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绪论 1

第一节 机器的功能结构及机构 1

第二节 机械总体方案设计的内容及机械原理课程的定位与任务 7

第三节 机械原理课程的主要内容、基本要求与学习方法 8

一、机构的结构设计 8

二、常用机构的设计 8

三、机械动力学 9

四、机械系统的方案设计 9

思考题 10

第一章 机构的结构设计 11

第一节 机构的结构及简图 11

一、构件与自由度 11

二、运动副与约束 12

三、运动副的封闭 15

四、运动链、机构及简图 16

第二节 机构的自由度计算 19

一、机构自由度计算公式 19

二、机构具有确定运动的条件 20

三、平面机构中的虚约束、局部自由度及复合铰链结构 20

第三节 平面运动链结构设计的公式推导法 23

一、公式推导法的若干设定 24

二、平面运动链的结构公式及型数综合 24

第四节 按基本杆组的机构结构设计与结构分析 26

一、平面低副机构的组成原理 26

二、基本杆组 26

三、机构结构设计的杆组法 27

四、平面机构中的高副低代 29

五、机构的结构分析 30

习题 32

第二章 平面连杆机构及其分析与设计 36

第一节 概述 36

第二节 平面连杆机构的基本结构与分类 38

一、平面连杆机构的基本运动学结构 38

二、四杆机构具有整转副和曲柄存在的条件 40

三、平面四杆机构的基本类型与演化 41

四、平面多杆及多自由度机构 46

第三节 平面连杆机构的基本特性及运动分析 49

一、平面连杆机构的运动特性及其应用 49

二、平面连杆机构的基本工作特性与参数 58

三、平面连杆机构的运动分析 69

第四节 平面连杆机构的运动学尺寸综合 92

一、平面连杆机构运动学尺寸综合的内容与方法 92

二、平面连杆机构的综合方程及刚体位移矩阵 93

三、实现刚体给定位置的平面四杆机构——刚体导引机构的综合 98

四、实现两连架杆预期运动规律的平面四杆机构综合 107

五、实现预期轨迹的平面四杆机构综合 117

六、平面四杆机构优化设计（简介） 122

习题 127

第三章 凸轮机构及其设计 133

第一节 概述 133

一、凸轮机构的组成 133

二、凸轮机构的应用 134

三、凸轮机构的分类 134

四、凸轮机构的工作循环与基本运动参数 136

五、凸轮机构的设计内容 137

第二节 凸轮机构基本运动参数设计 138

一、凸轮工作转角的确定 138

二、从动件运动规律设计 138

第三节 凸轮机构基本尺寸设计 145

一、凸轮机构的压力角 145

二、移动从动件盘形凸轮机构基本尺寸设计 146

三、摆动从动件盘形凸轮机构基本尺寸设计 147

第四节 凸轮轮廓曲线的设计 148

一、凸轮轮廓曲线设计的反转法原理 148

二、用作图法设计凸轮轮廓曲线 149

三、用解析法设计凸轮轮廓曲线 153

第五节 凸轮机构从动件设计 157

一、从动件高副元素形状的选择 157

二、从动件滚子半径及平底宽度的确定 157

三、封闭形式的选择 159

习题 159

第四章 齿轮机构及其设计 162

第一节 概述 162

一、齿轮机构的特点 162

二、齿轮机构的分类 162

第二节 齿廓啮合基本定律及齿廓曲线 163

一、齿轮传动的基本要求 163

二、齿廓啮合基本定律与共轭曲线 163

三、渐开线的形成与性质 164

四、渐开线齿廓的压力角 165

五、渐开线方程 165

六、渐开线齿廓的啮合特性 166

第三节 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸设计计算 167

一、外齿轮 167

二、内齿轮 169

三、齿条 169

第四节 渐开线标准直齿圆柱齿轮啮合传动的尺寸参数设计 170

一、正确啮合条件 170

二、齿轮传动的中心距和啮合角 170

三、连续传动条件 171

第五节 渐开线齿轮的加工方法与变位原理 173

一、渐开线齿轮的加工方法 173

二、根切现象与变位 175

第六节 渐开线变位齿轮传动 178

一、变位齿轮几何尺寸的变化与计算 178

二、变位齿轮啮合传动的几何尺寸参数计算 179

第七节 渐开线直齿圆柱齿轮机构的传动类型及几何设计 180

一、齿轮传动的类型及其选择 180

