前言
第1章緒論
1.1機(jī)器、機(jī)構(gòu)與機(jī)械
1.2運(yùn)動(dòng)與約束
1.3力學(xué)與機(jī)構(gòu)學(xué)
1.4數(shù)學(xué)與機(jī)構(gòu)學(xué)
1.5機(jī)構(gòu)分析與綜合
1.6輔助工具及軟件
1.7機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與工程實(shí)踐
1.8機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)過程
1.9機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例——小型撲翼機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
1.10機(jī)械原理課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容與目標(biāo)
1.11機(jī)械原理課程的學(xué)習(xí)方法
1.12如何使用本書
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習(xí)題
第一篇機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)學(xué)基礎(chǔ)篇
第2章常用機(jī)構(gòu)
2.1機(jī)構(gòu)的組成
2.1.1構(gòu)件
2.1.2運(yùn)動(dòng)副
2.1.3運(yùn)動(dòng)鏈與機(jī)構(gòu)
2.2機(jī)構(gòu)的表達(dá)
2.3常用機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用
2.3.1連桿機(jī)構(gòu)
2.3.2凸輪機(jī)構(gòu)
2.3.3齒輪機(jī)構(gòu)
2.3.4輪系
2.3.5間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)
2.3.6螺旋機(jī)構(gòu)
2.3.7聯(lián)軸器與萬向聯(lián)軸器
2.3.8撓性傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
2.3.9柔性機(jī)構(gòu)
2.3.10組合機(jī)構(gòu)
2.4本章小結(jié)
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習(xí)題
第3章機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析
3.1研究簡(jiǎn)史
3.2機(jī)構(gòu)自由度的概念
3.3平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算公式
3.3.1平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算的基本公式
3.3.2局部自由度
3.3.3冗余約束
3.3.4公共約束
3.3.5綜合實(shí)例
*3.4空間機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算
3.4.1CGK公式
3.4.2通用的自由度計(jì)算公式
3.5機(jī)構(gòu)的確定性運(yùn)動(dòng)
3.5.1機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件
*3.5.2輸入選取與變自由度機(jī)構(gòu)
3.6機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件——格拉霍夫定理
3.7機(jī)構(gòu)的組成原理
3.7.1基于桿組的平面機(jī)構(gòu)組成原理
*3.7.2基于運(yùn)動(dòng)功能模塊的機(jī)構(gòu)組成原理
3.8本章小結(jié)
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習(xí)題
第4章機(jī)構(gòu)的數(shù)型綜合與創(chuàng)新設(shè)計(jì)
4.1機(jī)構(gòu)綜合的分類
4.1.1數(shù)綜合
4.1.2型綜合
4.1.3尺度綜合
4.2機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法
4.2.1概述
4.2.2發(fā)展趨勢(shì)
4.3枚舉法
4.3.1對(duì)已有機(jī)構(gòu)的分類枚舉
4.3.2基于自由度計(jì)算公式的枚舉法
4.4演化法
4.4.1機(jī)構(gòu)的倒置
4.4.2運(yùn)動(dòng)學(xué)等效置換
4.4.3其他方法
4.5組合法
4.5.1基于不同方式的簡(jiǎn)單組合
4.5.2借助數(shù)學(xué)工具的模塊組合
4.6本章小結(jié)
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習(xí)題
第二篇機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)篇
第5章平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析
5.1平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的圖解法
5.1.1位置分析的圖解法
5.1.2速度、加速度多邊形法
5.2平面機(jī)構(gòu)速度分析的瞬心法
5.2.1速度瞬心的概念
5.2.2機(jī)構(gòu)瞬心的確定
5.2.3機(jī)構(gòu)速度分析的瞬心法
5.2.4機(jī)構(gòu)瞬心的應(yīng)用實(shí)例
5.3平面機(jī)構(gòu)位置分析的解析法
5.3.1基本原理：閉環(huán)方程
5.3.2復(fù)數(shù)法
*5.4平面機(jī)構(gòu)位置分析的數(shù)值解法
5.5平面機(jī)構(gòu)速度、加速度分析的解析法
5.5.1直接對(duì)位置方程求一、二階導(dǎo)數(shù)
5.5.2復(fù)數(shù)法
5.5.3運(yùn)動(dòng)影響系數(shù)法
5.5.4向量法
5.5.5綜合實(shí)例
5.6平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的虛擬樣機(jī)仿真法
5.7運(yùn)動(dòng)學(xué)性能分析與評(píng)價(jià)
5.7.1急回特性
5.7.2傳動(dòng)性能
5.7.3運(yùn)動(dòng)可行域與工作空間
5.8本章小結(jié)
