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本书是根据*高等教育机械基础课程教学指导委员分会的要求而编写的，旨在满足全国众多应用型本科院校培养机械类人才的需要。全书共12章，内容包括绪论、平面机构的结构分析、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、间歇运动机构、平面机构的运动分析、平面机构的力分析、机械的平衡、机械的运转及其速度波动的调节、机械系统的方案设计。在各章后附有一定数量的思考题与习题及考研真题，以利于读者学习。

第1章  绪论 1

1.1  机械原理课程研究的对象与内容 1

1.1.1  机器 1

1.1.2  机构 3

1.2  机械原理课程在专业中的地位和作用 3

1.3  如何进行本课程的学习 4

1.4  机械原理学科的发展现状及趋势 4

习题与思考题 5

第2章  平面机构的结构分析 6

2.1  平面机构的结构分析的内容和目的 6

2.2  机构的组成 6

2.2.1  构件与零件 6

2.2.2  运动副 6

2.2.3  运动链 7

2.3  平面机构运动简图 8

2.3.1  构件的自由度 8

2.3.2  运动副的分类及表示 8

2.3.3  构件的分类及表示 9

2.3.4  平面机构运动简图 12

2.4  平面机构自由度 13

2.4.1  平面机构自由度计算公式 13

2.4.2  平面机构具有确定运动的条件 14

2.4.3  计算平面机构自由度时应注意的事项 15

2.5  平面机构的组成原理与结构分析 19

2.5.1  平面机构的组成原理 19

2.5.2  平面机构的结构分类 20

2.5.3  平面机构的高副低代 20

2.5.4  平面机构的结构分析 22

习题与思考题 24

第3章  平面连杆机构及其设计 26

3.1  平面连杆机构及其传动特点 26

3.2  铰链四杆机构的基本类型及其演化 26

3.2.1  铰链四杆机构的基本类型及其应用 26

3.2.2  铰链四杆机构存在曲柄的条件 29

3.2.3  铰链四杆机构的演化 30

3.3  平面四杆机构的基本知识 33

3.3.1  平面四杆机构的急回运动特性 33

3.3.2  平面四杆机构的死点 34

3.3.3  平面四杆机构的压力角和传动角 34

3.4  平面四杆机构的设计 35

3.4.1  用图解法设计平面四杆机构 36

3.4.2  用解析法设计平面四杆机构 39

3.4.3  用实验法设计平面四杆机构 40

习题与思考题 40

第4章  凸轮机构及其设计 45

4.1  凸轮机构的概述 45

4.1.1  凸轮机构的组成 45

4.1.2  凸轮机构的应用和分类 45

4.2  从动件的运动规律 48

4.2.1  凸轮机构的基本概念和参数 48

4.2.2  从动件常用的运动规律 49

4.2.3  从动件运动规律的选择 59

4.3  盘形凸轮轮廓曲线的设计 60

4.3.1  凸轮轮廓曲线设计的基本原理 60

4.3.2  用图解法设计盘形凸轮轮廓曲线 61

4.3.3  用解析法设计盘形凸轮轮廓曲线 65

4.4  凸轮机构基本参数的确定 68

4.4.1  压力角的确定 68

4.4.2  基圆半径的确定 71

4.4.3  滚子半径的确定 71

4.4.4  平底尺寸的确定 72

习题与思考题 73

第5章  齿轮机构及其设计 76

5.1  概述 76

5.1.1  齿轮机构的特点 76

5.1.2  齿轮机构的分类 76

5.2  齿廓啮合基本定理 78

5.2.1  传动比 78

5.2.2  齿廓啮合基本定理 78

5.3  渐开线的形成及其性质 79

5.3.1  渐开线的形成 79

5.3.2  渐开线的性质 80

5.3.3  渐开线方程与渐开线函数 80

5.4  渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸 81

5.4.1  齿轮各部分名称和符号 81

5.4.2  标准齿轮的基本参数 83

