本書是根據普通高等院校機械類專業(yè)人才培養(yǎng)目標，為了滿足“機械原理課程設計”教學要求編寫的。本書分為11章，首先介紹了機械原理課程設計的目的、內容、步驟、要求和時間安排以及機械系統(tǒng)運動方案設計，并列出了教學中常見的機械原理課程設計題目，然后分別介紹了常見機構（包括連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、間歇運動機構、螺旋機構）和傳動零件（包括帶傳動、鏈傳動）的應用和設計方法，最后介紹了功能機構與功能結構的應用與設計方法。
本書匯集了哈爾濱工業(yè)大學機械原理課程教學多年的經驗，內容豐富，可作為普通高等學校機械原理課程設計的指導書，也可供相關專業(yè)的教師和工程技術人員參考。
適讀人群 ：可供相關專業(yè)的教師和工程技術人員參考
“中心藏之，何日忘之”，在新中國成立60周年之際，時隔“21世紀高等學校機械設計制造及其自動化專業(yè)系列教材”出版9年之后，再次為此系列教材寫序時，《詩經》中的這兩句詩又一次涌上心頭，衷心感謝作者們的辛勤寫作，感謝多年來讀者對這套系列教材的支持與信任，感謝為這套系列教材出版與完善作過努力的所有朋友們。
追思世紀交替之際，華中科技大學出版社在眾多院士和專家的支持與指導下，根據1998年教育部頒布的新的普通高等學校專業(yè)目錄，緊密結合“機械類專業(yè)人才培養(yǎng)方案體系改革的研究與實踐”和“工程制圖與機械基礎系列課程教學內容和課程體系改革研究與實踐”兩個重大教學改革成果，約請全國20多所院校數十位長期從事教學和教學改革工作的教師，經多年辛勤勞動編寫了“21世紀高等學校機械設計制造及其自動化專業(yè)系列教材”。這套系列教材共出版了20多本，涵蓋了“機械設計制造及其自動化”專業(yè)的所有主要專業(yè)基礎課程和部分專業(yè)方向選修課程，是一套改革力度比較大的教材，集中反映了華中科技大學和國內眾多兄弟院校在改革機械工程類人才培養(yǎng)模式和課程內容體系方面所取得的成果。
這套系列教材出版發(fā)行9年來，已被全國數百所院校采用，受到了教師和學生的廣泛歡迎。目前，已有13本列入普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，多本獲國家級、省部級獎勵。其中的一些教材（如《機械工程控制基礎》《機電傳動控制》《機械制造技術基礎》等）已成為同類教材的佼佼者。更難得的是，“21世紀高等學校機械設計制造及其自動化專業(yè)系列教材”也已成為一個著名的叢書品牌。9年前為這套教材作序的時候，我希望這套教材能加強各兄弟院校在教學改革方面的交流與合作，對機械工程類專業(yè)人才培養(yǎng)質量的提高起到積極的促進作用，現在看來，這一目標很好地達到了，讓人倍感欣慰。
李白講得十分正確：“人非堯舜，誰能盡善？”我始終認為，金無足赤，人無完人，文無完文，書無完書。盡管這套系列教材取得了可喜的成績，但毫無疑問，這套書中，某本書中，這樣或那樣的錯誤、不妥、疏漏與不足，必然會存在。何況形勢總在不斷地發(fā)展，更需要進一步來完善，與時俱進，奮發(fā)前進。較之9年前，機械工程學科有了很大的變化和發(fā)展，為了滿足當前機械工程類專業(yè)人才培養(yǎng)的需要，華中科技大學出版社在教育部高等學校機械學科教學指導委員會的指導下，對這套系列教材進行了全面修訂，并在原基礎上進一步拓展，在全國范圍內約請了一大批知名專家，力爭組織最好的作者隊伍，有計劃地更新和豐富“21世紀機械設計制造及其自動化專業(yè)系列教材”。此次修訂可謂非常必要，十分及時，修訂工作也極為認真。
“得時后代超前代，識路前賢勵后賢�！边@套系列教材能取得今天的成績，是幾代機械工程教育工作者和出版工作者共同努力的結果。我深信，對于這次計劃進行修訂的教材，編寫者一定能在繼承已出版教材優(yōu)點的基礎上，結合高等教育的深入推進與本門課程的教學發(fā)展形勢，廣泛聽取使用者的意見與建議，將教材凝練為精品；對于這次新拓展的教材，編寫者也一定能吸收和發(fā)展原教材的優(yōu)點，結合自身的特色，寫成高質量的教材，以適應“提高教育質量”這一要求。是的，我一貫認為我們的事業(yè)是集體的，我們深信由前賢、后賢一起一定能將我們的事業(yè)推向新的高度！
