共性108

6.4機(jī)械手主要性能要求116

6.5機(jī)械手的緩沖結(jié)構(gòu)118

思考題與習(xí)題124

第7章間歇送料裝置125

7.1間歇送料裝置的功能與應(yīng)用125

7.2槽輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用128

7.3棘輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用133

7.4棘爪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用135

7.5自動機(jī)械中的其他間歇送料機(jī)構(gòu)136

思考題與習(xí)題138

第8章凸輪分度器原理與應(yīng)用140

8.1凸輪分度器的功能140

8.2凸輪分度器的工作原理142

8.3凸輪分度器典型工程應(yīng)用145

8.4凸輪分度器的節(jié)拍分析151

8.5凸輪分度器的配套設(shè)計(jì)及裝配調(diào)試154

思考題與習(xí)題160

第9章工件的分隔與換向161

9.1工件的暫存與分隔161

9.1.1工件的暫存162

9.1.2工件的分隔165

9.1.3典型工件的分料機(jī)構(gòu)166

9.2工件的定向與換向177

9.2.1工件的定向與換向177

9.2.2定向與換向的方法179

思考題與習(xí)題186

第10章工件的定位與夾緊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自動機(jī)械中的定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)194

10.2自動機(jī)械中的典型夾緊方法與機(jī)構(gòu)197

思考題與習(xí)題205

第11章直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)原理與設(shè)計(jì)應(yīng)用207

