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第1章 绪论1

1.1 课程的研究对象1

1.1.1 机器1

1.1.2 机构2

1.1.3 构件和零件3

1.2 课程的研究内容3

1.3 课程的学习目的4

1.4 机械设计的基本要求和一般过程5

1.4.1 机械设计的基本要求5

1.4.2 机械设计的一般过程5

第2章 平面机构的结构分析7

2.1 概述7

2.2 机构的组成7

2.2.1 构件7

2.2.2 运动副8

2.2.3 运动链9

2.2.4 机构10

2.3 平面机构运动简图10

2.3.1 机构运动简图的定义及作用10

2.3.2 机构运动简图的绘制11

2.4 平面机构的自由度12

2.4.1 平面机构的自由度12

2.4.2 机构具有确定运动的条件13

2.4.3 计算平面机构自由度时应注意的事项14

2.5 平面机构的组成原理和结构分析17

2.5.1 平面机构的组成原理17

2.5.2 平面机构的结构分析18

2.5.3 平面机构中的高副低代19

练习题22

第3章 平面连杆机构24

3.1 概述24

3.2 平面四杆机构的类型和应用25

3.2.1 平面四杆机构的基本形式25

3.2.2 平面四杆机构的演化形式27

3.3 平面四杆机构的基本特性31

3.3.1 平面四杆机构存在曲柄的条件31

3.3.2 急回运动和行程速度变化系数32

3.3.3 压力角和传动角33

3.3.4 死点34

3.4 平面连杆机构的运动分析35

3.4.1 研究机构运动分析的目的和方法35

3.4.2 用速度瞬心法做机构的速度分析36

3.4.3 用相对运动图解法做机构的速度和加速度分析39

3.4.4 用解析法做机构的运动分析47

3.5 平面四杆机构的设计52

3.5.1 按给定连杆位置设计四杆机构53

3.5.2 按给定的行程速度变化系数设计四杆机构54

3.5.3 按给定两连架杆对应位置设计四杆机构55

3.5.4 按给定点的运动轨迹设计四杆机构56

练习题57

第4章 凸轮机构63

4.1 凸轮机构的应用和类型63

4.2 从动件的常用运动规律64

4.2.1 等速运动规律66

4.2.2 简谐运动规律66

4.2.3 正弦加速度运动规律66

4.2.4 组合型运动规律66

4.2.5 从动件运动规律的选择67

4.3 图解法设计凸轮轮廓68

4.3.1 偏置直动尖底从动件盘形凸轮68

4.3.2 直动滚子从动件盘形凸轮69

4.3.3 直动平底从动件盘形凸轮69

4.3.4 摆动从动件盘形凸轮70

4.4 解析法设计凸轮轮廓70

4.4.1 平底直动从动件盘形凸轮71

4.4.2 直动滚子从动件盘形凸轮71

4.5 凸轮机构基本尺寸的确定72

4.5.1 作用力73

4.5.2 凸轮基圆半径的确定73

4.5.3 滚子半径的确定74

练习题74

第5章 齿轮机构77

5.1 齿轮机构的类型77

5.2 渐开线齿轮传动的主要参数特性79

5.2.1 齿廓啮合基本定律79

5.2.2 渐开线的形成80

5.2.3 渐开线的特性80

5.2.4 渐开线方程81

5.2.5 渐开线齿廓的特性82

5.3 渐开线齿轮各部分的名称和标准齿轮的尺寸83

5.3.1 外齿轮各部分的名称83

5.3.2 渐开线标准外齿轮的概念和几何尺寸85

5.3.3 内齿轮各部分的名称86

5.3.4 标准齿条88

5.4 渐开线直齿圆柱齿轮的传动88

5.4.1 渐开线齿轮正确啮合的条件88

5.4.2 渐开线齿轮连续传动的条件89

5.5 渐开线齿轮的切制原理与精度96

5.5.1 仿形法96

5.5.2 展成法97

5.5.3 标准齿条型刀具切制标准齿轮98

5.6 渐开线齿轮的根切99

5.6.1 渐开线齿轮的根切现象99

5.6.2 标准外齿轮不发生根切的最小齿数100

5.7 变位齿轮101

5.7.1 变位的目的101

5.7.2 变位的原理102

5.7.3 最小变位系数102

5.7.4 变位齿轮的几何尺寸103

5.7.5 变位齿轮传动106

5.8 斜齿圆柱齿轮传动108

5.8.1 直齿轮齿廓的形成及啮合特点108

5.8.2 斜齿轮齿廓的形成及啮合特点109

5.8.3 斜齿圆柱齿轮传动的主要参数110

5.8.4 斜齿轮的当量齿数112

5.8.5 平行轴斜齿轮传动正确啮合的条件与连续传动的条件113

5.8.6 平行轴斜齿轮传动机构的特点与应用115

5.8.7 平行轴斜齿轮的几何尺寸计算116

5.9 圆锥齿轮传动117