盡管這套系列教材正開始全面的修訂，但真理不會窮盡，認識不是終結，進步沒有止境�！皣缕澍Q矣，求其友聲”，我們衷心希望同行專家和讀者繼續(xù)不吝賜教，及時批評指正。
是為之序。
第1章機械原理課程設計簡介（1）
1.1機械原理課程設計的目的（1）
1.2機械原理課程設計的內容（1）
1.3機械系統(tǒng)運動方案設計的邏輯過程（2）
1.4機械原理課程設計的步驟（3）
1.5機械原理課程設計的要求（3）
1.6機械原理課程設計時間安排（6）
第2章機械系統(tǒng)運動方案設計（7）
2.1機械系統(tǒng)的使用功能描述（7）
2.2工藝方法分析（7）
2.3機械系統(tǒng)運動功能分析（9）
2.4機械系統(tǒng)運動方案擬訂（21）
2.5機械系統(tǒng)運動尺寸確定（25）
2.6機械系統(tǒng)真實運動循環(huán)圖的分析（32）
第3章機械原理課程設計題目（33）
3.1產品包裝生產線（方案1）（33）
3.2產品包裝生產線（方案2）（33）
3.3產品包裝生產線（方案3）（34）
3.4產品包裝生產線（方案4）（34）
3.5產品包裝生產線（方案5）（35）
3.6產品包裝生產線（方案6）（35）
3.7產品包裝生產線（方案7）（36）
3.8產品包裝生產線（方案8）（36）
3.9產品包裝生產線（方案9）（37）
3.10產品包裝生產線（方案10）（37）
3.11沖壓機（38）
3.12分度沖壓機（方案1）（38）
3.13分度沖壓機（方案2）（38）
3.14輸送線布料裝置（方案1)（39）
3.15輸送線布料裝置（方案2）（39）
3.16輸送線布料裝置（方案3）（40）
3.17輸送線布料裝置（方案4）（40）
3.18輸送線布料裝置（方案5）（41）
3.19輸送線布料裝置（方案6）（41）
3.20輸送線布料裝置（方案7）（42）
3.21輸送線布料裝置（方案8）（42）
3.22輸送線布料裝置（方案9）（43）
3.23輸送線布料裝置（方案10）（43）
3.24輸送線布料裝置（方案11）（44）
3.25輸送線布料裝置（方案12)（44）
3.26輸送線布料裝置（方案13）（45）
3.27輸送線布料裝置（方案14）（45）
3.28輸送線布料裝置（方案15）（46）
3.29輸送線布料裝置（方案16）（46）
3.30輸送線布料裝置（方案17）（47）
3.31輸送線布料裝置（方案18)（47）
3.32輸送線布料裝置（方案19）（48）
3.33輸送線布料裝置（方案20)（48）
3.34輸送線布料裝置（方案21)（49）
3.35輸送線布料裝置（方案22)（49）
3.36牛頭刨床（方案1)（50）
3.37牛頭刨床（方案2)（50）
3.38牛頭刨床（方案3)（50）
第4章四連桿機構設計（51）
4.1鉸鏈四桿機構的設計（51）
4.2曲柄導桿機構的設計（79）
第5章凸輪機構應用與設計（85）
5.1凸輪機構的術語及一般設計步驟（85）
5.2凸輪從動件運動規(guī)律（88）
5.3盤形凸輪的設計（104）
5.4圓柱凸輪的設計（113）
第6章齒輪機構應用與設計（118）
6.1圓柱齒輪傳動的幾何尺寸計算（118）
6.2齒輪在變速系統(tǒng)中的應用與設計（136）
第7章間歇運動機構應用與設計（142）
7.1外接齒嚙式棘輪機構的應用與設計（142）
7.2槽輪機構的應用與設計（145）
7.3不完全齒輪機構的應用與設計（150）
第8章螺旋機構應用與設計（159）
8.1螺旋機構的分類與特點（159）
8.2螺旋機構的傳動特性（160）
8.3螺旋機構的傳動形式與特點（165）
8.4螺旋機構的應用（168）
8.5螺紋的基本參數（169）
第9章帶傳動的應用與設計（181）
9.1帶傳動的種類及選用（181）
