《機械原理》在機械原理課程傳統(tǒng)的板書教學的基礎(chǔ)上,結(jié)合當前多媒體教學特點,注重教科書與多媒體教學課件有機地協(xié)調(diào)配合,以提高學生聽課效率。書中盡可能多地增加一些由淺入深的典型例題和較詳細的解題步驟,并在各章首末輔以內(nèi)容提示和學習要點,以最大限度地為教師執(zhí)教和學生自學提供方便。在機械原理傳統(tǒng)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,適當加強了機構(gòu)變異創(chuàng)新、組合倉4新和機械系統(tǒng)運動方案設(shè)計的內(nèi)容,旨在培養(yǎng)學生的設(shè)計思維、設(shè)計創(chuàng)新、機構(gòu)選型、分析與設(shè)計的綜合能力。
全書共12章,內(nèi)容包括緒論,平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析,平面機構(gòu)的運動分析,平面機構(gòu)的力分析、摩擦及機械的效率,平面連桿機構(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,齒輪系及其設(shè)計,其他常用機構(gòu),機械的運轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié),機械的平衡,機械系統(tǒng)運動方案設(shè)計。書中注有*者為選學內(nèi)容。
《機械原理》可作為高等院校機械類各專業(yè)的教學用書,也可供其他相關(guān)專業(yè)的師生及工程技術(shù)人員參考。
本書是依據(jù)國家教育委員會頒發(fā)的“高等工業(yè)學校機械原理課程教學基本要求(機械類專業(yè)適用)”而編寫的。
機械原理是機械類專業(yè)中研究機械共性問題的一門主干技術(shù)基礎(chǔ)課。它的任務(wù)是使學生掌握機構(gòu)學和機械動力學的基本理論、基本知識和基本技能,并初步具有擬定機械運動方案、分析和設(shè)計機構(gòu)的能力。它在培養(yǎng)高級工程技術(shù)人才的全局中,具有增強學生對機械技術(shù)工作的適應(yīng)能力和開發(fā)創(chuàng)造能力的作用。為實現(xiàn)機械原理課程教學的這一宗旨,本書在內(nèi)容的取舍及闡述方面,著重于講述有關(guān)機械原理的基本概念、基本理論和基本方法,并使論述盡可能做到深入淺出,圖形簡捷、形象、直觀,符合學生認知規(guī)律。同時,編者特別注意在機械原理課程傳統(tǒng)板書教學的基礎(chǔ)上,結(jié)合當前多媒體教學特點,注重教科書與多媒體教學課件有機地協(xié)調(diào)配合,以提高學生聽課效率。書中盡可能多地增加一些由淺入深的典型例題和較詳細的解題步驟,并在各章首末輔以內(nèi)容提示和學習要點,以最大限度地為教師執(zhí)教和學生自學提供方便。另一方面,由于計算機技術(shù)的發(fā)展,在機構(gòu)分析與設(shè)計方面加強了解析法的闡述,保留了形象直觀、易于理解且仍有實際應(yīng)用價值的圖解法。為加強培養(yǎng)學生的設(shè)計思維和設(shè)計創(chuàng)新能力以及機構(gòu)的選型、分析與設(shè)計的綜合能力,適當增加了有關(guān)機構(gòu)變異創(chuàng)新、組合創(chuàng)新和機械系統(tǒng)運動方案設(shè)計的內(nèi)容。
本書與機械工業(yè)出版社出版、河南科技大學王軍等編寫的《機械原理作業(yè)集》配套使用。該作業(yè)集采用活頁形式,方便學生做,利于教師改,并使作業(yè)規(guī)范化。
參加本書編寫的有河南科技大學楊。ǖ谝弧⑹、十二章)、劉紅。ǖ诙、四章)、何曉玲(第三、五章、附錄A)、田同海(第六、八章)、王軍(第七章、附錄B)和陳科家(第九、十一章)。本書由楊巍、何曉玲擔任主編,王軍、田同海擔任副主編。
本書承吳鑫教授精心審閱,他對本書提出了許多寶貴意見,編者在此表示衷心感謝。
由于編者水平所限,漏誤及不當之處在所難免,敬請廣大同仁和讀者不吝指正。
前言
第一章 緒論
第一節(jié) 本課程研究的對象和內(nèi)容
第二節(jié) 本課程的地位與作用
第三節(jié) 本課程的性質(zhì)與學習方法
