機械原理

本書是根據教育部機械基礎課程教學指導委員會批准的機械原理課程教學基本要求編寫的。全書以培養學生創新意識和機械系統方案設計能力為目標，以設計為主線，以適應我國本科教育大眾化的時代需求和21世紀培養高級應用型人才的需要。

本書共分12章，主要內容有：緒論、機構的結構分析、平面連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、輪系、間歇運動機構和其它常用機構、機械系統動力學、機械的平衡、機械執行系統方案設計、機械傳動系統方案設計、計算機輔助機構設計與分析等。

本書可作為普通高等院校機械類專業的教學用書，也可作為近機械類和非機械類專業學生及有關工程技術人員的參考書。

第1章 緒論 1

1.1 機械原理課程的研究對象 1

1.1.1 機器 1

1.1.2 機構 3

1.2 機械原理課程的內容和地位 3

1.2.1 機械原理課程的內容 3

1.2.2 機械原理課程的地位 4

1.3 機械原理課程的學習目的和學習方法 4

1.3.1 機械原理課程的學習目的 4

1.3.2 機械原理課程的學習方法 5

1.4 機械原理學科的發展 5

1.4.1 機構結構理論 5

1.4.2 平面與空間連桿機構 6

1.4.3 凸輪機構 6

1.4.4 其它機構 6

1.4.5 機械動力學 7

1.4.6 機構的最優化設計 7

1.4.7 仿生機構學 8

1.4.8 微型機械 8

1.4.9 機構系統設計 9

思考題及習題 9

第2章 機構的結構分析 10

2.1 機構的組成 10

2.1.1 構件 10

2.1.2 運動副 10

2.1.3 運動鏈 12

2.1.4 機構 13

2.2 機構運動簡圖 13

2.2.1 機構運動簡圖概述 13

2.2.2 機構運動簡圖的繪製 17

2.3 平面機構的自由度 18

2.3.1 平面機構自由度的計算 18

2.3.2 機構具有確定運動的條件 18

2.3.3 計算機構自由度時應注意的問題 19

2.4 平面機構的組成原理和結構分析 24

2.4.1 平面機構的高副低代 24

2.4.2 桿組和平面機構的組成原理 25

2.4.3 平面機構的結構分析 27

思考題及習題 28

第3章 平面連桿機構 33

3.1 平面連桿機構的類型及演化 33

3.1.1 平面連桿機構的基本類型 33

3.1.2 四桿機構的演化 36

3.2 平面連桿機構的工作特性 40

3.2.1 連桿機構的運動特性 40

3.2.2 連桿機構的傳力特性 43

3.3 連桿機構的設計 45

3.3.1 四桿機構設計的基本問題 45

3.3.2 按預定的連桿位置設計四桿機構 46

3.3.3 按預定的運動規律設計四桿機構 47

3.3.4 按預定的運動軌跡設計四桿機構 52

3.4 平面機構的運動分析 54

3.4.1 平面機構速度分析的瞬心法 54

3.4.2 平面機構運動分析的解析法 57

思考題及習題 62

第4章 凸輪機構 66

4.1 凸輪機構的組成和類型 66

4.1.1 凸輪機構的組成 66

4.1.2 凸輪機構的類型 67

4.1.3 凸輪機構的運動過程及主要參數 69

4.2 從動件的運動規律 70

4.2.1 多項式的運動規律 70

4.2.2 三角函數的運動規律 73

4.2.3 組合運動規律 75

4.2.4 從動件運動規律的選擇 75

4.3 凸輪輪廓曲線的設計 76

4.3.1 凸輪輪廓曲線設計的基本原理 76

4.3.2 圖解法設計凸輪輪廓線 76

4.3.3 解析法設計凸輪輪廓線 79

4.4 凸輪機構基本尺寸的確定 83

4.4.1 凸輪機構的壓力角 83

4.4.2 凸輪基圓半徑的確定 85

4.4.3 從動件偏置方向的選擇 86

4.4.4 滾子半徑的確定 86

4.4.5 平底從動件凸輪的平底寬度設計 87

• 思考題及習題 88

• 第5章 齒輪機構 92

• 5.1 齒輪機構的類型和特點 92

• 5.2 齒廓嚙合基本定律和齒廓曲線的選擇 94

• 5.3 漸開線齒廓 95

• 5.3.1 漸開線的形成 95

• 5.3.2 漸開線的性質 96

• 5.3.3 漸開線方程 96

• 5.3.4 漸開線齒廓嚙合特性 97

• 5.4 漸開線標準直齒圓柱齒輪 98

• 5.4.1 外齒輪 98

• 5.4.2 內齒輪 100

• 5.4.3 齒條 100

• 5.4.4 漸開線齒輪任意圓上的齒厚 101

• 5.5 漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動 102

• 5.5.1 正確的嚙合條件 102

• 5.5.2 齒輪傳動的無側隙嚙合條件及齒輪的安裝 103

• 5.5.3 連續傳動的條件 106

• 5.6 漸開線齒廓的加工 107

• 5.6.1 齒輪的切削加工原理 107

• 5.6.2 標準齒條形刀具加工齒輪 109

• 5.6.3 漸開線齒廓的根切 110

• 5.7 漸開線變位齒輪 112

• 5.7.1 變位齒輪的幾何尺寸 113

• 5.7.2 變位齒輪傳動 115

• 5.8 斜齒圓柱齒輪機構 117

• 5.8.1 漸開線斜齒圓柱齒輪機構 117

• 5.8.2 平行軸斜齒圓柱齒輪機構 122

• 5.8.3 交錯軸斜齒圓柱齒輪機構 123

• 5.9 直齒圓錐齒輪機構 124

• 5.9.1 直齒圓錐齒輪齒廓的形成及當量齒輪 125

• 5.9.2 直齒圓錐齒輪的嚙合傳動 127

• 5.10 蝸桿蝸輪機構 128

• 5.10.1 蝸桿蝸輪的形成 128

• 5.10.2 蝸桿蝸輪機構的嚙合傳動 129

• 5.10.3 蝸桿蝸輪機構的特點和應用 132

• 思考題及習題 133

• 第6章 輪系 136

• 6.1 輪系的類型 136

• 6.1.1 定軸輪系 136

• 6.1.2 周轉輪系 136

• 6.1.3 複合輪系 138