11.1直線運(yùn)動系統(tǒng)綜述207

11.1.1直線運(yùn)動系統(tǒng)在自動機(jī)械中的作用207

11.1.2直線運(yùn)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成208

11.2直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)與工作原理211

11.2.1直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的用途211

11.2.2直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與工作原理212

11.2.3直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)213

11.3直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的使用方式215

11.4直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的裝配調(diào)整與維護(hù)230

思考題與習(xí)題237

第12章直線軸承原理與設(shè)計(jì)應(yīng)用239

12.1直線軸承結(jié)構(gòu)與工作原理239

12.1.1直線軸承的用途239

12.1.2直線軸承的結(jié)構(gòu)與工作原理240

12.1.3直線軸承的特點(diǎn)242

12.2直線軸承的使用方式242

12.2.1直線軸承的典型安裝方式242

12.2.2直線軸與直線軸承的相對運(yùn)動方式246

12.2.3同時(shí)使用的直線軸與直線軸承數(shù)量247

12.2.4直線軸承的承載能力與載荷方向249

12.3直線軸承的選型251

12.3.1直線軸承的選型步驟251

12.3.2直線軸承選型實(shí)例255

12.4直線軸承配套件的設(shè)計(jì)256

12.5直線軸承的裝配調(diào)整與維護(hù)258

思考題與習(xí)題260

第13章滾珠絲杠機(jī)構(gòu)原理與設(shè)計(jì)應(yīng)用262

13.1滾珠絲杠機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)與工作原理262

13.1.1滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的用途262

13.1.2滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與工作原理263

13.2滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的端部支承設(shè)計(jì)275

13.2.1滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的端部支承方式275

13.2.2滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的裝配附件及其選型281

13.3滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的裝配調(diào)整與維護(hù)284

13.3.1滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的裝配調(diào)整284

13.3.2滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的使用維護(hù)288

思考題與習(xí)題290

第14章自動機(jī)械傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)291

14.1同步帶傳動原理與設(shè)計(jì)應(yīng)用292

14.1.1同步帶傳動在自動機(jī)械中的應(yīng)用292

14.1.2同步帶傳動結(jié)構(gòu)原理293

14.1.3同步帶傳動選型設(shè)計(jì)步驟與選型實(shí)例296

14.1.4同步帶傳動機(jī)構(gòu)的安裝調(diào)整與使用維護(hù)302

14.2鏈傳動原理與設(shè)計(jì)應(yīng)用305

14.2.1鏈傳動在自動機(jī)械中的應(yīng)用305

14.2.2鏈傳動結(jié)構(gòu)原理306

14.2.3鏈傳動設(shè)計(jì)選型步驟與選型實(shí)例309

14.2.4鏈傳動系統(tǒng)的安裝調(diào)整與使用維護(hù)314

思考題與習(xí)題316

第15章手工裝配流水線節(jié)拍分析與工序設(shè)計(jì)318

15.1手工裝配流水線的基本結(jié)構(gòu)318

15.2手工裝配流水線節(jié)拍分析323

15.3手工裝配流水線工序設(shè)計(jì)與工人數(shù)量計(jì)算324

思考題與習(xí)題331

第16章自動機(jī)械節(jié)拍分析與工序設(shè)計(jì)332

16.1由單個(gè)裝配工作站組成的自動化專機(jī)節(jié)拍分析333

16.2間歇回轉(zhuǎn)分度式自動化專機(jī)節(jié)拍分析與設(shè)計(jì)341

16.2.1間歇回轉(zhuǎn)分度式自動化專機(jī)的節(jié)拍時(shí)間與生產(chǎn)效率341

16.2.2提高間歇回轉(zhuǎn)分度式自動化專機(jī)生產(chǎn)效率的途徑345

16.2.3電機(jī)的配套設(shè)計(jì)345

16.2.4節(jié)拍時(shí)間的變化與調(diào)整346

16.3連續(xù)回轉(zhuǎn)式自動化專機(jī)節(jié)拍分析347

16.4自動化機(jī)械加工生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)組成及節(jié)拍分析350

16.4.1自動化機(jī)械加工生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)組成350

16.4.2自動化機(jī)械加工生產(chǎn)線節(jié)拍分析353

16.5自動化裝配生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)組成及節(jié)拍分析356

16.5.1自動化裝配生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)組成356

16.5.2自動化裝配生產(chǎn)線節(jié)拍分析358

16.6自動化生產(chǎn)線工序設(shè)計(jì)361

16.7自動機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)367

思考題與習(xí)題368

第17章氣缸的選型與安裝370

17.1氣缸的選型及安裝370

17.1.1氣缸系列的選定方法371

17.1.2氣缸缸徑和行程的選定方法375

17.1.3氣缸安裝形式及安裝附件的選定方法379

17.1.4氣缸緩沖形式的選定方法383

17.2氣動手指的選型設(shè)計(jì)385

17.2.1氣動手指的選型385

17.2.2夾板的設(shè)計(jì)方法388

思考題與習(xí)題391

參考文獻(xiàn)3922100433B

本書結(jié)合目前國內(nèi)自動機(jī)械行業(yè)的現(xiàn)狀，從應(yīng)用的角度系統(tǒng)介紹了自動機(jī)械的模塊化結(jié)構(gòu)及工作原理、設(shè)計(jì)選型方法、裝配調(diào)試及維護(hù)要領(lǐng)等。主要內(nèi)容包括：自動機(jī)械的結(jié)構(gòu)組成、輸送及自動上下料系統(tǒng)、分隔與換向機(jī)構(gòu)、定位與夾緊機(jī)構(gòu)、典型直線運(yùn)動部件、典型傳動系統(tǒng)、自動化專機(jī)及自動化生產(chǎn)線的節(jié)拍設(shè)計(jì)原理與方法。

本書在內(nèi)容編排上遵循循序漸進(jìn)、模塊化的思路，各章內(nèi)容既相對獨(dú)立，又相互銜接，并配以大量的工程圖片、工程案例、設(shè)計(jì)圖紙、例題及復(fù)習(xí)思考題，同時(shí)，提供了從事自動機(jī)械設(shè)計(jì)及設(shè)備管理必不可少的各種部件國內(nèi)外制造商的最新信息，不僅便于組織教學(xué)，而且有利于讀者縮短課程學(xué)習(xí)與設(shè)計(jì)應(yīng)用的距離，盡快具有從事實(shí)際技術(shù)工作的能力。

