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绪论 1

0.1　机械原理研究的对象 1

0.2　机械原理课程的主要内容 3

0.3　机械原理课程在专业中的地位及学习本课程的目的 4

习题 4

第1章　平面机构的结构分析 6

1.1　平面机构的组成 6

1.1.1　构件与零件 6

1.1.2　运动副 7

1.1.3　运动链 7

1.1.4　机构 8

1.2　平面机构的运动简图 8

1.2.1　构件与运动副的简图表示 8

1.2.2　机构运动简图绘制方法 10

1.3　平面机构自由度 12

1.3.1　机构具有确定运动的条件 12

1.3.2　平面机构自由度计算 13

1.3.3　计算机构自由度时应注意的问题 13

1.4　平面机构的组成原理与结构分析 16

1.4.1　平面机构的组成原理 16

1.4.2　平面机构的结构分类 16

1.4.3　平面机构的结构分析 17

1.4.4　平面机构的高副低代 18

习题 19

第2章　平面连杆机构及其设计 23

2.1　平面连杆机构及其特点 23

2.2　平面四杆机构的类型和应用 23

2.2.1　平面四杆机构的基本形式 23

2.2.2　平面四杆机构的演化 26

2.3　平面连杆机构的特性 30

2.3.1　平面四杆机构几何特性 30

2.3.2　平面四杆机构的急回运动特性 31

2.3.3　平面四杆机构的传动特性 33

2.4　平面四杆机构的设计 36

2.4.1　用图解法设计平面四杆机构 36

2.4.2　用解析法设计平面四杆机构 40

2.4.3　用实验法设计平面四杆机构 44

习题 45

第3章　凸轮机构及其设计 49

3.1　凸轮机构的概述 49

3.1.1　凸轮机构的应用 49

3.1.2　凸轮机构的组成和分类 50

3.2　从动件的运动规律 52

3.2.1　凸轮机构的工作过程 52

3.2.2　从动件基本运动规律 53

3.2.3　从动件运动规律的选择 60

3.3　盘形凸轮轮廓曲线的设计 60

3.3.1 凸轮轮廓曲线设计的基本原理 61

3.3.2　用图解法设计盘形凸轮轮廓曲线 61

3.3.3　用解析法设计盘形凸轮轮廓曲线 65

3.4　凸轮机构基本参数的确定 69

3.4.1　压力角的确定 69

3.4.2　基圆半径的确定 71

3.4.3　滚子半径的确定 71

3.4.4　平底尺寸的确定 72

习题 73

第4章　齿轮机构及其设计 77

4.1　齿轮机构的类型及特点 77

4.2　齿廓啮合基本定律 79

4.3　渐开线齿廓及其啮合特性 80

4.3.1　渐开线的形成及其特性 80

4.3.2　渐开线函数及渐开线方程式 81

4.3.3　渐开线齿廓的啮合特性 82

4.4　渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸 83

4.4.1　齿轮各部分的名称 83

4.4.2　齿轮的基本参数 83

4.4.3　渐开线齿轮的尺寸计算公式 85

4.4.4　内齿轮和齿条的尺寸 86

4.5　渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 86

4.5.1　正确啮合条件 87

4.5.2　正确安装条件 87

4.5.3　连续传动条件 89

4.6　渐开线齿廓的切削加工 91

4.6.1　渐开线齿廓切削加工的基本原理 91

4.6.2　根切现象及其产生的原因 94

4.6.3　标准齿轮无根切的最少齿数 94

4.7　变位齿轮概述 95

4.7.1　问题的提出 95

4.7.2　变位齿轮的概念 95

4.7.3　避免根切的最小变位系数 96

4.7.4　变位齿轮的几何尺寸 96

4.7.5　变位齿轮传动 97

4.8　斜齿圆柱齿轮机构 100

4.8.1　斜齿圆柱齿轮齿面的形成 100

4.8.2　斜齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸计算 101

4.8.3　斜齿圆柱齿轮的当量齿数 103

4.8.4　斜齿圆柱齿轮啮合传动 104

4.8.5　斜齿圆柱齿轮传动特点 105

4.8.6　交错轴斜齿轮传动 106

4.9　蜗杆传动机构 107

4.9.1　蜗杆传动的基本参数 108

4.9.2　蜗杆传动正确啮合条件 109

4.9.3　蜗杆传动几何尺寸计算 110

4.9.4　蜗杆蜗轮转向的判定 110

4.9.5　蜗杆传动的特点 110

4.10　圆锥齿轮机构 111

4.10.1　圆锥齿轮传动的特点 111

4.10.2　直齿渐开线圆锥齿轮齿廓曲面的形成 111

4.10.3　圆锥齿轮的背锥与当量齿数 112

4.10.4　圆锥齿轮的几何尺寸计算 113

习题 114

第5章　轮系及其设计 118

5.1　轮系及其分类 118

