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第1章 绪论 1

1.1 课程的研究对象 1

1.1.1 机器 1

1.1.2 机构 2

1.1.3 构件和零件 3

1.2 课程的研究内容 3

1.3 课程的学习目的 4

1.4 机械设计的基本要求和一般过程 5

1.4.1 机械设计的基本要求 5

1.4.2 机械设计的一般过程 5

第2章 平面机构的结构分析 7

2.1 概述 7

2.2 机构的组成 7

2.2.1 构件 7

2.2.2 运动副 8

2.2.3 运动链 9

2.2.4 机构 10

2.3 平面机构运动简图 10

2.3.1 机构运动简图的定义及作用 10

2.3.2 机构运动简图的绘制 11

2.4 平面机构的自由度 12

2.4.1 平面机构的自由度 12

2.4.2 机构具有确定运动的条件 13

2.4.3 计算平面机构自由度时应注意的事项 14

2.5 平面机构的组成原理和结构分析 17

2.5.1 平面机构的组成原理 17

2.5.2 平面机构的结构分析 18

2.5.3 平面机构中的高副低代 19

练习题 22

第3章 平面连杆机构 24

3.1 概述 24

3.2 平面四杆机构的类型和应用 25

3.2.1 平面四杆机构的基本形式 25

3.2.2 平面四杆机构的演化形式 27

3.3 平面四杆机构的基本特性 31

3.3.1 平面四杆机构存在曲柄的条件 31

3.3.2 急回运动和行程速度变化系数 32

3.3.3 压力角和传动角 33

3.3.4 死点 34

3.4 平面连杆机构的运动分析 35

3.4.1 研究机构运动分析的目的和方法 35

3.4.2 用速度瞬心法做机构的速度分析 36

3.4.3 用相对运动图解法做机构的速度和加速度分析 39

3.4.4 用解析法做机构的运动分析 47

3.5 平面四杆机构的设计 52

3.5.1 按给定连杆位置设计四杆机构 53

3.5.2 按给定的行程速度变化系数设计四杆机构 54

3.5.3 按给定两连架杆对应位置设计四杆机构 55

3.5.4 按给定点的运动轨迹设计四杆机构 56

练习题 57

第4章 凸轮机构 63

4.1 凸轮机构的应用和类型 63

4.2 从动件的常用运动规律 64

4.2.1 等速运动规律 66

4.2.2 简谐运动规律 66

4.2.3 正弦加速度运动规律 66

4.2.4 组合型运动规律 66

4.2.5 从动件运动规律的选择 67

4.3 图解法设计凸轮轮廓 68

4.3.1 偏置直动尖底从动件盘形凸轮 68

4.3.2 直动滚子从动件盘形凸轮 69

4.3.3 直动平底从动件盘形凸轮 69

4.3.4 摆动从动件盘形凸轮 70

4.4 解析法设计凸轮轮廓 70

4.4.1 平底直动从动件盘形凸轮 71

4.4.2 直动滚子从动件盘形凸轮 71

4.5 凸轮机构基本尺寸的确定 72

4.5.1 作用力 73

4.5.2 凸轮基圆半径的确定 73

4.5.3 滚子半径的确定 74

练习题 74

第5章 齿轮机构 77

5.1 齿轮机构的类型 77

5.2 渐开线齿轮传动的主要参数特性 79

5.2.1 齿廓啮合基本定律 79

5.2.2 渐开线的形成 80

5.2.3 渐开线的特性 80

5.2.4 渐开线方程 81

5.2.5 渐开线齿廓的特性 82

5.3 渐开线齿轮各部分的名称和标准齿轮的尺寸 83

5.3.1 外齿轮各部分的名称 83

5.3.2 渐开线标准外齿轮的概念和几何尺寸 85

5.3.3 内齿轮各部分的名称 86

5.3.4 标准齿条 88

5.4 渐开线直齿圆柱齿轮的传动 88

5.4.1 渐开线齿轮正确啮合的条件 88

5.4.2 渐开线齿轮连续传动的条件 89

5.5 渐开线齿轮的切制原理与精度 96

5.5.1 仿形法 96

5.5.2 展成法 97

5.5.3 标准齿条型刀具切制标准齿轮 98

5.6 渐开线齿轮的根切 99

5.6.1 渐开线齿轮的根切现象 99

5.6.2 标准外齿轮不发生根切的最小齿数 100

5.7 变位齿轮 101

5.7.1 变位的目的 101

5.7.2 变位的原理 102

5.7.3 最小变位系数 102

5.7.4 变位齿轮的几何尺寸 103

5.7.5 变位齿轮传动 106

5.8 斜齿圆柱齿轮传动 108

5.8.1 直齿轮齿廓的形成及啮合特点 108

5.8.2 斜齿轮齿廓的形成及啮合特点 109

5.8.3 斜齿圆柱齿轮传动的主要参数 110

5.8.4 斜齿轮的当量齿数 112

5.8.5 平行轴斜齿轮传动正确啮合的条件与连续传动的条件 113

5.8.6 平行轴斜齿轮传动机构的特点与应用 115

5.8.7 平行轴斜齿轮的几何尺寸计算 116

5.9 圆锥齿轮传动 117

