机械原理PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 机械原理的研究对象 1

1.1.1 机器 1

1.1.2 机构 1

1.2 本课程的内容、性质和任务 2

1.2.1 本课程的内容 2

1.2.2 本课程的性质 3

1.2.3 本课程的任务 3

1.3 机械原理学科的发展简介 3

第2章 平面机构的结构分析 4

2.1 运动副、运动链和机构 4

2.1.1 平面运动副 4

2.1.2 运动链和机构 5

2.2 平面机构的运动简图 6

2.2.1 机构运动简图的概念 6

2.2.2 平面机构运动简图的绘制 6

2.3 平面机构的自由度 9

2.3.1 平面机构自由度的确定 9

2.3.2 自由度计算中应注意的几个特殊问题 10

2.4 平面机构的组成原理和结构分析 13

2.4.1 杆组分析 13

2.4.2 平面机构的组成原理 14

2.4.3 平面机构的结构分类 14

2.4.4 高副低代 15

思考题与习题 15

第3章 平面机构的运动分析 17

3.1 机构运动分析的目的和方法 17

3.2 用速度瞬心法进行机构的速度分析 17

3.2.1 速度瞬心的意义 17

3.2.2 机构的瞬心数目 18

3.2.3 瞬心的求法 18

3.2.4 瞬心法在机构速度分析中的应用 19

3.3 用相对运动图解法做机构的运动分析 20

3.3.1 具有做平面运动构件的铰链四杆机构的速度和加速度分析 21

3.3.2 具有两构件组成移动副的平面六杆机构的速度和加速度分析 25

3.4 用解析法做机构的运动分析 28

思考题与习题 30

第4章 平面连杆机构及其设计 33

4.1 平面连杆机构及其传动特点 33

4.2 平面四杆机构的基本形式及其演化 33

4.2.1 平面四杆机构的基本形式 33

4.2.2 平面四杆机构的演化形式 35

4.3 平面四杆机构的主要工作特性 38

4.3.1 曲柄存在的条件 38

4.3.2 平面四杆机构的几个基本概念 39

4.4 平面连杆机构设计 43

4.4.1 用作图法设计连杆机构 43

4.4.2 用解析法设计四杆机构 47

4.4.3 用实验法设计四杆机构 48

思考题与习题 51

第5章 凸轮机构及其设计 54

5.1 凸轮机构的应用和分类 54

5.1.1 凸轮机构的应用 54

5.1.2 凸轮机构的分类 54

5.2 推杆的运动规律 56

5.2.1 凸轮机构的基本名词术语 56

5.2.2 从动件常用的运动规律 57

5.2.3 推杆运动规律的选择 60

5.3 图解法设计凸轮轮廓曲线 60

5.3.1 移动从动件的盘形凸轮 61

5.3.2 摆动从动件的盘形凸轮 63

5.3.3 滚子直动从动件圆柱凸轮轮廓设计 64

5.4 解析法设计凸轮轮廓曲线 64

5.4.1 滚子偏置直动从动件盘形凸轮机构 65

5.4.2 对心平底推杆盘形凸轮机构 65

5.4.3 摆动滚子推杆盘形凸轮机构 66

5.5 凸轮机构基本尺寸的确定 66

5.5.1 凸轮机构压力角与基圆半径的关系 66

5.5.2 其他尺寸参数的确定 68

思考题与习题 69

第6章 齿轮机构及其设计 71

6.1 齿轮机构的应用和分类 71

6.1.1 平面齿轮机构 71

6.1.2 空间齿轮机构 72

6.2 齿廓啮合基本定律 73

6.2.1 齿廓啮合基本定律 73

6.2.2 节圆 74

6.2.3 齿廓曲线选择 74

6.3 渐开线及其特性 75

6.3.1 渐开线的形成 75

6.3.2 渐开线的特性 75

6.3.3 渐开线方程式 76

6.3.4 渐开线齿廓啮合特性 78

6.4 渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸 79

6.4.1 外齿轮 79

6.4.2 齿条 82

6.4.3 内齿轮 82

6.5 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 83

6.5.1 一对渐开线齿轮正确啮合的条件 83

6.5.2 齿轮传动中心距及啮合角 84

6.6 渐开线直齿圆柱齿轮的重合度 87

6.6.1 渐开线直齿轮传动的啮合过程 87

6.6.2 渐开线齿轮连续传动的条件 88

6.6.3 重合度的计算 88

6.7 渐开线齿廓的切削加工、根切现象和最少齿数 90

6.7.1 齿轮加工的基本原理 90

6.7.2 用标准齿条型刀具加工标准齿轮 93

6.7.3 渐开线齿廓的根切现象 94

6.7.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的最少齿数 95

6.8 变位齿轮 96

6.8.1 齿轮变位问题的提出 96

6.8.2 齿轮的变位 96

6.8.3 不根切的最小变位系数 98

6.8.4 变位齿轮的几何尺寸 99

6.8.5 变位齿轮传动 99

6.9 斜齿圆柱齿轮机构 103

6.9.1 斜齿圆柱齿轮齿面的形成 103

6.9.2 标准斜齿圆柱齿轮传动的几何尺寸计算 104

6.9.3 斜齿圆柱齿轮的当量齿数 106

6.9.4 斜齿圆柱齿轮机构的啮合传动 107

6.10 圆锥齿轮机构 109

6.10.1 圆锥齿轮特点和类型 109

