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李慧 著

圖書標籤:

• 工業機器人
• 機器人結構
• 機械設計
• 零部件設計
• 自動化
• 製造
• 機械工程
• CAD
• CAM
• 機器人技術

店铺： 泰州新华书店图书专营店

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122282309

商品编码：24500914261

包装：平装

开本：16

出版时间：2016-12-01

內容介紹
基本信息

書名：	工業機器人及零部件結構設計
作者：	李慧	開本：
YJ：	49.8	頁數：
現價：	見1；CY=CY部	齣版時間	2017-01
書號：	9787122282309	印刷時間：
齣版社：	化學工業齣版社	版次：
商品類型：	正版圖書	印次：

內容提要 作者簡介 精彩導讀 目錄 D1章導論
1.1工業機器人分類1
1.2工業機器人基本特性1
1.3工業機器人應用及前景2
1.4本書的主要內容與特點4
1.4.1主要內容4
1.4.2主要特點6
D2章工業機器人整體設計
2.1機器人總體設計方案製定與設計流程7
2.1.1總體設計方案製定7
2.1.2機器人設計流程11
2.2工業機器人的基本參數12
2.2.1工業機器人的基本技術參數12
2.2.2工業機器人的基本特徵參數13
2.3工業機器人的配置16
2.3.1機械結構16
2.3.2運動性能/運動協同/運動功能/運動監控16
2.3.3通信工具/工程工具/應用工具17
2.4機器人操作機結構與設計18
D3章工業機器人的結構與驅動
3.1工業機器人的通用部件20
3.1.1滾珠導軌及滾柱導軌20
3.1.2滾珠絲杠�猜菽復�動及導軌21
3.2工業機器人的典型部件21
3.2.1操作機杆件迴轉用電驅動裝置22
3.2.2帶差動齒輪減速器的手腕傳動機構23
3.2.3手臂用齒輪減速器機構24
3.2.4帶機電驅動裝置的迴轉機構26
3.2.5帶蝸杆蝸輪減速器的手臂迴轉機構26
3.2.6帶諧波齒輪減速器的手臂迴轉機構29
3.2.7電驅動的提升機構30
3.3工業機器人的裝置與驅動32
3.3.1工業機器人的電驅動裝置32
3.3.2工業機器人的液壓與氣動裝置35
D4章工業機器人控製裝置
4.1工業機器人控製係統簡介40
4.1.1典型工業機器人控製係統硬件結構40
4.1.2工業機器人伺服控製係統43
4.1.3機器人控製係統的功能及實現過程44
4.1.4機器人控製係統控製方式47
4.1.5工業機器人控製係統的基本要求50
4.2工業機器人程序控製裝置52
4.2.1單片機係統53
4.2.2可編程控製器59
4.2.3IPC係統63
4.3機器人位置與位移傳感器68
4.3.1內傳感器69
4.3.2外傳感器75
D5章典型工業機器人結構設計
5.1工業機器人方案製定的基本原則和設計流程79
5.1.1工業機器人方案製定的基本原則79
5.1.2工業機器人設計流程的必要內容80
5.2冷衝壓用機器人結構設計81
5.2.1GY型冷衝壓用機器人特徵要求81
5.2.2GY型冷衝壓用機器人方案製定與設計流程82
5.2.3GY型冷衝壓用機器人運動原理83
5.2.4GY型冷衝壓用機器人結構設計85
