本書是根據(jù)普通高等院校機械類專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，為了滿足“機械原理課程設(shè)計”教學(xué)要求編寫的。本書分為11章，首先介紹了機械原理課程設(shè)計的目的、內(nèi)容、步驟、要求和時間安排以及機械系統(tǒng)運動方案設(shè)計，并列出了教學(xué)中常見的機械原理課程設(shè)計題目，然后分別介紹了常見機構(gòu)（包括連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)、間歇運動機構(gòu)、螺旋機構(gòu)）和傳動零件（包括帶傳動、鏈傳動）的應(yīng)用和設(shè)計方法，最后介紹了功能機構(gòu)與功能結(jié)構(gòu)的應(yīng)用與設(shè)計方法。
本書匯集了哈爾濱工業(yè)大學(xué)機械原理課程教學(xué)多年的經(jīng)驗，內(nèi)容豐富，可作為普通高等學(xué)校機械原理課程設(shè)計的指導(dǎo)書，也可供相關(guān)專業(yè)的教師和工程技術(shù)人員參考。
適讀人群 ：可供相關(guān)專業(yè)的教師和工程技術(shù)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(xué)校機械設(shè)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(jīng)》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(xué)出版社在眾多院士和專家的支持與指導(dǎo)下，根據(jù)1998年教育部頒布的新的普通高等學(xué)校專業(yè)目錄，緊密結(jié)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(chǔ)系列課程教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革研究與實踐”兩個重大教學(xué)改革成果，約請全國20多所院校數(shù)十位長期從事教學(xué)和教學(xué)改革工作的教師，經(jīng)多年辛勤勞動編寫了“21世紀高等學(xué)校機械設(shè)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(shè)計制造及其自動化”專業(yè)的所有主要專業(yè)基礎(chǔ)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(xué)和國內(nèi)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(nèi)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(shù)百所院校采用，受到了教師和學(xué)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(chǔ)》《機電傳動控制》《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》等）已成為同類教材的佼佼者。更難得的是，“21世紀高等學(xué)校機械設(shè)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(xué)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(zhì)量的提高起到積極的促進作用，現(xiàn)在看來，這一目標(biāo)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(xué)科有了很大的變化和發(fā)展，為了滿足當(dāng)前機械工程類專業(yè)人才培養(yǎng)的需要，華中科技大學(xué)出版社在教育部高等學(xué)校機械學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會的指導(dǎo)下，對這套系列教材進行了全面修訂，并在原基礎(chǔ)上進一步拓展，在全國范圍內(nèi)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(shè)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(jié)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(chǔ)上，結(jié)合高等教育的深入推進與本門課程的教學(xué)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(jié)合自身的特色，寫成高質(zhì)量的教材，以適應(yīng)“提高教育質(zhì)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(jié)，進步?jīng)]有止境。“嚶其鳴矣，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(shè)計簡介（1）
1.1機械原理課程設(shè)計的目的（1）
1.2機械原理課程設(shè)計的內(nèi)容（1）
1.3機械系統(tǒng)運動方案設(shè)計的邏輯過程（2）
1.4機械原理課程設(shè)計的步驟（3）
1.5機械原理課程設(shè)計的要求（3）
1.6機械原理課程設(shè)計時間安排（6）
第2章機械系統(tǒng)運動方案設(shè)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(shè)計題目（33）
3.1產(chǎn)品包裝生產(chǎn)線（方案1）（33）
3.2產(chǎn)品包裝生產(chǎn)線（方案2）（33）
3.3產(chǎn)品包裝生產(chǎn)線（方案3）（34）
3.4產(chǎn)品包裝生產(chǎn)線（方案4）（34）
3.5產(chǎn)品包裝生產(chǎn)線（方案5）（35）
3.6產(chǎn)品包裝生產(chǎn)線（方案6）（35）
3.7產(chǎn)品包裝生產(chǎn)線（方案7）（36）
3.8產(chǎn)品包裝生產(chǎn)線（方案8）（36）
3.9產(chǎn)品包裝生產(chǎn)線（方案9）（37）
3.10產(chǎn)品包裝生產(chǎn)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(gòu)設(shè)計（51）
4.1鉸鏈四桿機構(gòu)的設(shè)計（51）
4.2曲柄導(dǎo)桿機構(gòu)的設(shè)計（79）
