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1 绪论1

1.1 机械、机器与机构1

1.2 设计机器的基本要求与流程1

1.3 机械原理的基本内容2

1.3.1 平面机构的组成分析2

1.3.2 平面机构的运动分析2

1.3.3 平面机构的受力分析2

1.3.4 平面机构的摩擦力分析2

1.3.5 机器的动力分析2

1.3.6 常用机构的设计2

1.4 学习本课程的目的2

1.5 学习本课程的方法3

2 平面机构的组成分析4

2.1 概述4

2.2 平面机构的组成分析4

2.2.1 构件4

2.2.2 运动副4

2.2.3 运动链5

2.2.4 机构6

2.3 平面机构的运动简图6

2.4 平面机构的自由度9

2.5 计算平面机构自由度的注意事项11

2.5.1 局部自由度11

2.5.2 虚约束12

2.5.3 复合铰链12

2.6 平面机构的组成原理与结构分析12

2.6.1 平面机构的组成原理12

2.6.2 平面机构的结构分析14

习题16

3 平面机构的运动分析18

3.1 概述18

3.2 平面机构运动分析的图解法18

3.2.1 速度瞬心法18

3.2.2 矢量方程图解法23

3.3 平面机构运动分析的解析法25

3.3.1 曲柄摇杆机构运动分析的解析法25

3.3.2 曲柄滑块机构运动分析的解析法26

习题30

4 平面机构的力分析33

4.1 概述33

4.2 平面机构静力分析的图解法33

4.3 计入运动副中摩擦的机构受力分析36

4.4 平面机构的动态静力分析38

4.4.1 平面机构动态静力分析的图解法38

4.4.2 平面机构动态静力分析的解析法40

习题43

5 平面连杆机构及其设计45

5.1 概述45

5.2 平面四杆机构的基本类型及其演化45

5.2.1 平面四杆机构的基本类型45

5.2.2 平面四杆机构的演化46

5.3 平面四杆机构的基本概念与传动特征49

5.3.1 平面四杆机构曲柄存在的条件49

5.3.2 平面四杆机构的极限位置与急回特性50

5.3.3 压力角、传动角与死点位置50

5.4 按行程速比系数设计平面四杆机构52

5.4.1 曲柄摇杆机构的作图法设计52

5.4.2 曲柄滑块机构的作图法设计53

5.5 平面四杆机构的解析法设计55

5.5.1 函数生成四杆机构的解析法设计55

5.5.2 轨迹生成四杆机构的解析法设计58

5.5.3 刚体导引四杆机构的解析法设计60

5.6 平面连杆机构的应用62

习题64

6 凸轮机构及其设计66

6.1 概述66

6.2 凸轮机构的分类及封闭形式66

6.3 从动件常做的运动规律67

6.3.1 一次多项式运动规律68

6.3.2 二次多项式运动规律68

6.3.3 五次多项式运动规律69

6.3.4 余弦加速度运动规律70

6.3.5 正弦加速度运动规律70

6.4 盘形凸轮轮廓曲线的作图法设计71

6.4.1 对心直动尖底从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计71

6.4.2 对心直动滚子从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计72

6.4.3 偏置直动尖底从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计72

6.4.4 偏置直动滚子从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计73

6.4.5 直动平底从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计73

6.5 盘形凸轮轮廓曲线的解析法设计74

6.5.1 直动平底从动件盘形凸轮轮廓曲线的解析法设计74

6.5.2 直动滚子从动件盘形凸轮轮廓曲线的解析法设计75

6.6 凸轮机构基本尺寸的确定76

6.6.1 凸轮机构中的作用力与许用压力角76

6.6.2 凸轮基圆半径的确定77

6.6.3 滚子半径的确定77

习题79

7 间歇运动机构81

7.1 概述81

7.2 棘轮机构81

7.3 槽轮机构83

7.3.1 槽轮机构的组成与运动特征83

7.3.2 槽轮机构的运动系数83

7.4 不完全齿轮机构84

7.5 滚子分度凸轮机构84

7.6 平行分度凸轮机构85

8 齿轮机构及其设计86

8.1 概述86

8.2 齿轮机构的类型86

8.3 齿轮的齿廓曲线87

8.3.1 齿廓啮合的基本定律88

8.3.2 渐开线的形成与特点88

8.4 渐开线齿廓的啮合特征89

8.4.1 渐开线齿廓具有定传动比的特征89

8.4.2 渐开线齿廓间的作用力在一条固定的直线上89

8.4.3 渐开线齿廓传动具有中心距的可分性90

8.5 渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸90

8.5.1 渐开线标准齿轮各部分的名称90

8.5.2 渐开线标准齿轮的基本参数90

8.5.3 渐开线标准齿轮的几何尺寸关系91

8.6 渐开线标准圆柱齿轮的啮合传动93

8.6.1 一对渐开线齿轮正确啮合的条件93

8.6.2 齿轮传动的中心距与啮合角93

8.6.3 一对轮齿的啮合过程与连续传动条件94

8.7 渐开线圆柱齿轮的加工95

8.7.1 仿形法95

8.7.2 范成法96

8.7.3 根切现象97

8.7.4 齿条型刀具加工齿轮的最少齿数97

8.7.5 齿轮型刀具加工齿轮的最少齿数98

8.8 斜齿圆柱齿轮传动99

8.8.1 斜齿圆柱齿轮齿面的形成原理99

8.8.2 斜齿圆柱齿轮的几何参数99

8.8.3 斜齿圆柱齿轮的当量齿轮101

8.8.4 斜齿圆柱齿轮传动的重合度102

8.8.5 斜齿圆柱齿轮传动的特点102

8.9 圆柱蜗杆传动103

8.10 直齿圆锥齿轮传动104

8.10.1 直齿圆锥齿轮的形成原理104

8.10.2 直齿圆锥齿轮的背锥与当量齿数104

8.10.3 直齿圆锥齿轮的几何参数计算105

习题106

9 齿轮系及其设计107

9.1 概述107

9.1.1 定轴轮系107

9.1.2 周转轮系107

9.1.3 复合轮系108

9.2 定轴轮系的传动比109

9.3 周转轮系的传动比110

9.4 复合轮系的传动比111

9.5 轮系的功用113

9.5.1 实现大的传动比113

9.5.2 实现变速与换向113

9.5.3 实现大功率传动114

9.5.4 实现分路传动114

9.5.5 实现运动的合成与分解114

9.6 周转轮系的设计115

9.6.1 行星轮系中的齿数条件115

9.6.2 行星轮系中的均载设计116

9.7 其他类型的行星传动简介117

9.7.1 渐开线少齿差行星传动117

9.7.2 摆线针轮行星传动117

9.7.3 谐波齿轮传动118

习题119

10 机械的运转及其速度波动的调节121

10.1 概述121

10.2 机械运动的微分方程及其解121

10.3 稳定运转状态下机械的周期性速度波动及其调节129

习题137

11 机械的平衡138

11.1 概述138

11.2 平面连杆机构的平衡138

11.2.1 铰链四杆机构惯性力的平衡138

11.2.2 曲柄滑块机构惯性力的平衡141

11.3 圆盘类零件的静平衡144

11.3.1 圆盘类零件的静平衡原理与计算144

11.3.2 圆盘类零件的静平衡实验145

11.4 刚性转子的动平衡145

11.4.1 刚性转子的动平衡原理与计算146

11.4.2 刚性转子的动平衡实验147

习题148

参考文献150