《機(jī)械原理》在機(jī)械原理課程傳統(tǒng)的板書教學(xué)的基礎(chǔ)上,結(jié)合當(dāng)前多媒體教學(xué)特點(diǎn),注重教科書與多媒體教學(xué)課件有機(jī)地協(xié)調(diào)配合,以提高學(xué)生聽課效率。書中盡可能多地增加一些由淺入深的典型例題和較詳細(xì)的解題步驟,并在各章首末輔以內(nèi)容提示和學(xué)習(xí)要點(diǎn),以最大限度地為教師執(zhí)教和學(xué)生自學(xué)提供方便。在機(jī)械原理傳統(tǒng)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,適當(dāng)加強(qiáng)了機(jī)構(gòu)變異創(chuàng)新、組合倉4新和機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容,旨在培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)思維、設(shè)計(jì)創(chuàng)新、機(jī)構(gòu)選型、分析與設(shè)計(jì)的綜合能力。
全書共12章,內(nèi)容包括緒論,平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析,平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析,平面機(jī)構(gòu)的力分析、摩擦及機(jī)械的效率,平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì),凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì),齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì),齒輪系及其設(shè)計(jì),其他常用機(jī)構(gòu),機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié),機(jī)械的平衡,機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動方案設(shè)計(jì)。書中注有*者為選學(xué)內(nèi)容。
《機(jī)械原理》可作為高等院校機(jī)械類各專業(yè)的教學(xué)用書,也可供其他相關(guān)專業(yè)的師生及工程技術(shù)人員參考。
本書是依據(jù)國家教育委員會頒發(fā)的“高等工業(yè)學(xué)校機(jī)械原理課程教學(xué)基本要求(機(jī)械類專業(yè)適用)”而編寫的。
機(jī)械原理是機(jī)械類專業(yè)中研究機(jī)械共性問題的一門主干技術(shù)基礎(chǔ)課。它的任務(wù)是使學(xué)生掌握機(jī)構(gòu)學(xué)和機(jī)械動力學(xué)的基本理論、基本知識和基本技能,并初步具有擬定機(jī)械運(yùn)動方案、分析和設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的能力。它在培養(yǎng)高級工程技術(shù)人才的全局中,具有增強(qiáng)學(xué)生對機(jī)械技術(shù)工作的適應(yīng)能力和開發(fā)創(chuàng)造能力的作用。為實(shí)現(xiàn)機(jī)械原理課程教學(xué)的這一宗旨,本書在內(nèi)容的取舍及闡述方面,著重于講述有關(guān)機(jī)械原理的基本概念、基本理論和基本方法,并使論述盡可能做到深入淺出,圖形簡捷、形象、直觀,符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律。同時,編者特別注意在機(jī)械原理課程傳統(tǒng)板書教學(xué)的基礎(chǔ)上,結(jié)合當(dāng)前多媒體教學(xué)特點(diǎn),注重教科書與多媒體教學(xué)課件有機(jī)地協(xié)調(diào)配合,以提高學(xué)生聽課效率。書中盡可能多地增加一些由淺入深的典型例題和較詳細(xì)的解題步驟,并在各章首末輔以內(nèi)容提示和學(xué)習(xí)要點(diǎn),以最大限度地為教師執(zhí)教和學(xué)生自學(xué)提供方便。另一方面,由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,在機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)方面加強(qiáng)了解析法的闡述,保留了形象直觀、易于理解且仍有實(shí)際應(yīng)用價值的圖解法。為加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)思維和設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力以及機(jī)構(gòu)的選型、分析與設(shè)計(jì)的綜合能力,適當(dāng)增加了有關(guān)機(jī)構(gòu)變異創(chuàng)新、組合創(chuàng)新和機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容。
本書與機(jī)械工業(yè)出版社出版、河南科技大學(xué)王軍等編寫的《機(jī)械原理作業(yè)集》配套使用。該作業(yè)集采用活頁形式,方便學(xué)生做,利于教師改,并使作業(yè)規(guī)范化。
參加本書編寫的有河南科技大學(xué)楊。ǖ谝、十、十二章)、劉紅俊(第二、四章)、何曉玲(第三、五章、附錄A)、田同海(第六、八章)、王軍(第七章、附錄B)和陳科家(第九、十一章)。本書由楊巍、何曉玲擔(dān)任主編,王軍、田同海擔(dān)任副主編。
本書承吳鑫教授精心審閱,他對本書提出了許多寶貴意見,編者在此表示衷心感謝。
由于編者水平所限,漏誤及不當(dāng)之處在所難免,敬請廣大同仁和讀者不吝指正。
前言
第一章 緒論
第一節(jié) 本課程研究的對象和內(nèi)容
第二節(jié) 本課程的地位與作用
第三節(jié) 本課程的性質(zhì)與學(xué)習(xí)方法
第四節(jié) 機(jī)械原理學(xué)科發(fā)展簡述
本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)
第二章 平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析
