本書為河南省“十四五”普通高等教育規(guī)劃教材,是根據(jù)高等學�！稒C械原理課程教學基本要求》,并結合多年來的教學實踐經(jīng)驗編寫而成的。
全書共分為5篇。第1篇導論,內容以緒論為主;第2篇機構組成與運動分析,內容包括機構的結構分析、平面機構的運動分析;第3篇常用機構設計,內容包括連桿機構及其設計、凸輪機構及其設計、齒輪機構及其設計、輪系及其設計、其他常用機構;第4篇機械的動力設計,內容包括平面機構的力分析、機械的平衡、機械系統(tǒng)的運轉及速度波動的調節(jié);第5篇機械系統(tǒng)的運動方案設計,內容包括機械系統(tǒng)運動方案分析與設計方法、機械系統(tǒng)創(chuàng)新設計。
本書可作為普通高等學校機械類專業(yè)的教材,也可作為非機械類專業(yè)學生及相關工程技術人員的參考用書。
書針對現(xiàn)代機械裝備設計的發(fā)展要求,以提高學生創(chuàng)新設計能力為目標,優(yōu)化章節(jié)體系與教學內容,不僅介紹機構分析與設計的基本原理和方法,還通過對實際案例的分析,提高學生解決實際問題的能力。
機械原理是普通高等學校機械類各專業(yè)的一門重要技術基礎課程。它在培養(yǎng)學生機械設計能力和創(chuàng)新能力所需的知識、能力與素質結構中, 占有十分重要的地位。通過學習機械原理知識,學生可以掌握機構學和機械動力學的基本理論、基本知識和基本技能,學會常用機構的分析和設計方法,并具有機械系統(tǒng)運動方案設計的初步能力。
為了更好地適應“新工科”教學改革需求,開展研究性教學與項目式教學改革的探索與實踐,本書注重加強學生基礎理論知識、機構分析與設計能力、創(chuàng)新思維與意識的培養(yǎng),為學生從事機械設計、制造和開發(fā)奠定重要的專業(yè)技術基礎。本書針對現(xiàn)代機械裝備設計的發(fā)展要求,以提高學生創(chuàng)新設計能力為目標,優(yōu)化章節(jié)體系與教學內容,不僅介紹機構分析與設計的基本原理和方法,還通過對實際案例的分析,提高學生解決實際問題的能力。
在內容編排上,本書按照“以設計為主線,分析為設計服務,落腳點是機械系統(tǒng)方案設計”的體系編寫。全書共分為5篇,分別是導論、機構組成與運動分析、常用機構設計、機械的動力設計、機械系統(tǒng)的運動方案設計。在內容取舍上,本書注重了實用性與先進性的關系,舍棄了一些陳舊的傳統(tǒng)內容,保留了實用性較強的內容,同時適當融入了一些學科前沿內容。在內容闡述上,本書按照由淺入深的認識規(guī)律,遵從突出重點、兼顧知識面的原則,圖文并茂,清晰直觀,力求通俗易懂,增強可讀性;同時采用了二維碼技術,讀者可以通過掃描二維碼來觀看機構圖片、動畫或完成知識點測試,以加深對相關知識內容的理解。
參加本書編寫的有:河南工業(yè)大學武照云(第1章)、丁浩(第2章21~25節(jié)、第4章、第12章121~124節(jié))、申會鵬(第5章、第13章、第9章91~94節(jié))、馮偉(第6章67~610節(jié)、第10章、第11章)、劉曉霞(第3章、第6章61~66節(jié))、張海紅(第8章)、任寧(第7章)、孟逵(第2章26節(jié))、李廣玉(第9章95節(jié))、張月英(第12章125節(jié))、河南職業(yè)技術學院李麗(第12章126節(jié))。
本書由武照云任主編,負責全書的統(tǒng)稿、分工和定稿。
本書由阮競蘭教授擔任主審,她對本書提出了許多寶貴意見,在此向阮老師表示衷心感謝!
本書在編寫過程中,得到了河南工業(yè)大學機械設計系相關教師的熱情鼓勵與大力支持,他們對本書提出了許多寶貴的意見和建議。
本書在編寫過程中參考了許多教材和著作,在參考文獻中未能一一列出,在此一并向這些文獻的作者表示誠摯的謝意。
由于編者水平有限,書中難免存在錯誤、疏漏之處,衷心希望廣大同仁和讀者批評指正。
編者
高等院校教師
前言
第1篇導論
第1章緒論2
11機械原理課程的研究對象2
12機械原理課程的主要內容4
13機械原理課程的地位和學習本課程的目的5
14機械原理課程的學習方法5
第2篇機構組成與運動分析
第2章機構的結構分析8
21機構結構分析的基本內容8
22機構的組成及其分類8
23機構運動簡圖14
24平面機構自由度分析與計算16
25平面機構的組成原理和結構分析21
26空間機構自由度簡介23
課后習題24
第3章平面機構的運動分析27
31機構運動分析的目的和方法27
32速度瞬心法27
33矢量方程圖解法30
34矢量法35
35矩陣法37
課后習題38
第3篇常用機構設計
第4章連桿機構及其設計40
41連桿機構及其傳動特點40
42平面四桿機構的基本類型和應用41
43平面四桿機構的基本知識46
44平面四桿機構的設計51
課后習題56
第5章凸輪機構及其設計60
51凸輪機構概述60
52凸輪機構的分類與應用61
53從動件的運動規(guī)律63
54凸輪輪廓曲線的繪制70
55凸輪機構的基本參數(shù)76
課后習題79
第6章齒輪機構及其設計81
61齒輪機構的特點及類型81
62齒輪的齒廓曲線82
63漸開線齒廓及其嚙合特點83
64漸開線標準齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸85
65漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動88
66漸開線齒廓的切制原理與根切現(xiàn)象93
67漸開線變位齒輪簡介96
68斜齒圓柱齒輪傳動100
69直齒錐齒輪傳動104
610蝸桿傳動107
課后習題110
第7章輪系及其設計112
71輪系及其分類112
72定軸輪系的傳動比114
73周轉輪系的傳動比117
74復合輪系的傳動比120
75輪系的功用121
課后習題124
第8章其他常用機構127
81棘輪機構127
82槽輪機構132
83不完全齒輪機構135
84螺旋機構137
85萬向鉸鏈機構139
課后習題141
第4篇機械的動力設計
第9章平面機構的力分析143
91機構力分析的目的和方法143
92構件的慣性力和慣性力矩分析144
93運動副中摩擦力的確定146
94考慮摩擦時機構的受力分析151
95機械的效率與自鎖152
課后習題158
第10章機械的平衡160
101平衡的分類和方法160
102剛性轉子的平衡計算161
103剛性轉子的平衡試驗163
課后習題165
第11章機械系統(tǒng)的運轉及速度波動的調節(jié)167
111外力作用下的機械運轉過程167
112機械系統(tǒng)的等效動力學模型168
113機械系統(tǒng)的運動方程及其求解170
114機械的周期性速度波動及其調節(jié)方法172
課后習題175
第5篇機械系統(tǒng)的運動方案設計
第12章機械系統(tǒng)運動方案分析與設計方法179
121概述179
122機械工作原理擬定與工藝設計之間的關系181
123執(zhí)行構件的運動設計方法和原動機的選擇182
124執(zhí)行機構的選型與變異184
125機構的組合186
126機械系統(tǒng)方案的評價體系與方法187
課后習題189
第13章機械系統(tǒng)創(chuàng)新設計190
131創(chuàng)新設計的原理與方法190
132機構再生運動鏈創(chuàng)新設計191
課后習題199
參考文獻200
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