機械原理

機械原理是機械類專業的專業基礎核心課程，適用於機械工程及自動化，熱能與動力工程，測試技術與儀器，機械電子等專業，建議學時為64學時。《機械原理(附光盤機械類第3版)》是作者王洪欣、馮雪君在長期的教學與學術研究的基礎上，考慮到市場經濟的發展對機械設計人才提出更高的要求而寫成的。《機械原理(附光盤機械類第3版)》共分13章，它們是緒論，平面機構的組成分析，平面機構的運動分析，平面機構的力分析，平面連桿機構及其設計，凸輪機構及其設計，間歇運動機構，齒輪機構及其設計，齒輪系及其設計，機械的運轉及其速度波動的調節，機械的平衡，機械無級變速機構以及工業機器人機構學。除第1章、第7章、第12章之外，其餘每章後附有一定數量的習題與參考答案。在《機械原理計算機多媒體課件》光盤中，提供了部分機構的參考源程序，並提供了《機械原理》教材中習題的解答過程與答案。

本書可作為高等院校工科機械類專業本專科生學習“機械原理”課程的教材，也可供其他有關專業的教師與工程技術人員參考。

1 緒論

1．1 機械、機器與機構

1．2 設計機器的基本要求與流程

1．3 機械原理的基本內容

1．3．1 平面機構的組成分析

1．3．2 平面機構的運動分析

1．3．3 平面機構的受力分析

1．3．4 平面機構的摩擦力分析

1．3．5 機器的動力分析

1．3．6 常用機構的設計

1．3．7 機械無級變速機構的傳動分析

1．3．8 工業機器人機構學基礎

1．4 學習本課程的目的

1．5 學習本課程的方法

2 平面機構的組成分析

2．1 概述

2．2 平面機構的組成分析

2．2．1 構件

2．2．2 運動副

2．2．3 運動鏈

2．2．4 機構

2．3 平面機構的運動簡圖

2．4 平面機構的自由度

2．5 計算平面機構自由度的注意事項

2．5．1 局部自由度

2．5．2 虛約束

2．5．3 複合鉸鏈

2．6 平面機構的組成原理與結構分析

2．6．1 平面機構的組成原理

2．6．2 平面機構的結構分析

2．7 平面機構的高副低代

習題

3 平面機構的運動分析

3．1 概述

3．2 平面機構運動分析的圖解法

3．2．1 速度瞬心法

3．2．2 矢量方程圖解法

3．3 平面機構運動分析的解析法

習題

4 平面機構的力分析

4．1 概述

4．2 平面機構靜力分析的圖解法

4．3 計人運動副中摩擦的機構受力分析

4．4 平面機構的動態靜力分析

4．4．1 平面機構動態靜力分析的圖解法

4．4．2 平面機構動態靜力分析的解析法

習題

5 平面連桿機構及其設計

5．1 概述

5．2 平面四杆機構的基本型式及其演化

5．2．1 平面四杆機構的基本型式

5．2．2 平面四杆機構的演化

5．3 平面四杆機構的基本概念與傳動特徵

5．3．1 平面四杆機構曲柄存在的條件

5．3．2 平面四杆機構的極限位置與急回特性

5．3．3 壓力角、傳動角與死點位置

5．4 按行程速比係數設計平面四杆機構

5．4．1 曲柄搖桿機構的作圖法設計

5．4．2 曲柄滑塊機構的作圖法設計

5．5 平面四杆機構的解析法設計

5．5．1 按許用傳動角設計曲柄搖桿機構

5．5．2 剛體導引四杆機構的解析法設計

5．5．3 函數生成四杆機構的解析法設計

5．5．4 軌跡生成四杆機構的解析法設計

5．6 近似等速比機構的設計與傳動特徵

5．6．1 曲柄與移動從動件型近似等速比平面六杆機構

5．6．2 曲柄與擺動導杆型近似等速比平面六杆機構

5．7 高階停歇機構的設計與傳動特徵

5．7．1 工型串聯導杆的擺杆雙極位作直到三階停歇的平面六杆機構

5．7．2 基於曲柄搖桿機構的移動件單極位直到三階停歇的平面六杆機構

5．8 機構創新設計概述

5．8．1 輥式破碎機傳動機構的創新設計

5．8．2 二分之奇數轉主軸快速緩衝定位裝置的設計

5．9 平面連桿機構的應用

習題

6 凸輪機構及其設計

6．1 概述

6．2 凸輪機構的分類及封閉形式

6．3 從動件常用的運動規律

6．3．1 一次多項式運動規律

6．3．2 二次多項式運動規律

6．3．3 五次多項式運動規律

6．3．4 餘弦加速度運動規律

6．3．5 正弦加速度運動規律

6．4 盤形凸輪輪廓曲線的作圖法設計

6．4．1 對心直動尖底從動件盤形凸輪輪廓曲線的設計

6．4．2 對心直動滾子從動件盤形凸輪輪廓曲線的設計

6．4．3 偏置直動尖底從動件盤形凸輪輪廓曲線的設計

6．4．4 偏置直動滾子從動件盤形凸輪輪廓曲線的設計

6．4．5 平底直動從動件盤形凸輪輪廓曲線的設計

6．5 盤形凸輪輪廓曲線的解析法設計

6．5．1 直動平底從動件盤形凸輪輪廓曲線的解析法設計

6．5．2 直動滾子從動件盤形凸輪輪廓曲線的解析法設計

6．6 凸輪機構基本尺寸的確定

6．6．1 凸輪機構中的作用力與許用壓力角

6．6．2 凸輪基圓半徑的確定

6．6．3 滾子半徑的確定

6．7 凸輪機構的應用

習題

7 間歇運動機構

7．1 概述