9.2帶傳動設計的一般內容（187）
9.3V帶傳動設計（188）
9.4平帶傳動設計（200）
9.5同步帶傳動設計（208）
9.6傳動帶的張緊（228）
第10章鏈傳動的應用與設計（229）
10.1鏈傳動的特點及選用（229）
10.2滾子鏈傳動（230）
10.3滾子鏈鏈輪（240）
10.4鏈傳動的布置與張緊（242）
第11章功能機構與功能結構的應用與設計（247）
11.1行程放大機構（247）
11.2步進送料機構（249）
11.3運動解耦結構（250）
參考文獻（252）
第1章機械原理課程設計簡介
1.1機械原理課程設計的目的
機械原理課程設計是機械原理課程的重要實踐性教學環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生綜合應用機械原理課程所掌握的知識進行機械運動方案設計、各類機構設計與分析能力的綜合訓練過程。機械原理課程設計的教學目的是：
（1）通過課程設計實踐，掌握機械系統(tǒng)運動方案設計的一般方法和規(guī)律；
（2）掌握機械系統(tǒng)的功能分析方法、工藝分析方法及機械運動循環(huán)圖的繪制方法，并能根據機械運動循環(huán)圖設計機械系統(tǒng)運動方案；
（3）掌握齒輪機構、凸輪機構、連桿機構、間歇運動機構等常用機構的選用、設計和分析；
（4）能夠對機械系統(tǒng)運動方案進行分析并繪制其真實機械運動循環(huán)圖；
（5）掌握機械系統(tǒng)運動方案設計報告的撰寫方法。
1.2機械原理課程設計的內容
機械原理課程設計的內容是設計一個機械系統(tǒng)運動方案，實現2個或3個執(zhí)行構件簡單工藝動作的協(xié)調運動。
機械系統(tǒng)的功能是由工藝方法實現的，而工藝方法是由工藝動作實現的，工藝動作則是由機械系統(tǒng)中的執(zhí)行構件完成的。大多數機械系統(tǒng)要求的執(zhí)行構件都在2個以上，并且這些執(zhí)行構件的工藝動作不是隨意的，而是要根據工藝方法的要求協(xié)調動作。一個機械系統(tǒng)中的多個執(zhí)行構件所需的動作協(xié)調有以下幾種。
（1）時序協(xié)調要求各個執(zhí)行構件按照工藝方法的需要滿足運動時間、運動順序的協(xié)調動作。
（2）空間協(xié)調要求各個執(zhí)行構件按照工藝方法的需要滿足位移、行程和空間位置的協(xié)調動作。
（3）速度協(xié)調要求各個執(zhí)行構件或者某些執(zhí)行構件按照工藝方法的需要滿足運動速度的協(xié)調動作。
（4）加速度協(xié)調要求各個執(zhí)行構件或者某些執(zhí)行構件按照工藝方法的需要滿足運動加速度的協(xié)調動作。
（5）力或力矩協(xié)調要求各個執(zhí)行構件或者某些執(zhí)行構件按照工藝方法的需要滿足力或者力矩的協(xié)調動作。
當然，在機械系統(tǒng)運動方案設計中并不是所有的執(zhí)行構件都要滿足所有的上述協(xié)調關系。由于機械原理課程設計是機械原理課程的實踐性教學環(huán)節(jié)，考慮到學生在這一學習階段掌握知識的局限性，把能夠設計2個或3個執(zhí)行構件實現簡單工藝動作時序協(xié)調的機械系統(tǒng)定為機械原理課程設計的基本培養(yǎng)目標。機械原理課程設計的內容是：
（1）機械系統(tǒng)使用功能、工藝方法分析及機械運動循環(huán)圖繪制；
（2）應用齒輪機構、凸輪機構、連桿機構、間歇運動機構等常用機構準確實現2個或3個執(zhí)行構件的時序協(xié)調動作，部分實現其空間協(xié)調；
（3）齒輪機構、凸輪機構、連桿機構、間歇運動機構等常用機構的設計、運動分析和力分析；
（4）分析機械系統(tǒng)運動方案，并繪制實際機械運動循環(huán)圖；
（5）撰寫機械系統(tǒng)運動方案設計說明書。
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