木工機(jī)床課程設(shè)計(jì)MB106A進(jìn)給系統(tǒng)有級(jí)變速裝置設(shè)計(jì)

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1、1緒論 1.1 木工機(jī)床課程設(shè)計(jì)目的和內(nèi)容 (1)木工機(jī)床課程設(shè)計(jì)目的 木工機(jī)床課程設(shè)計(jì)是《木工機(jī)床設(shè)計(jì)》課程的一個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，其目的在于，通過機(jī)床的傳動(dòng)設(shè)計(jì)，使學(xué)生受到方案比較、結(jié)構(gòu)分析、零件計(jì)算、機(jī)械制圖、技術(shù)條件編寫及技術(shù)資料查閱的綜合訓(xùn)練，培養(yǎng)初步具有機(jī)床部件的設(shè)計(jì)能力。 (2)木工機(jī)床課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 包括以下幾項(xiàng)： 1）傳動(dòng)設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)題目給定的設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)確定其他有關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，選定各級(jí)轉(zhuǎn)速值；通過分析比較，選擇傳動(dòng)方案；擬定結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)網(wǎng)，擬定轉(zhuǎn)速圖；確定齒輪及帶輪直徑；繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖。 2）動(dòng)力設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)題目給定的機(jī)床類型和電動(dòng)機(jī)功率，確定各傳動(dòng)件的轉(zhuǎn)速，

2、初定傳動(dòng)軸直徑、齒輪模數(shù)，確定傳動(dòng)帶型號(hào)及根數(shù)；裝備草圖完成后要驗(yàn)算傳動(dòng)件（傳動(dòng)軸、主軸、齒輪、滾動(dòng)軸承）的強(qiáng)度、剛度和壽命。 3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 完成傳動(dòng)設(shè)計(jì)和動(dòng)力設(shè)計(jì)后，要將主傳動(dòng)方案“結(jié)構(gòu)化”，設(shè)計(jì)進(jìn)給變速箱裝備圖及零件工作圖，側(cè)重進(jìn)行傳動(dòng)軸組件、變速機(jī)構(gòu)、操縱機(jī)構(gòu)、箱體、潤滑與密封，以及傳動(dòng)軸和滑移齒輪零件等的設(shè)計(jì)。 1.2 木工機(jī)床課程設(shè)計(jì)要求 木工機(jī)床課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容體現(xiàn)在設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)計(jì)算說明說中，因此圖紙和說明說的質(zhì)量應(yīng)并重。其具體要求如下： （1）進(jìn)給變速箱部件裝備圖 它用以表明該部件的結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)工作原理，零件的功用、形狀、尺寸、位置、相互連接方法、配合及傳動(dòng)關(guān)系等。進(jìn)給變速

3、箱轉(zhuǎn)配圖通常由外觀圖、展開圖和若干橫向剖式圖等組成。若受學(xué)時(shí)所限，可以繪制展開圖和主要橫向剖視圖。 在裝配圖上，零件要標(biāo)注件號(hào)、參數(shù)及數(shù)量，各軸要標(biāo)注軸號(hào)。展開圖上標(biāo)注各傳動(dòng)軸組件的主要配合尺寸（如軸承、花鍵等），還要標(biāo)注一個(gè)能影響軸向裝備尺寸的軸向尺寸鏈。橫向剖視圖應(yīng)完整表達(dá)一個(gè)操縱機(jī)構(gòu)，標(biāo)注嚙合齒輪的中心距及公差，標(biāo)注主要零件輪廓尺寸，定位及聯(lián)系尺寸等。裝配圖的方案和結(jié)構(gòu)要合理，圖面整潔清晰，尺寸標(biāo)注正確，符合國家標(biāo)準(zhǔn)。 （2）零件工作圖 繪制若干個(gè)零件（如傳動(dòng)軸、滑移齒輪等）工作圖，應(yīng)能正確表達(dá)零件的結(jié)構(gòu)形狀、材料及熱處理，尺寸公差和形位公差、表面粗糙度和技術(shù)條件等，符

