機械原理

前言

　　20世紀，人類文明達到了前所未有的高度。由于相對論、量子論、基因論、信息論等科學技術成就的取得，現(xiàn)在人類在物質領域已深入到基本粒子世界，在生命科學領域已深入到分子水平，在思維科學領域則主要是數(shù)學和腦科學的巨大進步?？茖W技術的迅猛發(fā)展，促使科學技術綜合化、整體化以及人文和科技相互滲透、相互融合的趨勢加速?！　〗?0年來，我們在經(jīng)濟戰(zhàn)線上堅持市場取向的改革，實行以公有制為主體、多種所有制經(jīng)濟共同發(fā)展的基本經(jīng)濟制度，進行經(jīng)濟結構的戰(zhàn)略性調整，推動兩個根本性轉變以及全方位、多層次、寬領域的對外開放，致使我國的經(jīng)濟體制也發(fā)生了巨大的變革。隨著社會主義’市場經(jīng)濟體制的建立和不斷完善，社會對人才需求的多樣性、適應性要求不斷增強?！　≡谌祟惣磳⒖缛?1世紀的時候，我國高等教育戰(zhàn)線在教育要“面向現(xiàn)代化，面向世界，面向未來”的思想指引下，開展了起點高、立意新、系統(tǒng)性強、有組織、有計劃、有步驟的教學改革工程。伴隨著教學改革的不斷深入，素質教育的觀念、大工程的觀念、終身教育以及回歸工程的觀念日益深入人心，人們對拓寬本科教育口徑、加強和擴展本科教育共同基礎的要求日益強烈?！　?998年8月，教育部正式頒布了新的普通高等學校本科專業(yè)目錄，專業(yè)總數(shù)由原來的500多種減少至249種。新專業(yè)目錄的頒布，突破了傳統(tǒng)的、狹隘的專業(yè)教育觀念，拓寬了人才培養(yǎng)工作的視野，為人才培養(yǎng)能較好地適應科學技術和社會進步的需要創(chuàng)造了條件。許多學校也都以專業(yè)調整、改造和重組為契機，大力調整人才知識、能力和素質結構，拓寬基礎，整合課程，構建新的專業(yè)平臺，柔性設置專業(yè)方向，不斷深化人才培養(yǎng)模式的改革?！　〗滩慕ㄔO是學校的最基本建設之一。教學改革的深入發(fā)展必然要求有相適應的教材。為適應新的專業(yè)培養(yǎng)目標和教學要求，組織編寫出版供“機械設計制造及其自動化”新專業(yè)的教學用書，特別是系列教材就顯得十分迫切和重要了。武漢理工大學出版社的領導和編輯們?yōu)楦淖兡壳皣鴥纫殉霭娴臋C械類專業(yè)教材普遍存在的內容偏深、知識面偏窄的傾向，決定面向全國普通高等學校機械工程類專業(yè)的學生出版一套系列教材，這是一個非常好的決策。他們的這一決定也得到了全國幾十所院校機械工程系的領導和眾多專家、教授的積極響應和大力支持，并提出了許多建設性的意見，其中一些教授如合肥工業(yè)大學校長陳心昭教授、燕山大學校長王益群教授、江蘇理工大學校長蔡蘭教授、西安交通大學副校長束鵬程教授、西北工業(yè)大學常務副校長楊海成教授等還非常樂意地承擔了該系列教材的主編、主審及編審委員會工作。

內容概要

　　《普通高等學校機械設計制造及其自動化專業(yè)新編系列教材：機械原理》是普通高等學校機械設計制造及其自動化專業(yè)新編系列教材之一。是根據(jù)國家教育委員會批準的《高等工業(yè)學校機械原理課程教學基本要求（1995年修訂版）》及教育部第三屆高等學校工科機械基礎課程教學指導委員會機械原理與設計課程教學指導小組最新制訂適用于機械類專業(yè)的《機械原理課程教學基本要求（報批稿）》進行編寫的?！　　镀胀ǜ叩葘W校機械設計制造及其自動化專業(yè)新編系列教材：機械原理》以常用機構及機構系統(tǒng)設計為主線，注意教材的先進性與實用性，加強了機構及其系統(tǒng)方案設計的內容.有利于學生創(chuàng)新意識與能力的培養(yǎng)。　　全書共11章，包括：緒論、機構組成原理及機構結構分析、連桿機構設計和分析、凸輪機構及其設計、齒輪機構及其設計、齒輪系、間歇運動機構、實現(xiàn)其他功用的機構、執(zhí)行機構運動規(guī)律及運動協(xié)調設計、機構及其系統(tǒng)運動方案設計、機械動力學設計等內容?！　　镀胀ǜ叩葘W校機械設計制造及其自動化專業(yè)新編系列教材：機械原理》可供高等學校工科機械類專業(yè)學生學習，也可供有關人員參考。

