机械原理 徐明刚 机构分析机构设计机构系统机械系统方案设计 机械原理对象内容学习方法内容 高等院校机械工程本科生教材

机械原理

徐明刚、刘峰斌 主编

开本:16

ISBN：9787122466778

化学工业出版社

内容简介

本书是“高等院校智能制造人才培养系列教材”之一，主要面向机械专业或近机类相关专业，旨在打造适合培养应用型高校相关专业人才的教材体系，以培养适应新工科发展需求的应用型人才。
本书内容从机构分析、机构设计、机构系统到机械系统方案，以设计为主线，强调基本概念、基本理论、基本方法，注重理论与工程实践的结合。首先介绍了机械原理的对象、内容和学习方法等内容，其次详细探讨了机构的结构分析、运动分析、力分析和效率、机械运转及其速度波动的调节、机械的平衡等基本原理；然后深入分析了连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、齿轮系、间歇运动机构等常用机构相关的概念、特点与设计；最后概括介绍了机械系统方案设计。
本书是高等院校机械工程或近机类专业本科生专业课程的教材，同时也可为从事机械工作的科研及工程人员提供参考。

作者简介

徐明刚，北方工业大学教授，主要研究方向为高效复合加工技术、自动测控技术及非标数控装备。中国机械工程学会会员、中国机械工程学会机械设计分会委员会委员、中国机械工程学会特种加工分会理事、中国医药卫生文化协会医工融合分会委员会委员，北京机械原理研究会常务理事。多年来一直承担秋季学期《机械原理》课程的教学任务，同时承担春季学期《机械原理与机械设计课程设计》的教学任务以及《计算机辅助设计》课程的教学工作。教学过程积极展开教学方法的创新，全过程展开课程思政。主持《机械原理》校级课程建设，主持教改重点项目一项。获北京市高校“创想杯”多媒体课件制作与微课程大奖赛二等奖。

前 言

党的二十大报告强调，“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。”培养具有较强社会适应能力和竞争能力的高素质应用型人才是时代所需。当前，新工科教育异军突起，工程教育专业认证成为主流，产学研一体发展迅速，为适应高水平应用型大学的机械类专业机械原理课程的教学需求，编写一本既具有系统性又具备前沿性的教材，对于培养合格的机械工程人才具有重要意义。
本书围绕机械原理相关内容展开，结合新的人才培养需求，对传统机械原理的内容进行了整合与拓展。从机构分析、机构设计、机构系统到机械系统方案，以设计为主线，强调基本概念、基本理论、基本方法，注重理论与工程实践的结合，通过引入实际工程案例，帮助读者将所学知识应用于解决实际问题中。
全书共分12章：第1章主要介绍机械原理的对象、内容和学习方法等；第2~6章详细探讨了机构的结构分析、运动分析、力分析和效率、机械运转及其速度波动的调节、机械的平衡等；第7~11章深入分析了连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、齿轮系、间歇运动机构等常用机构；第12章概括介绍了机械系统方案设计。同时，书中融入了一定数量的案例分析，部分案例是最新的研究成果，使读者不仅能够在实际操作中加深对机械原理的理解和应用，而且拓展了知识面。本书编写过程中也力求语言简洁明了、逻辑清晰，并配有丰富的图表和实例，以帮助读者更好地理解和掌握机械原理的知识，同时在习题编排上也突出了工程应用。
本书第1、2章由刘峰斌编写，第3、4章由刘学翱编写，第5、6章由豆照良编写，第7、8章由杨晔编写，第9、10章由魏领会编写，第11、12章由徐明刚编写。全书由徐明刚、刘峰斌、陈文彬统稿。
由于水平有限，书中疏漏之处在所难免，敬请广大读者不吝赐正。
编写组