第四節(jié) 機械原理學科發(fā)展簡述
本章學習要點
第二章 平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析
第一節(jié) 機構(gòu)的組成
第二節(jié) 機構(gòu)運動簡圖
第三節(jié) 平面機構(gòu)自由度的計算
第四節(jié) 機構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析
本章學習要點
第三章 平面機構(gòu)的運動分析
第一節(jié) 機構(gòu)運動分析的任務(wù)、目的和方法
第二節(jié) 用速度瞬心法作機構(gòu)的運動分析
第三節(jié) 平面機構(gòu)的運動分析——相對運動圖解法
第四節(jié) 平面機構(gòu)的運動分析——解析法
本章學習要點
第四章 平面機構(gòu)的力分析、摩擦及機械的效率
第一節(jié) 機構(gòu)力分析的目的和方法
第二節(jié) 構(gòu)件慣性力的確定
第三節(jié) 運動副中的摩擦分析
第四節(jié) 平面機構(gòu)的動態(tài)靜力分析——圖解法
第五節(jié) 平面機構(gòu)的動態(tài)靜力分析——解析法
第六節(jié) 機械的效率
第七節(jié) 機械的自鎖
本章學習要點
第五章 平面連桿機構(gòu)及其設(shè)計
第一節(jié) 平面連桿機構(gòu)及其傳動特點
第二節(jié) 平面四桿機構(gòu)的類型和應(yīng)用
第三節(jié) 平面四桿機構(gòu)的基本知識
第四節(jié) 平面連桿機構(gòu)的設(shè)計
第五節(jié) 多桿機構(gòu)簡介
本章學習要點
第六章 凸輪機構(gòu)及其設(shè)計
第一節(jié) 凸輪機構(gòu)的組成、分類和應(yīng)用
第二節(jié) 從動件的運動規(guī)律及其選擇
第三節(jié) 凸輪輪廓曲線的設(shè)計
第四節(jié) 凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定
本章學習要點
第七章 齒輪機構(gòu)及其設(shè)計
第一節(jié) 齒輪機構(gòu)的特點及分類
第二節(jié) 齒輪的齒廓曲線
第三節(jié) 漸開線齒廓及其嚙合特點
第四節(jié) 漸開線標準直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)及幾何尺寸計算
第五節(jié) 漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動
第六節(jié) 漸開線齒廓的切削原理
第七節(jié) 漸開線齒廓的根切現(xiàn)象和漸開線標準齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)
第八節(jié) 變位齒輪機構(gòu)的設(shè)計計算
第九節(jié) 斜齒圓柱齒輪機構(gòu)及其設(shè)計
第十節(jié) 蝸桿蝸輪機構(gòu)及其設(shè)計
第十一節(jié) 錐齒輪機構(gòu)及其設(shè)計
本章學習要點
第八章 齒輪系及其設(shè)計
第一節(jié) 齒輪系及其分類
第二節(jié) 定軸輪系的傳動比
第三節(jié) 周轉(zhuǎn)輪系的傳動比
第四節(jié) 復(fù)合輪系的傳動比
第五節(jié) 輪系的功用
第六節(jié) 行星輪系的效率
第七節(jié) 行星輪系設(shè)計中的幾個基本問題
第八節(jié) 其他形式行星齒輪傳動簡介
本章學習要點
第九章 其他常用機構(gòu)
第一節(jié) 棘輪機構(gòu)
第二節(jié) 槽輪機構(gòu)
第三節(jié) 凸輪式間歇運動機構(gòu)
第四節(jié) 不完全齒輪機構(gòu)
第五節(jié) 螺旋機構(gòu)
第六節(jié) 萬向聯(lián)軸器
第七節(jié) 組合機構(gòu)
本章學習要點
第十章 機械的運轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié)
第一節(jié) 作用在機械上的力與機械的運轉(zhuǎn)
第二節(jié) 機械系統(tǒng)的等效動力學模型