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習(xí)題
第6章平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)綜合
6.1平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)綜合的基本問題
6.2運(yùn)動(dòng)綜合的兩種主要方法
6.3平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)綜合的圖解法
6.3.1特殊函數(shù)生成問題的設(shè)計(jì)——給定行程的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
6.3.2剛體導(dǎo)引機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
6.3.3設(shè)計(jì)函數(shù)生成機(jī)構(gòu)的剛化反轉(zhuǎn)法
6.4平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)綜合的解析法
6.4.1位移矩陣法
6.4.2復(fù)數(shù)法（雙桿組法）
6.4.3其他解析方法
6.5基于圖譜法或?qū)嶒?yàn)法的軌跡綜合
*6.6平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)概述
6.7本章小結(jié)
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習(xí)題
第7章凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)
7.1凸輪機(jī)構(gòu)的發(fā)展簡(jiǎn)史
7.2凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)與傳力特性
7.2.1凸輪機(jī)構(gòu)的工作循環(huán)
7.2.2從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)表達(dá)
7.2.3從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律
7.2.4凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角
7.3凸輪機(jī)構(gòu)的廓線設(shè)計(jì)
7.3.1基本原理
7.3.2圖解法
7.3.3解析法
7.3.4虛擬樣機(jī)法
7.4凸輪機(jī)構(gòu)基本參數(shù)的確定
7.4.1滾子半徑的確定
7.4.2平底寬度的確定
7.4.3基圓半徑的確定
7.5凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法
7.6本章小結(jié)
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習(xí)題
第8章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)
8.1齒輪機(jī)構(gòu)的發(fā)展簡(jiǎn)史
8.2齒廓曲線
8.2.1齒廓嚙合基本定律
8.2.2共軛齒廓
8.2.3漸開線齒廓
8.3漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的幾何尺寸
8.3.1齒輪的各部分名稱
8.3.2基本參數(shù)
8.3.3幾何尺寸
8.4漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)
8.4.1正確嚙合條件
8.4.2標(biāo)準(zhǔn)安裝與非標(biāo)準(zhǔn)安裝
8.4.3嚙合傳動(dòng)過程
8.4.4連續(xù)傳動(dòng)與重合度
8.5漸開線齒輪的加工原理
8.5.1加工原理
8.5.2根切現(xiàn)象
8.6漸開線變位齒輪機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介
8.6.1變位齒輪
8.6.2變位齒輪傳動(dòng)
8.7斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)
8.7.1斜齒圓柱齒輪齒面的形成
8.7.2斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)及幾何尺寸
8.7.3斜齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)
8.7.4斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒數(shù)
8.7.5斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)
8.8直齒錐齒輪機(jī)構(gòu)
8.8.1錐齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特點(diǎn)
8.8.2錐齒輪的背錐與當(dāng)量齒數(shù)
8.8.3直齒錐齒輪的基本參數(shù)與尺寸計(jì)算
8.8.4直齒錐齒輪的嚙合傳動(dòng)
8.9蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)
8.9.1蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)及特點(diǎn)
8.9.2蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)正確嚙合條件
8.9.3蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)及幾何尺寸
8.10本章小結(jié)
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習(xí)題
第9章輪系及其設(shè)計(jì)
9.1定軸輪系的傳動(dòng)比計(jì)算
9.1.1理論基礎(chǔ)
9.1.2平面定軸輪系的傳動(dòng)比計(jì)算
9.1.3空間定軸輪系的傳動(dòng)比計(jì)算
9.2周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比計(jì)算
9.2.1周轉(zhuǎn)輪系的分類
9.2.2周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比計(jì)算
9.2.3計(jì)算實(shí)例
9.3混合輪系的傳動(dòng)比計(jì)算
9.4輪系設(shè)計(jì)