5.9.1 圆锥齿轮机构的特点与应用117

5.9.2 圆锥齿轮的齿廓形成118

5.9.3 背锥118

5.9.4 当量齿轮119

5.9.5 直齿圆锥齿轮的正确啮合与连续传动120

5.9.6 几何尺寸120

5.10 蜗杆蜗轮机构122

5.10.1 蜗杆蜗轮的形成122

5.10.2 蜗杆蜗轮机构的分类123

5.10.3 正确啮合的条件124

5.10.4 主要参数与几何尺寸124

5.10.5 蜗杆蜗轮传动的特点127

练习题127

第6章 轮系129

6.1 轮系的分类129

6.1.1 定轴轮系129

6.1.2 周转轮系130

6.1.3 混合轮系131

6.2 定轴轮系传动比的计算132

6.2.1 传动比大小的计算133

6.2.2 输入轴与输出轴转向之间的关系（主、从动轮转向的关系）134

6.3 周转轮系传动比的计算135

6.3.1 周转轮系传动比计算的思路135

6.3.2 周转轮系传动比的计算方法136

6.3.3 周转轮系传动比计算实例137

6.4 混合轮系传动比的计算138

6.4.1 混合轮系传动比的计算方法138

6.4.2 混合轮系传动比计算实例139

6.5 轮系的功用141

练习题143

第7章 其他常用机构147

7.1 概述147

7.2 棘轮机构147

7.2.1 棘轮机构的组成和工作原理147

7.2.2 棘爪工作条件149

7.3 槽轮机构150

7.3.1 槽轮机构的组成与工作原理150

7.3.2 槽轮机构的运动参数150

7.4 不完全齿轮机构151

7.5 凸轮间歇运动机构151

7.5.1 圆柱形凸轮间歇运动机构152

7.5.2 弧面凸轮间歇运动机构152

练习题153

第8章 机器运动方案的设计154

8.1 概述154

8.2 机构的组合方式157

8.2.1 串联式157

8.2.2 并联式158

8.2.3 复合式159

8.2.4 反馈式159

8.2.5 叠联式161

8.2.6 说明162

8.3 机构的选型162

8.3.1 按运动形式选择机构162

8.3.2 按机构的功用选择机构164

8.3.3 按不同的动力源形式选择机构164

8.3.4 按先易后难选择机构164

8.3.5 机构选型的评价标准和方法165

8.4 机器执行机构的协调和运动循环图165

8.4.1 机器工艺动作的分解165

8.4.2 执行机构的协调与运动循环图166

8.5 机器运动方案拟定示例168

练习题172

第9章 平面机构的力分析及机器的效率与自锁174

9.1 概述174

9.2 力的分类及惯性力的确定175

9.2.1 力的分类175

9.2.2 构件惯性力的确定176

9.2.3 质量代换法177

9.3 运动副反力的确定178

9.3.1 移动副中反力的确定178

9.3.2 转动副中反力的确定180

9.4 不考虑摩擦力的机构力分析183

9.4.1 机构力分析的图解法184

9.4.2 机构力分析的速度多边形杠杆法185

9.5 杆组解析法的动态静力分析187

练习题188

第10章 回转件的平衡192

10.1 机构平衡的目的及分类192

10.2 刚性回转件的平衡193

10.2.1 回转件的静平衡193

10.2.2 回转件的动平衡195

10.3 刚性回转件的平衡实验197

10.3.1 静平衡实验法197

10.3.2 动平衡实验法198

练习题199

第11章 机器的效率与自锁202

11.1 机器的运动和功能的关系202

11.2 机器的机械效率203

11.2.1 效率的定义及功能形式的表达式203

11.2.2 效率的力和力矩形式的表达式204

11.3 复杂机器或机组的效率计算方法205

11.3.1 串联205

11.3.2 并联205

11.3.3 混联206

11.4 机器的自锁206

11.4.1 机器的正行程和反行程206

11.4.2 机器的自锁条件206

练习题209

第12章 机器的运转及速度波动的调节211

12.1 研究机器运转的目的211

12.2 机器等效动力学模型212

12.2.1 等效力和等效力矩212

12.2.2 等效质量和等效转动惯量214

12.3 机器动能方程式的建立与求解216

12.3.1 机器运动方程式的建立216

12.3.2 机器运动方程式的求解216

12.4 机器周期性速度波动的原因及调节218

12.4.1 机器周期性速度波动的原因及调节方法218

12.4.2 飞轮的设计219

12.5 机器非周期性速度波动的原因及调节222

练习题223

参考文献225