本書結合目前國內自動機械行業的現狀，從應用的角度系統介紹了自動機械的模塊化結構及工作原理、設計選型方法、裝配調試及維護要領等。主要內容包括：自動機械的結構組成、輸送及自動上下料系統、分隔與換向機構、定位與夾緊機構、典型直線運動部件、典型傳動系統、自動化專機及自動化生產線的節拍設計原理與方法。
本書在內容編排上遵循循序漸進、模塊化的思路，各章內容既相對獨立，又相互銜接，并配以大量的工程圖片、工程案例、設計圖紙、例題及復習思考題，同時提供了從事自動機械設計及設備管理必不可少的各種部件國內外制造商最新信息，不僅便于組織教學，而且有利于讀者縮短課程學習與設計應用的距離，盡快具有從事實際技術工作的能力。
本書適于用作本科院校和高職高專院校機械設計制造與自動化、機電一體化等機電類相關專業的師生的教材，也可供從事自動機械設計及自動化設備管理的技術人員參考。
工業發達國家早在20世紀就廣泛實現了制造自動化，各種自動化裝備的使用不僅使他們的產品以高性能、高質量一致性等優勢在市場競爭中占據領先的地位，同時也大幅提高了他們的工業技術水平和國家綜合實力，自動化裝備的水平和制造能力代表了一個國家工業技術能力的最高水平。
改革開放以來，我國先后從國外引進了大量的自動化裝備，但因為種種原因多年來我國沒有能夠像日本、韓國那樣從引進、消化吸收中逐步發展形成自動化裝備的自主創新能力。目前發達國家將制造業大量轉移到我國轉而輸出技術和品牌，我國雖然已逐步發展成為世界制造業大國，但離制造業強國還有相當大的距離，除產品的自主開發創新能力較差外，自動化裝備的自主設計開發能力也較差，不僅許多行業的關鍵設備仍然主要依靠進口，而且自動化裝備的基礎行業也幾乎被國外產品所壟斷。
國內在自動化裝備這一先進制造技術領域的人才培養也嚴重滯后于制造業發展的需要，制造業急需大量熟悉先進自動化裝備的設計與管理人才，但直至目前，國內高等院校及高職高專院校中只有極少數學院設置了相關的專業和課程，有關自動機械原理與設計的教材也極為匱乏，即使是企業的設計人員，要找到一本適合初學者的自學教材也非常困難。
深圳職業技術學院自2001年起即在國內率先設置了相關專業，專門從事自動化裝備設計與管理人才的培養，這本教材就是作者在總結多年從事自動機械設計及工程應用經驗的基礎上編寫而成的，其間以講義的形式先后經過幾屆學生的教學使用，根據使用效果進行了多次修改完善。本教材的目的就是使一位從事自動機械學習和工作的初學者盡快掌握自動機械的典型結構組成、工作原理、結構設計方法、標準部件選型步驟及方法、裝配調試與維護要領，同時對自動機械總體方案設計、設計制造流程及典型工程應用等有一般了解。
教材的編寫按照循序漸進、模塊化的思路，第2章介紹自動機械的典型結構組成與工作流程，第3章、第4章介紹自動機械的輸送系統（皮帶輸送系統、鏈條輸送系統、懸掛輸送系統），第5章、第6章、第7章分別介紹自動上下料系統（振盤、機械手、間歇輸送機構），第8章介紹自動機械中的一種特殊分度裝置——凸輪分度器，第9章、第10章分別介紹自動機械中的分隔與換向、定位與夾緊等輔助機構。由于自動機械是典型的模塊化結構，大量采用各種標準的基礎部件，因此第11章、第12章、第13章分別介紹自動機械中的典型直線運動系統（直線導軌、直線軸承、滾珠絲杠）。由于各種自動機械中大量采用同步帶傳動及鏈傳動，因此第14章介紹上述兩種典型傳動系統的設計與裝配。在熟悉上述機械結構組成部分的基礎上，第16章介紹各種典型自動化專機及自動化生產線的節拍設計原理與方法，使讀者初步掌握進行自動機械總體方案設計的過程與方法。為了使讀者更容易理解，在此之前在第15章對手工裝配流水線的設計過程進行專門介紹。全書的編寫以實際應用為原則，對有關的理論僅作簡單的介紹，重點介紹實際典型結構、具體的設計計算方法、部件選型步驟及方法、裝配調試要點等，每一部分都盡量結合實際工程對象（包括編者從事過的設計與研究項目）進行介紹，配以大量的工程圖片、工程案例和例題，為讀者提供直觀的模仿素材。