5.3熱衝壓用機器人結構設計87
5.3.1GR型熱衝壓用機器人特徵要求87
5.3.2GR型熱衝壓用機器人方案製定與設計流程87
5.3.3GR型熱衝壓用機器人運動原理89
5.3.4GR型熱衝壓用機器人結構設計90
5.4數控機床用機器人結構設計92
5.4.1GJ型數控機床用機器人特徵要求92
5.4.2GJ型數控機床用機器人方案製定與設計流程93
5.4.3GJ型數控機床用機器人運動原理95
5.4.4GJ型數控機床用機器人結構設計97
5.5裝配用機器人結構設計97
5.5.1GZ-Ⅱ型裝配用機器人特徵要求98
5.5.2GZ-Ⅱ型裝配用機器人方案製定與設計流程98
5.5.3GZ-Ⅱ型裝配用機器人運動原理100
5.5.4GZ-Ⅱ型裝配用機器人結構設計101
5.6模塊化工業機器人結構設計103
5.6.1GS型模塊化工業機器人特徵要求104
5.6.2GS型模塊化工業機器人方案製定與設計流程104
5.6.3GS型模塊化工業機器人運動原理106
5.6.4GS型模塊化工業機器人結構設計109
D6章工業機器人零部件結構設計
6.1轉動機構111
6.1.1轉動機構設計流程111
6.1.2轉動機構原理112
6.1.3轉動機構結構與分析113
6.2升降機構115
6.2.1升降機構設計流程115
6.2.2升降機構原理116
6.2.3升降機構結構與分析117
6.3手臂機構120
6.3.1手臂機構設計流程120
6.3.2手臂機構原理122
6.3.3手臂機構結構與分析125
6.4手腕機構126
6.4.1手腕機構設計流程126
6.4.2手腕機構原理128
6.4.3手腕機構結構與分析129
6.5夾持機構132
6.5.1夾持機構設計流程132
6.5.2夾持機構原理134
6.5.3夾持機構結構與分析135
6.6其他機構137
6.6.1操作機水平移動機構137
6.6.2滑闆機構141
參考文獻
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《機械原理與應用：從基礎到工程實踐》 內容概要： 本書旨在為讀者提供一個紮實、全麵的機械原理知識體係，並將其與實際工程應用緊密結閤。全書共分十六章，從最基本的機械概念齣發，逐步深入到復雜的機械係統設計與分析，最終涵蓋瞭現代機械工程領域的前沿技術和發展趨勢。本書不僅強調理論的嚴謹性，更注重實踐的可操作性，通過大量的案例分析、工程實例和計算練習，幫助讀者掌握將理論知識轉化為解決實際工程問題的能力。 第一篇：機械係統基礎與動力學分析 第一章：機械係統概述與運動學基礎 本章首先界定機械係統的概念，闡述其在現代工業中的核心地位。隨後，詳細介紹機械係統的基本組成要素，包括構件、運動副、機構等，並區分瞭低副和高副的特點與應用。重點在於運動學分析，深入講解瞭點的運動、剛體的平麵運動，包括平動、轉動、復雜復閤運動等，並介紹瞭幾種描述運動的幾何方法，如瞬心法、速度多邊形法等。同時，也會探討機構的自由度概念，以及如何計算和判斷機構的自由度，為後續的動力學分析奠定基礎。 第二章：平麵連杆機構的特性與應用 本章聚焦於最常見的平麵連杆機構。從最基本的四杆機構開始，深入分析其麯柄、搖杆、連杆、滑塊等不同構件的運動特性，以及通過改變構件長度和連接方式所産生的不同類型運動，如麯柄搖杆機構、雙麯柄機構、擺動導架機構等。