5.9.1 圆锥齿轮机构的特点与应用 117

5.9.2 圆锥齿轮的齿廓形成 118

5.9.3 背锥 118

5.9.4 当量齿轮 119

5.9.5 直齿圆锥齿轮的正确啮合与连续传动 120

5.9.6 几何尺寸 120

5.10 蜗杆蜗轮机构 122

5.10.1 蜗杆蜗轮的形成 122

5.10.2 蜗杆蜗轮机构的分类 123

5.10.3 正确啮合的条件 124

5.10.4 主要参数与几何尺寸 124

5.10.5 蜗杆蜗轮传动的特点 127

练习题 127

第6章 轮系 129

6.1 轮系的分类 129

6.1.1 定轴轮系 129

6.1.2 周转轮系 130

6.1.3 混合轮系 131

6.2 定轴轮系传动比的计算 132

6.2.1 传动比大小的计算 133

6.2.2 输入轴与输出轴转向之间的关系（主、从动轮转向的关系） 134

6.3 周转轮系传动比的计算 135

6.3.1 周转轮系传动比计算的思路 135

6.3.2 周转轮系传动比的计算方法 136

6.3.3 周转轮系传动比计算实例 137

6.4 混合轮系传动比的计算 138

6.4.1 混合轮系传动比的计算方法 138

6.4.2 混合轮系传动比计算实例 139

6.5 轮系的功用 141

练习题 143

第7章 其他常用机构 147

7.1 概述 147

7.2 棘轮机构 147

7.2.1 棘轮机构的组成和工作原理 147

7.2.2 棘爪工作条件 149

7.3 槽轮机构 150

7.3.1 槽轮机构的组成与工作原理 150

7.3.2 槽轮机构的运动参数 150

7.4 不完全齿轮机构 151

7.5 凸轮间歇运动机构 151

7.5.1 圆柱形凸轮间歇运动机构 152

7.5.2 弧面凸轮间歇运动机构 152

练习题 153

第8章 机器运动方案的设计 154

8.1 概述 154

8.2 机构的组合方式 157

8.2.1 串联式 157

8.2.2 并联式 158

8.2.3 复合式 159

8.2.4 反馈式 159

8.2.5 叠联式 161

8.2.6 说明 162

8.3 机构的选型 162

8.3.1 按运动形式选择机构 162

8.3.2 按机构的功用选择机构 164

8.3.3 按不同的动力源形式选择机构 164

8.3.4 按先易后难选择机构 164

8.3.5 机构选型的评价标准和方法 165

8.4 机器执行机构的协调和运动循环图 165

8.4.1 机器工艺动作的分解 165

8.4.2 执行机构的协调与运动循环图 166

8.5 机器运动方案拟定示例 168

练习题 172

第9章 平面机构的力分析及机器的效率与自锁 174

9.1 概述 174

9.2 力的分类及惯性力的确定 175

9.2.1 力的分类 175

9.2.2 构件惯性力的确定 176

9.2.3 质量代换法 177

9.3 运动副反力的确定 178

9.3.1 移动副中反力的确定 178

9.3.2 转动副中反力的确定 180

9.4 不考虑摩擦力的机构力分析 183

9.4.1 机构力分析的图解法 184

9.4.2 机构力分析的速度多边形杠杆法 185

9.5 杆组解析法的动态静力分析 187

练习题 188

第10章 回转件的平衡 192

10.1 机构平衡的目的及分类 192

10.2 刚性回转件的平衡 193

10.2.1 回转件的静平衡 193

10.2.2 回转件的动平衡 195

10.3 刚性回转件的平衡实验 197

10.3.1 静平衡实验法 197

10.3.2 动平衡实验法 198

练习题 199

第11章 机器的效率与自锁 202

11.1 机器的运动和功能的关系 202

11.2 机器的机械效率 203

11.2.1 效率的定义及功能形式的表达式 203

11.2.2 效率的力和力矩形式的表达式 204

11.3 复杂机器或机组的效率计算方法 205

11.3.1 串联 205

11.3.2 并联 205

11.3.3 混联 206

11.4 机器的自锁 206

11.4.1 机器的正行程和反行程 206

11.4.2 机器的自锁条件 206

练习题 209

第12章 机器的运转及速度波动的调节 211

12.1 研究机器运转的目的 211

12.2 机器等效动力学模型 212

12.2.1 等效力和等效力矩 212

12.2.2 等效质量和等效转动惯量 214

12.3 机器动能方程式的建立与求解 216

12.3.1 机器运动方程式的建立 216

12.3.2 机器运动方程式的求解 216

12.4 机器周期性速度波动的原因及调节 218

12.4.1 机器周期性速度波动的原因及调节方法 218

12.4.2 飞轮的设计 219

12.5 机器非周期性速度波动的原因及调节 222

练习题 223

参考文献 225