第5章凸輪機構(gòu)應(yīng)用與設(shè)計（85）
5.1凸輪機構(gòu)的術(shù)語及一般設(shè)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(shè)計（104）
5.4圓柱凸輪的設(shè)計（113）
第6章齒輪機構(gòu)應(yīng)用與設(shè)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(yīng)用與設(shè)計（136）
第7章間歇運動機構(gòu)應(yīng)用與設(shè)計（142）
7.1外接齒嚙式棘輪機構(gòu)的應(yīng)用與設(shè)計（142）
7.2槽輪機構(gòu)的應(yīng)用與設(shè)計（145）
7.3不完全齒輪機構(gòu)的應(yīng)用與設(shè)計（150）
第8章螺旋機構(gòu)應(yīng)用與設(shè)計（159）
8.1螺旋機構(gòu)的分類與特點（159）
8.2螺旋機構(gòu)的傳動特性（160）
8.3螺旋機構(gòu)的傳動形式與特點（165）
8.4螺旋機構(gòu)的應(yīng)用（168）
8.5螺紋的基本參數(shù)（169）
第9章帶傳動的應(yīng)用與設(shè)計（181）
9.1帶傳動的種類及選用（181）
9.2帶傳動設(shè)計的一般內(nèi)容（187）
9.3V帶傳動設(shè)計（188）
9.4平帶傳動設(shè)計（200）
9.5同步帶傳動設(shè)計（208）
9.6傳動帶的張緊（228）
第10章鏈傳動的應(yīng)用與設(shè)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(gòu)與功能結(jié)構(gòu)的應(yīng)用與設(shè)計（247）
11.1行程放大機構(gòu)（247）
11.2步進送料機構(gòu)（249）
11.3運動解耦結(jié)構(gòu)（250）
參考文獻（252）
第1章機械原理課程設(shè)計簡介
1.1機械原理課程設(shè)計的目的
機械原理課程設(shè)計是機械原理課程的重要實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用機械原理課程所掌握的知識進行機械運動方案設(shè)計、各類機構(gòu)設(shè)計與分析能力的綜合訓(xùn)練過程。機械原理課程設(shè)計的教學(xué)目的是：
（1）通過課程設(shè)計實踐，掌握機械系統(tǒng)運動方案設(shè)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(jù)機械運動循環(huán)圖設(shè)計機械系統(tǒng)運動方案；
（3）掌握齒輪機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、連桿機構(gòu)、間歇運動機構(gòu)等常用機構(gòu)的選用、設(shè)計和分析；
（4）能夠?qū)C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(shè)計報告的撰寫方法。
1.2機械原理課程設(shè)計的內(nèi)容
機械原理課程設(shè)計的內(nèi)容是設(shè)計一個機械系統(tǒng)運動方案，實現(xiàn)2個或3個執(zhí)行構(gòu)件簡單工藝動作的協(xié)調(diào)運動。
機械系統(tǒng)的功能是由工藝方法實現(xiàn)的，而工藝方法是由工藝動作實現(xiàn)的，工藝動作則是由機械系統(tǒng)中的執(zhí)行構(gòu)件完成的。大多數(shù)機械系統(tǒng)要求的執(zhí)行構(gòu)件都在2個以上，并且這些執(zhí)行構(gòu)件的工藝動作不是隨意的，而是要根據(jù)工藝方法的要求協(xié)調(diào)動作。一個機械系統(tǒng)中的多個執(zhí)行構(gòu)件所需的動作協(xié)調(diào)有以下幾種。
（1）時序協(xié)調(diào)要求各個執(zhí)行構(gòu)件按照工藝方法的需要滿足運動時間、運動順序的協(xié)調(diào)動作。
（2）空間協(xié)調(diào)要求各個執(zhí)行構(gòu)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(diào)動作。
（3）速度協(xié)調(diào)要求各個執(zhí)行構(gòu)件或者某些執(zhí)行構(gòu)件按照工藝方法的需要滿足運動速度的協(xié)調(diào)動作。
（4）加速度協(xié)調(diào)要求各個執(zhí)行構(gòu)件或者某些執(zhí)行構(gòu)件按照工藝方法的需要滿足運動加速度的協(xié)調(diào)動作。
（5）力或力矩協(xié)調(diào)要求各個執(zhí)行構(gòu)件或者某些執(zhí)行構(gòu)件按照工藝方法的需要滿足力或者力矩的協(xié)調(diào)動作。
當(dāng)然，在機械系統(tǒng)運動方案設(shè)計中并不是所有的執(zhí)行構(gòu)件都要滿足所有的上述協(xié)調(diào)關(guān)系。由于機械原理課程設(shè)計是機械原理課程的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，考慮到學(xué)生在這一學(xué)習(xí)階段掌握知識的局限性，把能夠設(shè)計2個或3個執(zhí)行構(gòu)件實現(xiàn)簡單工藝動作時序協(xié)調(diào)的機械系統(tǒng)定為機械原理課程設(shè)計的基本培養(yǎng)目標(biāo)。機械原理課程設(shè)計的內(nèi)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(yīng)用齒輪機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、連桿機構(gòu)、間歇運動機構(gòu)等常用機構(gòu)準確實現(xiàn)2個或3個執(zhí)行構(gòu)件的時序協(xié)調(diào)動作，部分實現(xiàn)其空間協(xié)調(diào)；
（3）齒輪機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、連桿機構(gòu)、間歇運動機構(gòu)等常用機構(gòu)的設(shè)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(shè)計說明書。
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