9.4.1定軸輪系設(shè)計(jì)
9.4.2周轉(zhuǎn)輪系設(shè)計(jì)
9.5本章小結(jié)
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習(xí)題
第三篇機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)篇
第10章平面機(jī)構(gòu)的力分析
10.1機(jī)械動(dòng)力學(xué)分析的研究歷程
10.2作用在構(gòu)件上的力
10.2.1作用在構(gòu)件上的力
10.2.2構(gòu)件慣性力和慣性力矩的確定
10.3不考慮摩擦情況下平面機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析
10.3.1構(gòu)件組的靜定條件
10.3.2平面機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析
10.3.3平衡力和平衡力矩的直接解析確定
10.3.4綜合實(shí)例：?jiǎn)巫杂啥葥湟頇C(jī)構(gòu)的受力分析
10.4考慮運(yùn)動(dòng)副摩擦的機(jī)構(gòu)力分析
10.4.1運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的確定
10.4.2考慮運(yùn)動(dòng)副摩擦?xí)r的平面機(jī)構(gòu)受力分析
10.5機(jī)械的自鎖
10.5.1自鎖的概念與意義
10.5.2典型機(jī)械的自鎖條件
10.6機(jī)械效率
10.6.1機(jī)械效率的概念與計(jì)算
10.6.2機(jī)械效率與自鎖
10.6.3提高機(jī)械效率的途徑
10.7本章小結(jié)
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習(xí)題
第11章機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)
11.1機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)
11.1.1機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的三個(gè)階段
11.1.2作用在機(jī)械上的已知外力
11.2機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)建模
11.2.1基于拉格朗日方程的動(dòng)力學(xué)模型
11.2.2單自由度機(jī)械系統(tǒng)的等效動(dòng)力學(xué)模型
11.3機(jī)械動(dòng)力學(xué)方程的建立與求解
11.3.1轉(zhuǎn)化件動(dòng)力學(xué)方程的兩種形式
11.3.2等效力矩和等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量均為位置函數(shù)時(shí)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的求解
11.4機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)周期性速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)
11.4.1周期性速度波動(dòng)產(chǎn)生的原因
11.4.2周期性速度波動(dòng)的衡量指標(biāo)
11.4.3周期性速度波動(dòng)調(diào)節(jié)的基本原理
11.5本章小結(jié)
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習(xí)題
第12章機(jī)械的平衡
12.1機(jī)械平衡的發(fā)展簡(jiǎn)史
12.2機(jī)械平衡的分類
12.3剛性轉(zhuǎn)子的平衡
12.3.1剛性轉(zhuǎn)子不平衡的原因及分類
12.3.2靜平衡原理及方法
12.3.3靜平衡試驗(yàn)原理
12.3.4動(dòng)平衡的力學(xué)分析與設(shè)計(jì)
12.3.5動(dòng)平衡試驗(yàn)簡(jiǎn)介
12.3.6轉(zhuǎn)子的平衡精度
12.4平面機(jī)構(gòu)的平衡
12.4.1平面機(jī)構(gòu)平衡的一般原理
12.4.2機(jī)構(gòu)擺動(dòng)力的完全平衡
12.4.3機(jī)構(gòu)擺動(dòng)力的部分平衡
12.4.4平行四桿機(jī)構(gòu)的重力平衡
12.5本章小結(jié)
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習(xí)題
*第13章柔性機(jī)構(gòu)學(xué)基礎(chǔ)
13.1柔性機(jī)構(gòu)的發(fā)展簡(jiǎn)史
13.2柔性機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成
13.2.1柔性單元
13.2.2柔性鉸鏈
13.2.3柔性機(jī)構(gòu)的分類與組成
13.3柔性機(jī)構(gòu)的主要性能
13.4平面柔性機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
13.4.1基本柔性單元的偽剛體模型
13.4.2基于偽剛體模型法的平面柔性機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
13.5平面柔性機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)綜合
13.6平面柔性機(jī)構(gòu)的力學(xué)分析
13.6.1平面柔性機(jī)構(gòu)的靜力學(xué)分析
13.6.2平面柔性機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析
13.7柔性機(jī)構(gòu)的加工方法概述
13.8本章小結(jié)
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習(xí)題
第四篇機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)篇
第14章機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)
14.1機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)概述
14.1.1一般過程
14.1.2基本原則
14.2功能設(shè)計(jì)
14.2.1功能原理設(shè)計(jì)
14.2.2功能分析與工藝動(dòng)作分解
