機械原理（第4版）

內容簡介

本書在內容編排上貫穿了以設計為主線的思想,將全書內容進行了有機組合。全書共10章，主要內容包括：機構的組成和結構分析､平面機構的性能分析､連桿機構及其設計､凸輪機構及其設計､齒輪機構及其設計､輪系及其設計､其他常用機構､機械系統動力學設計､機械系統的危和符遷運動方案及機構的創新設計。為了便於讀者掌握重點內容及拓寬知識面，每章前都有引言､每章後都有“知識要點與拓展”。為調動學生的學習興趣，每章節都先提出問題，注重啟發，做到內容前後呼應。在本書*後提出了展望，介紹本學科的發展動態，為讀者提供了更廣闊的想像空間。本書以培養和提高學生機械系統方案創新設計的能力為目標，將傳統機械設計的一般過程和進行機械設計所需要的知識結構加入其中，並配套出版了《機械基礎綜合課程設計》(第2版)一書，為提高“機械原理課程設計”的教學質量提供了有力保障。本書在注重培養學生邏輯思維能力的同時，還配有多媒體教學課件，為開發學生的形象思維能力創造了條件。本書主要作為普通高等院校機械類專業的教學用書，也可作為非機械類學生及有關工程技術人員的參考書。

圖書目錄

第4版前言

第3版前言

第2版前言

第葛乎章1版前言

第1章緒論1

1.1機械的基本概念1

1.1.1機器1

1.1.2機構3

1.2機械設計的一般過程3

1.3機械原理的研究對象和內容4

1.4機械原理課程的地位和學習本課程的目的5

1.5如何進行本課程的學習6

第2章機構的組成和結構分析7

2.1機構的組成7

2.1.1構件及其分類7

2.1.2運動副及其分類8

2.1.3運動鏈與機構9

2.2機構運動簡圖及其繪製10

2.2.1機構運動簡圖10

2.2.2機構運動簡圖的繪製10

2.3平面機構自由度的計算13

2.3.1機構具有確定運動的條件13

2.3.2平面機構自由度與約束的關係及自由度計算公式14

2.3.3計算機構自由度時應注意的幾個問題16

2.4平面機構的組成原理和結構分析18

2.4.1平面機構的組成原理18

2.4.2平面機構的結構分析22

2.5空間機構簡介23

2.5.1空間機構自由度簡介23

2.5.2空間機構轎兵妹的自由度計算23

2.6工業機器人機構25

知識要點與拓展26

思考題及習題27

第3章平面機構的性能分析30

3.1平面機構的運動分析30

3.1.1瞬心法及其套用30

3.1.2桿組法及其套用32

3.2平面機構的力分析40

3.2.1力分析的基本知識40

3.2.2用桿組法對平面機構進行動態靜力分析42

3.2.3運動副中的摩擦及考慮摩擦時機構的受力分析43

3.2.4機騙熱械效率48

3.2.5機械的自疊櫻轎鎖49

知識要點與拓展51

思考題及習題52

第4章連桿機構及其設計56

4.1平面四桿機構的基本類型及其演化57

4.1.1鉸鏈四桿機構中曲柄存在的條件57

4.1.2鉸鏈四桿機構的基本類型及其市己屑演化58

4.1.3具有移動副的四桿機構及其演化60

4.2平面四桿機構的基本特性62

4.2.1急回特性及行程速比係數K62

4.2.2壓乘臭甩請力角與傳動角63

4.2.3機構的死點位置63

4.2.4連桿機構運動的連續性64

4.3平面連桿機構設計64

4.3.1平面連桿機構設計的基本問題64

4.3.2用圖解法設計四桿機構65

4.3.3用解析法設計四桿機構67

4.3.4用實驗法設計四桿機構72

4.4多桿機構74

4.5桿件組在工業機器人中的套用75

知識要點與拓展77

思考題及習題78

第5章凸輪機構及其設計81

5.1凸輪機構的類型及套用81

5.1.1凸輪機構的組成及套用81

5.1.2凸輪機構的分類82

5.2推桿的運動規律設計83

5.2.1凸輪機構的運動循環和基本概念84

5.2.2推桿常用的運動規律84

5.2.3運動規律的組合及其選擇88

5.3平面凸輪的輪廓設計89

5.3.1平面凸輪輪廓設計的基本原理89

5.3.2用圖解法設計凸輪輪廓線89

5.3.3用解析法設計凸輪輪廓線92

5.4凸輪機構基本尺寸設計95

5.4.1凸輪機構的壓力角及其許用值95

5.4.2凸輪基圓半徑的確定96

5.4.3滾子半徑的選擇97

5.4.4平底寬度的確定98

5.4.5推桿偏置方向的選擇98

知識要點與拓展98

思考題及習題99

第6章齒輪機構及其設計101

6.1齒輪機構的特點及類型101

6.1.1平面齒輪機構101

6.1.2空間齒輪機構102

6.2齒輪齒廓的設計103

6.2.1齒廓嚙合基本定律103

6.2.2漸開線齒廓104

6.3漸開線齒廓的嚙合特性106

6.3.1漸開線齒廓能滿足定傳動比要求106

6.3.2嚙合線為一條定直線106

6.3.3漸開線齒輪傳動具有中心距可分性107

6.4漸開線標準齒輪的基本參數及幾何尺寸107

6.4.1齒輪的各部分名稱107

6.4.2漸開線齒輪的基本參數108

6.4.3齒輪各部分的基本尺寸109

6.4.4任意圓上的齒厚110

6.5漸開線標準直齒圓柱齒輪的嚙合傳動110

6.5.1一對漸開線齒輪的正確嚙合條件111

6.5.2一對漸開線齒輪的嚙合過程111

6.5.3一對漸開線齒輪連續傳動條件112

6.5.4標準中心距a與實際中心距a′113

6.6漸開線齒廓的加工與變位115

6.6.1展成法加工齒輪116

6.6.2用標準齒條形刀具切制齒輪117

6.6.3根切現象及其避免方法118

