机械原理(王荣先)

本书依据高等工科院校“机械原理”课程的教学基本要求以及机械工程专业工程认证需要，结合编者团队多年教学实践经验精心编写而成。全书章节体系严密，逻辑清晰，深入探究机构结构分析、机构运动分析以及机械动力学等方面内容。同时，书中还融入了新技术和新成果，并附有学习目标、知识导图和拓展阅读，力求使教材兼具先进性与工程实用性，为读者带来启发与帮助。 全书共计12章，内容包括绪论、机构的结构分析、平面机构的运动分析、平面机构的静力分析、机械的运转及速度波动的调节、回转件的平衡、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、齿轮系及其设计、间歇运动机构以及机械运动系统方案设计。 本书可作为高等院校机械类专业教材，也可供其他相关专业的师生及工程技术人员参考。

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第1章 绪论 001 1.1 机械原理的研究对象及内容 001 1.1.1 机械原理研究对象 001 1.1.2 零件和构件 002 1.1.3 机构 003 1.1.4 机械原理研究内容 003 1.2 机械原理课程任务、目标与学习方法 004 1.2.1 机械原理课程任务 004 1.2.2 机械原理课程目标 004 1.2.3 机械原理课程学习方法 004 拓展阅读 005 第2章 机构的结构分析 006 2.1 机构的组成及分类 006 2.1.1 运动副 006 2.1.2 运动链 009 2.1.3 机构的分类 009 2.2 机构运动简图 010 2.2.1 机构运动简图的概念 010 2.2.2 构件的表示方法 010 2.2.3 机构运动简图的绘制 011 2.3 平面机构的自由度 013 2.3.1 自由度和约束 013 2.3.2 机构具有确定运动的条件 013 2.3.3 平面机构自由度的计算 014 2.3.4 计算机构自由度时应注意的事项 015 2.4 平面机构的组成原理及结构分析 019 2.4.1 平面机构的组成原理 019 2.4.2 平面机构的结构分析 021 本章小结 023 习题 023 拓展阅读 025 第3章 平面机构的运动分析 027 3.1 机构运动分析的目的和方法 027 3.2 用速度瞬心法作机构速度分析 028 3.2.1 速度瞬心的概念及机构中速度瞬心的数目 028 3.2.2 速度瞬心的求法 028 3.2.3 速度瞬心在机构速度分析上的应用 030 3.3 用图解法作机构运动分析 032 3.3.1 同一构件上两点间的速度和加速度分析 032 3.3.2 由移动副连接的两构件重合点间的速度和加速度分析 035 3.4 用解析法作机构运动分析 038 本章小结 040 习题 040 拓展阅读 042 第4章 平面机构的静力分析 044 4.1 机构力分析的目的和方法 044 4.1.1 作用在构件上的力 044 4.1.2 力分析的目的和方法 045 4.2 运动副中摩擦力的确定 046 4.2.1 移动副中摩擦力的确定 046 4.2.2 转动副中摩擦力的确定 047 4.3 用图解法作机构静力分析 049 4.3.1 构件组的静定条件 049 4.3.2 不考虑摩擦时机构的静力分析 050 4.3.3 考虑摩擦时机构的静力分析 052 4.4 机械的效率和自锁 053 4.4.1 机械的效率 053 4.4.2 机械的自锁 055 本章小结 055 习题 056 拓展阅读 058 第5章 机械的运转及其速度波动的调节 060 5.1 概述 060 5.1.1 机械的运转及速度波动调节的目的 060 5.1.2 作用在机械上的力 061 5.1.3 机械运转的三个阶段 061 5.2 机械的运动方程 062 5.2.1 机械运动方程的一般表达式 062 5.2.2 机械系统的等效动力学模型 063 5.2.3 机械运动方程的推导 065 5.3 机械运动方程的求解 066 5.4 在稳定状态下机械的周期性速度波动及其调节 067 5.4.1 产生周期性速度波动的原因 067 5.4.2 周期性速度波动的调节 068 本章小结 073 习题 073 拓展阅读 074 第6章 回转件的平衡 076 6.1 回转件平衡的目的 076 6.2 回转件的平衡计算 077 6.2.1 静平衡计算 077 6.2.2 动平衡计算 079 6.3 回转件的平衡试验 081 6.3.1 静平衡试验法 081 6.3.2 动平衡试验法 082 本章小结 082 习题 083 拓展阅读 083 第7章 平面连杆机构及其设计 085 7.1 平面连杆机构及其传动特点 085 7.2 铰链四杆机构的基本类型及其应用 086 7.3 铰链四杆机构中曲柄存在的条件 089 7.4 平面四杆机构的演化 091 7.4.1 改变构件的形状和运动尺寸 091 7.4.2 扩大转动副 092 7.4.3 选取不同的构件为机架 092 7.4.4 运动副元素的逆换 093 7.5 平面四杆机构的工作特性 094 7.5.1 急回特性和行程速比系数 094 7.5.2 压力角和传动角 