本書在內(nèi)容編排上貫穿了以設(shè)計為主線的思想,將全書內(nèi)容進行了有機組合。全書共10章，主要內(nèi)容包括：機構(gòu)的組成和結(jié)構(gòu)分析､平面機構(gòu)的性能分析､連桿機構(gòu)及其設(shè)計､凸輪機構(gòu)及其設(shè)計､齒輪機構(gòu)及其設(shè)計､輪系及其設(shè)計､其他常用機構(gòu)､機械系統(tǒng)動力學(xué)設(shè)計､機械系統(tǒng)的運動方案及機構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計。為了便于讀者掌握重點內(nèi)容及拓寬知識面，每章前都有引言､每章后都有“知識要點與拓展”。為調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，每章節(jié)都先提出問題，注重啟發(fā)，做到內(nèi)容前后呼應(yīng)。在本書*后提出了展望，介紹本學(xué)科的發(fā)展動態(tài)，為讀者提供了更廣闊的想象空間。
本書以培養(yǎng)和提高學(xué)生機械系統(tǒng)方案創(chuàng)新設(shè)計的能力為目標(biāo)，將傳統(tǒng)機械設(shè)計的一般過程和進行機械設(shè)計所需要的知識結(jié)構(gòu)加入其中，并配套出版了《機械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計》(第2版)一書，為提高“機械原理課程設(shè)計”的教學(xué)質(zhì)量提供了有力保障。本書在注重培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力的同時，還配有多媒體教學(xué)課件，為開發(fā)學(xué)生的形象思維能力創(chuàng)造了條件。
本書主要作為普通高等院校機械類專業(yè)的教學(xué)用書，也可作為非機械類學(xué)生及有關(guān)工程技術(shù)人員的參考書。
第4版前言
本書是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，是在第3版的基礎(chǔ)上，根據(jù)當(dāng)前新工科教育的教學(xué)內(nèi)容與課程體系改革的基本思想，及《高等學(xué)校機械原理課程教學(xué)基本要求》，以新工科建設(shè)背景下的教學(xué)改革為指導(dǎo)思想修訂而成的。
在此次修訂中，在保持基本框架不變的情況下對以下內(nèi)容進行了一些調(diào)整和補充：
1)根據(jù)學(xué)科發(fā)展的新動向，在重要的知識點中增加工業(yè)機器人方面的應(yīng)用，包括：第2章機構(gòu)的組成和結(jié)構(gòu)分析中，增加工業(yè)機器人機構(gòu)；在第4章連桿機構(gòu)及其設(shè)計中，增加桿組件在工業(yè)機器人中的應(yīng)用；在第6章齒輪機構(gòu)及其設(shè)計中，增加齒輪傳動在工業(yè)機器人中的應(yīng)用；在第7章輪系及其設(shè)計中，增加輪系在工業(yè)機器人中的應(yīng)用等內(nèi)容。對傳統(tǒng)的機械原理內(nèi)容通過實際工程案例進行拓展，啟發(fā)學(xué)生利用工業(yè)機器人這一典型的學(xué)科交叉實例，在學(xué)習(xí)知識的同時更加注重拓寬知識面和培養(yǎng)綜合能力。
2)從“機械原理”在機械設(shè)計系列課程總體框架中所處的地位出發(fā)，本著“以設(shè)計為主線，分析為設(shè)計服務(wù)”的思想，以培養(yǎng)和提高學(xué)生機械系統(tǒng)方案創(chuàng)新設(shè)計的能力為目標(biāo)，將傳統(tǒng)機械設(shè)計的一般過程和進行機械設(shè)計所需要的知識結(jié)構(gòu)加入其中，并配套出版了《機械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計》(第2版)一書，為提高“機械原理課程設(shè)計”教學(xué)質(zhì)量提供有力保障，以滿足新工科背景與智能裝備制造新形勢下學(xué)生對新知識邊界結(jié)構(gòu)的需求。
3)突出重點，對內(nèi)容加以精簡。本書針對機構(gòu)的運動分析､受力分析､連桿機構(gòu)和凸輪機構(gòu)的設(shè)計等，均淡化了圖解法，突出了解析法，使內(nèi)容更加符合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢。
4)在例題､習(xí)題的選擇上，遵循以設(shè)計為主線，以加強基本概念､基本理論､基本方法，理論與工程實踐相結(jié)合的指導(dǎo)思想，引導(dǎo)學(xué)生將有關(guān)機械運動方案創(chuàng)新設(shè)計､機構(gòu)運動學(xué)､動力學(xué)分析與設(shè)計帶到實習(xí)和生產(chǎn)中，以此培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和主動學(xué)習(xí)的興趣。
本書由哈爾濱工業(yè)大學(xué)(威海)劉會英､山東建筑大學(xué)張明勤､哈爾濱工業(yè)大學(xué)(威海)徐寧修訂完成。其中劉會英､張明勤合編第1章，劉會英編寫第6~8章，張明勤編寫第2､9､10章，徐寧編寫第3~5章。
本書承蒙天津大學(xué)張策教授和北京科技大學(xué)翁海珊教授的精心審閱，并提出了許多寶貴意見，在此表示衷心感謝!
