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1.1 机械、机器与机构1

1.2 设计机器的基本要求与流程1

1.3 机械原理的基本内容1

1 绪论1

1.3.5 机器的动力分析2

1.4 学习本课程的目的2

1.3.6 常用机构的设计2

1.5 学习本课程的方法2

1.3.4 平面机构的摩擦力分析2

1.3.3 平面机构的受力分析2

1.3.2 平面机构的运动分析2

1.3.1 平面机构的组成分析2

2 平面机构的组成分析4

2.1 概述4

2.2 平面机构的组成分析4

2.2.1 构件4

2.2.2 运动副4

2.2.3 运动链5

2.2.4 机构5

2.3 平面机构的运动简图6

2.4 平面机构的自由度8

2.5 计算平面机构自由度的注意事项9

2.6.1 平面机构的组成原理10

2.6 平面机构的组成原理与结构分析10

2.5.3 复合铰链10

2.5.2 虚约束10

2.5.1 局部自由度10

2.6.2 面机构的结构分析11

习题12

3 平面机构的运动分析14

3.1 概述14

3.2 平面机构运动分析的图解法14

3.2.1 速度瞬心法14

3.2.2 矢量方程图解法16

3.3 平面机构运动分析的解析法18

习题23

4.2 平面机构力分析的图解法24

4.1 概述24

4 平面机构的力分析24

4.3 计入运动副中摩擦的机构受力分析27

习题30

5 平面连杆机构及其设计33

5.1 概述33

5.2 平面四杆机构的基本型式及其演化33

5.2.1 平面四杆机构的基本型式33

5.2.2 平面四杆机构的演化33

5.3 平面四杆机构的基本概念与传动特征35

5.3.1 平面四杆机构存在曲柄的条件35

5.3.2 平面四杆机构的极限位置与急回特性36

5.4 按行程速比系数设计平面四杆机构37

5.3.3 压力角、传动角和死点位置37

5.4.1 曲柄摇杆机构的作图法设计38

5.4.2 曲柄滑块机构的设计39

5.5 平面四杆机构的解析法设计40

5.5.1 按许用传动角设计曲柄摇杆机构40

5.5.2 刚体导引四杆机构的解析法设计42

5.5.3 铰链四杆函数生成机构的解析法设计44

5.5.4 四杆轨迹生成机构的解析法设计46

5.6 平面连杆机构的应用48

习题51

6.1 概述53

6.2 凸轮机构的分类及封闭形式53

6 凸轮机构及其设计53

6.3 从动件常用的运动规律54

6.3.1 一次多项式运动规律54

6.3.2 二次多项式运动规律55

6.3.3 五次多项式运动规律56

6.3.4 余弦加速度运动规律57

6.3.5 正弦加速度运动规律57

6.4 盘形凸轮轮廓曲线的作图法设计58

6.4.1 对心直动尖底从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计58

6.4.2 对心直动滚子从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计59

6.4.3 偏置直动尖底从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计59

6.4.4 偏置直动滚子从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计59

6.5.1 直动平底从动件盘形凸轮轮廓曲线的解析法设计60

6.5 盘形凸轮轮廓曲线的解析法设计60

6.4.5 平底直动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计60

6.5.2 直动滚子从动件盘形凸轮轮廓曲线的解析法设计61

6.6 凸轮机构基本尺寸的确定62

6.6.1 凸轮机构中的作用力与许用压力角62

6.6.2 凸轮基圆半径的确定62

6.6.3 滚子半径的确定63

6.7 凸轮机构的应用63

习题64

7 间歇运动机构66

7.1 概述66

7.2 棘轮机构66

7.3.1 槽轮机构的组成与运动特征67

7.3 槽轮机构67

7.3.2 槽轮机构的运动系数68

7.4 不完全齿轮机构68

7.5 滚子分度凸轮机构69

7.6 平行分度凸轮机构69

8 齿轮机构及其设计71

8.1 概述71

8.2 齿轮机构的类型71

8.3 齿轮的齿廓曲线72

8.3.1 齿廓啮合的基本定律72

8.3.2 渐开线的形成与特点73

8.5 渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸74

8.4.3 渐开线齿廓传动具有中心距的可分性74