全書編寫過程中，深圳職業技術學院的有關領導對本書的編寫給予了大力支持，中國科學院陽如昆研究員對本書的編寫提出了十分寶貴的意見，對全書進行了詳細的審核并作序，深圳職業技術學院機電學院朱梅老師提出了部分有益的建議，湖南師范大學鄒竹英副教授對全書作了詳細的文字校對與修改。日本THK公司北京辦事處、日本NSK公司深圳辦事處、日本IKO公司深圳代表處、日本三共制作所深圳代表處、天津太敬機電技術有限公司等單位對于本書的編寫也給予了大力支持，在此謹向他們表示衷心的感謝！
限于編者水平，加上本課程屬于新課程，書中難免存在不妥甚至錯誤之處，希望有關專家及讀者提出寶貴意見。
第1章緒論1
1.1實現制造自動化的意義1
1.2國內外制造自動化的水平與現狀5
1.3本課程的主要內容8
1.4本課程的學習方法10
思考題與習題13
第2章自動機械的結構組成與工作流程14
2.1自動機械分類14
2.2自動機械的典型結構組成17
2.3自動機械的典型工作流程23
2.4自動機械的設計制造流程24
思考題與習題27
第3章皮帶輸送線結構原理與設計應用28
3.1皮帶輸送線的特點及工程應用28
3.2皮帶輸送線的結構原理與實例31
3.3皮帶輸送線設計要點34
3.4皮帶輸送線負載能力分析39
3.5皮帶輸送線電機選型計算實例42
3.6皮帶輸送線的調整與使用維護45
3.6.1皮帶打滑與跑偏現象及其調整45
3.6.2皮帶輸送線的日常檢查與維護47
思考題與習題48
第4章鏈條輸送線設計原理與應用49
4.1鏈條輸送線主要類型及工程應用49
4.2倍速鏈輸送線50
4.2.1倍速鏈的結構及工作原理50
4.2.2倍速鏈輸送線的結構及工程應用55
4.3平頂鏈輸送線61
4.3.1平頂鏈的結構與工作原理61
4.3.2平頂鏈輸送線的結構及工程應用64
4.4懸掛鏈輸送線65
思考題與習題69
第5章振盤送料裝置70
5.1振盤的功能與特點70
5.1.1振盤的功能70
5.1.2振盤的應用場合70
5.1.3振盤的特點71
5.2振盤的結構與工作原理72
5.2.1振盤的力學原理72
5.2.2振盤的結構與工作原理73
5.2.3振盤的定向原理75
5.2.4振盤的派生產品——直線送料器82
5.2.5振盤的緩沖功能83
5.3振盤的出料速度要求85
5.4振盤的故障排除方法與維護87
5.5振盤工程應用實例89
5.6適合采用振盤送料的工件實例91
5.7面向振盤送料及自動裝配的零件設計93
思考題與習題96
第6章機械手結構原理與設計應用97
6.1機械手的功能與工程應用97
6.1.1機械手的定義97
6.1.2機械手的功能98
6.1.3機械手的典型應用99
6.2機械手的典型運動及結構模式100
6.2.1單自由度擺動機械手100
6.2.2二自由度平移機械手101
6.2.3二自由度擺動機械手102
6.2.4三自由度機械手104
6.3機械手典型結構組成107
6.3.1三自由度機械手的典型結構107
6.3.2機械手的結構共性111
6.4機械手主要性能要求118
6.5機械手的緩沖結構120
思考題與習題126
第7章間歇送料裝置127
7.1間歇送料裝置的功能與應用127
7.2槽輪機構的結構與應用130
7.3棘輪機構的結構與應用135
7.4棘爪機構的結構與應用137
7.5自動機械中的其他間歇送料機構138
思考題與習題141
第8章凸輪分度器原理與應用142
8.1凸輪分度器的功能142
8.2凸輪分度器的工作原理144
8.3凸輪分度器典型工程應用147
8.4凸輪分度器的節拍分析154
8.5凸輪分度器的選型156
8.5.1凸輪分度器的選型步驟157
8.5.2凸輪分度器選型實例166
8.6凸輪分度器的配套設計及裝配調試172
思考題與習題178
第9章工件的分隔與換向180
9.1工件的暫存與分隔180
9.1.1工件的暫存181
9.1.2工件的分隔184
9.1.3典型工件的分料機構185
9.2工件的定向與換向197
9.2.1工件的定向與換向197
9.2.2定向與換向的方法198
思考題與習題206
第10章工件的定位與夾緊207
10.1工件的定位208
10.1.1定位的基本原理208
10.1.2定位的基本方法211
10.1.3自動機械中的定位機構設計214
