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及時篇基本機構及常用機構的運動學設計

第1章緒論1

§1.1機械原理的研究對象和研究內容1

1.1.1機械原理的研究對象1

1.1.2機械原理課程的主要內容2

§1.2機械原理課程的地位和作用3

1.2.1機械原理課程的地位3

1.2.2機械原理課程的作用4

§1.3機械原理課程的學習目的和方法4

1.3.1機械原理課程學習目的4

1.3.2機械原理課程學習方法4

第2章機構的結構分析與綜合6

§2.1機構的組成及運動簡圖6

2.1.1構件與運動副6

2.1.2運動鏈和機構8

2.1.3平面機構運動簡圖9

§2.2機構的自由度計算及機構運動確定條件15

2.2.1平面機構的自由度15

2.2.2機構具有確定運動的條件15

2.2.3計算平面機構自由度時應注意的事項16

§2.3機構的高副低代、結構分析和組成原理21

2.3.1平面機構的高副低代21

2.3.2平面機構的結構分析22

2.3.3平面機構的組成原理25

§2.4拓展閱讀：Mobility Analysis of Spatial Mechanism25

習題27

第3章平面連桿機構及其設計31

§3.1平面連桿機構的類型和應用31

3.1.1平面連桿機構的特點31

3.1.2平面四桿機構的基本類型31

3.1.3平面四桿機構的演化34

§3.2平面連桿機構的運動特性和傳力特性37

3.2.1平面四桿機構有曲柄的條件37

3.2.2急回特性和行程速度變化系數38

3.2.3平面四桿機構的壓力角和傳動角40

3.2.4平面四桿機構的死點位置42

3.2.5平面四桿機構的運動連續性43

§3.3平面連桿機構的運動功能和設計要求44

3.3.1平面連桿機構的運動功能44

3.3.2平面連桿機構的設計要求及設計方法45

§3.4剛體導引機構的設計46

3.4.1幾何法設計導引機構的基本原理46

3.4.2實現連桿兩個位置的平面四桿機構的設計48

3.4.3實現連桿三個位置的平面四桿機構的設計49

§3.5函數生成機構的設計50

3.5.1機構的剛化反轉法及相對轉動極點50

3.5.2實現兩連架桿兩組對應位置的鉸鏈四桿機構的設計51

3.5.3實現兩連架桿三組對應位置的鉸鏈四桿機構的設計51

3.5.4實現連架桿兩對應位置的曲柄滑塊機構的設計52

§3.6急回機構的設計53

3.6.1幾何法53

3.6.2解析法55

§3.7軌跡機構的設計56

3.7.1連桿曲線圖譜法設計軌跡機構56

3.7.2解析法設計軌跡機構57

§3.8用速度瞬心法進行平面機構的速度分析58

3.8.1平面機構運動分析的目的和方法58

3.8.2速度瞬心的概念和種類58

3.8.3速度瞬心位置的確定59

3.8.4速度瞬心法在平面機構速度分析中的應用60

3.8.5速度瞬心法的優缺點61

§3.9用相對運動圖解法進行機構的運動分析62

3.9.1同一構件上兩點間的速度和加速度的關系62

3.9.2組成移動副兩構件的重合點間的速度和加速度的關系65

§3.10用復數矢量法進行機構的運動分析67

3.10.1鉸鏈四桿機構的運動分析67

3.10.2曲柄滑塊機構的運動分析69

3.10.3導桿機構的運動分析70

§3.11平面連桿機構的計算機輔助設計71

3.11.1桿組法子程序的設計71

3.11.2桿組法子程序在運動分析中的應用79

3.11.3輸出數據的檢驗81

§3.12拓展閱讀：Linkages of More Than Four Bars81

3.12.1Geared Fivebar Linkages81

3.12.2Sixbar Linkages82

3.12.3GrashofType Rotatability Criteria for HigherOrder Linkages83

3.12.4Cognates84

習題88

第4章凸輪機構及其設計93

§4.1凸輪機構的應用和分類93

4.1.1凸輪機構的組成和應用93

4.1.2凸輪機構的分類95

4.1.3凸輪機構的特點98

§4.2從動件的運動規律99

4.2.1凸輪機構的基本名詞術語99

4.2.2從動件的運動規律100

4.2.3從動件運動規律的組合107

4.2.4從動件運動規律的設計108

§4.3圖解法設計凸輪廓線109

4.3.1凸輪機構的反轉法原理110

4.3.2直動從動件盤形凸輪廓線的設計111

4.3.3擺動從動件盤形凸輪廓線的設計113

4.3.4圓柱凸輪廓線的設計115

§4.4解析法設計凸輪廓線116

4.4.1直動滾子從動件盤形凸輪廓線的設計116

4.4.2直動平底從動件盤形凸輪廓線的設計118

4.4.3擺動滾子從動件盤形凸輪廓線的設計118

4.4.4擺動平底從動件盤形凸輪廓線的設計119

4.4.5刀具中心軌跡的坐標計算120

§4.5凸輪機構的壓力角及基本尺寸的設計121

4.5.1凸輪機構的壓力角121

