機械原理與設(shè)計（上）

前言

　　本教材是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，適用于普通高等學(xué)校機械類(含非機類)專業(yè)本科的機械原理和機械設(shè)計兩門基礎(chǔ)技術(shù)必修課的教學(xué)。教材中的相關(guān)內(nèi)容也可作為機械類專業(yè)課、機械設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計選修課、畢業(yè)設(shè)計等教學(xué)環(huán)節(jié)的參考教材?！　”窘滩囊越逃款C發(fā)的機械原理和機械設(shè)計兩門課程的“教學(xué)基本要求”為依據(jù)編寫．同時，也吸收了近幾年來在教學(xué)改革中的成果及學(xué)科發(fā)展的新動向，適當?shù)財U充了相關(guān)的內(nèi)容?！　〗K大學(xué)在近幾年教學(xué)實踐中對機械類專業(yè)的“機械原理”及“機械設(shè)計”兩門課程的設(shè)置進行了改革，以一門課程的形式分兩個學(xué)期進行講授。第一學(xué)期講授本教材上冊內(nèi)容，稱為“機械原理與設(shè)計(上冊)”，主要以機械原理課程為主；第二學(xué)期講授本教材下冊內(nèi)容，稱為“機械原理與設(shè)計(下冊)”，主要以機械設(shè)計課程為主。將兩門課程的課程設(shè)計統(tǒng)一放在第二學(xué)期進行，以便于學(xué)生在課程設(shè)計時能綜合運用兩門課程所學(xué)內(nèi)容。如綜合運用機構(gòu)學(xué)及帶傳動、鏈傳動等內(nèi)容進行方案設(shè)計，對其進行運動及動力性能分析，并對傳動部件強度及具體結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。本教材在編寫過程中充分考慮了這一情況，特別是第三篇，以產(chǎn)品實現(xiàn)全過程作為主線，使學(xué)生對產(chǎn)品設(shè)計有一個較全面的了解。該內(nèi)容可結(jié)合課程設(shè)計進行講解或?qū)W生在課程設(shè)計前有選擇性地自學(xué)。它將有利于鞏固課程設(shè)計的改革成果，也有利于學(xué)生對產(chǎn)品設(shè)計有一個全面的了解，為學(xué)生下一步專業(yè)課學(xué)習(xí)及今后畢業(yè)設(shè)計打下較好的基礎(chǔ)?！　”窘滩姆稚?、下兩冊，全書共分三篇，各篇獨立設(shè)章。第一篇包含10章，第二篇包含14章，第三篇包含5章。每章末都有各章的主要內(nèi)容與學(xué)習(xí)指導(dǎo)，并有思考題與習(xí)題。全書以產(chǎn)品實現(xiàn)全過程(市場調(diào)研——任務(wù)提出——方案設(shè)計——創(chuàng)新思想引入——運動學(xué)、動力學(xué)性能分析——考慮強度、環(huán)保等工作能力設(shè)計——結(jié)構(gòu)設(shè)計——產(chǎn)品投放市場——用戶——產(chǎn)品報廢、回收)為依據(jù)來考慮教材內(nèi)容的取舍?！　∩蟽杂傻谝黄獦?gòu)成，以機械原理課程為主要內(nèi)容，包括平面機構(gòu)組成原理及其自由度分析，平面機構(gòu)的運動分析，平面連桿機構(gòu)運動學(xué)分析與設(shè)計，凸輪機構(gòu)及其設(shè)計，齒輪機構(gòu)及其設(shè)計，輪系及其傳動比計算，其他常用機構(gòu)及組合機構(gòu)，機器人機構(gòu)，機械的摩擦與自鎖，機械動力學(xué)與機械平衡。考慮到現(xiàn)代機構(gòu)學(xué)發(fā)展的重要方向之一是以機器人機構(gòu)為背景的可控、多輸入機構(gòu)，對它進行研究，促進了發(fā)明新機構(gòu)的理論與方法的發(fā)展。因此，本篇在內(nèi)容中擴充了與發(fā)明新機構(gòu)有關(guān)的拓撲結(jié)構(gòu)學(xué)的基本理論。該篇第一、二章引入了我國學(xué)者楊廷力教授在拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一些新成果(教材中以打“*”號的小節(jié)出現(xiàn))，主要以平面機構(gòu)作為研究對象，闡述與分析其理論，使學(xué)生對該理論的實質(zhì)有所了解，為平面機構(gòu)的性能分析和機構(gòu)創(chuàng)新、發(fā)明提供理論基礎(chǔ)。同時，也有利于讀者進一步學(xué)習(xí)空間串聯(lián)和并聯(lián)機器人機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計的有關(guān)理論。第三章在平面連桿機構(gòu)中引入了二自由度的平面五連桿機構(gòu)，它是最基本的多自由度機構(gòu)之一。對它進行分析研究，可為其他多自由度機構(gòu)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