4、合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。 （3）設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 時(shí)機(jī)計(jì)算說明書是對(duì)設(shè)計(jì)部件的性能、主要結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)等方面進(jìn)行分析及理論計(jì)算的技術(shù)文件，應(yīng)論證合理，論據(jù)充分，計(jì)算正確，條例清晰，文句通順，標(biāo)點(diǎn)正確，圖標(biāo)清晰，字跡工整；篇幅不少于5000字，一律采用國家法定計(jì)量單位，引用參考文獻(xiàn)的有關(guān)結(jié)論及公式用方括號(hào)注出。其主要內(nèi)容：概述（機(jī)床的用途、使用范圍、主要技術(shù)參數(shù)及特點(diǎn)等，同類機(jī)床對(duì)比分析）；運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)；動(dòng)力設(shè)計(jì)（包括零件的初算及驗(yàn)算）；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（主要結(jié)構(gòu)的分析、操縱機(jī)構(gòu)、潤滑劑密封方式的說明）；其他（另需說明或論證的有關(guān)問題）；參考文獻(xiàn)。 1.3 木工機(jī)床課程設(shè)計(jì)的任務(wù) 1.3.1 設(shè)計(jì)的題目 將MB1

5、06A進(jìn)給系統(tǒng)中的無級(jí)變速裝置該為六級(jí)有級(jí)變速裝置，并進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算。 1.3.2 設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù) 加工木料最大寬度 600mm 加工木料最大厚度 200mm 最小刨削長度 290mm 最大刨削厚度 5mm 刀頭切削園直徑 128mm 刀軸轉(zhuǎn)速 6000r/min 刀片數(shù) 4片 進(jìn)料輥筒直徑 90mm 進(jìn)料速度 7—32m/min 主電機(jī)功率 5.5kw 加

6、工材種 軟、硬雜木 木材含水率 10%---15% 1.3.3 課程設(shè)計(jì)的工作量 （1）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 a.機(jī)床用途說明 b.運(yùn)動(dòng)計(jì)算——擬定結(jié)構(gòu)圖，轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖 c.動(dòng)力計(jì)算——通過計(jì)算，決定進(jìn)給電機(jī)功率和主要零件的尺寸和材料 d.設(shè)計(jì)方案的分析比較 （2）設(shè)計(jì)圖紙 a.繪制進(jìn)給變速箱體圖1張，表明齒輪傳動(dòng)關(guān)系，操縱機(jī)構(gòu)的裝配關(guān)系和工作位置關(guān)系 b.繪制主要零件工作圖1張 c.繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖1張 1.3.4 課程設(shè)計(jì)的時(shí)間安排 木工機(jī)床課程設(shè)計(jì)的時(shí)

7、間為3周 （1）分析題目、并擬定設(shè)計(jì)方案 8% （2）初步計(jì)算零件 8% （3）初步繪制部件裝配圖 40% （4）驗(yàn)算主要零件 10% （5）繪制主要零件工作圖 10% （6）修訂裝配圖 4% （7）編寫說明書 10% （8）考查 10%

8、 1.4 木工機(jī)床課程設(shè)計(jì)步驟 （1）設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作 根據(jù)給定的設(shè)計(jì)題目，應(yīng)明確設(shè)計(jì)任務(wù)、內(nèi)容、要求和步驟。擬定工作計(jì)劃；手機(jī)查閱技術(shù)資料；對(duì)1—2臺(tái)同類機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)部件進(jìn)行分析研究、做到理解、消化并能有所改進(jìn)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)構(gòu)思。 （2）傳動(dòng)設(shè)計(jì) （3）傳動(dòng)件選擇及初算 繪制裝配草圖之前，需要初步定出各傳動(dòng)件的結(jié)構(gòu)尺寸，如傳動(dòng)軸的直徑、齒輪的模數(shù)及寬度、v帶的型號(hào)及根數(shù)、滾動(dòng)軸承的類型及配置等。 （4）繪制部件的裝配草圖 （5）零件驗(yàn)算 零件的位置和尺寸確定之后，即可分析其受力狀態(tài)，并進(jìn)行較為精確的驗(yàn)算，驗(yàn)算指定的零件及其項(xiàng)目，一般可以驗(yàn)算傳動(dòng)軸彎曲剛度及抗振性、花鍵軸側(cè)擠壓應(yīng)

9、力、直齒圓柱齒輪疲勞強(qiáng)度、滾動(dòng)軸承疲勞壽命等。 （6）加深部件裝配圖 根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果修改草圖，進(jìn)一步完善草圖，經(jīng)審查同意后，按制圖標(biāo)準(zhǔn)加深裝配圖。要先畫展開圖，后畫橫向剖視圖，必要時(shí)還要交叉進(jìn)行，并按要求完成部件裝配圖 （7）繪制零件圖 （8）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 設(shè)計(jì)過程中的計(jì)算與分析要及時(shí)整理，待圖紙完成后，要對(duì)說明書草稿進(jìn)行認(rèn)真修改，抄清完成。 1.5 木工機(jī)床課程設(shè)計(jì)指導(dǎo) 在木工機(jī)床課程設(shè)計(jì)過程中，學(xué)生應(yīng)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立進(jìn)行工作，指導(dǎo)教師要充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，要啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考，認(rèn)真主動(dòng)地查閱文獻(xiàn)資料，注意培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。同時(shí)，教師應(yīng)認(rèn)真負(fù)責(zé)，注意審閱