第一節(jié) 機(jī)構(gòu)的組成
第二節(jié) 機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖
第三節(jié) 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算
第四節(jié) 機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析
本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)
第三章 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析
第一節(jié) 機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析的任務(wù)、目的和方法
第二節(jié) 用速度瞬心法作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析
第三節(jié) 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析——相對運(yùn)動圖解法
第四節(jié) 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析——解析法
本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)
第四章 平面機(jī)構(gòu)的力分析、摩擦及機(jī)械的效率
第一節(jié) 機(jī)構(gòu)力分析的目的和方法
第二節(jié) 構(gòu)件慣性力的確定
第三節(jié) 運(yùn)動副中的摩擦分析
第四節(jié) 平面機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析——圖解法
第五節(jié) 平面機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析——解析法
第六節(jié) 機(jī)械的效率
第七節(jié) 機(jī)械的自鎖
本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)
第五章 平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)
第一節(jié) 平面連桿機(jī)構(gòu)及其傳動特點(diǎn)
第二節(jié) 平面四桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用
第三節(jié) 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本知識
第四節(jié) 平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
第五節(jié) 多桿機(jī)構(gòu)簡介
本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)
第六章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)
第一節(jié) 凸輪機(jī)構(gòu)的組成、分類和應(yīng)用
第二節(jié) 從動件的運(yùn)動規(guī)律及其選擇
第三節(jié) 凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)
第四節(jié) 凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定
本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)
第七章 齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)
第一節(jié) 齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及分類
第二節(jié) 齒輪的齒廓曲線
第三節(jié) 漸開線齒廓及其嚙合特點(diǎn)
第四節(jié) 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算
第五節(jié) 漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動
第六節(jié) 漸開線齒廓的切削原理
第七節(jié) 漸開線齒廓的根切現(xiàn)象和漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)
第八節(jié) 變位齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算
第九節(jié) 斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)
第十節(jié) 蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)
第十一節(jié) 錐齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)
本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)
第八章 齒輪系及其設(shè)計(jì)
第一節(jié) 齒輪系及其分類
第二節(jié) 定軸輪系的傳動比
第三節(jié) 周轉(zhuǎn)輪系的傳動比
第四節(jié) 復(fù)合輪系的傳動比
第五節(jié) 輪系的功用
第六節(jié) 行星輪系的效率
第七節(jié) 行星輪系設(shè)計(jì)中的幾個基本問題
第八節(jié) 其他形式行星齒輪傳動簡介
本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)
第九章 其他常用機(jī)構(gòu)
第一節(jié) 棘輪機(jī)構(gòu)
第二節(jié) 槽輪機(jī)構(gòu)
第三節(jié) 凸輪式間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)
第四節(jié) 不完全齒輪機(jī)構(gòu)
第五節(jié) 螺旋機(jī)構(gòu)
第六節(jié) 萬向聯(lián)軸器
第七節(jié) 組合機(jī)構(gòu)