內(nèi)容概要

　　本教材在教學(xué)改革基礎(chǔ)上按照教育部頒發(fā)的教學(xué)基本要求編寫，既考慮了傳統(tǒng)經(jīng)典內(nèi)容，又考慮到近年來的教學(xué)改革成果及學(xué)科發(fā)展的新動向，適當?shù)財U充了內(nèi)容。每章除有基本教學(xué)內(nèi)容外，還包含學(xué)習(xí)指導(dǎo)、思考題及習(xí)題。適合于高等學(xué)校機械類專業(yè)本科機械原理和機械設(shè)計兩門課程的教學(xué)?！　”窘滩姆稚?、下兩冊，全書共分為三篇，各篇獨立設(shè)章。　　上冊由第一篇構(gòu)成，為機械原理課程的主要內(nèi)容，包括機構(gòu)分析與運動設(shè)計、機械動力設(shè)計兩部分。其中帶*號部分引入了我國學(xué)者在拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一些新成果。下冊由第二、三篇構(gòu)成，第二篇為機械設(shè)計課程的主要內(nèi)容，分聯(lián)接、傳動、軸系零部件和其他零部件等，主要介紹通用零部件的工作能力設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計；第三篇為機械產(chǎn)品的方案設(shè)計與分析，可結(jié)合課程設(shè)計來講授，使學(xué)生對產(chǎn)品設(shè)計有一個全面的了解，也有助于學(xué)生課程設(shè)計、課外創(chuàng)新設(shè)計及教學(xué)改革的進行?！　”窘滩囊部晒C械工程領(lǐng)域的科研、設(shè)計人員及研究生參考。

作者簡介

　　馬履中，江蘇大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師，華東地區(qū)機械原理教學(xué)研究會理事，江蘇省機械原理教學(xué)研究會副理事長，機械工業(yè)教育協(xié)會機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)分委員會委員，國務(wù)院特殊津貼獲得者。主要研究方向為機構(gòu)學(xué)、智能機械與機器人、機械優(yōu)化設(shè)計、機械運動學(xué)和動力學(xué)。主持與參加國家自然科學(xué)基金、國家863項目、國家教委博士點基金、省部委及地方課題共10余項；橫向課題20余項。獲國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀項目獎，教育部優(yōu)秀教材一等獎、二等獎；江蘇省科技進步三等獎；機械工業(yè)科技進步三等獎；江蘇省教育廳優(yōu)秀教學(xué)成果一等獎，江蘇省教育科研先進個人獎等各1項；其他省部級獎多項。申請國家發(fā)明專利11項、實用新型專利2項，發(fā)表論文150余篇，其中被SCI／EI／ISTP收錄50余篇，主編及參編教材8部等。