10、。課程設(shè)計(jì)要分段進(jìn)行，審閱后才能轉(zhuǎn)入下階段的工作。特別注意方案和結(jié)構(gòu)上的原則性問題，要把集中布置和個(gè)別指導(dǎo)結(jié)合起來，集中布置壓迫強(qiáng)調(diào)共性問題，如介紹木工機(jī)床課程設(shè)計(jì)的目的、要求、內(nèi)容及工作量；運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)步驟；進(jìn)給變速箱展開圖草圖、橫向剖視圖草圖繪制，零件驗(yàn)算；進(jìn)給變速箱裝配圖加深，零件工作圖繪制及設(shè)計(jì)計(jì)算說明書編寫，以及布置有關(guān)答辯事項(xiàng)等。 2 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 2.1 選擇傳動(dòng)方案 應(yīng)根據(jù)機(jī)床的使用要求和結(jié)構(gòu)性能綜合考慮，參考同類型機(jī)床，合理選擇傳動(dòng)方案并加以論證，初步擬出傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖。 （1）選擇傳動(dòng)布局 選擇集中傳動(dòng)式或者分離傳動(dòng)式 （2）選擇變速方式 變速方式分為

11、無級(jí)和有級(jí)變速，本課程設(shè)計(jì)要求選用有級(jí)變速方式，變速裝置可選用滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)、交換齒輪變速機(jī)構(gòu)或者離合器變速機(jī)構(gòu)。也可以把上述方法組合使用，本方案選用滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)，選擇布局方式如圖2-1 圖2-1 分離傳動(dòng)式布局 2.2 進(jìn)給電機(jī)的選擇(P29) 根據(jù)工作要求運(yùn)用木材切削原理有關(guān)知識(shí)進(jìn)行進(jìn)給電動(dòng)機(jī)型號(hào)選擇如下： 進(jìn)給速度v=7~32m/min 進(jìn)料滾筒直徑d= 90mm 變速范圍 該結(jié)構(gòu)為六級(jí)變速，故Z=6 公比， 取標(biāo)準(zhǔn)值 查表2-2知各級(jí)轉(zhuǎn)速如下： ,,,,, 動(dòng)力設(shè)計(jì)：

12、進(jìn)給功率 (1)被加工材料為軟木（以松木為例） 式中 其中 當(dāng)切削厚度e<0.1mm時(shí)為薄切削，e0.1mm時(shí)為厚切削 由最大切削厚度為5mm知薄切削與厚切削均要滿足。 厚切削時(shí)， 摩擦系數(shù)0,25~0.3 選0.3 摩擦角θ=15°~17° 取 為不同含水率條件下的修正系數(shù)，故查表1-3【2】取1.05 修正系數(shù)，切削刃的變鈍程度用工作時(shí)數(shù)T 表示 由表1-1選 由刀軸轉(zhuǎn)速6000r/min，刀軸直徑128mm知切削速度 由表1-2選得切削松木 =0.020 =0.007 =0.55 =0.0022δ

13、 =0.074 =0.020 =1.9 =0.42 由刨削厚度知 齒距，由 故每齒進(jìn)給量 刨削寬度b取600mm（原始數(shù)據(jù)） 薄切削時(shí)由最大刨削厚度0.1知 可得 可知，薄切削遠(yuǎn)小于厚切削時(shí)的切削力，可不予考慮 又有 其中 (1) 被加工材料為硬木（以櫟木為例） 取3mm， u取15m/min 取0.70 由軟木，硬木知選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)選用軟木的切削力 =1185.45 =0.63224 采用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)Y100L-6 電機(jī)參數(shù)：同步轉(zhuǎn)速n

14、=940r/min,額定功率。 2.3 傳動(dòng)原理 最小轉(zhuǎn)速: 最大轉(zhuǎn)速： 變速范圍： 公 比： 取=1.41 選取轉(zhuǎn)速：22.4，31.5，45，63，90，125. 結(jié)構(gòu)式：6=31×23， 6=21×32， 6=23×31， 6=32×21 由降速“前慢后快”，級(jí)數(shù)排列“前多后少”，轉(zhuǎn)速分布“前密后疏”，轉(zhuǎn)速變換“升早降晚”， 選擇：結(jié)構(gòu)式為：6=31×23 結(jié)構(gòu)網(wǎng)和轉(zhuǎn)速圖依次分別如下：【1】 圖2-2 結(jié)構(gòu)網(wǎng)圖

