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第1章 绪论1

1.1 机械原理课程研究的对象与内容1

1.1.1 机器1

1.1.2 机构3

1.2 机械原理课程在专业中的地位和作用3

1.3 如何进行本课程的学习4

1.4 机械原理学科的发展现状及趋势4

习题与思考题5

第2章 平面机构的结构分析6

2.1 平面机构的结构分析的内容和目的6

2.2 机构的组成6

2.2.1 构件与零件6

2.2.2 运动副6

2.2.3 运动链7

2.3 平面机构运动简图8

2.3.1 构件的自由度8

2.3.2 运动副的分类及表示8

2.3.3 构件的分类及表示9

2.3.4 平面机构运动简图12

2.4 平面机构自由度13

2.4.1 平面机构自由度计算公式13

2.4.2 平面机构具有确定运动的条件14

2.4.3 计算平面机构自由度时应注意的事项15

2.5 平面机构的组成原理与结构分析19

2.5.1 平面机构的组成原理19

2.5.2 平面机构的结构分类20

2.5.3 平面机构的高副低代20

2.5.4 平面机构的结构分析22

习题与思考题24

第3章 平面连杆机构及其设计26

3.1 平面连杆机构及其传动特点26

3.2 铰链四杆机构的基本类型及其演化26

3.2.1 铰链四杆机构的基本类型及其应用26

3.2.2 铰链四杆机构存在曲柄的条件29

3.2.3 铰链四杆机构的演化30

3.3 平面四杆机构的基本知识33

3.3.1 平面四杆机构的急回运动特性33

3.3.2 平面四杆机构的死点34

3.3.3 平面四杆机构的压力角和传动角34

3.4 平面四杆机构的设计35

3.4.1 用图解法设计平面四杆机构36

3.4.2 用解析法设计平面四杆机构39

3.4.3 用实验法设计平面四杆机构40

习题与思考题40

第4章 凸轮机构及其设计45

4.1 概述45

4.1.1 凸轮机构的组成45

4.1.2 凸轮机构的应用和分类45

4.2 从动件的运动规律48

4.2.1 凸轮机构的基本概念和参数48

4.2.2 从动件常用的运动规律49

4.2.3 从动件运动规律的选择59

4.3 盘形凸轮轮廓曲线的设计60

4.3.1 凸轮轮廓曲线设计的基本原理60

4.3.2 用图解法设计盘形凸轮轮廓曲线61

4.3.3 用解析法设计盘形凸轮轮廓曲线65

4.4 凸轮机构基本参数的确定68

4.4.1 压力角的确定68

4.4.2 基圆半径的确定71

4.4.3 滚子半径的确定71

4.4.4 平底尺寸的确定72

习题与思考题73

第5章 齿轮机构及其设计76

5.1 概述76

5.1.1 齿轮机构的特点76

5.1.2 齿轮机构的分类76

5.2 传动比齿廓啮合基本定理78

5.2.1 传动比78

5.2.2 齿廓啮合基本定理78

5.3 渐开线的形成及其性质79

5.3.1 渐开线的形成79

5.3.2 渐开线的性质80

5.3.3 渐开线方程与渐开线函数80

5.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸81

5.4.1 齿轮各部分名称和符号81

5.4.2 标准齿轮的基本参数83

5.4.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算83

5.5 渐开线齿轮传动及渐开线齿廓的啮合特性85

5.5.1 节点、节圆、啮合线和啮合角85

5.5.2 渐开线齿廓的啮合特性85

5.6 渐开线齿轮正确啮合和连续传动的条件87

5.6.1 正确啮合的条件87

5.6.2 正确安装条件88

5.6.3 连续传动条件90

5.7 渐开线齿廓的切削加工92

5.7.1 渐开线齿廓的切削原理92

5.7.2 渐开线齿廓的根切现象及其产生的原因95

5.7.3 渐开线标准齿轮不根切的条件95

5.8 变位齿轮简介96

5.8.1 变位齿轮的概念96

5.8.2 不根切的最小变位系数xmin96

5.8.3 变位齿轮的几何尺寸97

5.8.4 变位齿轮传动98

5.8.5 变位齿轮传动类型及特点100

5.8.6 变位齿轮传动的设计步骤100

5.9 斜齿圆柱齿轮机构101

5.9.1 斜齿圆柱齿轮齿面的形成及其传动特点101

5.9.2 斜齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸102

5.9.3 斜齿圆柱齿轮的当量齿轮和当量齿数105

5.9.4 斜齿圆柱齿轮啮合传动106

5.9.5 交错轴斜齿轮传动107

5.10 圆锥齿轮机构108

5.10.1 圆锥齿轮的传动特点108

5.10.2 渐开线直齿圆锥齿轮齿廓曲面的形成109

5.10.3 圆锥齿轮的背锥与当量齿数109

5.10.4 圆锥齿轮的啮合传动及其几何尺寸110

5.11 蜗杆传动机构112

5.11.1 蜗杆传动的特点112

