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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