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目录 3

第1篇 机械运动及其产生和变换 3

第1章 绪论 3

1.1 机械、机构和机器 3

1.2　机械原理学科的形成和发展概况 3

第2章　构件、约束和运动副 6

2.1　构件及其分类 6

2.2　构件的运动约束 7

2.2.1 构件的自由度与约束 7

2.2.2 日常生活中的各种机械约束 8

2.2.3　约束力 9

2.2.4　构件运动约束的设计 9

2.3　运动副及其分类 10

2.3.1 运动副 10

2.3.2　运动副的分类 11

思考题及习题 12

第3章　机械系统常用的驱动和运动传递变换装置 15

3.1 电动机 15

3.1.1 电动机的基本原理与分类 15

3.1.2　驱动电动机的机械特性曲线及其控制 16

3.1.3　控制电动机 17

3.2　内燃机 18

3.2.1 内燃机的基本原理 18

3.2.2　内燃机的特性曲线 18

3.3　液压传动 19

3.3.1　液压传动的基本原理和特性 19

3.3.2　液压传动系统的组成 20

3.4　气压传动 20

3.5　其他新型驱动装置 21

3.6.1　低副机构 22

3.6　机械传动简介 22

3.6.2 高副机构 23

3.6.3　挠性传动机构 24

3.6.4　组合机构 26

3.7 机构的设计过程 27

思考题及习题 30

第4章　机构的结构 31

4.1　运动链、机构 31

4.2　机构运动简图 31

4.3.2　机构拓扑图的关联矩阵和邻接矩阵 37

4.3.1 机构与机构的拓扑图 37

4.3　机构的数字存储 37

4.4　机构的自由度 38

4.4.1 机构自由度的概念 38

4.4.2　机构的自由度与原动件数 39

4.4.3 机构自由度的计算公式 39

4.4.4　过约束 44

4.5　机构的组成原理 44

4.5.1 基本杆组 44

4.5.3　机构的组成 45

4.5.2　平面基本杆组的形式 45

4.5.4　机构的级 46

4.6　机构的变形与同构 47

4.6.1 再生运动链法 48

4.6.2　同构机构 50

思考题及习题 50

第2篇 机械系统的运动分析和设计 57

第5章　速度瞬心及其应用 57

5.1 速度瞬心的概念及其确定方法 57

5.1.1　速度瞬心的概念 57

5.1.2　构件速度瞬心的确定 57

5.2　速度瞬心在机构速度分析中的应用 58

5.3　瞬心线和瞬心线机构 59

5.4　共轭曲线和共轭曲线机构 60

5.5　在机构运动和结构分析中的高副低代 60

思考题及习题 61

第6章　平面连杆机构的运动分析和设计 64

6.1 平面连杆机构及其应用 64

6.2　平面连杆机构的基本运动特性 67

6.2.1 曲柄存在的条件 67

6.2.2　摇杆的极限位置和机构的急回运动特性 68

6.3　连杆机构的演化 69

6.4　平面连杆机构运动分析的解析法 72

6.4.1 机构运动分析和设计解析法中方程组的求解方法 72

6.4.2　平面连杆机构正运动学分析的直角坐标法 74

6.4.3　平面连杆机构的逆运动学分析 79

6.5　运动副间隙对机构运动的影响 80

6.6　平面连杆机构的运动设计 80

6.6.1 连杆机构运动设计的图解法 81

6.6.2　平面连杆机构运动设计的位移矩阵法 84

6.6.3　机构设计中应检验的运动学条件 90

思考题及习题 92

7.1 凸轮机构的组成及其应用 98

第7章　凸轮机构的运动设计 98

7.2 凸轮机构从动件运动规津的设计 99

7.3 凸轮轮廓曲线的设计 102

思考题及习题 105

第8章　齿轮机构与轮系的运动分析和设计 108

8.1 齿廓啮合的基本定津和共轭齿廓 108

8.2　渐开线直齿圆柱齿轮传动 109

8.2.1 渐开线的形成及其性质 109

8.2.2　渐开线齿轮传动的特点 110