由于編者水平有限，疏漏､欠妥之處在所難免，懇請廣大讀者批評指正。
編者
目錄
第4版前言
第3版前言
第2版前言
第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(gòu)3
1.2機械設(shè)計的一般過程3
1.3機械原理的研究對象和內(nèi)容4
1.4機械原理課程的地位和學(xué)習(xí)本課程的目的5
1.5如何進行本課程的學(xué)習(xí)6
第2章機構(gòu)的組成和結(jié)構(gòu)分析7
2.1機構(gòu)的組成7
2.1.1構(gòu)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(gòu)9
2.2機構(gòu)運動簡圖及其繪制10
2.2.1機構(gòu)運動簡圖10
2.2.2機構(gòu)運動簡圖的繪制10
2.3平面機構(gòu)自由度的計算13
2.3.1機構(gòu)具有確定運動的條件13
2.3.2平面機構(gòu)自由度與約束的關(guān)系及自由度計算公式14
2.3.3計算機構(gòu)自由度時應(yīng)注意的幾個問題16
2.4平面機構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析18
2.4.1平面機構(gòu)的組成原理18
2.4.2平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析22
2.5空間機構(gòu)簡介23
2.5.1空間機構(gòu)自由度簡介23
2.5.2空間機構(gòu)的自由度計算23
2.6工業(yè)機器人機構(gòu)25
知識要點與拓展26
思考題及習(xí)題27
第3章平面機構(gòu)的性能分析30
3.1平面機構(gòu)的運動分析30
3.1.1瞬心法及其應(yīng)用30
3.1.2桿組法及其應(yīng)用32
3.2平面機構(gòu)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(gòu)進行動態(tài)靜力分析42
3.2.3運動副中的摩擦及考慮摩擦?xí)r機構(gòu)的受力分析43
3.2.4機械效率48
3.2.5機械的自鎖49
知識要點與拓展51
思考題及習(xí)題52
第4章連桿機構(gòu)及其設(shè)計56
4.1平面四桿機構(gòu)的基本類型及其演化57
4.1.1鉸鏈四桿機構(gòu)中曲柄存在的條件57
4.1.2鉸鏈四桿機構(gòu)的基本類型及其演化58
4.1.3具有移動副的四桿機構(gòu)及其演化60
4.2平面四桿機構(gòu)的基本特性62
4.2.1急回特性及行程速比系數(shù)K62
4.2.2壓力角與傳動角63
4.2.3機構(gòu)的死點位置63
4.2.4連桿機構(gòu)運動的連續(xù)性64
4.3平面連桿機構(gòu)設(shè)計64
4.3.1平面連桿機構(gòu)設(shè)計的基本問題64
4.3.2用圖解法設(shè)計四桿機構(gòu)65
4.3.3用解析法設(shè)計四桿機構(gòu)67
4.3.4用實驗法設(shè)計四桿機構(gòu)72
4.4多桿機構(gòu)74
4.5桿件組在工業(yè)機器人中的應(yīng)用75
知識要點與拓展77
思考題及習(xí)題78
第5章凸輪機構(gòu)及其設(shè)計81
5.1凸輪機構(gòu)的類型及應(yīng)用81
5.1.1凸輪機構(gòu)的組成及應(yīng)用81
5.1.2凸輪機構(gòu)的分類82
5.2推桿的運動規(guī)律設(shè)計83
5.2.1凸輪機構(gòu)的運動循環(huán)和基本概念84
5.2.2推桿常用的運動規(guī)律84
5.2.3運動規(guī)律的組合及其選擇88
5.3平面凸輪的輪廓設(shè)計89
5.3.1平面凸輪輪廓設(shè)計的基本原理89
5.3.2用圖解法設(shè)計凸輪輪廓線89
5.3.3用解析法設(shè)計凸輪輪廓線92
5.4凸輪機構(gòu)基本尺寸設(shè)計95
5.4.1凸輪機構(gòu)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(xí)題99
第6章齒輪機構(gòu)及其設(shè)計101
6.1齒輪機構(gòu)的特點及類型101
6.1.1平面齒輪機構(gòu)101
6.1.2空間齒輪機構(gòu)102
6.2齒輪齒廓的設(shè)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(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù)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(shù)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(biāo)準(zhǔn)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(xù)傳動條件112
6.5.4標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)齒條形刀具切制齒輪117
6.6.3根切現(xiàn)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(shù)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(dāng)量齒輪與當(dāng)量齒數(shù)128
6.7.5斜齒輪傳動的主要優(yōu)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(guān)系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(zhuǎn)向131
6.8.4交錯軸斜齒輪傳動的優(yōu)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(shù)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(dāng)量齒數(shù)136