10.2工件的夾緊222
10.2.1夾緊機構的原理與設計原則222
10.2.2自動機械中的典型夾緊方法與機構224
思考題與習題232
第11章直線導軌機構原理與設計應用233
11.1直線運動系統綜述233
11.1.1直線運動系統在自動機械中的作用233
11.1.2直線運動系統的結構組成234
11.2直線導軌機構結構與工作原理237
11.2.1直線導軌機構的用途237
11.2.2直線導軌機構的結構與工作原理238
11.2.3直線導軌機構的特點239
11.3直線導軌機構的使用方式241
11.4直線導軌機構的選型256
11.4.1直線導軌機構選型步驟256
11.4.2直線導軌機構選型實例263
11.5直線導軌機構的裝配調整與維護266
思考題與習題272
第12章直線軸承原理與設計應用274
12.1直線軸承結構與工作原理274
12.1.1直線軸承的用途274
12.1.2直線軸承的結構與工作原理275
12.1.3直線軸承的特點276
12.2直線軸承的使用方式277
12.2.1直線軸承的典型安裝方式277
12.2.2直線軸與直線軸承的相對運動方式281
12.2.3同時使用的直線軸與直線軸承數量282
12.2.4直線軸承的承載能力與載荷方向284
12.3直線軸承的選型286
12.3.1直線軸承的選型步驟286
12.3.2直線軸承選型實例290
12.4直線軸承配套件的設計291
12.5直線軸承的裝配調整與維護294
思考題與習題295
第13章滾珠絲杠機構原理與設計應用297
13.1滾珠絲杠機構結構與工作原理297
13.1.1滾珠絲杠機構的用途297
13.1.2滾珠絲杠機構的結構與工作原理298
13.2滾珠絲杠機構的端部支承設計302
13.2.1滾珠絲杠機構的端部支承方式302
13.2.2滾珠絲杠機構的裝配附件及其選型308
13.3滾珠絲杠機構的選型與計算311
13.3.1滾珠絲杠機構選型計算步驟311
13.3.2滾珠絲杠機構選型實例333
13.4滾珠絲杠機構的裝配調整與維護340
13.4.1滾珠絲杠機構的裝配調整340
13.4.2滾珠絲杠機構的使用維護344
思考題與習題345
第14章自動機械傳動系統設計347
14.1同步帶傳動原理與設計應用348
14.1.1同步帶傳動在自動機械中的應用348
14.1.2同步帶傳動結構原理349
14.1.3同步帶傳動選型設計步驟與選型實例352
14.1.4同步帶傳動機構的安裝調整與使用維護358
14.2鏈傳動原理與設計應用361
14.2.1鏈傳動在自動機械中的應用362
14.2.2鏈傳動結構原理362
14.2.3鏈傳動設計選型步驟與選型實例365
14.2.4鏈傳動系統的安裝調整與使用維護370
思考題與習題373
第15章手工裝配流水線節拍分析與工序設計375
15.1手工裝配流水線的基本結構375
15.2手工裝配流水線節拍分析380
15.3手工裝配流水線工序設計與工人數量計算382
思考題與習題389
第16章自動機械節拍分析與工序設計390
16.1由單個裝配工作站組成的自動化專機節拍分析391
16.2間歇回轉分度式自動化專機節拍分析與設計399
16.2.1間歇回轉分度式自動化專機的節拍時間與生產效率399
16.2.2提高間歇回轉分度式自動化專機生產效率的途徑403
16.2.3電機的配套設計404
16.2.4節拍時間的變化與調整405
16.3連續回轉式自動化專機節拍分析406
16.4自動化機械加工生產線結構組成及節拍分析409
16.4.1自動化機械加工生產線結構組成409
16.4.2自動化機械加工生產線節拍分析412
16.5自動化裝配生產線結構組成及節拍分析415
16.5.1自動化裝配生產線結構組成415
16.5.2自動化裝配生產線節拍分析417
16.6自動化生產線工序設計420
16.7自動機械優化設計426
思考題與習題428
參考文獻429
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