8.5.1 渐开线标准齿轮各部分的名称74

8.4.1 渐开线齿廓具有定传动比的特征74

8.4 渐开线齿廓的啮合特征74

8.4.2 渐开线齿廓间的作用力在一条固定的直线上74

8.5.2 渐开线标准齿轮的基本参数75

8.5.3 渐开线标准齿轮的几何尺寸关系76

8.6 渐开线标准圆柱齿轮的啮合传动77

8.6.1 一对渐开线齿轮正确啮合的条件77

8.6.2 齿轮传动的中心距与啮合角78

8.6.3 一对轮齿的啮合过程与连续传动条件79

8.7 渐开线圆柱齿轮的加工80

8.7.1 仿形法80

8.7.2 范成法80

8.8.2 齿轮型刀具加工齿轮的最少齿数82

8.8 渐开线齿轮的变位加工与传动82

8.8.1 齿条型刀具加工齿轮的最少齿数82

8.8.3 齿条型刀具加工齿轮的最小变位系数83

8.8.4 变位齿轮的几何尺寸83

8.8.5 变位齿轮传动84

8.9 斜齿圆柱齿轮传动86

8.9.1 斜齿圆柱齿轮齿面的形成原理86

8.9.2 斜齿圆柱齿轮的几何参数86

8.9.3 斜齿圆柱齿轮传动的特点87

8.10 圆柱蜗杆传动87

8.11 直齿圆锥齿轮传动88

8.11.1 直齿圆锥齿轮的形成原理88

8.11.2 直齿圆锥齿轮的背锥与当量齿数88

8.11.3 直齿圆锥齿轮的几何参数计算89

习题91

9 齿轮系及其设计92

9.1 概述92

9.1.1 定轴轮系92

9.1.2 周转轮系93

9.1.3 复合轮系93

9.2 定轴轮系的传动比94

9.3 周转轮系的传动比95

9.4 复合轮系的传动比97

9.5 轮系的功用101

9.5.3 实现大功率传动102

9.5.4 实现分路传动102

9.5.2 实现变速与换向102

9.5.1 实现大的传动比102

9.5.5 实现运动的合成与分解103

9.5.6 生成复杂的轨迹103

9.6 周转轮系的设计105

9.6.1 行星轮系中的齿数条件105

9.6.2 行星轮系中的均载设计106

9.7 其他类型的行星传动简介107

9.7.1 渐开线少齿差行星传动107

9.7.2 摆线针轮行星传动107

9.7.3 谐波行星传动108

9.7.4 活齿传动108

9.7.5 牵引传动110

习题110

10.2 机械运动的微分方程及其解113

10 机械的运转及其速度波动的调节113

10.1 概述113

10.3 稳定运转状态下机械的周期性速度波动及其调节118

习题123

11 机械的平衡126

11.1 概述126

11.2 平面连杆机构的平衡126

11.3 圆盘类零件的静平衡128

11.3.1 圆盘类零件的静平衡原理与计算129

11.3.2 圆盘类零件的静平衡实验129

11.4 刚性转子的动平衡130

11.4.1 刚性转子的动平衡原理与计算130

11.4.2 刚性转子的动平衡实验131

习题132

12 机械无级变速机构134

12.1 概述134

12.2 定轴无中间滚动体式无级变速传动134

12.2.1 正交轴无级传动134

12.2.2 相交轴锥盘环盘式无级传动135

12.2.3 光轴斜盘式无级传动135

12.3 定轴有中间滚动体式无级变速传动136

12.3.1 滚锥平盘式无级传动136

12.3.2 钢球平盘式无级传动136

12.3.3 钢环分离锥盘式无级传动137

12.3.4 弧锥环盘式无级传动137

12.3.5 菱锥式无级传动138

12.4.1 转臂输出式无级传动139

12.3.6 钢球外锥轮式无级传动139

12.4 行星式无级变速传动139

12.4.2 转臂输出式封闭行星锥轮无级传动140

12.4.3 内锥轮输出式行星无级传动142

12.4.4 环锥行星式无级传动142

12.4.5 钢球行星式无级传动143

12.5 脉动无级变速传动144

12.5.1 曲柄摇杆式脉动无级传动144

12.5.2 曲柄摇块摇杆式脉动无级传动145

13 工业机器人机构学146

13.1 概述146

13.2 工业机器人的组成146

13.3 工业机器人的分类与性能148

13.4.1 目标物体的空间转动矩阵149

13.4 工业机器人的运动学基础149

13.4.2 坐标系之间的空间变换矩阵152

13.4.3 目标物体的齐次坐标表示153

13.4.4 刚体的空间位移矩阵154

13.4.5 欧拉角表示的变换矩阵155

13.4.6 转动关节之间的位移矩阵156

13.5 工业机器人的正向运动学157

13.5.1 平面关节型机器人的正向运动方程157

13.5.2 斯坦福机器人的正向运动方程159

13.6 工业机器人的逆向运动学164

习题168

参考文献171