5.4.3  渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算 83

5.5  渐开线齿轮传动及渐开线齿廓的啮合特性 85

5.5.1  节点、节圆、啮合线和啮合角 85

5.5.2  渐开线齿廓的啮合特性 85

5.6  渐开线齿轮正确啮合和连续传动的条件 87

5.6.1  正确啮合的条件 87

5.6.2  正确安装条件 88

5.6.3  连续传动条件 90

5.7  渐开线齿廓的切削加工 92

5.7.1  渐开线齿廓的切削原理 92

5.7.2  渐开线齿廓的根切现象及其产生的原因 95

5.7.3  渐开线标准齿轮不根切的条件 95

5.8  变位齿轮概述 96

5.8.1  变位齿轮的概念 96

5.8.2  不根切的小变位系数xmin 96

5.8.3  变位齿轮的几何尺寸 97

5.8.4  变位齿轮传动 98

5.8.5  变位齿轮传动类型及特点 100

5.8.6  变位齿轮传动的设计步骤 100

5.9  斜齿圆柱齿轮机构 101

5.9.1  斜齿圆柱齿轮齿面的形成及其传动特点 101

5.9.2  斜齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸 102

5.9.3  斜齿圆柱齿轮的当量齿轮和当量齿数 105

5.9.4  斜齿圆柱齿轮啮合传动 106

5.9.5  交错轴斜齿轮传动 107

5.10  圆锥齿轮机构 108

5.10.1  圆锥齿轮的传动特点 108

5.10.2  渐开线直齿圆锥齿轮齿廓曲面的形成 109

5.10.3  圆锥齿轮的背锥与当量齿数 109

5.10.4  圆锥齿轮的啮合传动及其几何尺寸 110

5.11  蜗杆传动机构 112

5.11.1  蜗杆传动的特点 112

5.11.2  蜗杆传动的基本参数 112

5.11.3  蜗杆传动的正确啮合条件 114

5.11.4  蜗杆传动的几何尺寸 114

习题与思考题 115

第6章  轮系及其设计 119

6.1  轮系的分类 119

6.2  定轴轮系的传动比计算 120

6.3  周转轮系的传动比计算 121

***  复合轮系的传动比计算 123

6.5  轮系的功用 124

6.6  周转轮系的设计及各轮齿数的确定 129

6.7  其他类型行星传动简介 132

6.7.1  渐开线少齿差行星齿轮传动 132

6.7.2  摆线针轮传动 133

6.7.3  谐波齿轮传动 133

习题与思考题 134

第7章  间歇运动机构 138

7.1  棘轮机构 138

7.1.1  棘轮机构的组成和工作原理 138

7.1.2  棘轮机构的类型 138

7.1.3  棘轮机构的应用 139

7.2  槽轮机构 140

7.2.1  槽轮机构的组成及工作原理 140

7.2.2  槽轮机构的类型 141

7.2.3  槽轮机构的应用 141

7.3  不完全齿轮机构 142

7.3.1  不完全齿轮机构的组成及工作原理 142

7.3.2  不完全齿轮机构的类型及应用 142

7.4  螺旋机构 143

7.4.1  螺旋机构的组成及工作原理 143

7.4.2  螺旋机构的应用 144

7.5  万向联轴节 145

7.5.1  单万向联轴节 145

7.5.2  双万向联轴节 146

7.5.3  万向联轴节的应用 147

习题与思考题 147

第8章  平面机构的运动分析 148

8.1  用速度瞬心法对机构进行速度分析 148

8.1.1 速度瞬心的数目 148

8.1.2  瞬心的位置 149

8.1.3  瞬心法在机构速度分析中的应用 150

8.2  用相对运动图解法对机构进行速度和加速度分析 152

8.2.1  同一构件上两点间的速度和加速度分析 152

8.2.2  组成移动副的两构件瞬时重合点间的速度和加速度分析 155

8.3  用解析法对机构进行速度和加速度分析 159

8.3.1  矩阵法 160

8.3.2  复数矢量法 162

8.4  运动线图 163

习题与思考题 164

第9章  平面机构的力分析 167