6.10.2 直齿圆锥齿轮齿廓的形成 110

6.10.3 直齿圆锥齿轮传动的基本参数和几何尺寸计算 112

6.10.4 直齿圆锥齿轮的啮合传动 114

6.11 蜗杆蜗轮机构 114

6.11.1 普通圆柱蜗杆和蜗轮的形成及其啮合传动 115

6.11.2 圆柱蜗杆蜗轮机构的设计计算 116

思考题与习题 119

第7章 轮系及其设计 122

7.1 轮系的分类 122

7.1.1 定轴轮系 122

7.1.2 周转轮系 122

7.1.3 复合轮系 124

7.2 定轴轮系的传动比 124

7.2.1 平面定轴轮系的传动比计算 125

7.2.2 空间定轴轮系的传动比计算 126

7.3 周转轮系的传动比 127

7.3.1 周转轮系传动比的计算 127

7.3.2 应用举例 129

7.3.3 周转轮系传动比计算小结 132

7.4 复合轮系的传动比 132

7.4.1 复合轮系的传动比 132

7.4.2 应用举例 133

7.5 轮系的功用 134

7.5.1 实现变速和换向传动 135

7.5.2 传递相距较远的两轴之间的转动 135

7.5.3 获得大的传动比 135

7.5.4 用作运动的合成及分解 136

7.5.5 实现结构紧凑的大功率传动 137

7.6 行星轮系的若干基本知识 138

7.6.1 行星轮系的效率 138

7.6.2 行星轮系中各轮数的确定 140

7.7 几种特殊的行星传动简介 142

7.7.1 渐开线少齿差行星传动 142

7.7.2 摆线针轮行星传动 143

7.7.3 谐波齿轮传动 144

思考题与习题 144

第8章 其他常用机构 149

8.1 棘轮机构 149

8.1.1 棘轮机构的特点及工作原理 149

8.1.2 棘轮机构的类型及应用 149

8.1.3 棘轮机构的设计要点 152

8.2 槽轮机构 152

8.2.1 槽轮机构的特点及工作原理 152

8.2.2 槽轮机构的类型及应用 153

8.2.3 槽轮机构的运动系数及运动特性 154

8.2.4 槽轮机构的几何尺寸计算 156

8.3 凸轮式间歇运动机构 157

8.3.1 凸轮式间歇运动机构的组成和工作原理 157

8.3.2 凸轮式间歇运动机构的特点及应用 157

8.3.3 凸轮式间歇运动机构的类型设计要点 157

8.4 不完全齿轮机构 158

8.4.1 不完全齿轮机构的工作原理及特点 158

8.4.2 不完全齿轮机构的类型及应用 159

8.4.3 不完全齿轮机构的设计要点 160

8.5 万向铰链机构 161

8.5.1 单万向铰链机构 161

8.5.2 双万向铰链机构 162

思考题与习题 162

第9章 平面机构的力分析 164

9.1 平面机构力分析的目的和方法 164

9.1.1 作用在机械上的力 164

9.1.2 机构力分析的目的和方法 164

9.2 平面机构的静力分析 165

9.2.1 杆组的静定条件 165

9.2.2 平面机构的静力分析 166

9.3 构件惯性力的确定 167

9.3.1 做平面复合运动的构件 167

9.3.2 做直线移动的构件 168

9.3.3 绕通过质心的轴转动的构件 168

9.3.4 绕不通过质心的轴转动的构件 168

9.4 平面机构的动态静力分析 170

思考题与习题 172

第10章 机械中的摩擦和机械效率 174

10.1 运动副中的摩擦 174

10.1.1 移动副中的摩擦 174

10.1.2 斜面摩擦与螺旋副中的摩擦 176

10.1.3 转动副中的摩擦力 177

10.1.4 平面高副中摩擦力的确定 179

10.2 考虑摩擦时机构的受力分析 180

10.3 机械的效率 181

10.3.1 机械效率的定义 181

10.3.2 机械效率的确定 181

10.4 机械的自锁 184

10.4.1 机械自锁的概念、意义和条件 184

10.4.2 机械自锁条件的确定 185

思考题与习题 187

第11章 平面机械的平衡 191

11.1 概述 191

11.1.1 回转件的平衡 191

11.1.2 机械在机架上的平衡 191

11.2 刚性回转件的平衡 192

11.2.1 回转件的静平衡计算 192

11.2.2 回转件的动平衡计算 193

11.3 刚性回转件的平衡实验 195

11.3.1 静平衡实验 195

11.3.2 动平衡实验 196

11.3.3 回转件的许用不平衡量 196

思考题与习题 198

第12章 机械的运转及其速度波动的调节 200

12.1 概述 200

12.1.1 机械运转的三个阶段 200

12.1.2 作用在机械上的驱动力和生产阻力 201

12.2 机械的运动方程 201

12.2.1 机械运动方程的一般表达式 201

12.2.2 机械系统的等效动力学模型 203

12.2.3 运动方程式的推导 205

12.3 机械速度波动的调节方法 206

12.3.1 周期性速度波动 206

12.3.2 非周期性速度波动 207

12.4 机械运转的平均速度和不均匀系数 207

12.5 飞轮设计的近似方法 208

12.5.1 飞轮调速的基本原理 208

12.5.2 飞轮转动惯量的近似计算 208

12.5.3 飞轮尺寸的确定 209

思考题与习题 210

参考文献 211