書籍目錄

序言緒論第一篇 機械原理前言第一章 平面機構(gòu)組成原理及其自由度分析第一節(jié) 機構(gòu)的組成及運動簡圖第二節(jié) 平面機構(gòu)自由度分析及應(yīng)用舉例第三節(jié) 平面機構(gòu)組成原理第四節(jié) 平面機構(gòu)的拓撲結(jié)構(gòu)理論學(xué)習(xí)指導(dǎo)1.1思考題1.1習(xí)題1.1第二章 平面機構(gòu)的運動分析第一節(jié) 機構(gòu)運動分析的目的和方法第二節(jié) 速度瞬心法及其應(yīng)用第三節(jié) 用矢量方程解析法作平面機構(gòu)的運動分析第四節(jié) 復(fù)雜平面機構(gòu)的運動分析學(xué)習(xí)指導(dǎo)1.2思考題1.2習(xí)題1.2第三章 平面連桿機構(gòu)運動學(xué)分析與設(shè)計第一節(jié) 平面連桿機構(gòu)的特點及應(yīng)用第二節(jié) 平面四連桿機構(gòu)基本類型及應(yīng)用第三節(jié) 平面四桿機構(gòu)的曲柄存在條件第四節(jié) 平面四桿機構(gòu)的一些基本特性第五節(jié) 平面四桿機構(gòu)的設(shè)計第六節(jié) 平面五連桿機構(gòu)學(xué)習(xí)指導(dǎo)1.3思考題1.3習(xí)題1.3第四章 凸輪機構(gòu)及其設(shè)計第一節(jié) 凸輪機構(gòu)應(yīng)用及分類第二節(jié) 從動件常用運動規(guī)律第三節(jié) 圖解法設(shè)計平面凸輪輪廓曲線第四節(jié) 解析法設(shè)計平面凸輪輪廓曲線第五節(jié) 凸輪機構(gòu)基本尺寸確定第六節(jié) 圓柱凸輪機構(gòu)學(xué)習(xí)指導(dǎo)1.4思考題1.4習(xí)題1.4第五章 齒輪機構(gòu)及其設(shè)計第一節(jié) 齒輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類第二節(jié) 齒廓嚙合基本定律第三節(jié) 漸開線齒廓的嚙合傳動第四節(jié) 漸開線齒輪各部分名稱及幾何尺寸計算第五節(jié) 漸開線直齒圓柱齒輪傳動的正確嚙合條件第六節(jié) 漸開線齒輪傳動無側(cè)隙嚙合條件第七節(jié) 漸開線齒輪傳動的重合度第八節(jié) 漸開線齒廓切削加工原理第九節(jié) 漸開線齒輪的根切和變位第十節(jié) 變位齒輪傳動概述第十一節(jié) 斜齒圓柱齒輪機構(gòu)第十二節(jié) 蝸桿蝸輪機構(gòu)第十三節(jié) 錐齒輪機構(gòu)第四節(jié) 其他齒輪機構(gòu)學(xué)習(xí)指導(dǎo)1.5思考題1.5習(xí)題1.5第六章 輪系及其傳動比計算第一節(jié) 輪系的分類第二節(jié) 定軸輪系的傳動比第三節(jié) 定軸輪系的應(yīng)用及設(shè)計第四節(jié) 周轉(zhuǎn)輪系的傳動比第五節(jié) 周轉(zhuǎn)輪系的應(yīng)用及設(shè)計第六節(jié) 混合輪系傳動比計算第七節(jié) 其他行星傳動簡介學(xué)習(xí)指導(dǎo)1.6思考題1.6習(xí)題1.6第七章 其他常用機構(gòu)及組合機構(gòu)第一節(jié) 其他常用機構(gòu)第二節(jié) 組合機構(gòu)學(xué)習(xí)指導(dǎo)1.7思考題1.7習(xí)題1.7第八章 機器人機構(gòu)第一節(jié) 機器人機構(gòu)的特點第二節(jié) 串聯(lián)式機器人第三節(jié) 并聯(lián)式機器人學(xué)習(xí)指導(dǎo)1.8思考題1.8習(xí)題1.8第九章 機械的摩擦與自鎖第一節(jié) 機械中的摩擦第二節(jié) 機械中的自鎖學(xué)習(xí)指導(dǎo)1.9思考題1.9第十章 機械動力學(xué)與機械平衡第一節(jié) 機械動力學(xué)第二節(jié) 機械平衡學(xué)習(xí)指導(dǎo)1.10思考題1.10習(xí)題1.10附錄 重要名詞術(shù)語中英文對照表參考文獻

編輯推薦

　　本書也可供機械工程領(lǐng)域的科研、設(shè)計人員及研究生參考。

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