本書適于用作應(yīng)用型本科院校和高職高專院校機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動化、機(jī)電一體化等機(jī)電類相關(guān)專業(yè)的師生的教材，也可供從事自動機(jī)械設(shè)計(jì)及自動化設(shè)備管理的技術(shù)人員參考。

確定有限狀態(tài)自動機(jī)與非確定有限狀態(tài)自動機(jī)識別的語言都是正則語言。由于正則語言的良好性質(zhì)，許多為其他自動機(jī)（下推自動機(jī)或圖靈機(jī)）不能判定的問題，在有限狀態(tài)自動機(jī)的情形下，都可以得到判定，并且存在有效的算法。

對一個(gè)確定有限狀態(tài)自動機(jī)，下述判定問題都可以判定，并且存在有效的算法。

該自動機(jī)識別的語言是否為空集；

該自動機(jī)識別的語言是否為有限集；

該自動機(jī)是否與另一個(gè)確定有限狀態(tài)自動機(jī)識別同一個(gè)的語言。

上述自動機(jī)接受的語言家族被稱為正規(guī)語言(Regular Expression)。更強(qiáng)力的自動機(jī)可以接受更復(fù)雜的語言。比如:

自動機(jī)PDA

PDA(下推自動機(jī))這種機(jī)器等同于 DFA (或 NFA)，除了它們額外的裝備了棧形式的內(nèi)存。轉(zhuǎn)移函數(shù) δ 也依賴于在棧頂?shù)姆?，并在每次轉(zhuǎn)移時(shí)指定如何變更棧。非確定 PDA 接受上下文無關(guān)語言。

自動機(jī)LBA

LBA （線性有界自動機(jī)）是有限制的 圖靈機(jī)；不使用無限磁帶，它的磁帶有同輸入字元串成正比的空間。LBA 接受上下文有關(guān)語言。

自動機(jī)圖靈機(jī)

它們是最強(qiáng)力的電腦器。它們擁有磁帶形式的無限內(nèi)存，和可以讀取和變更磁帶的磁頭，它可在磁帶上向任何方向移動。圖靈機(jī)等價(jià)于演算法，是現(xiàn)代電腦的理論基礎(chǔ)。圖靈機(jī)判定遞歸語言并識別遞歸可枚舉語言。

下面是三類有限自動機(jī)

確定有限自動機(jī)(DFA)

自動機(jī)的每個(gè)狀態(tài)都有對字母表中所有符號的轉(zhuǎn)移。

非確定有限自動機(jī)(NFA)

自動機(jī)的狀態(tài)對字母表中的每個(gè)符號可以有也可以沒有轉(zhuǎn)移，對一個(gè)符號甚至可以有多個(gè)轉(zhuǎn)移。自動機(jī)接受一個(gè)字，如果存在至少一個(gè)從 q0 到 F 中標(biāo)記(label)著這個(gè)輸入字的一個(gè)狀態(tài)的路徑。如果一個(gè)轉(zhuǎn)移是「未定義」的，自動機(jī)因此不知道如何繼續(xù)讀取輸入，則拒絕這個(gè)字。

有ε轉(zhuǎn)移的非確定有限自動機(jī)(FND-ε或ε-NFA)

除了有能力對任何符號跳轉(zhuǎn)到更多狀態(tài)或沒有狀態(tài)可以跳轉(zhuǎn)之外，它們可以做根本不關(guān)于符號的跳轉(zhuǎn)。就是說，如果一個(gè)狀態(tài)有標(biāo)記著 ε 的轉(zhuǎn)移，則 NFA 可以處在 ε-轉(zhuǎn)移可到達(dá)的任何狀態(tài)中，直接或通過其他有 ε-轉(zhuǎn)移的狀態(tài)。從一個(gè)狀態(tài) q 通過這種方法可到達(dá)的狀態(tài)的集合叫做 q 的 ε-閉包。

盡管可以證明所有這些自動機(jī)都「可以接受同樣的語言」。你總是可以構(gòu)造接受與給定的 NFA M 同樣語言的某個(gè) DFA M。