本書為河南省“十四五”普通高等教育規(guī)劃教材,是根據(jù)高等學(xué)校《機械原理課程教學(xué)基本要求》,并結(jié)合多年來的教學(xué)實踐經(jīng)驗編寫而成的。
全書共分為5篇。第1篇導(dǎo)論,內(nèi)容以緒論為主;第2篇機構(gòu)組成與運動分析,內(nèi)容包括機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析、平面機構(gòu)的運動分析;第3篇常用機構(gòu)設(shè)計,內(nèi)容包括連桿機構(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);第4篇機械的動力設(shè)計,內(nèi)容包括平面機構(gòu)的力分析、機械的平衡、機械系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)及速度波動的調(diào)節(jié);第5篇機械系統(tǒng)的運動方案設(shè)計,內(nèi)容包括機械系統(tǒng)運動方案分析與設(shè)計方法、機械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計。
本書可作為普通高等學(xué)校機械類專業(yè)的教材,也可作為非機械類專業(yè)學(xué)生及相關(guān)工程技術(shù)人員的參考用書。
書針對現(xiàn)代機械裝備設(shè)計的發(fā)展要求,以提高學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計能力為目標,優(yōu)化章節(jié)體系與教學(xué)內(nèi)容,不僅介紹機構(gòu)分析與設(shè)計的基本原理和方法,還通過對實際案例的分析,提高學(xué)生解決實際問題的能力。
機械原理是普通高等學(xué)校機械類各專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課程。它在培養(yǎng)學(xué)生機械設(shè)計能力和創(chuàng)新能力所需的知識、能力與素質(zhì)結(jié)構(gòu)中, 占有十分重要的地位。通過學(xué)習(xí)機械原理知識,學(xué)生可以掌握機構(gòu)學(xué)和機械動力學(xué)的基本理論、基本知識和基本技能,學(xué)會常用機構(gòu)的分析和設(shè)計方法,并具有機械系統(tǒng)運動方案設(shè)計的初步能力。
為了更好地適應(yīng)“新工科”教學(xué)改革需求,開展研究性教學(xué)與項目式教學(xué)改革的探索與實踐,本書注重加強學(xué)生基礎(chǔ)理論知識、機構(gòu)分析與設(shè)計能力、創(chuàng)新思維與意識的培養(yǎng),為學(xué)生從事機械設(shè)計、制造和開發(fā)奠定重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)。本書針對現(xiàn)代機械裝備設(shè)計的發(fā)展要求,以提高學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計能力為目標,優(yōu)化章節(jié)體系與教學(xué)內(nèi)容,不僅介紹機構(gòu)分析與設(shè)計的基本原理和方法,還通過對實際案例的分析,提高學(xué)生解決實際問題的能力。
在內(nèi)容編排上,本書按照“以設(shè)計為主線,分析為設(shè)計服務(wù),落腳點是機械系統(tǒng)方案設(shè)計”的體系編寫。全書共分為5篇,分別是導(dǎo)論、機構(gòu)組成與運動分析、常用機構(gòu)設(shè)計、機械的動力設(shè)計、機械系統(tǒng)的運動方案設(shè)計。在內(nèi)容取舍上,本書注重了實用性與先進性的關(guān)系,舍棄了一些陳舊的傳統(tǒng)內(nèi)容,保留了實用性較強的內(nèi)容,同時適當(dāng)融入了一些學(xué)科前沿內(nèi)容。在內(nèi)容闡述上,本書按照由淺入深的認識規(guī)律,遵從突出重點、兼顧知識面的原則,圖文并茂,清晰直觀,力求通俗易懂,增強可讀性;同時采用了二維碼技術(shù),讀者可以通過掃描二維碼來觀看機構(gòu)圖片、動畫或完成知識點測試,以加深對相關(guān)知識內(nèi)容的理解。
參加本書編寫的有:河南工業(yè)大學(xué)武照云(第1章)、丁浩(第2章21~25節(jié)、第4章、第12章121~124節(jié))、申會鵬(第5章、第13章、第9章91~94節(jié))、馮偉(第6章67~610節(jié)、第10章、第11章)、劉曉霞(第3章、第6章61~66節(jié))、張海紅(第8章)、任寧(第7章)、孟逵(第2章26節(jié))、李廣玉(第9章95節(jié))、張月英(第12章125節(jié))、河南職業(yè)技術(shù)學(xué)院李麗(第12章126節(jié))。
本書由武照云任主編,負責(zé)全書的統(tǒng)稿、分工和定稿。
本書由阮競蘭教授擔(dān)任主審,她對本書提出了許多寶貴意見,在此向阮老師表示衷心感謝!