8.2.3　渐开线直齿圆柱齿轮和齿条的几何尺寸、加工方法和基本参数 111

8.2.4　渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 116

8.2.5　渐开线直齿圆柱齿轮传动的运动设计 120

8.3　斜齿圆柱齿轮传动 121

8.3.1　斜齿轮的端面和法面 121

8.3.2　斜齿轮的啮合传动 123

8.4　蜗杆蜗轮传动 124

8.4.1 阿基米德蜗杆和蜗轮的加工方法和中间平面 125

8.4.2　蜗杆蜗轮的啮合传动 126

8.5　直齿圆锥齿轮传动 127

8.5.1　背锥和当量齿轮 127

8.5.2　直齿圆锥齿轮几何尺寸的计算及其啮合传动 128

8.6　轮系的运动分析和设计 129

8.6.1 定轴轮系的运动分析和设计 129

8.6.2　周转轮系的运动分析和设计 132

8.6.3 混合轮系的运动分析和设计 135

思考题及习题 137

第9章 其他常用机构的运动分析和设计 142

9.1 间歇运动机构 142

9.1.1 棘轮机构 142

9.1.2　槽轮机构 143

9.2　螺旋机构 144

9.1.3　不完全齿轮机构 144

9.3　空间连杆机构 145

9.3.1 空间机构中的构件及其连接的描述 145

9.3.2　坐标变换及其在空间机构运动学中的应用 146

思考题及习题 147

第3篇 机械系统的静力与动力分析和设计 151

第10章　机械系统的静力分析和设计 151

10.1 压力角和传动角 151

10.2 死点 155

10.3　机械中的摩擦、自锁和效率 156

10.3.1 运动副中的摩擦和自锁 156

10.3.2　考虑运动副摩擦时机构的力分析 162

10.3.3　机械的效率和自锁 163

思考题及习题 166

第11章　机械系统的动力分析和设计 171

11.1　平面连杆机构动态静力分析的方法 171

11.2　机械的平衡 173

11.2.1　刚性转子的平衡 173

11.2.2　挠性转子的平衡简介 176

11.2.3　机构的平衡简介 176

11.3.1 刚性构件组成的单自由度机械系统的等效动力学模型 178

11.3　刚性构件组成的单自由度机械系统的真实运动 178

11.3.2　机械系统稳定运动的条件 182

11.4　考虑构件的弹性时的机械动力学简介 183

思考题及习题 185

第4篇 机械系统运动和动力参数的测定及机械运动控制原理第12章　机械系统运动和动力参数的测定简介 191

思考题及习题 192

第13章　机械运动控制技术简介 193

13.1 利用控制机构进行机械运动的控制 193

13.2　机电一体化系统控制的基础理论简介 194

13.3　周期性速度波动和非周期性速度波动的调节 198

13.3.1 周期性速度波动及其调节 198

13.3.2　非周期性速度波动的调节 201

13.3.3 电子调速器 202

思考题及习题 202

第5篇 新型传动机构和新的研究课题 207

第14章　新型传动机构简介 207

14.1　渐开线少齿差传动 207

14.2　摆线针轮传动 208

14.3　谐波齿轮传动 209

14.4　活齿传动 210

15.2.2 灵感 212

15.2.1　现有方案的修改 212

15.2　机械系统运动方案的概念设计方法 212

15.1 机械系统运动方案概念设计的一般过程 212

第15章　机械系统运动方案的概念设计和新的研究课题 212

15.2.3　组织法 213

15.2.4　利用机械设计的书籍、工具书进行设计的方法 213

15.2.5　基于功能、结构、约束的概念设计方法 214

15.2.6　基于机构特征矩阵表示（qualitative matrix representation）的运动方案概念设计 215

15.3 系统运动方案的评价 216

15.4　机构学的一些新的研究课题 217

思考题及习题 219

参考文献 220