詳細介紹機構的演化、組閤以及在實際中的應用，例如麯柄滑塊機構在內燃機、縫紉機中的應用，以及凸輪機構在自動機械、發動機配氣係統中的作用。本章還將探討機構的傳動比、速度和加速度的分析方法。 第三章：齒輪傳動與齒輪機構 齒輪傳動是機械動力傳遞的核心。本章全麵介紹各類齒輪的基本概念，包括齒廓、模數、壓力角、齒數等關鍵參數。深入解析直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪、圓錐齒輪、蝸杆蝸輪等的嚙閤原理、傳動比計算和傳動效率。重點在於齒輪機構的設計與應用，包括減速器、變速箱的設計思路，以及齒輪傳動的強度設計和壽命分析。還將簡要介紹行星齒輪機構的獨特結構和高傳動比優勢。 第四章：其他常用機構與機械原理 除瞭連杆機構和齒輪傳動，機械工程中還廣泛應用其他多種重要的機構。本章將介紹螺鏇機構（如韆斤頂、螺鏇壓機）、凸輪機構（用於實現非圓周運動）、間歇運動機構（如槽輪機構、棘輪棘爪機構）、萬嚮聯軸器（用於傳遞變角度的轉動）等。通過這些機構的分析，進一步深化讀者對機械運動傳遞和轉換原理的理解，並展示它們在自動化設備、機床、精密儀器等領域的實際應用。 第五章：機械係統的動力學分析與受力分析 在理解瞭機構的運動學之後，本章將深入到動力學領域。本章將介紹慣性力、離心力、摩擦力等作用在機械構件上的力。詳細講解慣性力在機械係統中的影響，以及如何通過動力學平衡來減小振動和衝擊。重點將放在受力分析，包括對構件進行受力圖的繪製，並運用達朗貝爾原理等方法進行動靜法分析，計算構件所受的力和力矩。這將為構件的強度設計提供依據。 第六章：機械係統的振動與噪聲分析 振動和噪聲是機械係統設計中必須考慮的重要因素。本章介紹振動的基本概念，包括自由振動、強迫振動、共振等。分析機械係統中産生振動的原因，如不平衡質量、衝擊、彈性變形等。探討減振和隔振的方法，如設置阻尼器、采用柔性連接、優化結構設計等。同時，也會涉及機械噪聲的産生機理，以及降低噪聲的途徑，如優化齒輪嚙閤、采用吸聲材料等。 第二篇：機械零部件設計與材料選擇 第七章：軸類零件的設計與強度校核 軸是機械中傳遞運動和動力的主要零件。本章詳細介紹軸的設計原則，包括軸的功用、類型（如傳動軸、心軸）以及選材要求。重點講解軸的強度設計，包括剛度計算、彎麯強度計算、扭轉強度計算，以及疲勞強度校核。還會介紹軸的結構設計，包括鍵槽、軸承座、油封槽等的設計，以及軸的材料選擇與熱處理。 第八章：軸承與支承元件的設計 軸承是減少摩擦、支撐鏇轉件的關鍵部件。本章深入介紹滾動軸承和滑動軸承的結構、分類、工作原理和選用原則。詳細講解滾動軸承的載荷能力計算、壽命計算，以及滑動軸承的油膜理論、潤滑要求。還會介紹其他支承元件，如導軌、滑塊等的設計及其在直綫運動中的應用。 第九章：聯軸器與離閤器的設計 聯軸器用於連接兩根軸，傳遞扭矩，而離閤器則用於連接或斷開動力傳遞。本章詳細介紹剛性聯軸器、彈性聯軸器、萬嚮聯軸器等不同類型的聯軸器，分析它們的結構特點、適用範圍和設計要點。重點講解離閤器的分類（如摩擦離閤器、電磁離閤器）、工作原理和設計計算，以及在啓動、變速、製動等方麵的作用。 第十章：緊固件與連接元件的設計 螺紋連接是機械中最常見的連接方式。本章全麵介紹螺紋的基本知識，包括螺紋的類型、規格、精度以及牙型。重點講解螺栓、螺母、螺釘等緊固件的設計與選擇，以及螺紋連接的強度計算、預緊力分析和防鬆措施。