14.3執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)
14.3.1執(zhí)行機(jī)構(gòu)的構(gòu)型設(shè)計(jì)
14.3.2執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)
14.4原動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇
14.4.1原動(dòng)機(jī)的類型與特點(diǎn)
14.4.2原動(dòng)機(jī)的選擇
14.4.3傳動(dòng)系統(tǒng)形式的選擇
14.5機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)
14.6方案評(píng)價(jià)與決策
14.7設(shè)計(jì)實(shí)例1：印刷機(jī)蘸油機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)
14.8設(shè)計(jì)實(shí)例2：多自由度微創(chuàng)手術(shù)機(jī)械手的方案設(shè)計(jì)
14.8.1功能原理設(shè)計(jì)
14.8.2構(gòu)型綜合與優(yōu)選
14.8.3運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與綜合
14.8.4通過靜力學(xué)分析確定驅(qū)動(dòng)力矩
14.8.5具有重力自平衡功能的RCM機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
14.8.6樣機(jī)試制
14.9本章小結(jié)
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習(xí)題
附錄
附錄 A特種功能機(jī)構(gòu)
A.1直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)
A.2平行導(dǎo)向機(jī)構(gòu)
A.3仿圖儀機(jī)構(gòu)
A.4虛擬運(yùn)動(dòng)中心機(jī)構(gòu)
A.5運(yùn)動(dòng)縮放機(jī)構(gòu)
A.6肘桿機(jī)構(gòu)
A.7變點(diǎn)機(jī)構(gòu)
A.8平板折展機(jī)構(gòu)
A.9變胞機(jī)構(gòu)
A.10往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)
A.11振蕩機(jī)構(gòu)
A.12間歇機(jī)構(gòu)
A.13分度機(jī)構(gòu)
A.14換向機(jī)構(gòu)
A.15反向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
A.16聯(lián)軸裝置與虎克鉸
A.17常力機(jī)構(gòu)
A.18雙穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)
A.19經(jīng)典空間過約束機(jī)構(gòu)
A.20常見的關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)器人
A.21經(jīng)典并聯(lián)機(jī)器人
A.22發(fā)動(dòng)機(jī)
輔助閱讀材料
附錄B平面剛體運(yùn)動(dòng)的數(shù)理基礎(chǔ)
B.1坐標(biāo)系
B.2向量
B.2.1向量的運(yùn)算
B.2.2平面向量的復(fù)數(shù)表達(dá)
B.2.3向量對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)運(yùn)算及應(yīng)用
B.3坐標(biāo)變換
B.4平面剛體運(yùn)動(dòng)的基本描述
B.4.1剛體運(yùn)動(dòng)的一般定義
B.4.2剛體基本運(yùn)動(dòng)
B.4.3一般平面運(yùn)動(dòng)
B.5平面剛體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)
B.5.1相對(duì)位置
B.5.2相對(duì)速度
B.5.3相對(duì)加速度
B.6速度瞬心
B.7剛體力學(xué)基礎(chǔ)
B.7.1靜力學(xué)分析的基本原理
B.7.2牛頓三定律
B.7.3動(dòng)力學(xué)方程
B.7.4達(dá)朗貝爾原理
B.7.5功能轉(zhuǎn)化定理
B.7.6虛位移原理
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附錄C圖論的基本知識(shí)
C.1圖中涉及的基本概念
C.2樹的遍歷
C.3圖的矩陣表達(dá)
C.4機(jī)構(gòu)的拓?fù)鋱D表達(dá)
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附錄D綜合性虛擬仿真題目
輔助閱讀材料
附錄E機(jī)械系統(tǒng)方案與創(chuàng)新設(shè)計(jì)題目
E.1飛機(jī)襟翼展開機(jī)構(gòu)
E.2飛機(jī)起落架收放機(jī)構(gòu)
E.3飛機(jī)飛行高度指示機(jī)構(gòu)
E.4小型撲翼機(jī)構(gòu)
E.5觸覺機(jī)構(gòu)
E.6單自由度柔性?shī)A鉗
E.7鋼板翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)
E.8載貨汽車的起重后板
E.9自動(dòng)鉆床送進(jìn)機(jī)構(gòu)
E.10自動(dòng)打標(biāo)機(jī)構(gòu)
E.11榫槽成型半自動(dòng)切削機(jī)構(gòu)
E.12薄壁零件沖壓機(jī)構(gòu)
E.13半自動(dòng)平壓模切機(jī)
E.14平臺(tái)印刷機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)
E.15改型理發(fā)椅機(jī)構(gòu)
E.16雙人沙發(fā)床機(jī)構(gòu)
E.17聽課折椅機(jī)構(gòu)
E.18洗瓶機(jī)推瓶機(jī)構(gòu)
E.19圖形放縮機(jī)構(gòu)
E.20柔性可折疊傘
E.21適于狹小空間操作的拋光機(jī)器人
E.22自適應(yīng)越障機(jī)器人
E.23仿生機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（項(xiàng)目實(shí)踐）
E.24水果采摘機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（項(xiàng)目實(shí)踐）
參考文獻(xiàn)