前言
第1章緒論
1.1機器、機構與機械
1.2運動與約束
1.3力學與機構學
1.4數(shù)學與機構學
1.5機構分析與綜合
1.6輔助工具及軟件
1.7機構設計與工程實踐
1.8機構創(chuàng)新設計過程
1.9機構設計實例——小型撲翼機構的設計
1.10機械原理課程的學習內容與目標
1.11機械原理課程的學習方法
1.12如何使用本書
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習題
第一篇機構結構學基礎篇
第2章常用機構
2.1機構的組成
2.1.1構件
2.1.2運動副
2.1.3運動鏈與機構
2.2機構的表達
2.3常用機構的特點及應用
2.3.1連桿機構
2.3.2凸輪機構
2.3.3齒輪機構
2.3.4輪系
2.3.5間歇運動機構
2.3.6螺旋機構
2.3.7聯(lián)軸器與萬向聯(lián)軸器
2.3.8撓性傳動機構
2.3.9柔性機構
2.3.10組合機構
2.4本章小結
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習題
第3章機構的結構分析
3.1研究簡史
3.2機構自由度的概念
3.3平面機構的自由度計算公式
3.3.1平面機構自由度計算的基本公式
3.3.2局部自由度
3.3.3冗余約束
3.3.4公共約束
3.3.5綜合實例
*3.4空間機構的自由度計算
3.4.1CGK公式
3.4.2通用的自由度計算公式
3.5機構的確定性運動
3.5.1機構具有確定運動的條件
*3.5.2輸入選取與變自由度機構
3.6機構存在曲柄的條件——格拉霍夫定理
3.7機構的組成原理
3.7.1基于桿組的平面機構組成原理
*3.7.2基于運動功能模塊的機構組成原理
3.8本章小結
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習題
第4章機構的數(shù)型綜合與創(chuàng)新設計
4.1機構綜合的分類
4.1.1數(shù)綜合
4.1.2型綜合
4.1.3尺度綜合
4.2機構創(chuàng)新設計方法
4.2.1概述
4.2.2發(fā)展趨勢
4.3枚舉法
4.3.1對已有機構的分類枚舉
4.3.2基于自由度計算公式的枚舉法
4.4演化法
4.4.1機構的倒置
4.4.2運動學等效置換
4.4.3其他方法
4.5組合法
4.5.1基于不同方式的簡單組合
4.5.2借助數(shù)學工具的模塊組合
4.6本章小結
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習題
第二篇機構運動學基礎篇
第5章平面機構的運動分析
5.1平面機構運動分析的圖解法
5.1.1位置分析的圖解法
5.1.2速度、加速度多邊形法
5.2平面機構速度分析的瞬心法
5.2.1速度瞬心的概念
5.2.2機構瞬心的確定
5.2.3機構速度分析的瞬心法
5.2.4機構瞬心的應用實例
5.3平面機構位置分析的解析法
5.3.1基本原理：閉環(huán)方程
5.3.2復數(shù)法
*5.4平面機構位置分析的數(shù)值解法
5.5平面機構速度、加速度分析的解析法
5.5.1直接對位置方程求一、二階導數(shù)
5.5.2復數(shù)法
5.5.3運動影響系數(shù)法
5.5.4向量法
5.5.5綜合實例
5.6平面機構運動分析的虛擬樣機仿真法
5.7運動學性能分析與評價
5.7.1急回特性
5.7.2傳動性能
5.7.3運動可行域與工作空間
5.8本章小結
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習題
第6章平面機構的運動綜合
6.1平面機構運動綜合的基本問題
6.2運動綜合的兩種主要方法
6.3平面機構運動綜合的圖解法
6.3.1特殊函數(shù)生成問題的設計——給定行程的機構設計
6.3.2剛體導引機構的設計
6.3.3設計函數(shù)生成機構的剛化反轉法
6.4平面機構運動綜合的解析法
6.4.1位移矩陣法
6.4.2復數(shù)法（雙桿組法）
6.4.3其他解析方法
6.5基于圖譜法或實驗法的軌跡綜合
*6.6平面機構運動學優(yōu)化設計概述
6.7本章小結
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習題
第7章凸輪機構及其設計
7.1凸輪機構的發(fā)展簡史
7.2凸輪機構的運動與傳力特性
7.2.1凸輪機構的工作循環(huán)
7.2.2從動件的運動表達
7.2.3從動件的運動規(guī)律
7.2.4凸輪機構的壓力角
7.3凸輪機構的廓線設計
7.3.1基本原理
7.3.2圖解法
7.3.3解析法
7.3.4虛擬樣機法
7.4凸輪機構基本參數(shù)的確定
7.4.1滾子半徑的確定