7．2 棘輪機構

7．3 槽輪機構

7．3．1 槽輪機構的組成與運動特徵

7．3．2 槽輪機構的運動係數

7．4 不完全齒輪機構

7．5 滾子分度凸輪機構

7．6 平行分度凸輪機構

7．7 瞬時停歇的間歇運動機構

8 齒輪機構及其設計

8．1 概述

8．2 齒輪機構的類型

8．3 齒輪的齒廓曲線

8．3．1 齒廓齧合的基本定律

8．3．2 漸開線的形成與特點

8．4 漸開線齒廓的齧合特徵

8．4．1 漸開線齒廓具有定傳動比的特徵

8．4．2 漸開線齒廓間的作用辦在一條固定的直線上

8．4．3 漸開線齒廓傳動具有中心距的可分性

8．5 漸開線標準齒輪的基本參數和幾何尺寸

8．5．1 漸開線標準齒輪各部分的名稱

8．5．2 漸開線標準齒輪的基本參數

8．5．3 漸開線標準齒輪的幾何尺寸關係

8．6 漸開線標準圓柱齒輪的齧合傳動

8．6．1 一對漸開線齒輪正確齧合的條件

8．6．2 齒輪傳動的中心距與齧合角

8．6．3 一對輪齒的齧合過程與連續傳動條件

8．7 漸開線圓柱齒輪的加工

8．7．1 仿形法

8．7．2 範成法

8．8 漸開線齒輪的變位加工與傳動

8．8．1 齒條型刀具加工齒輪的少齒數

8．8．2 齒輪型刀具加工齒輪的少齒數

8．8．3 齒條型刀具加工齒輪的小變位係數

8．8．4 變位齒輪的幾何尺寸

8．8．5 變位齒輪傳動

8．9 斜齒圓柱齒輪傳動

8．9．1 斜齒圓柱齒輪齒面的形成原理

8．9．2 斜齒圓柱齒輪的幾何參數

8．9．3 斜齒圓柱齒輪的當量齒輪

8．9．4 斜齒圓柱齒輪傳動的重合度

8．9．5 斜齒圓柱齒輪傳動的特點

8．10 圓柱蝸桿傳動

8．11 直齒圓錐齒輪傳動

8．11．1 直齒圓錐齒輪的形成原理

8．11．2 直齒圓錐齒輪的背錐與當量齒數

8．11．3 直齒圓錐齒輪的幾何參數計算

習題

9 齒輪系及其設計

9．1 概述

9．1．1 定軸輪系

9．1．2 週轉輪系

9．1．3 複合輪系

9．2 定軸輪系的傳動比

9．3 週轉輪系的傳動比

9．4 複合輪系的傳動比

9．5 輪系的功用

9．5．1 實現大的傳動比

9．5．2 實現變速與換向

9．5．3 實現大功率傳動

9．5．4 實現分路傳動

9．5．5 實現運動的合成與分解

9．5．6 生成複雜的軌跡

9．6 週轉輪系的設計

9．6．1 行星輪系中的齒數條件

9．6．2 行星輪系中的均載設計

9．7其他類型的行星傳動簡介

9．7．1 漸開線少齒差行星傳動

9．7．2 擺線針輪行星傳動

9．7．3 諧波齒輪傳動

9．7．4 活齒傳動

9．7．5 牽引傳動

習題

10 機械的運轉及其速度波動的調節

10．1 概述

10．2 機械運動的微分方程及其解

10．3 穩定運轉狀態下機械的週期性速度波動及其調節

習題

11 機械的平衡

11．1 概述

11．2 平面連桿機構的平衡

11．2．1 鉸鏈四杆機構慣性力的平衡

11．2．2 由柄滑塊機構慣性力的平衡

11．3 圓盤類零件的靜平衡

11．3．1 圓盤類零件的靜平衡原理與計算

11．3．2 圓盤類零件的靜平衡實驗

11．4 剛性轉子的動平衡

11．4．1 剛性轉子的動平衡原理與計算

11．4．2 剛性轉子的動平衡實驗

習題

12 機械無級變速機構

12．1 概述

12．2 定軸無中間滾動體式機械無級變速傳動

12．2．1 正交軸無級傳動

12．2．2 相交軸錐盤環錐式無級傳動

12．2．3 光軸斜盤式無級傳動

12．3 定軸有中間滾動體式無級變速傳動

12．3．1 滾錐平盤式無級傳動

12．3．2 鋼球平盤式無級傳動

12．3．3 鋼環分離錐盤式無級傳動

12．3．4 弧錐環盤式無級傳動

12．3．5 菱錐式無級傳動

12．3．6 鋼球外錐輪式無級傳動

12．4 行星式無級變速傳動

12．4．1 轉臂輸出式無級傳動

12．4．2 轉臂輸出式封閉行星錐輪無級傳動

12．4．3 內錐輪輸出式行星無級傳動

12．4．4 環錐行星式無級傳動

12．4．5 鋼球行星式無級傳動

12．5 脈動無級變速傳動

12．5．1 曲柄搖桿式脈動無級傳動

12．5．2 曲柄搖塊搖桿式脈動無級傳動

13 工業機器人機構學

13．1 概述

13．2 工業機器人的組成

13．3 工業機器人的分類與性能

13．4 工業機器人的運動學基礎

13．4．1 目標物體的空間轉動矩陣

13．4．2 座標系之間的空間變換矩陣

13．4．3 目標物體的齊次座標表示

13．4．4剛體的空間位移矩陣

13．4．5 歐拉角表示的變換矩陣

13．4．6 轉動關節之間的位移矩陣

13．5 工業機器人的正向運動學

13．5．1 平面關節型機器人的正向運動方程

13．5．2 斯坦福機器人的正向運動方程

13．6 工業機器人的逆向運動學

習題

參考文獻

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