095 7.5.3 机构的死点位置 096 7.6 平面四杆机构的设计 098 7.6.1 用图解法设计平面四杆机构 098 7.6.2 用解析法设计平面四杆机构 101 本章小结 103 习题 103 拓展阅读 105 第8章 凸轮机构及其设计 107 8.1 凸轮机构的应用和分类 108 8.1.1 凸轮机构的应用 108 8.1.2 凸轮机构的分类 109 8.1.3 凸轮机构设计的基本内容与步骤 111 8.2 从动件的基本运动规律 111 8.2.1 凸轮机构的基本名词术语 111 8.2.2 从动件常用的运动规律 112 8.2.3 从动件运动规律的选择 118 8.3 凸轮轮廓曲线的设计 120 8.3.1 凸轮轮廓曲线设计的基本原理 120 8.3.2 用图解法设计凸轮轮廓曲线 121 8.4 凸轮机构基本尺寸的确定 125 8.4.1 凸轮机构的压力角及其校核 125 8.4.2 凸轮基圆半径的确定 126 8.4.3 滚子从动件滚子半径的选择 127 8.4.4 平底从动件平底尺寸的确定 128 本章小结 130 习题 130 拓展阅读 133 第9章 齿轮机构及其设计 135 9.1 齿轮机构的特点和分类 136 9.2 齿廓啮合基本定律 138 9.3 渐开线齿廓及其啮合特点 139 9.3.1 渐开线及其方程 139 9.3.2 渐开线齿廓的啮合特点 141 9.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮及其几何尺寸计算 142 9.4.1 齿轮各部分的名称和符号 142 9.4.2 齿轮的基本参数 143 9.4.3 齿轮几何尺寸计算 145 9.4.4 内齿轮和齿条 145 9.5 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 146 9.5.1 齿轮正确啮合的条件 146 9.5.2 齿轮标准安装的条件 147 9.5.3 齿轮连续传动的条件及重合度 149 9.6 渐开线齿廓的切制与根切 151 9.6.1 齿廓切制的基本原理 151 9.6.2 渐开线齿廓的根切及不发生根切的最小齿数 154 9.7 渐开线变位齿轮 155 9.7.1 齿轮变位修正问题的提出 155 9.7.2 变位原理及变位齿轮的种类 155 9.7.3 变位齿轮的几何尺寸计算 157 9.7.4 变位齿轮啮合传动 158 9.8 斜齿圆柱齿轮传动 159 9.8.1 斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成 159 9.8.2 斜齿圆柱齿轮几何尺寸计算 160 9.8.3 斜齿圆柱齿轮的啮合传动 164 9.8.4 斜齿圆柱齿轮的当量齿数 165 9.9 蜗轮蜗杆机构 166 9.9.1 蜗轮蜗杆传动及特点 166 9.9.2 蜗轮蜗杆正确啮合的条件 167 9.9.3 蜗轮蜗杆机构的基本参数及几何尺寸 168 9.10 圆锥齿轮机构 168 9.10.1 圆锥齿轮机构概述 168 9.10.2 直齿圆锥齿轮齿廓曲面的形成和当量齿数 169 9.10.3 直齿圆锥齿轮的啮合传动 171 9.10.4 直齿圆锥齿轮基本参数及几何尺寸计算 171 本章小结 172 习题 173 拓展阅读 174 第10章 齿轮系及其设计 177 10.1 齿轮系及其分类 177 10.1.1 齿轮系的定义 177 10.1.2 齿轮系的分类 178 10.2 齿轮系的传动比 179 10.2.1 定轴轮系的传动比 179 10.2.2 周转轮系的传动比 180 10.2.3 复合轮系的传动比 183 10.3 齿轮系的功用 184 本章小结 186 习题 187 拓展阅读 188 第11章 间歇运动机构 189 11.1 棘轮机构 189 11.1.1 棘轮机构的工作特点 189 11.1.2 棘轮机构的类型及应用 190 11.1.3 棘轮机构的设计要点 193 11.2 槽轮机构 194 11.2.1 槽轮机构的工作特点 194 11.2.2 槽轮机构的类型及应用 194 11.2.3 槽轮机构的运动系数 195 11.3 不完全齿轮机构 196 11.3.1 不完全齿轮机构的工作特点 196 11.3.2 不完全齿轮机构的类型及应用 197 11.4 凸轮式间歇运动机构 197 11.4.1 凸轮式间歇运动机构的工作特点 197 11.4.2 凸轮式间隙运动机构的类型及应用 198 本章小结 198 习题 198 拓展阅读 199 第12章 机械运动系统方案设计 200 12.1 方案设计和运动循环图 200 12.1.1 方案设计的一般流程 200 12.1.2 运动协调设计 201 12.1.3 运动循环图 202 12.2 机构选型和组合 205 12.2.1 机构选型 205 12.2.2 机构组合 206 12.2.3 选型和组合的基本原则 207 12.3 机械运动系统方案的评价 208 12.3.1 评价要求 208 12.3.2 评价步骤 209 本章小结 210 习题 210 拓展阅读 211 参考文献 212