机械原理

《机械原理》内容提要

本书介绍了机械原理的研究对象、研究内容与作用，平面机构的结构分析，平面机构的运动分析，平面机构的力分析，机械的效率和自锁，平面连杆机构及其设计，凸轮机构及其设计，齿轮机构及其设计，轮系及其设计，间歇运动及其他常用机构，机械的平衡，机械的运转及其速度波动的调节，机构创新设计法等内容。
本书为高等学校机械类专业的专业基础课教材，也可以作为科研院所和企业从事机械设计研究的科研人员和工程技术人员的参考资料。

 

《机械原理》作者简介

孙志宏为东华大学机械工程学院教授、博士生导师，在机械工程设计领域的教学方面和科学研究方面有着很深的造诣。王永兴为东华大学机械学院教授，王淑妍为东华大学机械学院副教授。

目录

第一章绪论001

1.1机械原理课程的研究对象001

1.2机械原理课程的研究内容002

1.3机械原理课程的作用002

第二章平面机构的结构分析003

2.1概述003

2.2机构的组成003

一、  构件003

二、  运动副及其分类004

三、 运动链006

四、 机构006

2.3平面机构运动简图009

一、 机构运动简图009

二、 绘制机构运动简图的步骤009

2.4平面机构的自由度011

一、 平面机构自由度的计算012

二、 机构具有确定运动的条件012

三、 计算平面机构自由度时应注意的问题013

2.5机构的组成原理与结构分析017

一、 平面机构的组成原理017

二、 平面机构的结构分析019

三、 平面机构的高副低代021

第三章平面机构的运动分析023

3.1概述023

一、 运动分析的作用023

二、 运动分析的方法023

3.2利用瞬心法进行平面机构的速度分析023

一、 速度瞬心的概念和机构中瞬心的个数023

二、 速度瞬心位置的确定024

三、 用瞬心法进行机构的速度分析025

3.3利用矢量方程图解法进行机构的运动分析027

一、 同一构件上两点间的速度和加速度027

二、 组成移动副两构件上重影点的速度和加速度029

三、 图解法进行机构运动分析的例题030

3.4利用复数矢量法进行机构的速度分析和加速度分析032

一、 单闭环机构——铰链四杆机构的运动分析032

二、 开环机构——三自由度串联机构的运动分析037

第四章平面机构的力分析040

4.1概述040

4.2构件惯性力的确定041

一、 一般力学方法041

二、 质量代换法042

4.3运动副中摩擦力的确定043

一、 移动副中的摩擦力043

二、 螺旋副中的摩擦力048

三、 转动副中的摩擦力050

第五章机械的效率和自锁055

5.1机械效率的定义及表达055

5.2机器（组）的机械效率056

一、　串联机组的效率056

二、　并联机组的效率057

三、　混联机组的效率057

5.3机械的自锁059

一、　单自由度机构自锁的条件059

二、　机械自锁的条件061

第六章平面连杆机构及其设计064

6.1概述064

6.2平面四杆机构的基本类型及演化065

一、　铰链四杆机构065

二、　含有一个移动副的平面四杆机构067

三、　含有二个移动副的平面四杆机构069

6.3平面四杆机构的基本知识071

一、　平面四杆机构有曲柄的条件071

二、　行程速比系数和急回运动特性073

三、　机构的压力角和传动角078

四、　死点位置079

6.4平面四杆机构的设计081

一、　已知连杆的位置设计铰链四杆机构081

二、　按给定的行程速比系数K设计四杆机构082

三、　按两连架杆预定的位置设计四杆机构088

6.5平面多杆机构的应用093

一、　扩大从动件的动程或摆角093

二、　使从动件获得较长的近似停歇时间094

三、　获得较大的机械效益095

四、　改变构件的运动特性096

第七章凸轮机构及其设计097

7.1概述097

7.2凸轮机构的分类及封闭方式097

一、　凸轮机构的分类097

二、　凸轮与从动件的封闭方式099

7.3凸轮机构的基本名词术语100

7.4常用的从动件运动规律101

一、　基本运动规律101

二、　组合运动规律简介104

三、　从动件升停回停运动的方程105

四、　从动件运动规律的选择107

7.5用图解法设计盘形凸轮轮廓108

一、　尖底从动件盘形凸轮108

二、　滚子从动件盘形凸轮110

三、　平底从动件盘形凸轮111

7.6用解析法设计盘形凸轮轮廓113

一、　凸轮轮廓方程的统一推导方法113

二、　滚子直动从动件盘形凸轮轮廓方程式114

三、　滚子摆动从动件盘形凸轮轮廓方程式115

四、　注意事项116

7.7盘形凸轮机构基本尺寸的确定119

一、　滚子直动从动件盘形凸轮机构119

二、　滚子摆动从动件盘形凸轮机构122

三、　平底从动件盘形凸轮机构123

7.8圆柱凸轮机构125

一、　直动从动件圆柱凸轮机构125

二、　摆动从动件圆柱凸轮机构126

7.9高速凸轮机构简介127

第八章齿轮机构及其设计129

8.1概述129

8.2齿廓啮合基本定律130

一、　齿廓啮合基本定律130

二、　共轭齿廓131

8.3渐开线齿廓及其啮合特点132

一、　渐开线的形成及其特性132

二、　渐开线方程133

三、　渐开线齿廓的啮合特点134

8.4渐开线标准齿轮的基本参数及几何尺寸计算135

一、　齿轮各部分名称和符号135

二、　渐开线齿轮的基本参数136