6.10.4直齒錐齒輪傳動的幾何參數(shù)和尺寸計算137
6.11非圓齒輪機構(gòu)138
6.12其他齒輪機構(gòu)簡介139
6.12.1圓弧齒廓齒輪139
6.12.2擺線齒輪機構(gòu)140
6.12.3拋物線齒輪141
6.13齒輪傳動在工業(yè)機器人中的應(yīng)用141
知識要點與拓展143
思考題及習(xí)題143
第7章輪系及其設(shè)計146
7.1輪系及其分類146
7.1.1定軸輪系146
7.1.2周轉(zhuǎn)輪系146
7.1.3復(fù)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(zhuǎn)輪系的傳動比150
7.4復(fù)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(shè)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(shù)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(yè)機器人中的應(yīng)用167
知識要點與拓展168
思考題及習(xí)題168
第8章其他常用機構(gòu)172
8.1棘輪機構(gòu)172
8.1.1棘輪機構(gòu)的組成及工作原理172
8.1.2棘輪機構(gòu)的類型172
8.1.3棘輪機構(gòu)的特點和應(yīng)用174
8.1.4輪齒式棘輪機構(gòu)的設(shè)計要點175
8.2槽輪機構(gòu)177
8.2.1槽輪機構(gòu)的組成及工作原理177
8.2.2槽輪機構(gòu)的類型177
8.2.3槽輪機構(gòu)的特點和應(yīng)用178
8.2.4槽輪機構(gòu)的設(shè)計要點179
8.3不完全齒輪機構(gòu)182
8.3.1不完全齒輪機構(gòu)的工作原理182
8.3.2不完全齒輪機構(gòu)的類型182
8.3.3不完全齒輪機構(gòu)的嚙合過程182
8.3.4不完全齒輪機構(gòu)的特點及應(yīng)用184
8.3.5不完全齒輪機構(gòu)的設(shè)計要點184
8.4凸輪式間歇運動機構(gòu)185
8.4.1凸輪式間歇運動機構(gòu)的工作原理及特點185
8.4.2凸輪式間歇運動機構(gòu)的類型及應(yīng)用186
8.5萬向聯(lián)軸器187
8.5.1單萬向聯(lián)軸器187
8.5.2雙萬向聯(lián)軸器188
8.6廣義機構(gòu)189
8.6.1液動機構(gòu)189
8.6.2氣動機構(gòu)190
8.6.3光電機構(gòu)190
8.6.4電磁機構(gòu)191
知識要點與拓展191
思考題及習(xí)題191
第9章機械系統(tǒng)動力學(xué)設(shè)計193
9.1機械的質(zhì)量平衡與功率平衡193
9.1.1機械的質(zhì)量平衡193
9.1.2機械的功率平衡194
9.2基于質(zhì)量平衡的動力學(xué)設(shè)計195
9.2.1剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡設(shè)計195
9.2.2剛性轉(zhuǎn)子的動平衡設(shè)計196
9.2.3剛性轉(zhuǎn)子的平衡實驗及平衡精度197
9.2.4撓性轉(zhuǎn)子的平衡概述200
9.2.5平面機構(gòu)的平衡設(shè)計200
9.3基于功率平衡的動力學(xué)設(shè)計205
9.3.1系統(tǒng)的動力學(xué)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(diào)節(jié)210
知識要點與拓展214
思考題及習(xí)題216
第10章機械系統(tǒng)的運動方案及
機構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計219
10.1機械系統(tǒng)的設(shè)計過程219
10.2機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計220
10.2.1總體方案設(shè)計的目的和內(nèi)容220
10.2.2總體方案設(shè)計的現(xiàn)代設(shè)計思想與方法221
10.2.3系統(tǒng)總體方案設(shè)計準(zhǔn)則222
10.3機械執(zhí)行系統(tǒng)的運動方案設(shè)計223
10.3.1功能原理設(shè)計223
10.3.2運動規(guī)律設(shè)計及工藝參數(shù)的確定224
10.3.3機構(gòu)選型與構(gòu)型設(shè)計226
10.3.4執(zhí)行機構(gòu)的運動協(xié)調(diào)設(shè)計與運動循環(huán)圖228
10.3.5機械執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計舉例230
10.3.6運動方案的評價232
10.4機械傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計233
10.4.1機械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計的內(nèi)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(shè)計236
10.5原動機及其選擇236
10.5.1原動機的類型及應(yīng)用236
10.5.2原動機的選擇237
10.6機構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計238
10.6.1創(chuàng)新設(shè)計的原理與方法238
10.6.2機構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計方法239
知識要點與拓展248
思考題及習(xí)題249
展望——機械原理學(xué)科的發(fā)展趨勢251
附錄《機械原理》常用名詞術(shù)語中英文對照表253
參考文獻256
書單推薦