本書在編寫過程中,得到了河南工業(yè)大學(xué)機械設(shè)計系相關(guān)教師的熱情鼓勵與大力支持,他們對本書提出了許多寶貴的意見和建議。
本書在編寫過程中參考了許多教材和著作,在參考文獻中未能一一列出,在此一并向這些文獻的作者表示誠摯的謝意。
由于編者水平有限,書中難免存在錯誤、疏漏之處,衷心希望廣大同仁和讀者批評指正。
編者
高等院校教師
前言
第1篇導(dǎo)論
第1章緒論2
11機械原理課程的研究對象2
12機械原理課程的主要內(nèi)容4
13機械原理課程的地位和學(xué)習(xí)本課程的目的5
14機械原理課程的學(xué)習(xí)方法5
第2篇機構(gòu)組成與運動分析
第2章機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析8
21機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的基本內(nèi)容8
22機構(gòu)的組成及其分類8
23機構(gòu)運動簡圖14
24平面機構(gòu)自由度分析與計算16
25平面機構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析21
26空間機構(gòu)自由度簡介23
課后習(xí)題24
第3章平面機構(gòu)的運動分析27
31機構(gòu)運動分析的目的和方法27
32速度瞬心法27
33矢量方程圖解法30
34矢量法35
35矩陣法37
課后習(xí)題38
第3篇常用機構(gòu)設(shè)計
第4章連桿機構(gòu)及其設(shè)計40
41連桿機構(gòu)及其傳動特點40
42平面四桿機構(gòu)的基本類型和應(yīng)用41
43平面四桿機構(gòu)的基本知識46
44平面四桿機構(gòu)的設(shè)計51
課后習(xí)題56
第5章凸輪機構(gòu)及其設(shè)計60
51凸輪機構(gòu)概述60
52凸輪機構(gòu)的分類與應(yīng)用61
53從動件的運動規(guī)律63
54凸輪輪廓曲線的繪制70
55凸輪機構(gòu)的基本參數(shù)76
課后習(xí)題79
第6章齒輪機構(gòu)及其設(shè)計81
61齒輪機構(gòu)的特點及類型81
62齒輪的齒廓曲線82
63漸開線齒廓及其嚙合特點83
64漸開線標準齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸85
65漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動88
66漸開線齒廓的切制原理與根切現(xiàn)象93
67漸開線變位齒輪簡介96
68斜齒圓柱齒輪傳動100
69直齒錐齒輪傳動104
610蝸桿傳動107
課后習(xí)題110
第7章輪系及其設(shè)計112
71輪系及其分類112
72定軸輪系的傳動比114
73周轉(zhuǎn)輪系的傳動比117
74復(fù)合輪系的傳動比120
75輪系的功用121
課后習(xí)題124
第8章其他常用機構(gòu)127
81棘輪機構(gòu)127
82槽輪機構(gòu)132
83不完全齒輪機構(gòu)135
84螺旋機構(gòu)137
85萬向鉸鏈機構(gòu)139
課后習(xí)題141
第4篇機械的動力設(shè)計
第9章平面機構(gòu)的力分析143
91機構(gòu)力分析的目的和方法143
92構(gòu)件的慣性力和慣性力矩分析144
93運動副中摩擦力的確定146
94考慮摩擦?xí)r機構(gòu)的受力分析151
95機械的效率與自鎖152
課后習(xí)題158
第10章機械的平衡160
101平衡的分類和方法160
102剛性轉(zhuǎn)子的平衡計算161
103剛性轉(zhuǎn)子的平衡試驗163
課后習(xí)題165
第11章機械系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)及速度波動的調(diào)節(jié)167
111外力作用下的機械運轉(zhuǎn)過程167
112機械系統(tǒng)的等效動力學(xué)模型168
113機械系統(tǒng)的運動方程及其求解170
114機械的周期性速度波動及其調(diào)節(jié)方法172
課后習(xí)題175
第5篇機械系統(tǒng)的運動方案設(shè)計
第12章機械系統(tǒng)運動方案分析與設(shè)計方法179
121概述179
122機械工作原理擬定與工藝設(shè)計之間的關(guān)系181
123執(zhí)行構(gòu)件的運動設(shè)計方法和原動機的選擇182
124執(zhí)行機構(gòu)的選型與變異184
125機構(gòu)的組合186
126機械系統(tǒng)方案的評價體系與方法187
課后習(xí)題189
第13章機械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計190
131創(chuàng)新設(shè)計的原理與方法190
132機構(gòu)再生運動鏈創(chuàng)新設(shè)計191
課后習(xí)題199
參考文獻200
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