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第1章 绪论1

1.1 运动学和动力学2

1.2 机构和机器2

1.3 设计过程3

1.4 用于设计的其他方法8

1.5 多解8

1.6 人机工程学9

1.7 工程报告9

1.8 本课程的内容10

第2章 机构基础知识概述11

2.1 自由度12

2.2 运动的类型12

2.3 构件、运动副和运动链13

2.4 自由度的确定17

2.4.1 平面机构的自由度18

2.4.2 空间机构的自由度20

2.5 机构和结构20

2.6 反例21

2.7 连杆机构变换23

2.8 机架变换25

2.9 Grashof条件27

2.10 实际设计中需要考虑的问题29

2.11 平面连杆机构的构成——杆组法34

2.12 平面连杆机构的构成分析37

2.13 常用机构简介39

2.13.1 间歇运动机构39

2.13.2 其他机构41

2.13.3 组合机构45

第3章 连杆机构综合47

3.1 引言48

3.2 型综合48

3.3 函数、轨迹和运动生成49

3.4 极限位置状态50

3.5 尺寸综合52

3.5.1 图解法52

3.5.2 解析法62

3.6 急回机构72

3.7 连杆曲线78

第4章 连杆机构的运动分析81

4.1 引言82

4.2 坐标系82

4.3 点的位置83

4.4 速度分析83

4.4.1 速度的瞬心85

4.4.2 用瞬心进行速度分析90

4.4.3 滑动速度97

4.5 加速度分析99

4.6 机构运动分析的解析法102

4.6.1 矢量环法103

4.6.2 杆组法110

4.6.3 杆组法分析建模示例115

第5章 凸轮机构设计117

5.1 引言118

5.2 凸轮机构术语119

5.2.1 从动件运动的形式120

5.2.2 运动副的封闭形式120

5.2.3 从动件的形式120

5.2.4 凸轮的形式122

5.2.5 运动约束的形式123

5.2.6 运动进程的形式123

5.3 svaj运动线图123

5.4 双停凸轮设计——svaj函数的选择124

5.4.1 凸轮设计的基本定律126

5.4.2 简谐运动127

5.4.3 组合函数130

5.4.4 双停凸轮的SCCA函数134

5.4.5 多项式函数141

5.4.6 多项式函数在双停凸轮设计中的应用141

5.5 单停凸轮设计——svaj函数的选择144

5.6 精确路径运动147

5.7 凸轮尺寸的确定——压力角和曲率半径147

5.7.1 压力角——滚子从动件148

5.7.2 初始圆半径的选择151

5.7.3 倾翻力矩——平底从动件152

5.7.4 曲率半径——滚子从动件152

5.7.5 曲率半径——直动平底从动件156

第6章 齿轮系161

6.1 引言162

6.2 摩擦传动162

6.3 齿轮啮合的基本定律162

6.3.1 渐开线齿形163

6.3.2 渐开线齿轮啮合传动164

6.3.3 渐开线齿轮传动中心距的可变性165

6.3.4 间隙166

6.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮166

6.4.1 齿轮轮齿的基本术语和符号166

6.4.2 基本参数167

6.4.3 标准齿轮的几何尺寸168

6.4.4 美国标准齿轮介绍168

6.5 正确啮合条件与重合度172

6.5.1 正确啮合条件172

6.5.2 重合度172

6.6 干涉与根切175

6.6.1 变位圆柱齿轮传动的原理和分类175

6.6.2 变位齿轮传动的应用和变位系数的选择180

6.7 斜齿轮182

6.7.1 渐开线斜齿圆柱齿轮的齿面形成182

6.7.2 渐开线斜齿圆柱齿轮的基本参数182

6.7.3 平行轴斜齿圆柱齿轮传动186

6.8 齿轮类型186

6.8.1 直齿轮、斜齿轮和人字齿轮187

6.8.2 蜗杆和蜗轮188

6.8.3 齿条和齿轮188

6.8.4 锥齿轮和准双曲面齿轮189

6.8.5 非圆齿轮190

6.9 轮系190

6.9.1 轮系的分类190

6.9.2 轮系传动比计算192

6.9.3 轮系的应用199

6.9.4 轮系的设计202

6.10 轮系应用实例简介204

6.10.1 回归复合轮系变速箱204

6.10.2 行星轮系变速箱205

6.10.3 差速器207

第7章 动力分析211

7.1 引言212

7.2 牛顿求解方法213

7.3 纯转动件213

7.4 四杆机构的力分析215

7.5 四杆曲柄滑块机构的力分析220

7.6 连杆机构力分析的能量方法222

7.7 机械系统等效动力学模型及运动方程式的建立与求解223

7.7.1 等效动力学模型224

7.7.2 机械运动方程式的建立225

7.7.3 机械运动方程式的求解226

7.8 机械系统功率平衡的动力学设计227

7.8.1 非周期性速度波动及其调节227

7.8.2 周期性速度波动及其调节228

7.8.3 飞轮设计231

7.9 实际设计需要考虑的问题234

第8章 平衡237

8.1 引言238

8.1.1 机械平衡的目的238

8.1.2 机械平衡的分类238

8.2 静平衡239

8.2.1 图解法239

8.2.2 解析法240

8.3 动平衡241

8.3.1 图解法242

8.3.2 解析法242

8.4 连杆机构的平衡246

8.4.1 质量代换法246

8.4.2 连杆机构惯性力的完全平衡247

8.4.3 机构惯性力的部分平衡法249

8.5 平衡对振动力和铰链力的影响250

8.6 平衡对输入扭矩的影响251

8.7 不平衡量的测量与校正252

8.7.1 静平衡252

8.7.2 动平衡253

8.7.3 转子的许用不平衡量和平衡品质254

第9章 机械系统的效率257

9.1 机械系统的效率的计算258

9.2 轮系的效率260

9.3 机械效率和自锁263

9.4 提高机械效率的途径266

附录一 机构运动与动力分析程序简介267

附录二 机械原理名词术语中英文对照276

参考文献281