第三節(jié) 機械系統(tǒng)在外力作用下的真實運動規(guī)律
第四節(jié) 機械系統(tǒng)速度波動的調(diào)節(jié)
本章學習要點
第十一章 機械的平衡
第一節(jié) 機械平衡的目的及內(nèi)容
第二節(jié) 剛性轉(zhuǎn)子的平衡計算
第三節(jié) 撓性轉(zhuǎn)子動平衡簡述
第四節(jié) 平面機構(gòu)的平衡
本章學習要點
第十二章 機械系統(tǒng)運動方案設(shè)計
第一節(jié) 機械系統(tǒng)和基本機構(gòu)
第二節(jié) 機構(gòu)的變異創(chuàng)新
第三節(jié) 機構(gòu)的組合創(chuàng)新
第四節(jié) 機械系統(tǒng)的方案設(shè)計
本章學習要點
附錄
附錄A Ⅱ級機構(gòu)運動分析子程序
附錄B 漸開線函數(shù)表(inv“K=tanaK-dK)節(jié)錄
參考文獻
讀者信息反饋表
許多成熟、大型的通用或?qū)S玫挠嬎銠C程序被普遍用于平面連桿機構(gòu)的分析與綜合、連桿曲線的繪制。函數(shù)逼近法、優(yōu)化設(shè)計方法及CAD的迅速發(fā)展和推廣,使得機器人的研究發(fā)展異常迅速。
凸輪機構(gòu)應(yīng)用于高速機械時,要求具有良好的動力性能。為此,機構(gòu)學學者對從動件運動規(guī)律的選擇與探討,凸輪系統(tǒng)質(zhì)量分布、彈性變形、間隙、阻尼以及外界干擾頻率、不平衡力的影響,以及表面潤滑等諸多因素進行了廣泛深入的研究。在凸輪一從動件系統(tǒng)動力學模型的建立及其運動微分方程式的求解方法、系統(tǒng)動力響應(yīng)的分析、機構(gòu)參數(shù)的選擇與優(yōu)化設(shè)計、凸輪廓線的動力學綜合等方面,取得了許多重要的研究成果,使凸輪機構(gòu)的動力性能更加切合于高速、高精度機構(gòu)的工程實際需要。
高速、重載大功率機械的齒輪傳動機構(gòu),要求具有磨損輕、噪聲小、效率高、壽命長等特性。因此,研究形成共軛齒廓曲面的基本規(guī)律,分析其嚙合特性,探尋新型嚙合傳動齒廓曲面,仍然是機構(gòu)學學者感興趣的課題。隨著科技的進步,人們對齒輪傳動系統(tǒng)提出了越來越高的要求,齒輪系統(tǒng)的靜態(tài)分析和設(shè)計方法已難以滿足現(xiàn)代設(shè)備對齒輪傳動所提出的高要求。因此,齒輪機構(gòu)動力學問題是目前齒輪研究的熱點問題之一。
為了適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要,機械正朝高速、重載、輕型、精密的方向發(fā)展。對機械的精度和可靠性要求也日益提高,按動力性能要求進行機構(gòu)的分析與綜合越來越受到重視。在轉(zhuǎn)子動力學中,對轉(zhuǎn)子的振動特性及其影響因素、臨界轉(zhuǎn)速的精確計算及撓性轉(zhuǎn)子的動平衡理論與方法的研究,都有很大的進展;對于機構(gòu)動力學的研究,已經(jīng)由剛性構(gòu)件組成的機構(gòu)擴展到考慮構(gòu)件的彈性變形、運動副間隙、含變質(zhì)量、變尺度構(gòu)件的機構(gòu)彈性動力學問題的研究。其中,平面機構(gòu)慣性力(矩)平衡問題、機構(gòu)的運動彈性動力學、機械動力學測量技術(shù)等動力學理論研究及實際應(yīng)用方面正在迅速發(fā)展,并取得了不少高水平的研究成果與技術(shù)成就。
計算機技術(shù)及其計算理論為機構(gòu)綜合及機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供了全新的科學手段,F(xiàn)在,人們已經(jīng)可以在數(shù)秒鐘之內(nèi)對復(fù)雜機構(gòu)作出詳盡的分析。通過簡單的人機對話,或由計算機自動調(diào)整參數(shù),即能尋找出符合設(shè)計師意愿的機構(gòu)?梢,計算機的應(yīng)用使得機構(gòu)的分析與綜合正向智能化方向發(fā)展。
總之,機械原理學科的研究領(lǐng)域十分廣闊,內(nèi)涵非常豐富。在機械原理的各個領(lǐng)域,每年都有大量內(nèi)容新穎的文獻涌現(xiàn)。但作為一門技術(shù)基礎(chǔ)課程,機械原理將只研究有關(guān)機械的一些最基本的原理和方法。