書籍目錄

1 緒論1.1 機械原理課程的研究對象1.2 機械原理課程的地位和作用1.2.1 機械原理課程的地位和作用1.2.2 機械原理課程的主要內容1.3 機械原理學科的發(fā)展現(xiàn)狀簡介2 機構組成原理及機構結構分析2.1 機構的組成及運動簡圖2.1.1 構件與自由度2.1.2 運動副與約束2.1.3 運動鏈與機構2.1.4 機構運動簡圖2.2 平面機構的自由度計算及機構運動確定條件2.2.1 平面機構的自由度計算2.2.2 機構運動確定條件2.2.3 機構自由度計算中應注意的幾個問題2.3 平面機構的結構分析和組成原理2.3.1 平面機構的高副低代2.3.2 平面機構的結構分析和組成原理2.4 機構類型綜合2.4.1 運動鏈的基本型式2.4.2 單閉環(huán)機構的類型綜合3 連桿機構設計與分析3.1 平面連桿機構的特點和基本型式3.1.1 平面連桿機構的特點3.1.2 平面四桿機構的基本型式3.1.3 平面四桿機構的型式演化3.2 有關平面四桿機構的一些基本知識3.2.1 鉸鏈四桿機構的有曲柄條件3.2.2 急回作用與行程速比系數(shù)3.2.3 壓力角、傳動角和死點3.3 用解析法作平面連桿機構的運動分析3.4 速度瞬心及其在平面機構速度分析中的應用3.4.1 速度瞬心3.4.2 機構中瞬心的數(shù)目3.4.3 構成運動副的兩構件的瞬心位置3.4.4 三心定理3.4.5 應用瞬心作平面機構的速度分析3.5 連桿機構運動設計的基本問題3.5.1 連桿機構運動設計的基本問題3.5.2 連桿機構運動設計的基本方法3.5.3 連桿機構運動設計精確點的選取和機構的最優(yōu)化設計方法3.6 用代數(shù)法設計平面連桿機構3.6.1 概述3.6.2 設計鉸鏈四桿機構實現(xiàn)兩連架桿的對應位置關系3.6.3 設計鉸鏈四桿機構使連桿點實現(xiàn)給定軌跡3.6.4 設計曲柄滑塊機構實現(xiàn)曲柄與滑塊的三對應位置3.6.5 按給定的行程速比系數(shù)設計曲柄滑塊機構或曲柄搖桿機構3.7 剛體位移矩陣3.8 用位移矩陣法設計剛體導引和再現(xiàn)軌跡機構3.8.1 設計剛體導引機構3.8.2 設計再現(xiàn)軌跡機構3.9 用位移矩陣法設計函數(shù)發(fā)生器機構3.9.1 用鉸鏈四桿機構作函數(shù)發(fā)生器機構3.9.2 用曲柄滑塊機構作函數(shù)發(fā)生器機構3.9.3 用雙滑塊機構作函數(shù)發(fā)生器機構3.10 平面連桿機構的力分析3.10.1 平面連桿機構的力分析3.10.2 不考慮摩擦時的運動副反力3.10.3 不考慮摩擦的平面連桿機構力分析3.11 空間連桿機構簡介3.11.1 空間連桿機構的應甩和特點3.11.2 空間連桿機構的研究方法3.11.3 幾種常用的空間機構簡介4 凸輪機構及其設計4.1 概述4.1.1 凸輪機構的組成、工作原理與應用4.1.2 凸輪機構的分類4.1.3 凸輪機構設計的基本名詞術語4.1.4 凸輪機構設計的主要問題4.2 從動件運動規(guī)律4.2.1 從動件運動規(guī)律與凸輪機構的關系4.2.2 基本運動規(guī)律及其選用原則4.2.3 從動件運動規(guī)律的設計4.3 凸輪輪廓的確定4.3.1 用圖解法確定凸輪的輪廓4.3.2 用解析法確定凸輪輪廓4.4 凸輪機構基本參數(shù)的設計4.4.1 凸輪機構的壓力角及其與凸輪機構基本參數(shù)的關系4.4.2 凸輪及從動件滾子輪廓的曲率匹配4.5 空間凸輪機構簡介4.6 凸輪機構的彈簧力4.7 高速凸輪機構簡介5 齒輪機構及其設計5.1 齒輪機構的類型和特點5.1.1 平面齒輪機構5.1.2 空間齒輪機構5.2 齒輪齒廓的設計5.2.1 齒廓嚙合基本定律5.2.2 漸開線齒廓5.2.3 漸開線齒輪傳動的特性5.3 漸開線直齒圓柱齒輪機構的設計5.3.1 齒輪基本尺寸的名稱和符號5.3.2 齒輪基本尺寸的計算5.3.3 標準齒輪傳動的基本尺寸計算5.3.4 正確嚙合條件5.3.5 連續(xù)傳動的條件5.3.6 齒輪和齒條傳動5.3.7 齒條刀切齒原理5.3.8 漸開線齒廓的根切5.3.9 變位齒輪傳動5.3.10 漸開線直齒圓柱齒輪機構的設計步驟5.4 其他齒輪機構5.4.1 平行軸斜齒圓柱齒輪機構5.4.2 交錯軸斜齒輪機構5.4.3 蝸輪蝸桿機構5.4.4 直齒圓錐齒輪機構5.4.5 非圓齒輪機構簡介5.4.6 擺線齒輪機構簡介5.4.7 圓弧齒輪機構簡介6 齒輪系6.1 齒輪系傳動比的計算6.1.1 定軸齒輪系傳動比的計算6.1.2 周轉齒輪系傳動比的計算6.1.3 