6.6.4變位齒輪傳動120

6.7斜齒圓柱齒輪傳動124

6.7.1斜齒輪齒廓曲面的形成及嚙合特點124

6.7.2斜齒輪的主要參數及幾何尺寸125

6.7.3一對斜齒輪的嚙合傳動127

6.7.4斜齒輪的當量齒輪與當量齒數128

6.7.5斜齒輪傳動的主要優缺點130

6.8交錯軸斜齒輪傳動130

6.8.1交錯軸斜齒輪的幾何關係130

6.8.2交錯軸斜齒輪的正確嚙合條件131

6.8.3傳動比和從動輪轉向131

6.8.4交錯軸斜齒輪傳動的優缺點132

6.9蝸桿傳動132

6.9.1蝸桿傳動及其特點132

6.9.2蝸桿傳動的類型133

6.9.3蝸桿傳動的正確嚙合條件133

6.9.4蝸桿傳動的主要參數和幾何尺寸134

6.10錐齒輪傳動135

6.10.1錐齒輪傳動概述135

6.10.2直齒錐齒輪齒廓的形成136

6.10.3背錐及當量齒數136

6.10.4直齒錐齒輪傳動的幾何參數和尺寸計算137

6.11非圓齒輪機構138

6.12其他齒輪機構簡介139

6.12.1圓弧齒廓齒輪139

6.12.2擺線齒輪機構140

6.12.3拋物線齒輪141

6.13齒輪傳動在工業機器人中的套用141

知識要點與拓展143

思考題及習題143

第7章輪系及其設計146

7.1輪系及其分類146

7.1.1定軸輪系146

7.1.2周轉輪系146

7.1.3複合輪系147

7.2定軸輪系的傳動比148

7.2.1平面定軸輪系傳動比的計算148

7.2.2空間定軸輪系149

7.3周轉輪系的傳動比150

7.4複合輪系的傳動比153

7.5輪系的功用156

7.6行星輪系的效率計算159

7.7行星輪系的類型選擇及設計161

7.7.1行星輪系的類型選擇161

7.7.2行星輪系中各輪齒數的確定161

7.7.3行星輪系的均載裝置163

7.8其他類型行星傳動簡介163

7.8.1漸開線少齒差行星輪系163

7.8.2擺線針輪傳動165

7.8.3諧波齒輪傳動166

7.9輪系在工業機器人中的套用167

知識要點與拓展168

思考題及習題168

第8章其他常用機構172

8.1棘輪機構172

8.1.1棘輪機構的組成及工作原理172

8.1.2棘輪機構的類型172

8.1.3棘輪機構的特點和套用174

8.1.4輪齒式棘輪機構的設計要點175

8.2槽輪機構177

8.2.1槽輪機構的組成及工作原理177

8.2.2槽輪機構的類型177

8.2.3槽輪機構的特點和套用178

8.2.4槽輪機構的設計要點179

8.3不完全齒輪機構182

8.3.1不完全齒輪機構的工作原理182

8.3.2不完全齒輪機構的類型182

8.3.3不完全齒輪機構的嚙合過程182

8.3.4不完全齒輪機構的特點及套用184

8.3.5不完全齒輪機構的設計要點184

8.4凸輪式間歇運動機構185

8.4.1凸輪式間歇運動機構的工作原理及特點185

8.4.2凸輪式間歇運動機構的類型及套用186

8.5萬向聯軸器187

8.5.1單萬向聯軸器187

8.5.2雙萬向聯軸器188

8.6廣義機構189

8.6.1液動機構189

8.6.2氣動機構190

8.6.3光電機構190

8.6.4電磁機構191

知識要點與拓展191

思考題及習題191

第9章機械系統動力學設計193

9.1機械的質量平衡與功率平衡193

9.1.1機械的質量平衡193

9.1.2機械的功率平衡194

9.2基於質量平衡的動力學設計195

9.2.1剛性轉子的靜平衡設計195

9.2.2剛性轉子的動平衡設計196

9.2.3剛性轉子的平衡實驗及平衡精度197

9.2.4撓性轉子的平衡概述200

9.2.5平面機構的平衡設計200

9.3基於功率平衡的動力學設計205

9.3.1系統的動力學模型205

9.3.2機械運動方程式的建立及解法208

9.3.3機械速度波動的調節210

知識要點與拓展214

思考題及習題216

第10章機械系統的運動方案及

機構的創新設計219

10.1機械系統的設計過程219

10.2機械系統的總體方案設計220

10.2.1總體方案設計的目的和內容220

10.2.2總體方案設計的現代設計思想與方法221

10.2.3系統總體方案設計準則222

10.3機械執行系統的運動方案設計223

10.3.1功能原理設計223

10.3.2運動規律設計及工藝參數的確定224

10.3.3機構選型與構型設計226

10.3.4執行機構的運動協調設計與運動循環圖228

10.3.5機械執行系統的方案設計舉例230

10.3.6運動方案的評價232

10.4機械傳動系統的方案設計233

10.4.1機械傳動系統方案設計的內容與步驟233

10.4.2機械傳動類型的選擇233

10.4.3傳動鏈的方案設計236

10.5原動機及其選擇236

10.5.1原動機的類型及套用236

10.5.2原動機的選擇237

10.6機構的創新設計238

10.6.1創新設計的原理與方法238

10.6.2機構的創新設計方法239

知識要點與拓展248

思考題及習題249

展望——機械原理學科的發展趨勢251

附錄《機械原理》常用名詞術語中英文對照表253

參考文獻256

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