本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)
第十章 機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié)
第一節(jié) 作用在機(jī)械上的力與機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)
第二節(jié) 機(jī)械系統(tǒng)的等效動力學(xué)模型
第三節(jié) 機(jī)械系統(tǒng)在外力作用下的真實(shí)運(yùn)動規(guī)律
第四節(jié) 機(jī)械系統(tǒng)速度波動的調(diào)節(jié)
本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)
第十一章 機(jī)械的平衡
第一節(jié) 機(jī)械平衡的目的及內(nèi)容
第二節(jié) 剛性轉(zhuǎn)子的平衡計(jì)算
第三節(jié) 撓性轉(zhuǎn)子動平衡簡述
第四節(jié) 平面機(jī)構(gòu)的平衡
本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)
第十二章 機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動方案設(shè)計(jì)
第一節(jié) 機(jī)械系統(tǒng)和基本機(jī)構(gòu)
第二節(jié) 機(jī)構(gòu)的變異創(chuàng)新
第三節(jié) 機(jī)構(gòu)的組合創(chuàng)新
第四節(jié) 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)
本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)
附錄
附錄A Ⅱ級機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析子程序
附錄B 漸開線函數(shù)表(inv“K=tanaK-dK)節(jié)錄
參考文獻(xiàn)
讀者信息反饋表
許多成熟、大型的通用或?qū)S玫挠?jì)算機(jī)程序被普遍用于平面連桿機(jī)構(gòu)的分析與綜合、連桿曲線的繪制。函數(shù)逼近法、優(yōu)化設(shè)計(jì)方法及CAD的迅速發(fā)展和推廣,使得機(jī)器人的研究發(fā)展異常迅速。
凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用于高速機(jī)械時,要求具有良好的動力性能。為此,機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)者對從動件運(yùn)動規(guī)律的選擇與探討,凸輪系統(tǒng)質(zhì)量分布、彈性變形、間隙、阻尼以及外界干擾頻率、不平衡力的影響,以及表面潤滑等諸多因素進(jìn)行了廣泛深入的研究。在凸輪一從動件系統(tǒng)動力學(xué)模型的建立及其運(yùn)動微分方程式的求解方法、系統(tǒng)動力響應(yīng)的分析、機(jī)構(gòu)參數(shù)的選擇與優(yōu)化設(shè)計(jì)、凸輪廓線的動力學(xué)綜合等方面,取得了許多重要的研究成果,使凸輪機(jī)構(gòu)的動力性能更加切合于高速、高精度機(jī)構(gòu)的工程實(shí)際需要。
高速、重載大功率機(jī)械的齒輪傳動機(jī)構(gòu),要求具有磨損輕、噪聲小、效率高、壽命長等特性。因此,研究形成共軛齒廓曲面的基本規(guī)律,分析其嚙合特性,探尋新型嚙合傳動齒廓曲面,仍然是機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)者感興趣的課題。隨著科技的進(jìn)步,人們對齒輪傳動系統(tǒng)提出了越來越高的要求,齒輪系統(tǒng)的靜態(tài)分析和設(shè)計(jì)方法已難以滿足現(xiàn)代設(shè)備對齒輪傳動所提出的高要求。因此,齒輪機(jī)構(gòu)動力學(xué)問題是目前齒輪研究的熱點(diǎn)問題之一。
為了適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要,機(jī)械正朝高速、重載、輕型、精密的方向發(fā)展。對機(jī)械的精度和可靠性要求也日益提高,按動力性能要求進(jìn)行機(jī)構(gòu)的分析與綜合越來越受到重視。在轉(zhuǎn)子動力學(xué)中,對轉(zhuǎn)子的振動特性及其影響因素、臨界轉(zhuǎn)速的精確計(jì)算及撓性轉(zhuǎn)子的動平衡理論與方法的研究,都有很大的進(jìn)展;對于機(jī)構(gòu)動力學(xué)的研究,已經(jīng)由剛性構(gòu)件組成的機(jī)構(gòu)擴(kuò)展到考慮構(gòu)件的彈性變形、運(yùn)動副間隙、含變質(zhì)量、變尺度構(gòu)件的機(jī)構(gòu)彈性動力學(xué)問題的研究。其中,平面機(jī)構(gòu)慣性力(矩)平衡問題、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動彈性動力學(xué)、機(jī)械動力學(xué)測量技術(shù)等動力學(xué)理論研究及實(shí)際應(yīng)用方面正在迅速發(fā)展,并取得了不少高水平的研究成果與技術(shù)成就。
計(jì)算機(jī)技術(shù)及其計(jì)算理論為機(jī)構(gòu)綜合及機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了全新的科學(xué)手段,F(xiàn)在,人們已經(jīng)可以在數(shù)秒鐘之內(nèi)對復(fù)雜機(jī)構(gòu)作出詳盡的分析。通過簡單的人機(jī)對話,或由計(jì)算機(jī)自動調(diào)整參數(shù),即能尋找出符合設(shè)計(jì)師意愿的機(jī)構(gòu)?梢姡(jì)算機(jī)的應(yīng)用使得機(jī)構(gòu)的分析與綜合正向智能化方向發(fā)展。
總之,機(jī)械原理學(xué)科的研究領(lǐng)域十分廣闊,內(nèi)涵非常豐富。在機(jī)械原理的各個領(lǐng)域,每年都有大量內(nèi)容新穎的文獻(xiàn)涌現(xiàn)。但作為一門技術(shù)基礎(chǔ)課程,機(jī)械原理將只研究有關(guān)機(jī)械的一些最基本的原理和方法。