5.1.1　定轴轮系 118

5.1.2　周转轮系 118

5.1.3　混合轮系 119

5.2　轮系的传动比计算 119

5.2.1　定轴轮系的传动比计算 119

5.2.2　周转轮系的传动比计算 121

5.2.3　混合轮系的传动比计算 123

5.3　轮系的功用 124

5.3.1　获得较大的传动比 125

5.3.2　实现变速换向传动 125

5.3.3　实现分路传动 126

5.3.4　实现运动的合成与分解 126

5.4　周转轮系的设计及各轮齿数的确定 128

5.4.1　传动比条件 128

5.4.2　同心条件 129

5.4.3　装配条件 129

5.4.4　邻接条件 130

5.5　其他轮系简介 131

5.5.1　渐开线少齿差行星齿轮传动 131

5.5.2　摆线针轮传动 132

5.5.3　谐波齿轮传动 132

习题 134

第6章　其他常用机构简介 138

6.1　棘轮机构 138

6.1.1　棘轮机构的组成和工作原理 138

6.1.2　棘轮机构的类型和特点 139

6.2　槽轮机构 141

6.2.1　槽轮机构的组成及工作原理 141

6.2.2　槽轮机构的类型及应用 142

6.3　不完全齿轮机构 143

6.3.1　不完全齿轮机构的组成及工作原理 143

6.3.2　不完全齿轮机构的优缺点及应用 143

6.4　螺旋机构 145

6.4.1　螺旋机构的工作原理和类型 145

6.4.2　螺旋机构的传动特点和应用 146

6.4.3　滚珠螺旋机构 147

6.5　万向联轴器 147

6.5.1　单万向联轴器 147

6.5.2　双万向联轴器 148

习题 149

第7章　平面机构的运动分析 151

7.1　用速度瞬心法对机构进行速度分析 151

7.1.1　瞬心的概念与数目 151

7.1.2　瞬心的位置 152

7.1.3　瞬心在机构速度分析中的应用 153

7.2　用相对运动图解法对机构进行运动分析 155

7.2.1　同一构件上两点间的速度和加速度分析 155

7.2.2　两构件重合点间的速度和加速度分析 157

7.3　用解析法对机构进行运动分析 161

7.3.1　矩阵法 162

7.3.2　复数矢量法 164

习题 165

第8章　平面机构的力分析 169

8.1　机构的动态静力分析 170

8.1.1　构件惯性力的确定 170

8.1.2　机构的动态静力分析 171

8.2　机械传动中摩擦力的确定 173

8.2.1　移动副中摩擦力的确定 173

8.2.2　螺旋副中摩擦力的确定 176

8.2.3　转动副中摩擦力的确定 177

8.2.4　考虑运动副摩擦的机构力分析 179

8.3　机械效率与自锁 180

8.3.1　机械的效率 180

8.3.2　机械的自锁 184

习题 187

第9章　机械的平衡 191

9.1　机械平衡的目的和内容 191

9.1.1　机械平衡的目的 191

9.1.2　机械平衡的内容 191

9.2　刚性回转构件平衡原理及方法 192

9.2.1　静平衡 192

9.2.2　动平衡 194

9.2.3　平衡试验简介 199

9.3　平面连杆机构的平衡简介 202

9.3.1　完全平衡 202

9.3.2　部分平衡 204

习题 205

第10章　机械的运转及其速度波动的调节 208

10.1　机械系统动力学问题概述 208

10.1.1　研究机械系统动力学问题的目的和内容 208

10.1.2　机械运转的过程 208

10.1.3　驱动力和工作阻力的类型及机械特性 209

10.2　机械系统的等效动力学模型 210

10.2.1　等效动力学模型的基本原理 210

10.2.2　等效力矩和等效力 211

10.2.3　等效转动惯量和等效质量 211

10.3　机械运动速度波动的调节 214

10.3.1　周期性速度波动产生的原因 214

10.3.2　周期性速度波动的不均匀系数 215

10.3.3　周期性速度波动调节的基本原理 216

10.3.4　飞轮转动惯量JF近似计算 217

10.3.5　非周期性速度波动的调节 219

习题 221

第11章　机械系统的方案设计 224

11.1　概述 224

11.1.1　机械设计的一般过程 224

11.1.2　机械系统方案设计的任务与步骤 226

11.2　机构选型及机构系统运动方案设计 228

11.2.1　机构系统运动方案设计的基本原则 228

11.2.2　机构类型的选择 230

11.2.3　构件间运动的协调与机械系统运动循环图 234

11.3　机构的组合 237

11.3.1　机构的串联组合 237

11.3.2　机构的并联组合 238

11.3.3　机构的封闭组合 239

11.3.4　机构的叠加组合 239

11.4　机械系统方案设计举例 240

习题 243

参考文献 245