還將介紹其他連接方式，如銷連接、鍵連接、鉚接、焊接等，並分析它們的適用性和設計注意事項。 第十一章：彈簧與密封元件的設計 彈簧在機械中起到緩衝、儲能、傳遞力的作用。本章介紹各種彈簧的類型，如螺鏇壓縮彈簧、螺鏇拉伸彈簧、闆彈簧、扭轉彈簧等，並講解其設計計算，包括彈簧的剛度、應力、疲勞壽命等。密封元件是防止介質泄漏、防止外部汙染物侵入的關鍵。本章將介紹各種密封形式，如油封、O型圈、墊片密封等，分析其工作原理、材料選擇和設計要求。 第十二章：機械零件的材料選擇與熱處理 材料是機械製造的基礎，材料的選擇直接影響零件的性能和壽命。本章係統介紹常用的金屬材料（如各種鋼、鑄鐵、鋁閤金等）和非金屬材料（如塑料、橡膠）的力學性能、物理性能和化學性能。重點講解根據零件的工作條件、受力情況、使用環境等因素進行材料選擇的原則和方法。同時，詳細介紹各種熱處理工藝（如退火、淬火、迴火、滲碳淬火等）的原理、目的和對材料性能的影響。 第三篇：機械係統設計與製造工藝 第十三章：機械係統整體設計流程與方法 本章將前麵章節的知識融會貫通，係統介紹機械係統的整體設計流程。從需求分析、方案設計、結構設計、計算校核，到製造工藝規劃、裝配調試、運行試驗等，對每一個環節進行詳細闡述。重點介紹功能設計、結構設計、強度設計、剛度設計、可靠性設計、經濟性設計等設計原則。還將介紹一些常用的設計方法，如模塊化設計、標準化設計、集成化設計等。 第十四章：機械傳動係統的設計與優化 針對實際工程中的傳動需求，本章將傳動係統的設計作為一個整體來考慮。從功率、轉速、扭矩的匹配齣發，選擇閤適的傳動方式（如齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動等），並進行初步的傳動路綫設計。重點在於傳動係統的優化，包括提高傳動效率、降低噪聲和振動、減小體積和重量、延長使用壽命等。還將介紹一些現代化的設計工具和軟件在傳動係統設計中的應用。 第十五章：機械製造工藝基礎與選擇 理解機械的結構設計必須結閤製造工藝。本章介紹機械零件製造的常用工藝方法，包括鑄造、鍛造、焊接、切削加工（車削、銑削、鑽削、磨削等）、衝壓、塑性成形等。詳細講解各種工藝方法的原理、適用範圍、優缺點以及對零件結構的影響。重點在於根據零件的結構特點、材料屬性、精度要求和生産批量來選擇閤適的製造工藝。 第十六章：現代機械工程技術與發展趨勢 本章將視角放寬，介紹當前機械工程領域的一些前沿技術和發展趨勢，為讀者提供更廣闊的視野。包括智能製造、工業互聯網、數字化設計與仿真、先進製造技術（如3D打印）、機器人技術（非本書核心內容，但提及相關技術基礎）、新能源技術與機械的應用等。通過對這些新興技術的介紹，激發讀者對未來機械工程發展的思考和探索。 本書特色： 理論與實踐並重： 既有嚴謹的理論推導，又有貼近實際的工程案例。 體係完整： 涵蓋瞭機械原理的核心內容，並逐步深入到實際設計。 圖文並茂： 大量使用圖示、錶格和實例，幫助讀者直觀理解。 注重計算與分析： 提供豐富的計算練習，培養讀者解決實際問題的能力。 前瞻性： 關注現代機械工程技術的發展，啓發讀者思考未來。 本書適閤機械工程、自動化、工業設計等相關專業的本科生、研究生，以及從事機械設計、製造、研發的工程師和技術人員閱讀。掌握本書內容，將能為讀者在機械工程領域打下堅實的基礎，並具備獨立進行機械係統與零部件設計的能力。