目 录

第1章 绪论 1
1.1 概述 2
1.2 机械原理的研究对象及内容 3
1.2.1 机械原理的研究对象 3
1.2.2 机械原理的研究内容 4
1.3 机械原理的学习方法 5
第2章 机构的结构分析 7
2.1 概述 8
2.2 机构的组成及分类 8
2.2.1 构件 8
2.2.2 运动副 9
2.2.3 运动链 12
2.2.4 机构 13
2.3 机构运动简图 14
2.3.1 机构运动简图 14
2.3.2 机构运动简图的绘制 15
2.4 机构的运动确定性及其自由度计算 17
2.4.1 机构具有确定运动的条件及最小阻力定律 17
2.4.2 平面机构自由度的计算 18
2.4.3 计算机构自由度时应注意的事项 19
2.5 机构的组成原理及结构分析 23
2.5.1 平面机构的高副低代 23
2.5.2 机构的组成原理 24
2.5.3 机构的结构分析 26
2.6 平面低副机构的型综合 27
思考和练习题 28
第3章 平面机构的运动分析 31
3.1 概述 32
3.2 平面运动基础知识 32
3.3 瞬心法进行机构速度分析 33
3.3.1 速度瞬心的求法 34
3.3.2 速度瞬心法在机构运动分析中的应用 37
3.4 图解法进行机构运动分析 38
3.4.1 同一构件上两点间的速度、加速度求解方法 38
3.4.2 组成移动副两构件的重合点间的速度、加速度求解方法 41
3.5 解析法进行机构的运动分析 44
思考和练习题 46
第4章 平面机构的力分析及机械效率和自锁 48
4.1 概述 49
4.2 作用在机械上的力 49
4.2.1 作用在机构上的力分类 49
4.2.2 机构力分析的目的和方法 50
4.3 考虑摩擦时机构的静力分析 50
4.3.1 移动副中摩擦力的确定 50
4.3.2 转动副中摩擦力的确定 52
4.3.3 考虑摩擦时机构的静力图解分析 54
4.4 不考虑摩擦时机构的动态静力分析 55
4.4.1 构件惯性力的确定 55
4.4.2 图解法做机构的动态静力分析 57
4.4.3 解析法做机构的动态静力分析 59
4.5 机械效率 62
4.5.1 机械效率的计算 62
4.5.2 提高机械效率的措施 65
4.6 机械的自锁 66
4.6.1 机械的自锁现象及条件 66
4.6.2 机械自锁条件的确定 67
思考和练习题 68
第5章 机械的运转及速度波动调节 70
5.1 概述 71
5.1.1 本章 学习的目的和意义 71
5.1.2 机械运转三个阶段的功能关系 71
5.1.3 作用在机械上的驱动力和工作阻力 72
5.2 机械运动方程式的建立 73
5.2.1 机械运动方程式的一般表达式 73
5.2.2 机械系统的等效动力学模型 74
5.3 机械运动方程式的推演与求解 78
5.3.1 机械动力学方程的推演 78
5.3.2 已知力作用下机械运动方程式的求解 79
5.4 机械的速度波动及调节 81
5.4.1 周期性速度波动及调节 81
5.4.2 非周期性速度波动及调节 88
思考和练习题 89
第6章 机械的平衡 90
6.1 概述 91
6.1.1 机械平衡的目的 91
6.1.2 机械平衡的内容及分类 91
6.2 刚性转子的平衡设计 92
6.2.1 静平衡设计 92
6.2.2 动平衡设计 94
6.3 刚性转子的平衡试验及平衡精度 95
6.3.1 静平衡试验 96
6.3.2 动平衡实验 96
6.3.3 转子的平衡精度 97
6.4 平面机构的平衡简介 98
6.4.1 完全平衡 99
6.4.2 部分平衡 101
思考和练习题 102
第7章 连杆机构及其设计 104
7.1 概述 105
7.2 平面连杆机构的类型及应用 107
7.2.1 平面四杆机构的演化方法 107
7.2.2 铰链四杆机构的基本类型及应用 111
7.3 平面四杆机构的基本特性 117
7.3.1 铰链四杆机构的急回运动 117
7.3.2 铰链四杆机构的传力特性 119
7.3.3 铰链四杆机构的运动连续性 121
7.3.4 演化形式四杆机构的特性分析 122
7.4 平面四杆机构的设计 123
7.4.1 连杆机构设计的基本问题 123
7.4.2 用图解法设计四杆机构 124
7.5 空间连杆机构简介 130
思考和练习题 131
第8章 凸轮机构及其设计 133
8.1 凸轮机构的应用、分类和选型 134
8.1.1 凸轮机构的应用 134
8.