机械原理

《机械原理》是依据教育部高等学校机械基础课程指导分委员会2009年编写的“高等学校机械原理课程基本要求”和“机械原理课程教学改革建议”精神，结合编者近年来的教学研究成果与工程案例及科研经验，同时考虑到我国机械制造企业的发展需要及现状而编写的“机械创新设计系列”之一。
全书分上、中、下三篇。上篇为机械运动方案设计，主要介绍机构及其应用、常见机构及其特点、机构组成原理与演变、机构再生运动链设计法、机械系统运动方案设计；中篇为机构运动设计与分析，主要阐述平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系；下篇为机械动力设计与分析，主要论述机构的惯性力平衡、机械系统的动力学、机械中的摩擦与自锁。
《机械原理》可作为高等学校机械类各专业的教学用书，也可供机械工程领域的研究生和有关工程技术人员参考。

王德伦，安徽肥东人，大连理工大学教授、博士研究生导师。1982年毕业于江西冶金学院机械系，1985年硕士研究生毕业于大连工学院机械系，留校任教，1995年获该校博士学位。 主要研究领域：机构运动几何学分析与综合，机构与机器创新设计，高档数控机床与风电装备的数字化设计。 现任教育部机械基础课程教学指导委员会副主任、全国机械原理教学研究会理事长、全国机构学专业委员会副主任、IFFTOM C0mpUting Kinematics技术委员，Journal of Mechanism and Robotics，ASME(2009--20 1 2)副主编等。编著机械创新设计系列教材：《机械原理》、《机械设计》、《机械原理与机械设计实践》、《机械产品创新设计》。 学术专著：《机构运动微分几何学分析与综合》、《Kinematic Differential Geometry and Saddle Synthesis of Linkages》(John Wiley & Sons Press)。 王德伦教授长期从事机械基础理论与工程应用的研究，主持完成或在研的国家自然科学基金7项、国家863高技术2项、国家科技支撑计划3项、国家科技重大专项4项。发表学术论文百余篇，其中在国际学术期刊《Journal of Mechanical Design》，《Journal of Mechanisms and Robotics》，《Mechanism and Machine Theory》和国内学术期刊《机械工程学报》、《中国科学(E辑)》等发表代表性学术论文六十余篇。