7.4.2平底寬度的確定
7.4.3基圓半徑的確定
7.5凸輪機構設計的計算機輔助設計方法
7.6本章小結
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習題
第8章齒輪機構及其設計
8.1齒輪機構的發(fā)展簡史
8.2齒廓曲線
8.2.1齒廓嚙合基本定律
8.2.2共軛齒廓
8.2.3漸開線齒廓
8.3漸開線標準直齒圓柱齒輪的幾何尺寸
8.3.1齒輪的各部分名稱
8.3.2基本參數(shù)
8.3.3幾何尺寸
8.4漸開線標準直齒圓柱齒輪的嚙合傳動
8.4.1正確嚙合條件
8.4.2標準安裝與非標準安裝
8.4.3嚙合傳動過程
8.4.4連續(xù)傳動與重合度
8.5漸開線齒輪的加工原理
8.5.1加工原理
8.5.2根切現(xiàn)象
8.6漸開線變位齒輪機構簡介
8.6.1變位齒輪
8.6.2變位齒輪傳動
8.7斜齒圓柱齒輪機構
8.7.1斜齒圓柱齒輪齒面的形成
8.7.2斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)及幾何尺寸
8.7.3斜齒圓柱齒輪的嚙合傳動
8.7.4斜齒圓柱齒輪的當量齒數(shù)
8.7.5斜齒圓柱齒輪傳動的特點
8.8直齒錐齒輪機構
8.8.1錐齒輪機構的傳動特點
8.8.2錐齒輪的背錐與當量齒數(shù)
8.8.3直齒錐齒輪的基本參數(shù)與尺寸計算
8.8.4直齒錐齒輪的嚙合傳動
8.9蝸桿蝸輪機構
8.9.1蝸桿蝸輪機構傳動及特點
8.9.2蝸桿蝸輪機構正確嚙合條件
8.9.3蝸桿蝸輪機構的基本參數(shù)及幾何尺寸
8.10本章小結
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習題
第9章輪系及其設計
9.1定軸輪系的傳動比計算
9.1.1理論基礎
9.1.2平面定軸輪系的傳動比計算
9.1.3空間定軸輪系的傳動比計算
9.2周轉輪系的傳動比計算
9.2.1周轉輪系的分類
9.2.2周轉輪系的傳動比計算
9.2.3計算實例
9.3混合輪系的傳動比計算
9.4輪系設計
9.4.1定軸輪系設計
9.4.2周轉輪系設計
9.5本章小結
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習題
第三篇機械系統(tǒng)動力學基礎篇
第10章平面機構的力分析
10.1機械動力學分析的研究歷程
10.2作用在構件上的力
10.2.1作用在構件上的力
10.2.2構件慣性力和慣性力矩的確定
10.3不考慮摩擦情況下平面機構的動態(tài)靜力分析
10.3.1構件組的靜定條件
10.3.2平面機構的動態(tài)靜力分析
10.3.3平衡力和平衡力矩的直接解析確定
10.3.4綜合實例：單自由度撲翼機構的受力分析
10.4考慮運動副摩擦的機構力分析
10.4.1運動副中摩擦力的確定
10.4.2考慮運動副摩擦時的平面機構受力分析
10.5機械的自鎖
10.5.1自鎖的概念與意義
10.5.2典型機械的自鎖條件
10.6機械效率
10.6.1機械效率的概念與計算
10.6.2機械效率與自鎖
10.6.3提高機械效率的途徑
10.7本章小結
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習題
第11章機械系統(tǒng)動力學基礎
11.1機械的運轉
11.1.1機械運轉的三個階段
11.1.2作用在機械上的已知外力
11.2機械系統(tǒng)的動力學建模
11.2.1基于拉格朗日方程的動力學模型
11.2.2單自由度機械系統(tǒng)的等效動力學模型
11.3機械動力學方程的建立與求解
11.3.1轉化件動力學方程的兩種形式
11.3.2等效力矩和等效轉動慣量均為位置函數(shù)時機械運動的求解
11.4機械運轉周期性速度波動的調節(jié)
11.4.1周期性速度波動產生的原因
11.4.2周期性速度波動的衡量指標
11.4.3周期性速度波動調節(jié)的基本原理
11.5本章小結
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習題
第12章機械的平衡
12.1機械平衡的發(fā)展簡史
12.2機械平衡的分類
12.3剛性轉子的平衡
12.3.1剛性轉子不平衡的原因及分類
12.3.2靜平衡原理及方法
12.3.3靜平衡試驗原理
12.3.4動平衡的力學分析與設計
12.3.5動平衡試驗簡介
12.3.6轉子的平衡精度
12.4平面機構的平衡
12.4.1平面機構平衡的一般原理
12.4.2機構擺動力的完全平衡
12.4.3機構擺動力的部分平衡
12.4.4平行四桿機構的重力平衡
12.5本章小結
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習題