9.1  机构的动态静力分析 167

9.1.1  构件惯性力的确定 168

9.1.2  机构的动态静力分析 169

9.2  机械传动中摩擦力的确定 171

9.2.1  移动副中摩擦力的确定 171

9.2.2  螺旋副中摩擦力的确定 174

9.2.3  转动副中摩擦力的确定 175

9.2.4  考虑运动副摩擦时机构的力分析 177

9.3  机械效率与自锁 178

9.3.1  机械的效率 178

9.3.2  机械的自锁 181

习题与思考题 184

第10章  机械的平衡 187

10.1  机械平衡的目的和内容 187

10.1.1  机械平衡的目的 187

10.1.2  机械平衡的内容 187

10.2  刚性转子的平衡原理及方法 188

10.2.1  静平衡 188

10.2.2  动平衡 189

10.2.3  平衡试验简介 191

10.2.4  转子的许用不平衡量 193

10.3  平面连杆机构的平衡简介 194

10.3.1  完全平衡 194

10.3.2  部分平衡 196

习题与思考题 198

第11章  机械的运转及其速度波动的调节 202

11.1  机械系统动力学问题概述 202

11.1.1  研究机械系统动力学问题的目的和内容 202

11.1.2  机械运转的过程 202

11.1.3  驱动力和工作阻力的类型及机械特性 203

11.2  机械系统的等效动力学模型 204

11.2.1  等效动力学模型的基本原理 204

11.2.2  等效力矩和等效力 205

11.2.3  等效转动惯量和等效质量 205

11.3  机械运动速度波动的调节 208

11.3.1  周期性速度波动产生的原因 208

11.3.2  周期性速度波动的不均匀系数 210

11.3.3  周期性速度波动调节的基本原理 211

11.3.4  飞轮转动惯量JF近似计算 212

11.3.5  非周期性速度波动的调节 214

习题与思考题 215

第12章  机械传动系统的方案设计 218

12.1  概述 218

12.2  机构选型及机构系统传动方案设计 218

12.2.1  机构系统传动方案设计的基本原则 218

12.2.2  机构

张静，河北建筑工程学院机械工程学院专职教师，副教授，长期从事机械原理及机械设计基础课程教学，参与编写教材多本。

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编辑推荐

各章后附有习题及考研真题，以利于读者学习。

前言

本书注重能力的培养，力求做到不断强化自我的自学能力、思维能力、创造性地解决问题的能力，以及不断自我更新知识的能力，促进学生向着富有鲜明个性的方向发展，旨在满足全国众多应用型本科院校培养机械类人才的需要。

本书的编写章节结合生产实践和日常生活实际的应用实例，在阐述机械原理的基本概念、基本原理和基本方法的同时，遵循由浅入深、循序渐进的原则，内容侧重应用型人才的培养。课堂教学学时宜为60学时左右，实验学时为6～8学时，课程设计为1.5周。

各章参考学时如下：

第1章 绪论 1学时

第2章 平面机构的结构分析 8学时

第3章 平面连杆机构及其设计 8学时

第4章 凸轮机构及其设计 6学时

第5章 齿轮机构及其设计 12学时

第6章 轮系及其设计 4学时

第7章 间歇运动机构 2学时

第8章 平面机构的运动分析 4学时

第9章 平面机构的力分析 4学时

第10章 机械的平衡 3学时

第11章 机械的运转及其速度波动的调节  4学时

第12章 机械系统的方案设计 4学时

本书由河北建筑工程学院张静担任主编，河北建筑工程学院刘春东担任副主编。参加本书编写工作的有河北建筑工程学院张静（第2、4、11、5.1节～5.8节）、刘春东（第1、8、9、5.9节～5.11节）、张灿果（第7章）、郑州科技学院张晓莹（第3、6章）、桂林航天工业学院许本胜（第10、12章）。

感谢电子工业出版社对本书的编写工作给予了热情的关注和大力支持。

尽管编者为本书付出了十分的心血和努力，但疏漏和欠妥之处仍然存在，恳请广大同仁和读者批评指正。

 编 者

 2015年1月