评分☆☆☆☆☆

這本書的齣版，可以說是在工業機器人領域的一個裏程碑。我作為一個長期在相關行業摸爬滾打的老工程師，發現這本書的內容實在是太寶貴瞭。它不僅僅是理論的堆砌，更多的是作者多年實踐經驗的結晶。 書中對於材料選擇和加工工藝的論述，我個人認為非常精彩。舉個例子，在討論機器人關節的傳動係統時，作者不僅僅列舉瞭常見的齒輪和蝸杆蝸輪，還深入分析瞭不同材料對齒輪磨損、傳動效率以及噪音等方麵的具體影響。並且，他還結閤瞭實際生産中常見的加工難點，給齣瞭非常實用的解決方案。 令我感到驚喜的是，書中還對一些非常細微的設計細節進行瞭詳細的講解。比如，在講解機器人電纜管理係統時，作者沒有簡單地說“要做好電纜的收納”，而是深入剖析瞭電纜在機器人運動過程中可能遇到的彎摺、磨損、乾擾等問題，並提齣瞭多種切實可行的防護和管理方案，包括綫纜槽的設計、束綫帶的選擇、甚至是如何在結構上預留足夠的空間來避免應力集中。 另外，這本書在結構設計方麵也展現瞭非常高超的水平。作者在講解如何進行結構優化時，不僅考慮瞭強度和剛度，還深入探討瞭輕量化設計的重要性，以及如何在保證性能的前提下，通過改變結構形式來減輕機器人自身的重量，從而提高其運動速度和能效。這對於我們這些需要不斷追求極緻性能的工程師來說，簡直是及時雨。 總的來說，這本書在理論深度和實踐指導性上都達到瞭一個非常高的水平，絕對是工業機器人設計領域的一本不可多得的經典之作。我強烈推薦給所有從事相關領域工作的技術人員，相信它一定會給你帶來巨大的啓發和幫助。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計非常吸引人，簡潔大氣，一看就知道是專業類書籍。當我翻開第一頁，就被那清晰流暢的排版和精美的插圖所吸引。雖然我對工業機器人領域並非專傢，但書中的概念闡述和案例分析都非常易於理解。作者似乎非常擅長將復雜的理論知識轉化為生動有趣的語言，使得閱讀過程不再枯燥乏味。 我特彆喜歡書中對一些經典工業機器人型號的剖析，不僅深入講解瞭其機械結構，還結閤瞭實際應用場景，讓我對機器人在汽車製造、電子組裝等行業中的作用有瞭更直觀的認識。書中對各個零部件的設計原理和材料選擇也進行瞭詳細的介紹，從齒輪、軸承到減速器、末端執行器，無一不細緻入微。這些內容對於想要深入瞭解機器人內部構造的讀者來說，無疑是一筆寶貴的財富。 雖然書中對技術細節的描述非常詳盡，但我認為它並沒有忽略工程實踐的層麵。作者在講解設計原理的同時，也融入瞭大量的工程經驗和注意事項，例如在進行結構強度校核時需要考慮的各種因素，以及在選擇材料時如何平衡性能與成本。這些實用的建議對於初學者來說非常有幫助，能夠幫助他們少走彎路，更有效地進行設計。 這本書最大的亮點之一在於其圖文並茂的講解方式。大量的CAD模型截圖、工程圖紙和實物照片，配閤精煉的文字說明，使得讀者能夠輕鬆地理解復雜的機械結構。我尤其欣賞書中對一些關鍵連接件和傳動機構的特寫分析，通過放大圖和箭頭指示，能夠清晰地展現其工作原理和受力情況。 總的來說，這本書是一部非常齣色的工業機器人領域入門和進階讀物。它不僅涵蓋瞭紮實的理論知識，更提供瞭豐富的工程實踐經驗，對於想要從事機器人研發、製造或維護工作的工程師來說，絕對是案頭必備的參考書。我相信，通過認真研讀這本書，讀者一定能夠對工業機器人及其零部件結構設計有更深刻、更全麵的理解。

评分☆☆☆☆☆

這本著作在工業機器人零部件的設計方麵，無疑是教科書級彆的存在。我一直從事的是自動化生産綫的維護工作，深知機器人零部件的質量直接關係到整個生産綫的穩定運行。所以，在拿到這本書後，我第一時間就將其中的關鍵章節進行瞭重點研讀。 我特彆欣賞書中關於機器人執行機構的詳細介紹。作者不僅講解瞭各種執行機構（如減速器、伺服電機）的基本原理，還深入探討瞭其在實際應用中的選型考量。例如，在選擇減速器時，他詳細列舉瞭諧波減速器、行星減速器等不同類型的優劣勢，並結閤瞭機器人負載、精度要求、安裝空間等因素，給齣瞭非常實用的選型指導。這對於我們這些需要為機器人更換零部件的工程師來說，是極其寶貴的經驗。 另外，書中對零部件的可靠性設計和故障分析也非常到位。作者不僅僅是描述瞭零部件應該如何設計，更重要的是，他探討瞭在長期運行過程中，零部件可能齣現的各種失效模式，以及如何通過設計來提高其可靠性，減少故障發生。例如，在講解機器人末端執行器的密封設計時，作者就詳細分析瞭不同密封材料的耐磨性、耐腐蝕性，以及如何通過閤理的結構設計來防止灰塵和液體進入，從而延長執行器的使用壽命。 值得一提的是，書中還對零部件的標準化和模塊化設計進行瞭深入的探討。作者強調瞭標準化和模塊化在降低製造成本、提高生産效率、以及方便維修更換方麵的重要作用。他甚至還提齣瞭一些關於未來機器人零部件模塊化設計的發展方嚮，這讓我對未來的工業自動化生産充滿瞭期待。 總而言之，這本書在工業機器人零部件設計領域，無疑是一部集理論、實踐、和前瞻性於一體的傑作。我敢說，任何一個想在機器人領域有所建樹的人，都應該認真閱讀和學習這本書。它不僅能夠提升你的專業技能，更能讓你對工業機器人的未來發展有更深刻的理解。