*第13章柔性機構學基礎
13.1柔性機構的發(fā)展簡史
13.2柔性機構的結構組成
13.2.1柔性單元
13.2.2柔性鉸鏈
13.2.3柔性機構的分類與組成
13.3柔性機構的主要性能
13.4平面柔性機構的運動學分析
13.4.1基本柔性單元的偽剛體模型
13.4.2基于偽剛體模型法的平面柔性機構的運動學分析
13.5平面柔性機構的運動綜合
13.6平面柔性機構的力學分析
13.6.1平面柔性機構的靜力學分析
13.6.2平面柔性機構的動力學分析
13.7柔性機構的加工方法概述
13.8本章小結
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習題
第四篇機械系統(tǒng)方案設計篇
第14章機械系統(tǒng)的方案設計
14.1機械系統(tǒng)方案設計概述
14.1.1一般過程
14.1.2基本原則
14.2功能設計
14.2.1功能原理設計
14.2.2功能分析與工藝動作分解
14.3執(zhí)行系統(tǒng)的方案設計
14.3.1執(zhí)行機構的構型設計
14.3.2執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調設計
14.4原動機與傳動系統(tǒng)的選擇
14.4.1原動機的類型與特點
14.4.2原動機的選擇
14.4.3傳動系統(tǒng)形式的選擇
14.5機械系統(tǒng)的運動參數(shù)設計
14.6方案評價與決策
14.7設計實例1：印刷機蘸油機構的方案設計
14.8設計實例2：多自由度微創(chuàng)手術機械手的方案設計
14.8.1功能原理設計
14.8.2構型綜合與優(yōu)選
14.8.3運動學分析與綜合
14.8.4通過靜力學分析確定驅動力矩
14.8.5具有重力自平衡功能的RCM機構設計
14.8.6樣機試制
14.9本章小結
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習題
附錄
附錄 A特種功能機構
A.1直線運動機構
A.2平行導向機構
A.3仿圖儀機構
A.4虛擬運動中心機構
A.5運動縮放機構
A.6肘桿機構
A.7變點機構
A.8平板折展機構
A.9變胞機構
A.10往復直線運動機構
A.11振蕩機構
A.12間歇機構
A.13分度機構
A.14換向機構
A.15反向驅動機構
A.16聯(lián)軸裝置與虎克鉸
A.17常力機構
A.18雙穩(wěn)態(tài)機構
A.19經典空間過約束機構
A.20常見的關節(jié)型工業(yè)機器人
A.21經典并聯(lián)機器人
A.22發(fā)動機
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附錄B平面剛體運動的數(shù)理基礎
B.1坐標系
B.2向量
B.2.1向量的運算
B.2.2平面向量的復數(shù)表達
B.2.3向量對時間的導數(shù)運算及應用
B.3坐標變換
B.4平面剛體運動的基本描述
B.4.1剛體運動的一般定義
B.4.2剛體基本運動
B.4.3一般平面運動
B.5平面剛體的相對運動
B.5.1相對位置
B.5.2相對速度
B.5.3相對加速度
B.6速度瞬心
B.7剛體力學基礎
B.7.1靜力學分析的基本原理
B.7.2牛頓三定律
B.7.3動力學方程
B.7.4達朗貝爾原理
B.7.5功能轉化定理
B.7.6虛位移原理
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附錄C圖論的基本知識
C.1圖中涉及的基本概念
C.2樹的遍歷
C.3圖的矩陣表達
C.4機構的拓撲圖表達
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附錄D綜合性虛擬仿真題目
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附錄E機械系統(tǒng)方案與創(chuàng)新設計題目
E.1飛機襟翼展開機構
E.2飛機起落架收放機構
E.3飛機飛行高度指示機構
E.4小型撲翼機構
E.5觸覺機構
E.6單自由度柔性夾鉗
E.7鋼板翻轉機構
E.8載貨汽車的起重后板
E.9自動鉆床送進機構
E.10自動打標機構
E.11榫槽成型半自動切削機構
E.12薄壁零件沖壓機構
E.13半自動平壓模切機
E.14平臺印刷機主傳動系統(tǒng)
E.15改型理發(fā)椅機構
E.16雙人沙發(fā)床機構
E.17聽課折椅機構
E.18洗瓶機推瓶機構
E.19圖形放縮機構
E.20柔性可折疊傘
E.21適于狹小空間操作的拋光機器人
E.22自適應越障機器人
E.23仿生機構設計（項目實踐）
E.24水果采摘機構設計（項目實踐）
參考文獻