4.5.2凸輪機構基本尺寸的設計125

§4.6拓展閱讀：Computeraided Design of Cam Mechanisms129

習題132

第5章齒輪機構及其設計136

§5.1齒輪機構的特點和類型136

5.1.1平面齒輪機構136

5.1.2空間齒輪機構138

§5.2齒廓嚙合基本定律及漸開線齒形139

5.2.1齒廓嚙合基本定律139

5.2.2漸開線齒廓及其特點140

§5.3漸開線標準直齒圓柱齒輪的基本參數和尺寸計算143

5.3.1外齒輪143

5.3.2內齒輪145

5.3.3齒條146

§5.4漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動147

5.4.1漸開線齒輪傳動的特性147

5.4.2漸開線齒輪傳動的正確嚙合條件149

5.4.3漸開線齒輪連續傳動的條件149

5.4.4標準中心距和安裝中心距152

5.4.5漸開線齒輪與齒條的嚙合特點153

§5.5漸開線齒輪的加工原理154

5.5.1仿形法154

5.5.2范成法155

5.5.3標準齒條型刀具157

5.5.4標準齒條型刀具加工標準齒輪158

5.5.5漸開線齒廓的根切及不發生根切的最少齒數158

§5.6漸開線變位齒輪的嚙合傳動160

5.6.1變位齒輪的概念160

5.6.2變位齒輪的幾何尺寸計算161

5.6.3變位齒輪的傳動類型165

§5.7平行軸斜齒圓柱齒輪機構166

5.7.1斜齒圓柱齒輪齒面的形成及嚙合特點166

5.7.2斜齒圓柱齒輪的標準參數及基本尺寸168

5.7.3斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件170

5.7.4斜齒圓柱齒輪傳動的重合度170

5.7.5斜齒圓柱齒輪的當量齒數171

5.7.6斜齒圓柱齒輪的變位和幾何尺寸的計算172

5.7.7斜齒圓柱齒輪機構的特點及應用173

§5.8蝸桿蝸輪機構174

5.8.1蝸桿蝸輪的形成174

5.8.2蝸桿蝸輪機構的標準參數及正確嚙合條件175

5.8.3蝸桿蝸輪機構的基本參數和尺寸計算176

5.8.4蝸桿蝸輪機構的變位178

5.8.5蝸桿蝸輪機構的特點及應用178

§5.9直齒圓錐齒輪機構179

5.9.1圓錐齒輪機構的特點179

5.9.2直齒圓錐齒輪齒廓的形成179

5.9.3背錐與當量齒輪180

5.9.4直齒圓錐齒輪的基本參數及嚙合特點181

5.9.5直齒圓錐齒輪的幾何尺寸計算182

§5.10拓展閱讀：Crossed Helical Gear Mechanism184

5.10.1Crossed Helical Gears184

5.10.2Efficiency of Crossed Helical Gears187

5.10.3Example189

習題189

第6章輪系及其設計193

§6.1輪系的類型193

6.1.1定軸輪系193

6.1.2周轉輪系194

6.1.3復合輪系195

§6.2定軸輪系的傳動比計算196

6.2.1傳動比大小的計算196

6.2.2主、從動輪的轉向關系196

§6.3周轉輪系的傳動比計算199

6.3.1周轉輪系傳動比計算的基本思路199

6.3.2周轉輪系傳動比的計算200

6.3.3周轉輪系傳動比計算的注意事項200

§6.4復合輪系的傳動比計算202

6.4.1復合輪系傳動比的計算方法202

6.4.2復合輪系的傳動比計算舉例203

§6.5輪系的設計205

6.5.1定軸輪系的設計205

6.5.2周轉輪系的設計207

§6.6輪系的功能211

6.6.1實現大傳動比傳動211

6.6.2實現變速與換向傳動212

6.6.3實現分路傳動212

6.6.4實現運動的合成與分解213

6.6.5利用行星輪輸出的復雜運動實現某些特殊功能215

§6.7拓展閱讀：Efficiency of Planetary Gear Trains215

習題218

第7章間歇運動機構221

§7.1槽輪機構221

7.1.1槽輪機構的組成和工作原理221

7.1.2槽輪機構的類型221

7.1.3槽輪機構的特點和應用223

7.1.4槽輪機構的設計223

7.1.5槽輪機構的動力特性225

§7.2棘輪機構226

7.2.1棘輪機構的組成和工作原理226

7.2.2棘輪機構的類型和特點227

7.2.3棘輪機構的設計229

§7.3凸輪式間歇運動機構231

7.3.1凸輪式間歇運動機構的組成和工作原理231

7.3.2凸輪式間歇運動機構的特點和應用232

§7.4不齒輪機構232

7.4.1不齒輪機構的組成、工作特點及類型232

7.4.2不齒輪機構的設計要點233

§7.5間歇運動機構設計的共性問題234

習題235

第8章其他常用機構236

§8.1萬向聯軸節236

8.1.1單萬向聯軸節236

8.1.2雙萬向聯軸節237

§8.2螺旋機構239

8.2.1螺旋機構的組成和傳動特點239

8.2.2螺