復合齒輪系傳動比的計算6.2 行星齒輪系的設計與效率估算6.2.1 行星齒輪系的設計6.2.2 行星輪系傳動的效率估算6.3 其他類型齒輪系簡介6.3.1 漸開線少齒差行星傳動6.3.2 擺線針輪行星傳動6.3.3 諧波齒輪傳動6.3.4 活齒傳動7 間歇運動機構7.1 棘輪機構7.1.1 棘輪機構的組成和工作原理7.1.2 棘輪機構的類型7.1.3 棘輪機構的特點和應用7.1.4 齒式棘輪機構的設計7.2 槽輪機構7.2.1 槽輪機構的工作原理和類型7.2.2 槽輪機構的特點和應用7.2.3 槽輪機構的設計7.3 不完全齒輪機構7.3.1 不完全齒輪機構的組成和工作原理7.3.2 不完全齒輪機構的類型、特點和應用7.4 凸輪式間歇運動機構8 其他常用機構8.1 萬向聯(lián)軸節(jié)8.1.1 單萬向聯(lián)軸節(jié)8.1.2 雙萬向聯(lián)軸節(jié)8.2 螺旋機構8.3 摩擦輪機構8.4 帶（鏈）傳動機構8.5 液壓（氣動）機構8.6 微型機構9 執(zhí)行機構運動規(guī)律及運動協(xié)調設計9.1 機構設計概述9.1.1 機構9.1.2 機構設計9.1.3 機構創(chuàng)新設計9.2 機構及其系統(tǒng)運動方案設計概述9.2.1 功能原理方案設計9.2.2 機構系統(tǒng)運動方案設計9.2.3 機構系統(tǒng)運動簡圖設計9.3 執(zhí)行機構運動規(guī)律設計9.3.1 功能原理與工藝動作9.3.2 執(zhí)行構件與執(zhí)行機構9.3.3 工藝過程設計原則9.3.4 運動規(guī)律的確定9.4 執(zhí)行機構運動協(xié)調設計9.4.1 執(zhí)行機構的布置9.4.2 執(zhí)行機構的運動協(xié)調設計9.4.3 執(zhí)行機構運動協(xié)調設計的分析計算9.5 機械運動循環(huán)圖設計9.5.1 機械運動循環(huán)圖的表示方法9.5.2 機械運動循環(huán)圖的作用9.5.3 機械運動循環(huán)圖的設計要求與步驟9.5.4 設計舉例10 機構及其系統(tǒng)運動方案設計10.1 機構選型10.1.1 執(zhí)行構件的運動形式10.1.2 實現(xiàn)執(zhí)行機構各種運動形式的常用機構簡介10.1.3 機構選型的基本原則10.2 創(chuàng)新的原理與方法10.2.1 創(chuàng)造性基本原理10.2.2 創(chuàng)造性思維10.2.3 創(chuàng)新技法10.3 機構構型的創(chuàng)新設計方法10.3.1 應用現(xiàn)有原理創(chuàng)新機構10.3.2 利用機構運動特點創(chuàng)新機構10.3.3 基于組合原理的機構創(chuàng)新設計10.3.4 利用光、電、液（氣）等原理創(chuàng)新機構10.3.5 機構類型創(chuàng)新和變異設計10.4 基于功能分析的機構系統(tǒng)運動方案設計方法10.4.1 功能分析方法10.4.2 形態(tài)學方法10.4.3 機構系統(tǒng)搜尋法10.4.4 機構系統(tǒng)運動方案設計實例10.5 運動方案的評價10.5.1 機構系統(tǒng)運動方案的評價特點10.5.2 評價指標及其評價體系10.5.3 評價方法簡介11 機械動力學設計11.1 機構及其系統(tǒng)的質量平衡和功率平衡11.1.1 質量平衡和功率平衡的目的11.1.2 質量平衡研究的內容11.1.3 功率平衡研究的內容11.2 轉子的平衡設計11.2.1 靜平衡設計11.2.2 動平衡設計11.2.3 平衡實驗11.2.4 剛性轉子的平衡精度11.3 撓性轉子平衡簡介11.4 平面機構的平衡設計11.4.1 機構慣性力的平衡條件11.4.2 機構慣性力的完全平衡法11.4.3 機構慣性力的部分平衡法11.5 機械等效動力學模型11.5.1 作用在機械上的力11.5.2 等效動力學模型的建立11.5.3 等效量的一般表達式11.6 機械運動方程式的建立和求解11.6.1 機械運動方程式的建立11.6.2 機械運動方程式的求解11.7 周期性速度波動調節(jié)原理11.7.1 機械運轉的三個階段11.7.2 周期性速度波動產(chǎn)生的原因11.7.3 衡量速度波動程度的指標11.7.4 周期性速度波動調節(jié)原理11.8 飛輪的設計11.8.1 飛輪轉動慣量的確定11.8.2 飛輪主要尺寸的確定主要參考文獻

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