评分☆☆☆☆☆

這本書的閱讀體驗非常棒，雖然主題聽起來很專業，但是作者的寫作風格卻非常親民。我平時對機械工程並不是特彆瞭解，但讀這本書時，卻覺得內容淺顯易懂，一點也不枯燥。 我最喜歡書中關於機器人“骨架”的設計講解。作者用非常形象的比喻，將機器人的連杆和基座比作人類的骨骼，詳細解釋瞭它們在支撐和運動中所扮演的角色。而且，他不僅僅停留在概念層麵，還深入剖析瞭這些“骨架”在材料選擇、結構強度計算方麵的要點。例如，在講解如何選擇閤適的材料來製造機器人的手臂時，作者就列舉瞭金屬、復閤材料等多種選擇，並分析瞭它們各自的優缺點，讓我明白為什麼有些機器人手臂看起來如此輕巧，卻又能承受巨大的負荷。 書中對各個連接部位的設計分析也特彆到位。我之前總覺得機器人手臂的連接處就是一個簡單的“關節”，但讀瞭這本書我纔明白，這些關節的設計是多麼復雜和精妙。作者詳細講解瞭不同類型的軸承、萬嚮節、以及它們是如何協同工作，來實現機器人精準、流暢的動作。他還提及瞭在設計過程中需要考慮的公差配閤問題，以及如何通過閤理的結構設計來保證運動的平穩性和耐久性。 而且，這本書還非常有前瞻性地討論瞭一些新興的設計理念。例如，在談到機器人驅動係統時，作者不僅介紹瞭傳統的液壓和氣動方式，還對電驅動的最新發展進行瞭展望，並分析瞭不同驅動方式在能效、控製精度和響應速度等方麵的差異。這讓我感受到，這本書不僅僅是在講解現有的技術，更是在引領未來的發展方嚮。 總而言之，這本書是一本非常優秀的科普讀物，它用通俗易懂的方式，將復雜的工業機器人設計原理展現在我們麵前。即使你不是專業人士，也能從中瞭解到機器人世界的奇妙之處。我非常慶幸能夠讀到這本書，它為我打開瞭認識現代工業的新視角。

评分☆☆☆☆☆

作為一名機械設計愛好者，我一直對各種精密機械充滿好奇。這次偶然間翻閱瞭這本書，簡直讓我大開眼界。雖然我原本對工業機器人並不是特彆瞭解，但書中的內容卻以一種非常生動的方式展現瞭機器人背後復雜的機械世界。作者似乎非常注重細節，對於每一個零部件的形狀、尺寸、連接方式都進行瞭細緻的描述。 我印象最深的是書中對機器人關節設計的部分。作者詳細介紹瞭不同類型的關節，如鏇轉關節、直綫關節等，以及它們在機器人運動中的作用。他不僅解釋瞭這些關節是如何工作的，還探討瞭在設計時需要考慮的各種因素，比如精度、剛度、負載能力等等。這些內容讓我不禁感嘆，一個小小的關節背後竟然蘊含著如此多的工程智慧。 書中的插圖質量也非常高，很多圖紙都非常清晰，甚至有些地方還標注瞭詳細的尺寸和公差。這對於我這樣的讀者來說，無疑是一種視覺上的享受，也更容易幫助我理解書中的概念。我甚至覺得，即使不完全理解所有的技術術語，光是看看這些精美的圖紙，也能從中獲得不少啓發。 而且，作者在講解機械原理的同時，還穿插瞭一些實際應用的案例，讓我能夠將書中的理論知識與現實世界中的機器人聯係起來。比如，當讀到關於機器人手臂末端執行器的設計時，書中就列舉瞭不同類型的手爪，以及它們在抓取不同形狀和大小的物體時的優勢和劣勢。這種結閤理論與實踐的講解方式，讓我覺得這本書非常有價值。 總而言之，這本書是一本非常值得推薦的機械設計入門讀物，尤其是對於對工業機器人感興趣的朋友。它能夠幫助你打開一扇新的大門，讓你看到隱藏在機器之下的精密機械之美。我非常期待能夠通過這本書，對未來的機械設計有更深入的探索。