15、 圖2-3 轉(zhuǎn)速圖 確定齒輪齒數(shù) 根據(jù)轉(zhuǎn)速分布圖進(jìn)行計(jì)算各傳動(dòng)副齒輪的齒數(shù) A組傳動(dòng)副齒輪齒數(shù)的選擇，查表3-1得 表1 A組傳動(dòng)副齒輪齒數(shù)的選擇 傳動(dòng)比 小齒數(shù) 大齒數(shù) 72 36 36 72 30 42 72 24 48 B組傳動(dòng)副齒輪齒數(shù)的選擇，查表3-1【1】得 表2 B組傳動(dòng)副齒輪齒數(shù)的選擇 傳動(dòng)比 小齒數(shù) 大齒數(shù) 68 34 34 68 18 50 傳動(dòng)原理圖如下 圖3-2水平面內(nèi)分析 垂直面內(nèi) 圖3-3垂直面內(nèi)分析

16、 合成彎矩圖 圖3-4彎矩圖 圖3-6當(dāng)量彎矩圖 因齒輪單向回轉(zhuǎn)，視扭矩為脈動(dòng)循環(huán) 最大危險(xiǎn)處為C點(diǎn)處，其當(dāng)量彎矩 彎曲應(yīng)力 由表6-4【4】查得，對(duì)于45號(hào)鋼 故軸的強(qiáng)度足夠 2.4 軸承壽命的計(jì)算 在變速系統(tǒng)中，2軸的最高轉(zhuǎn)速為500r/min，轉(zhuǎn)速最高承受的徑向力較大。所以對(duì)軸2軸承進(jìn)行校核 A點(diǎn)受力 , D點(diǎn)受力 A點(diǎn)徑向載荷 B點(diǎn)徑向載荷 B點(diǎn)徑向載荷 A點(diǎn)徑向載荷,故按B點(diǎn)處軸承計(jì)算軸承壽命。 由于工作溫度低于120°，由表7-7【4】

17、查得 由此可求得 2.5 鏈輪的設(shè)計(jì) （1） 確定計(jì)算功率 查表3-6【4】取工況系數(shù), 可得 得 p=1.315kw （2） 選擇鏈輪齒數(shù) 1） 根據(jù)傳動(dòng)比i = 3,查表3-6得，取 2） 大鏈輪齒數(shù) ,?。ㄅ紨?shù)） 3） 實(shí)際傳動(dòng)比 4） 驗(yàn)算傳動(dòng)比 =4%<5% 合格 （3） 初定中心距 （4） 確定鏈節(jié)數(shù) 取偶數(shù)Lp=130 （5） 計(jì)算額定功率 1） 采用單排鏈，查3-4 表 2） 小鏈輪齒數(shù)系數(shù) (查表3-5【4】) 3） 鏈長系數(shù)

18、 (按圖3.13【4】曲線1查找) 4） 計(jì)算額定功率 （6） 確定鏈條節(jié)距 由和，查圖3.12【4】，選單排08A滾子鏈， 油表3-1【4】查得，鏈節(jié)距p=12.7mm。 （7） 驗(yàn)算鏈速 合格 （8） 計(jì)算實(shí)際中心距 （9） 確定鏈條長度 （10） 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小鏈輪直徑 2.6 鍵的選擇 均選普通平鍵A型鍵 表3-1 鍵的選擇 鍵的位置 型號(hào)尺寸 帶輪小輪 6×5×19 齒數(shù)30齒輪 8×8×18 齒數(shù)24齒輪 8×8

19、×18 齒數(shù)36齒輪 8×8×18 齒數(shù)18齒輪 10×8×28 齒數(shù)34齒輪 10×8×28 鏈輪小輪 8×10×36 2.7 螺栓及其相關(guān)件的選擇 附件尺寸均參考對(duì)應(yīng)螺釘或螺栓【5】 表3-1 螺栓的選擇 螺釘位置 型號(hào)尺寸 數(shù)量（個(gè)） 帶輪螺母 20M15 1 軸承端蓋螺釘 35M6 12 箱蓋鏈接螺栓 40M8 4 鏈輪螺母 25M30 1 窺孔蓋螺釘 16M8 8 3 操縱機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 選擇單獨(dú)操縱機(jī)構(gòu)，擺