前言
上篇 机械运动方案设计
第1章 机构及其应用
1.1 机构的应用
1.1.1 日常生活中的机构
1.1.2 工农业生产中的机构
1.2 机构的基本概念
1.2.1 构件
1.2.2 运动副
1.2.3 运动链
1.2.4 机构
1.3 机构运动简图
1.3.1 机构运动简图的概念
1.3.2 机构运动简图的绘制方法
1.4 机构的自由度
1.4.1 平面机构自由度
1.4.2 机构具有确定运动的条件
1.4.3 平面机构自由度计算
1.4.4 空间机构自由度简述
习题
知识拓展 世界机械发展史概要
第2章 常见机构及其特点
2.1 连杆机构
2.1.1 连杆机构的特点
2.1.2 平面四杆机构的类型及应用
2.1.3 平面多杆机构
2.1.4 平面铰链四杆机构的工作特性
2.2 凸轮机构
2.2.1 凸轮机构的组成及特点
2.2.2 凸轮机构的类型及应用
2.3 齿轮机构与轮系
2.3.1 齿轮机构的特点及其基本类型
2.3.2 轮系基本类型及其特点
2.4 间歇运动机构
2.4.1 棘轮机构
2.4.2 槽轮机构
2.4.3 凸轮式间歇运动机构
2.4.4 木接近齿轮机构
2.5 挠性传动机构
2.5.1 带传动机构
2.5.2 链传动机构
2.5.3 绳索滑轮传动机构
2.6 摩擦传动机构
2.6.1 摩擦传动机构的组成及特点
2.6.2 摩擦传动机构的类型及应用
2.7 螺旋机构
2.7.1 螺旋机构的组成及特点
2.7.2 螺旋机构的类型及应用
2.8 广义机构
2.8.1 广义机构的工作原理
2.8.2 广义机构的类型及应用
2.9 组合机构
习题
知识拓展 自行车的发展史
第3章 机构组成原理与演变
3.1 机构基本型式
3.1.1 平面机构基本型式
3.1.2 空间机构基本型式
3.2 机构的演化与变异
3.2.1 机架变换
3.2.2 机构尺度变化
3.2.3 运动副演化
3.2.4 构件结构变异
3.3 机构的组成原理
3.3.1 平面机构的基本杆组
3.3.2 平面机构的组成原理
3.3.3 平面机构的高副低代
3.3.4 平面机构的结构分析
习题
知识拓展 有名的七桥问题
第4章机构再生运动链设计法
4.1 机构再生运动链设计法简介
4.1.1 原形机构
4.1.2 运动链一般化
4.1.3 运动链数综合
4.1.4 运动链特定化
4.1.5 运动链具体化
4.2 牛头刨床主运动的机构再生运动链设计
4.2.1 牛头刨床主运动的原形机构
4.2.2 牛头刨床主运动链的一般化
4.2.3 牛头刨床主运动链数综合
4.2.4 牛头刨床主运动链特定化
4.2.5 牛头刨床主运动链具体化
习题
知识拓展 颜鸿森教授简介
第5章 机械系统运动方案设计
5.1 机械系统性能需求分析
5.1.1 运动性能需求
5.1.2 动力性能需求
5.1.3 结构工艺性能需求
5.2 杌械系统工艺动作运动分解
5.2.1 运动顺序分解
5.2.2 运动性质分解
5.2.3 运动约束分解
5.2.4 运动冗余分解
5.3 机械系统运动方案设计过程
5.3.1 原动机的选择
5.3.2 执行机构的确定
5.3.3 执行系统协调设计
5.3.4 传动系统形式的选择
5.4 机械系统运动方案选型设计
5.4.1 基本机构选型设计
5.4.2 机构组合选型设计
5.4.3 机械系统运动方案设计实例
习题
知识拓展 新型内燃机的开发
中篇 机构运动设计与分析
第6章 平面连杆机构
6.1 平面连杆机构设计概述
6.1.1 平面连杆机构设计基本问题
6.1.2 刚体运动变换矩阵
6.2 平面连杆机构位置综合
6.2.1 平面机构准确位置综合
6.2.2 平面机构近似位置综合
6.3 平面连杆机构函数综合
6.3.1 平面机构准确函数综合
6.3.2 平面机构近似函数综合
6.4 平面连杆机构轨迹综合
6.5 连杆机构的特殊位置设计——折叠与伸缩机构
6.6 平面连杆机构运动分析
6.6.1 平面四杆机构运动分析解析法
6.6.2 平面四杆机构运动分析图解法——瞬心法
习题
知识拓展从蜘蛛网到坐标系
第7章 凸轮机构
7.1 凸轮机构设计概述
7.1.1 凸轮机构设计的基本过程
7.1.2 凸轮机构坐标变换
7.2 从动件运动规律设计
7.2.1 从动件常见运动规律
7.2.2 组合运动规律
7.2.3 设计从动件运动规律的原则
7.3 凸轮轮廓曲线设计
7.3.1 凸轮轮廓曲线设计的基本原理
7.3.2 解析法设计凸轮轮廓曲线
7.3.3 图解法设计凸轮轮廓曲线
7.4 凸轮机构基本尺寸设计
7.4.1 压力角及其许用值
7.4.2 滚子半径选择
7.4.3 基圆半径确定
习题
知识拓展 凸轮发展史简述
第8章 齿轮机构
8.1 齿轮齿廓共轭基本定律
8.1.1 齿轮共轭齿廓
8.1.2 齿轮传动坐标变换
8.1.3 包络法求共轭齿廓
8.2 渐开线齿廓及其性质
8.2.1 渐开线的形成及其性质
8.2.2 渐开线方程式
8.2.3 渐开线齿廓的啮合特性
8.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮
8.3.1 外齿轮
8.3.2 内齿轮
8.3.3 齿条
8.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮啮合传动
8.4.1 正确啮合条件
8.4.2 无齿侧间隙啮合条件
8.4.3 齿轮定传动比连续传动条件
8.5 渐开线齿廓的根切及其修正
8.5.1 渐开线齿轮的加工方法
8.5.2 用标准齿条型刀具加工齿轮
8.5.3 渐开线齿廓的根切现象及避免根切的措施
8.6 渐开线变位齿轮
8.6.1 变位齿轮的概念
8.6.2 变位齿轮几何尺寸
8.6.3 变位齿轮传动
8.7 渐开线直齿圆柱齿轮传动设计
8.7.1 传动类型及其选择
8.7.2 齿轮传动的设计步骤
8.8 渐开线斜齿圆柱齿轮
8.8.1 斜齿圆柱齿轮齿面的形成
8.8.2 斜齿圆柱齿轮的基本参数
8.8.3 斜齿圆柱齿轮传动
8.8.4 斜齿圆柱齿轮传动的特点
习题
知识拓展 齿轮发展史简述
第9章 轮系
9.1 定轴轮系传动比
9.2 周转轮系传动比
9.3 混合轮系及其传动比
9.4 轮系运动设计
9.4.1 定轴轮系设计
9.4.2 周转轮系设计
9.4.3 轮系设计实例
习题
知识拓展 光阴的故事——话说钟表
下篇 机械动力设计与分析
第10章 机构的惯性力平衡
10.1 惯性力的确定
10.1.1 构件的惯性力
10.1.2 构件质量代换
10.2 平面机构惯性力的接近平衡
10.2.1 附加平衡质量法
10.2.2 机构对称布置法
10.3 平面机构惯性力的部分平衡
10.3.1 附加平衡质量法
10.3.2 附加平衡机构法
10.3.3 近似对称布置法
10.4 刚性转子平衡
10.4.1 刚性转子平衡设计
10.4.2 转子平衡实验
10.4.3 转子现场平衡
10.4.4 转子平衡精度
习题
知识拓展 探讨现代汽车动力性与舒适性
第11章 机械系统的动力学
11.1 机械系统的运转
11.1.1 机械系统的运转过程
11.1.2 机械工作中的力
11.2 机械系统的等效动力学模型与运动方程
11.2.1 等效动力学模型
11.2.2 机械系统运动方程
11.2.3 机械系统运动方程的求解
11.3 机械系统动力学设计
11.3.1 数控机床伺服电动机选型设计
11.3.2 风力发电机组的制动
11.3.3 机械速度波动的调节
习题
知识拓展防抱死制动系统（ABS）
第12章 机械中的摩擦与自锁
12.1 机械效率与自锁
12.1.1 机械效率的表达方式
12.1.2 机械系统的效率
12.1.3 机械的自锁
12.2 机械中的摩擦
12.2.1 移动副的摩擦
12.2.2 螺旋副中的摩擦
12.2.3 转动副中的摩擦
12.3 机械中的摩擦与自锁设计
12.3.1 电动平移式板坯夹钳的摩擦与自锁设计
12.3.2 离合器与制动器
习题
知识拓展 离合器简介及其发展历程
参考文献