三、　标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算137

8.5渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动139

一、　正确啮合条件139

二、　中心距和啮合角140

三、　连续传动条件与重合度142

8.6渐开线齿廓的切制原理与根切现象147

一、　渐开线齿廓的切制原理147

二、　根切现象及原因149

三、　标准齿轮不产生根切的最少齿数150

8.7渐开线变位齿轮传动150

一、　渐开线变位齿轮151

二、　变位齿轮的几何尺寸计算151

三、　变位齿轮传动153

四、　变位齿轮传动的类型及其特点155

五、　变位齿轮传动的应用155

8.8斜齿圆柱齿轮传动158

一、　斜齿轮的基本参数与几何尺寸计算159

二、　斜齿圆柱齿轮传动162

三、　斜齿圆柱齿轮的当量齿数164

四、　斜齿圆柱齿轮的主要优缺点165

五、　交错轴斜齿轮机构165

8.9蜗杆蜗轮传动168

一、　蜗杆蜗轮的形成168

二、　蜗杆蜗轮的正确啮合条件168

三、　蜗杆蜗轮传动的主要参数及几何尺寸计算169

四、　蜗杆蜗轮传动的优缺点170

8.10直齿圆锥齿轮传动171

一、　直齿圆锥齿轮齿廓曲面的形成、背锥及当量齿数171

二、　直齿圆锥齿轮几何尺寸计算173

三、　纺织机械中圆锥齿轮的应用174

第九章轮系及其设计176

9.1概述176

9.2轮系的类型176

一、　定轴轮系176

二、　周转轮系177

三、　复合轮系178

9.3定轴轮系的传动比179

一、　定轴轮系传动比大小的计算179

二、　定轴轮系首、末两轮的转向关系180

9.4周转轮系的传动比183

9.5复合轮系传动比的计算185

9.6轮系的应用188

一、　实现较远距离传动188

二、　获得较大的传动比188

三、　实现分路传动188

四、　实现变速传动189

五、　实现换向传动189

六、　用作运动的合成和分解190

七、　实现复杂的工艺动作191

9.7行星轮系的效率191

9.8行星轮系各轮齿数和行星轮数的选择193

一、　传动比条件193

二、　同心条件193

三、　装配条件193

四、　邻接条件194

第十章间歇运动及其他常用机构195

10.1棘轮机构195

一、　棘轮机构的类型和应用195

二、　棘轮的基本参数和几何尺寸196

三、　棘轮机构的几何尺寸计算197

四、　棘爪自动啮入的条件197

五、　摩擦式棘轮机构198

10.2槽轮机构199

一、　槽轮机构的类型及应用199

二、　槽轮机构的运动系数及运动特性200

三、　槽轮机构的几何尺寸202

10.3不完全齿轮机构203

一、　不完全齿轮机构的类型及应用203

二、　不完全齿轮机构的工作原理及特点203

10.4凸轮间歇机构204

一、　凸轮间歇机构的类型及应用204

二、　工作原理及特点204

10.5万向联轴器机构204

一、　单万向联轴器204

二、　双万向联轴器205

10.6非圆齿轮205

一、　非圆齿轮机构的工作原理和类型205

二、　椭圆齿轮206

三、　非圆齿轮的应用207

10.7主从动轴垂直交错的空间四杆机构207

一、　运动分析208

二、　RSSR空间四杆机构的设计210

第十一章机械的平衡212

11.1概述212

11.2刚性回转件的静平衡212

一、　静平衡原理213

二、　解析法求静平衡质径积213

三、　图解法求静平衡质径积214

11.3不规则盘形回转件的质心位置及质量的确定214

11.4刚性回转件的动平衡217

一、　动平衡原理217

二、　图解法求动平衡质径积218

三、　解析法求动平衡质径积218

11.5刚性回转件的平衡试验219

一、　静平衡试验219

二、　动平衡试验220

11.6回转件的平衡精度220

11.7平面机构平衡简介221

第十二章机械的运转及其速度波动的调节223

12.1概述223

12.2机械运转的三个时期224

一、　机械系统动能方程式224

二、　机械运转的三个时期224

三、　速度不均匀系数225

12.3机械系统等效动力学模型225

一、　等效质量及等效转动惯量226

二、　等效力和等效力矩226

三、　机械系统等效动力学模型227

12.4在已知作用力下机械的真实运动228

一、　等效构件角速度的确定228

二、　等效构件角加速度的确定228

三、　机械运动时间的确定228

12.5机械速度波动的调节231

一、　非周期性速度波动的调节231

二、　周期性速度波动的调节231

三、　飞轮尺寸的确定232

第十三章机构创新设计法235

13.1机构的选型235

13.2同性异形机构演化法235

一、　同性异形机构的分类236

二、　同性异形机构的演化规则236

13.3再生运动链法240

一、　一般化原则241

二、　连杆类配243

三、　机构创新设计例题245

13.4运动副变异法250

13.5叠加杆组法251

13.6几何学创成机构法251

一、　直线导向机构251

二、　圆锥曲线机构252

13.7增减虚约束法254

一、　由椭圆仪机构推演出直线导向机构254

二、　同源机构255

13.8运动倒置法256

13.9运动分解与机构组合法256

一、　机构串联组合256

二、　机构并联组合257

三、　机构复杂组合259

参考文献260