机械原理

内容简介

本书分为机构的结构及分类、机构运动学、机构动力学和机械系统运动方案设计四大部分，这种编排使知识体系更适合学生学习，也使内容更紧凑。其中**部分主要介绍机构的结构、组成和分类，增加了对液动与气动机构、磁力机械、微动机械等新内容的介绍，以便学生对各种机构的类型有一个全面的了解。第二部分主要介绍机构运动学分析与综合的方法，书中将各种机构的运动分析统一起来，便于讲解与理解。第三部分主要介绍机构动力学的内容。第四部分主要介绍机械运动方案设计，增加了现代机构分析与设计方法简介的内容。我们希望通过这种新的课程内容体系，达到使学生在掌握机械原理基本知识的基础上，初步具有机械系统运动方案创新设计能力的教学目的。

节选

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插图：0.1 机械原理研究的对象与内容0.1.1 机械原理的研究对象机械原理又称为机器理论与机构学。机械原理是研究机构和机器的运动及动力特性，以及机械运动方案设计的一门基础技术学科。它是机械设计理论和方法中的重要分支。机械原理的研究对象是机械，而机械是机构与机器的总称。机器的种类繁多，如内燃机、拖拉机、起重机、金属切削机床、纺织机、缝纫机、包装机、电脑绣花机等。这些机器的构造、性能、用途等虽各不同，但从其力学特性和在生产中的地位来看，它们仍保持着下列共同的特征：（1）它们都是由各种材料做成的制造单元（通常称为零件）经装配而成的各个运动单元（通常称为构件）的组合体。（2）各个运动单元之问具有确定的相对运动。当在预定的力约束条件下，其中一个或一个以上单元的运动一定时，该组合体就能实现预期的机械运动。（3）在生产过程中，它们能代替或减轻人的劳动，完成有用的机械功（如机器人仿人工作）或转换机械能（如内燃机、电动机分别将热能和电能转换成机械能）。因此，机器是执行机械运动的装置，用来完成有用的机械功或转换机械能。将其他形式的能量转换为机械能，或者将机械能变换成其他形式的能量的机器称为动力机器或原动机。例如，内燃机、压气机、涡轮机、电动机、发电机等都属于动力机器。用来完成有用功的机器称为工作机器。例如，金属切削机床、轧钢机、织布机、包装机、汽车、机车、飞机、起重机、输送机等都属于工作机器。现代机器通常由控制系统、信息测量和处理系统、动力部分、传动部分及执行机构系统等组成的机械系统。其中控制和信息处理是由计算机来完成的，使机器成为机电一体化系统，但实质上还是机械，例如加工中心、机器人、全自动照相机等。不管现代机器如何先进，机器与其他装置的主要不同点是能产生确定的机械运动，完成有用的工作过程。因此，实现机械运动的执行机构系统是机器的核心，机器中各个机构通过有序的运动和动力传递来*终实现功能变换，完成自己的工作过程。机器中的运动单元体称为构件。因此，机构是把一个或几个构件的运动，变换成其他构件所需的具有确定运动的构件系统。从现代机器发展趋势来看，机构中的各构件可以都是刚性的，某些构件也可以是挠性的或弹性的，或是由液压、气动、电磁件构成的。现代机器中的机构不再是由纯刚性构件构成。在机