20、動(dòng)式操縱機(jī)構(gòu)原理圖如圖【8】 圖4-1擺動(dòng)式操縱原理圖 設(shè)計(jì)步驟 （1） 三聯(lián)滑移齒輪操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)： L=96mm 考慮結(jié)構(gòu)形狀，取H=100mm 則得 滑塊長度取L=30mm R=H+e=100+5.76=105.76mm 得 所以滿足條件 （2） 雙聯(lián)滑移齒輪操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) L=82 考慮結(jié)構(gòu)形狀，取H=90mm 則得 滑塊高度取h=20mm R=H+e=90+4.76=94.76mm 可得 所以滿足條件。 4 變速箱的潤滑與密封 （1）潤滑 潤滑對(duì)機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)起著重要的作用，其作用為：控制摩擦、減少磨損、

21、降低溫度、防止腐蝕、保護(hù)金屬表面、密封作用、減震防噪等。 1軸承潤滑 該裝置軸承轉(zhuǎn)速較低，采用脂潤滑，滾動(dòng)軸承轉(zhuǎn)速n與其內(nèi)徑d乘積dn是選用脂潤滑的重要依據(jù)， 具體計(jì)算如下： 由于，所以該裝置采用脂潤滑。 據(jù)此選用鈉基脂或者鈣－鈉基脂。 2齒輪潤滑 據(jù)齒輪圓周速度 查表10-5 采用浸油潤滑。 3鏈輪潤滑 根據(jù)鏈輪速度和小齒輪齒數(shù)，用油刷或油壺定期潤滑。 （2）密封 為防止液體、氣體工作介質(zhì)或潤滑劑泄漏，防止灰塵、水分進(jìn)入潤滑部位必須設(shè)有密封裝置。密封不僅能大量節(jié)約潤滑劑，保證機(jī)器正常工作，提高機(jī)器壽命，而且改善工作環(huán)境，對(duì)工人健康有利。 箱體上下接合

22、面處采用密封膠，密封效果好，其他結(jié)合面處可加墊片以消除間隙起到密封作用。軸承蓋處密封采用氈圈密封。 5 課程設(shè)計(jì)感想 在x老師的耐心的、細(xì)致的指導(dǎo)下，我完成了課程設(shè)計(jì)的全部?jī)?nèi)容。通過本次三周的課程設(shè)計(jì)，我們提高了自己的綜合分析能力，明白了許多設(shè)計(jì)問題并獲得了一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。 在設(shè)計(jì)過程中，我進(jìn)行了部分零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算，查閱了相關(guān)專業(yè)書籍和設(shè)計(jì)手冊(cè)。將近三周的設(shè)計(jì)計(jì)算過程，使我們的設(shè)計(jì)水平和能力有了很大提高。同時(shí)，CAD和手繪作圖能力也在此次的課程設(shè)計(jì)中得到鍛煉。 本次課程設(shè)計(jì)是一次實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。通過對(duì)MB106A木工機(jī)床無級(jí)變速裝置的改進(jìn)設(shè)計(jì)，使我們受到了方案比較，結(jié)構(gòu)分

23、析，零件設(shè)計(jì)與計(jì)算，CAD輔助機(jī)械制圖，技術(shù)條件編寫及技術(shù)資料查找等方面的綜合訓(xùn)練，培養(yǎng)了木工機(jī)床變速裝置的設(shè)計(jì)能力。 再次感謝x老師的悉心指導(dǎo)！ 參考文獻(xiàn) [1] 花軍.現(xiàn)代木工機(jī)床設(shè)計(jì).哈爾濱:東北林業(yè)大學(xué)出版社.2004.10 [2] 花軍.現(xiàn)代木工機(jī)床結(jié)構(gòu).哈爾濱:東北林業(yè)大學(xué)出版社.2006.6        [3] 孫玉芹、孟兆新.機(jī)械精度設(shè)計(jì)基礎(chǔ).北京：科學(xué)出版社.2005.2 [4] 呂宏 機(jī)械設(shè)計(jì) 北京：北京大學(xué)出版社 2009.9 [5] 王連明 宋守玉 機(jī)

24、械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社2008.1 [6] 哈爾濱工業(yè)大學(xué).材料力學(xué).北京：高等教育出版社.2005.10 [7] 何名新、錢可強(qiáng).機(jī)械制圖.北京：高等教育出版社.2004.11 [8] 劉誠 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)出版社.2010.10 [9] 金維洙 木材切削與木工刀具 哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)出版社 2005.9    [8] 孔凌嘉 張春林 械制基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計(jì) 北京：北京理工大學(xué)出版社.2004.2 [9] 韓繼光 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)指南 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1996.2   18 / 18文檔可自由編輯打印