5.11.2 蜗杆传动的基本参数112

5.11.3 蜗杆传动的正确啮合条件114

5.11.4 蜗杆传动的几何尺寸114

习题与思考题115

第6章 轮系及其设计119

6.1 轮系的分类119

6.2 定轴轮系的传动比计算120

6.3 周转轮系的传动比计算121

6.4 复合轮系的传动比计算123

6.5 轮系的功用124

6.6 周转轮系的设计及各轮齿数的确定129

6.7 其他类型行星传动简介132

6.7.1 渐开线少齿差行星齿轮传动132

6.7.2 摆线针轮传动133

6.7.3 谐波齿轮传动133

习题与思考题134

第7章 间歇运动机构138

7.1 棘轮机构138

7.1.1 棘轮机构的组成和工作原理138

7.1.2 棘轮机构的类型138

7.1.3 棘轮机构的应用139

7.2 槽轮机构140

7.2.1 槽轮机构的组成及工作原理140

7.2.2 槽轮机构的类型141

7.2.3 槽轮机构的应用141

7.3 不完全齿轮机构142

7.3.1 不完全齿轮机构的组成及工作原理142

7.3.2 不完全齿轮机构的类型及应用142

7.4 螺旋机构143

7.4.1 螺旋机构的组成及工作原理143

7.4.2 螺旋机构的应用144

7.5 万向联轴节145

7.5.1 单万向联轴节145

7.5.2 双万向联轴节146

7.5.3 万向联轴节的应用147

习题与思考题147

第8章 平面机构的运动分析148

8.1 用速度瞬心法对机构进行速度分析148

8.1.1 速度瞬心的数目148

8.1.2 瞬心的位置149

8.1.3 瞬心法在机构速度分析中的应用150

8.2 用相对运动图解法对机构进行速度和加速度分析152

8.2.1 同一构件上两点间的速度和加速度分析152

8.2.2 组成移动副的两构件瞬时重合点间的速度和加速度分析155

8.3 用解析法对机构进行速度和加速度分析159

8.3.1 矩阵法160

8.3.2 复数矢量法162

8.4 运动线图163

习题与思考题164

第9章 平面机构的力分析167

9.1 机构的惯性力确定和动态静力分析167

9.1.1 构件惯性力的确定168

9.1.2 机构的动态静力分析169

9.2 机械传动中摩擦力的确定171

9.2.1 移动副中摩擦力的确定171

9.2.2 螺旋副中摩擦力的确定174

9.2.3 转动副中摩擦力的确定175

9.2.4 考虑运动副摩擦时机构的力分析177

9.3 机械效率与自锁178

9.3.1 机械的效率178

9.3.2 机械的自锁181

习题与思考题184

第10章 机械的平衡187

10.1 机械平衡的目的和内容187

10.1.1 机械平衡的目的187

10.1.2 机械平衡的内容187

10.2 刚性转子的平衡原理及方法188

10.2.1 静平衡188

10.2.2 动平衡189

10.2.3 平衡试验简介191

10.2.4 转子的许用不平衡量193

10.3 平面连杆机构的平衡简介194

10.3.1 完全平衡194

10.3.2 部分平衡196

习题与思考题198

第11章 机械的运转及其速度波动的调节202

11.1 机械系统动力学问题202

11.1.1 研究机械系统动力学问题的目的和内容202

11.1.2 机械运转的过程202

11.1.3 驱动力和工作阻力的类型及机械特性203

11.2 机械系统的等效动力学模型204

11.2.1 等效动力学模型的基本原理204

11.2.2 等效力矩和等效力205

11.2.3 等效转动惯量和等效质量205

11.3 机械运动速度波动的调节208

11.3.1 周期性速度波动产生的原因208

11.3.2 周期性速度波动的不均匀系数210

11.3.3 周期性速度波动调节的基本原理211

11.3.4 飞轮转动惯量JF近似计算212

11.3.5 非周期性速度波动的调节214

习题与思考题215

第12章 机械传动系统的方案设计218

12.1 概述218

12.2 机构选型及机构系统传动方案设计218

12.2.1 机构系统传动方案设计的基本原则218

12.2.2 机构类型的选择220

12.2.3 构件间运动的协调与机械系统运动循环图221

12.3 机构的组合224

12.3.1 机构的串联组合224

12.3.2 机构的并联组合224

12.3.3 机构的复合式组合225

12.3.4 机构的反馈式组合226

12.4 机械系统方案设计举例226

12.4.1 C1325自动车床刀架机械传动系统的分析226

12.4.2 多头专用钻床的机械传动系统设计229

12.5 现代机械系统发展情况简介233

12.5.1 系统分析设计方法233

12.5.2 创造性设计方法233

12.5.3 优化设计234

12.5.4 可靠性设计234

12.5.5 机构的动力平衡235

习题与思考题235

参考文献236