《普通高等教育“十二五”規劃教材·機械創新設計系列:機械原理》是依據教育部高等學校機械基礎課程指導分委員會2009年編寫的“高等學校機械原理課程基本要求”和“機械原理課程教學改革建議”精神,結合編者近年來的教學研究成果與工程案例及科研經驗,同時考慮到我國機械制造企業的發展需要及現狀而編寫的“機械創新設計系列”之一。
全書分上、中、下三篇。上篇為機械運動方案設計,主要介紹機構及其應用、常見機構及其特點、機構組成原理與演變、機構再生運動鏈設計法、機械系統運動方案設計;中篇為機構運動設計與分析,主要闡述平面連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、輪系;下篇為機械動力設計與分析,主要論述機構的慣性力平衡、機械系統的動力學、機械中的摩擦與自鎖。
《普通高等教育“十二五”規劃教材·機械創新設計系列:機械原理》可作為高等學校機械類各專業的教學用書,也可供機械工程領域的研究生和有關工程技術人員參考。
《普通高等教育“十二五”規劃教材·機械創新設計系列:機械原理》是由大連理工大學王德倫教授領導的課題組編著的機械創新設計系列中的一本,該系列共五本,包括學術版《機構運動微分幾何學分析與綜合》,工程應用版《機械創新設計方法及應用》,教學版《普通高等教育“十二五”規劃教材·機械創新設計系列:機械原理》、《機械設計》、《機械原理與機械設計實踐》,是王德倫教授及其課題組根據多年從事機械基礎領域理論研究、解決機械企業設計制造中的大量實際問題以及開展教學研究和改革的成果總結。 《普通高等教育“十二五”規劃教材·機械創新設計系列:機械原理》力圖將有關機械運動方案創新設計、機構運動學、動力學分析與設計等研究成果引入教學,如能在機械原理教材理論聯系實際,體現中國機械企業現狀與時代需求,激發學生的學習熱情和興趣等方面發揮積極作用,那就是編者的心愿。
王德倫,安徽肥東人,大連理工大學教授,博士生導師,1982年畢業于江西冶金學院機械系,1985年畢業于大連工學院機械系獲碩士學位,1995年獲博士學位。主要研究領域:機構學與機械創新設計,機床數字化設計。主編機械創新設計系列教材《機械原理》,《機械設計》,《機械原理與設計實踐》。現任教育部機械基礎教學指導委員會委員,全國機械原理教學研究會理事長,Associate Editor Journal of Mechanism and Robotics ASME。
高媛,遼寧鞍山人,大連理工大學副教授。1985年畢業于大連工學院機械系,1988年畢業于大連理工大學機械系獲碩士學位。從事機械設計及理論與工業工程領域的科學研究,負責國家自然科學基金研究項目,在國內外學術會議及刊物上發表教學、科研論文20余篇。
前言
上篇 機械運動方案設計
第1章 機構及其應用
1.1 機構的應用
1.1.1 日常生活中的機構
1.1.2 工農業生產中的機構
1.2 機構的基本概念
1.2.1 構件
1.2.2 運動副
1.2.3 運動鏈
1.2.4 機構
1.3 機構運動簡圖
1.3.1 機構運動簡圖的概念
1.3.2 機構運動簡圖的繪制方法
1.4 機構的自由度
1.4.1 平面機構自由度
1.4.2 機構具有確定運動的條件
1.4.3 平面機構自由度計算
1.4.4 空間機構自由度簡述
習題
知識拓展 世界機械發展史概要
第2章 常見機構及其特點
2.1 連桿機構
2.1.1 連桿機構的特點
2.1.2 平面四桿機構的類型及應用
2.1.3 平面多桿機構
2.1.4 平面鉸鏈四桿機構的工作特性
2.2 凸輪機構
2.2.1 凸輪機構的組成及特點
2.2.2 凸輪機構的類型及應用
2.3 齒輪機構與輪系
2.3.1 齒輪機構的特點及其基本類型
2.3.2 輪系基本類型及其特點
2.4 間歇運動機構
2.4.1 棘輪機構
2.4.2 槽輪機構
2.4.3 凸輪式間歇運動機構
2.4.4 木完全齒輪機構
2.5 撓性傳動機構
2.5.1 帶傳動機構
2.5.2 鏈傳動機構
2.5.3 繩索滑輪傳動機構
2.6 摩擦傳動機構
2.6.1 摩擦傳動機構的組成及特點
2.6.2 摩擦傳動機構的類型及應用
2.7 螺旋機構
2.7.1 螺旋機構的組成及特點
2.7.2 螺旋機構的類型及應用
2.8 廣義機構
2.8.1 廣義機構的工作原理
2.8.2 廣義機構的類型及應用
2.9 組合機構
習題
知識拓展 自行車的發展史
第3章 機構組成原理與演變
3.1 機構基本型式
3.1.1 平面機構基本型式
3.1.2 空間機構基本型式
3.2 機構的演化與變異
3.2.1 機架變換
3.2.2 機構尺度變化
3.2.3 運動副演化
3.2.4 構件結構變異
3.3 機構的組成原理
3.3.1 平面機構的基本桿組
3.3.2 平面機構的組成原理
3.3.3 平面機構的高副低代
3.3.4 平面機構的結構分析
習題
知識拓展 著名的七橋問題
第4章機構再生運動鏈設計法
4.1 機構再生運動鏈設計法簡介
4.1.1 原形機構
4.1.2 運動鏈一般化
4.1.3 運動鏈數綜合
4.1.4 運動鏈特定化
4.1.5 運動鏈具體化
4.2 牛頭刨床主運動的機構再生運動鏈設計
4.2.1 牛頭刨床主運動的原形機構
4.2.2 牛頭刨床主運動鏈的一般化
4.2.3 牛頭刨床主運動鏈數綜合
4.2.4 牛頭刨床主運動鏈特定化
4.2.5 牛頭刨床主運動鏈具體化
習題
知識拓展 顏鴻森教授簡介
第5章 機械系統運動方案設計
5.1 機械系統性能需求分析
5.1.1 運動性能需求
5.1.2 動力性能需求
5.1.3 結構工藝性能需求
5.2 杌械系統工藝動作運動分解
5.2.1 運動順序分解
5.2.2 運動性質分解
5.2.3 運動約束分解
5.2.4 運動冗余分解
5.3 機械系統運動方案設計過程
5.3.1 原動機的選擇
5.3.2 執行機構的確定
5.3.3 執行系統協調設計
5.3.4 傳動系統形式的選擇
5.4 機械系統運動方案選型設計
5.4.1 基本機構選型設計
5.4.2 機構組合選型設計
5.4.3 機械系統運動方案設計實例
習題
知識拓展 新型內燃機的開發
中篇 機構運動設計與分析
第6章 平面連桿機構
6.1 平面連桿機構設計概述
6.1.1 平面連桿機構設計基本問題
6.1.2 剛體運動變換矩陣
6.2 平面連桿機構位置綜合
6.2.1 平面機構精確位置綜合
6.2.2 平面機構近似位置綜合
6.3 平面連桿機構函數綜合
6.3.1 平面機構精確函數綜合
6.3.2 平面機構近似函數綜合
6.4 平面連桿機構軌跡綜合
6.5 連桿機構的特殊位置設計——折疊與伸縮機構
6.6 平面連桿機構運動分析
……
下篇 機械動力設計與分析
參考文獻