二、齿轮机构的几何设计 182

三、变位系数的选择 182

第八节 斜齿圆柱齿轮机构 183

一、渐开线斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成 184

二、斜齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸计算 185

三、斜齿圆柱齿轮的当量齿数 186

四、平行轴斜齿圆柱齿轮机构的啮合传动 187

五、斜齿圆柱齿轮机构的特点 188

六、交错轴斜齿圆柱齿轮机构简介 189

第九节 直齿锥齿轮机构 190

一、直齿锥齿轮齿廓的形成 191

二、背锥与当量齿轮 191

三、直齿锥齿轮的啮合传动 192

四、直齿锥齿轮的几何尺寸计算 193

第十节 蜗杆蜗轮机构 194

一、蜗杆蜗轮的形成及传动特点 194

二、蜗杆蜗轮的正确啮合条件 196

三、蜗杆蜗轮的几何尺寸计算 196

思考题及习题 197

第五章 轮系及其设计 199

第一节 轮系的分类 199

第二节 定轴轮系及其设计 199

一、定轴轮系的传动比计算 199

二、定轴轮系的传动效率计算 201

第三节 周转轮系及其设计 203

一、周转轮系及其结构分类 203

二、周转轮系的传动比计算 204

三、行星轮系的传动效率计算 209

四、行星轮系设计的几个问题 212

五、常用行星轮轮系的传动形式与特点 215

第四节 复合轮系及其设计 217

一、复合轮系的结构设计及其传动比计算 218

二、封闭型复合轮系的功率流 224

第五节 轮系的功用 228

第六节 少齿差传动简介 231

习题 237

第六章 其他常用机构 243

第一节 间歇运动机构 243

一、槽轮机构 243

二、棘轮机构 246

三、不完全齿轮机构 250

四、凸轮式间歇运动机构 251

第二节 螺旋机构 252

一、螺旋机构的工作原理及类型 252

二、螺旋机构的特点及应用 252

第三节 摩擦传动机构 253

一、摩擦传动机构的工作原理及特点 253

二、摩擦传动机构的类型及应用 254

第四节 液、气动机构及电磁传动机构 255

一、液、气动机构 255

二、电磁传动机构 257

第五节 机器人机构 258

一、机器人及机器人机构的分类与应用 258

二、串联机器人机构的运动学分析 262

三、实例分析 266

第六节 万向联轴器 269

一、单万向联轴器的结构及运动分析 269

二、双万向联轴器及其运动传递 271

习题 272

第七章 机械动力学 273

第一节 概述 273

一、机械动力学的研究内容及意义 273

二、机械中作用的力 273

第二节 机械中的摩擦与效率 274

一、机构中的摩擦 274

二、机械的效率 281

第三节 机构的动态静力分析 286

一、机构动态静力分析的图解法 287

二、机构动态静力分析的解析法 290

三、考虑摩擦的动态静力分析方法 293

第四节 机械的平衡 294

一、刚性转子的平衡 294

二、平面机构的平衡 297

三、单缸四冲程发动机惯性力平衡实例 300

第五节 机械的运转及动力学模型 303

一、机械运转的一般过程 303

二、单自由度机械系统的等效动力学模型 304

三、机械运动方程及其求解 308

第六节 机械系统速度波动及其调节 312

一、机械系统的盈亏功及速度波动 312

二、机械运动速度不均匀系数及其许用值 314

三、最大盈亏功与飞轮转动惯量的计算 315

四、飞轮尺寸的确定 317

习题 319

第八章 机械系统的方案设计 323

第一节 概述 323

第二节 机械执行系统的方案设计 323

一、执行系统的功能与设计要求 323

二、执行系统方案设计的主要内容 324

三、执行系统的功能原理设计 325

四、执行系统的工艺动作及其规律设计 326

五、执行机构的型式设计 328

六、执行系统的协调设计 343

七、机械系统运动方案评价与决策 349

第三节 机械传动系统的方案设计和原动机选择 353

一、传动系统的功能与分类 353

二、传动系统的组成及常用部件 355

三、机械传动系统方案设计的基本要求及一般过程 357

四、机械传动系统方案设计实例 362

五、原动机的选择 366

习题 368

参考文献 372