本书是根据“机械原理课程教学基本要求”等文件精神，为适应新工科教学改革而编写的。全书由三篇内容组成。第1篇为机械系统运动方案设计(第1-3章)，包括机械系统及其应用、机构的组成原理与可动性分析、机械系统运动方案设计；第2篇为机构运动分析与设计(第4-8章)，包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系、其他常用机构如间歇运动机构、螺旋机构、摩擦传动机构、挠性传动机构、广义机构、组合机构；第3篇为机械动力分析与设计(第9-12章)，包括平面机构的力分析、机械效率与自锁、机械系统的动力学分析、机械的平衡。

王晓力，北京理工大学机械与车辆学院教授，博导，机械设计及理论方向学科责任教授；#新世纪优秀人才、麻省理工学院高访学者、#机械基础课程教指委委员。主讲机械原理（全英文）、机械设计基础等课程，主编《机械设计》，参编《机械原理》、《机械设计基础》等教材。研究领域为微机械学，主持国家自然基金重点基金等项目，发表学术论文100余篇。曾获北京市教学成果二等奖、国防科技进步一等奖、上银优博指导教授奖。

第1篇机械系统运动方案设计


第1章绪论
1.1机械系统的组成
1.2机械系统的设计程序
1.2.1机械系统的基本要求
1.2.2机械系统的设计流程
1.3机械系统的概念设计
1.3.1机械系统功能分析与功能结构设计
1.3.2机械系统工艺动作分解及构思
1.3.3机械运动方案构思与设计
1.4机电一体化系统的概念设计
1.5知识拓展： 足式移动机器人
1.6机构设计项目
1.6.1单缸四冲程内燃机
1.6.2粉料成型压片机
1.6.3四足单驱动仿生行走机构
习题
设计系列题
第2章机械系统运动方案设计
2.1机械系统总体方案设计内容
2.1.1执行系统的方案设计
2.1.2原动机的选择
2.1.3传动系统的设计
2.1.4控制系统的方案设计
2.2机械系统性能需求分析
2.2.1运动性能需求
2.2.2动力性能需求


2.2.3结构工艺性能需求
2.3机械系统功能原理设计
2.4机械系统运动规律设计
2.5机械系统运动方案设计
2.5.1执行系统机构选型
2.5.2执行系统协调设计
2.5.3机械运动循环图
2.5.4传动系统类型选择
2.5.5传动链方案设计
2.5.6原动机的选择
2.6机械系统运动方案设计案例
2.7知识拓展： 鱼雷推进系统方案设计
习题
设计系列题
机械原理
目录
第2篇机构运动分析与设计




第3章机构的组成原理与可动性分析
3.1机构的组成及运动简图
3.1.1构件与运动副
3.1.2运动链与机构
3.1.3机构运动简图
3.2机构可动的运动学条件
3.2.1机构自由度的计算公式
3.2.2机构具有确定运动的条件
3.2.3机构自由度计算的特殊情况
3.3机构可动的力学条件
3.3.1平面机构的压力角及传动角
3.3.2机构的死点位置
3.3.3运动副的自锁
3.4机构的组成原理及结构分析
3.4.1平面机构的组成原理
3.4.2平面机构的高副低代
3.4.3平面机构的结构分析
3.5知识拓展： 柔性机构概述
3.5.1柔性机构定义及分类
3.5.2柔性机构的特点
3.5.3柔性机构在精密机械中的应用
习题
设计系列题
第4章连杆机构
4.1平面连杆机构的类型
4.1.1平面连杆机构的基本形式
4.1.2平面连杆机构的演变
4.2平面连杆机构的工作特性
4.2.1曲柄存在的条件
4.2.2急回特性
4.2.3运动连续性
4.3连杆机构的特点及功能
4.3.1连杆机构的特点
4.3.2连杆机构的功能与应用
4.4平面连杆机构的运动分析
4.4.1机构速度分析瞬心法
4.4.2机构运动分析图解法
4.4.3机构运动分析解析法
4.5平面连杆机构的运动设计
4.5.1平面连杆机构设计的基本问题
4.5.2刚体导引机构的设计
4.5.3函数生成机构的设计
4.5.4轨迹生成机构的设计
4.6知识拓展： 航天器对接机构
4.6.1空间对接机构概念
4.6.2对接与样品转移机构
习题
设计系列题
第5章凸轮机构
5.1凸轮机构的组成和类型
5.1.1凸轮机构的组成
5.1.2凸轮机构的类型
5.2凸轮机构的特点及应用
5.2.1凸轮机构的特点
5.2.2凸轮机构的应用
5.3从动件运动规律设计
5.3.1从动件常见运动规律
5.3.2从动件运动规律的选择
5.3.3从动件运动规律的组合
5.4凸轮轮廓曲线设计
5.4.1凸轮轮廓曲线设计的基本原理
5.4.2图解法设计凸轮轮廓曲线
5.4.3解析法设计凸轮轮廓曲线
5.5凸轮机构基本尺寸的设计
5.5.1凸轮机构的压力角
5.5.2凸轮机构基本尺寸的设计
5.6凸轮廓线的计算机辅助设计
5.7知识拓展： 凸轮机构在飞机舱门中的应用
习题
设计系列题
第6章齿轮机构
6.1齿轮机构的组成和类型
6.1.1平面齿轮机构
6.1.2空间齿轮机构
6.2齿廓啮合基本定律
6.2.1齿廓啮合基本定律
6.2.2齿廓曲线的选择
6.3渐开线齿廓及其性质
6.3.1渐开线的形成及性质
6.3.2渐开线方程式
6.3.3渐开线齿廓的啮合特性
6.4渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数及尺寸计算
6.5渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动
6.5.1正确啮合条件
6.5.2连续传动条件
6.5.3无齿侧间隙啮合条件
6.5.4齿轮和齿条传动
6.6渐开线齿轮的加工
6.6.1渐开线齿轮的加工方法
6.6.2渐开线齿廓的根切
6.7渐开线变位齿轮及其啮合传动
6.7.1渐开线变位齿轮
6.7.2变位齿轮的啮合传动
6.7.3变位齿轮传动的类型
6.8斜齿圆柱齿轮机构
6.8.1斜齿轮齿廓曲面的形成
6.8.2斜齿轮的基本参数
6.8.3斜齿轮的几何尺寸计算
6.8.4斜齿圆柱齿轮机构的啮合传动
6.8.5斜齿轮机构的当量齿数
6.8.6斜齿圆柱齿轮机构的特点
6.9其他齿轮机构
6.9.1蜗杆蜗轮机构
6.9.2圆锥齿轮机构
6.10知识拓展： 齿轮研究新进展
习题
设计系列题
第7章轮系
7.1轮系的类型
7.2轮系的传动比计算
7.2.1定轴轮系的传动比
7.2.2周转轮系的传动比
7.2.3混合轮系的传动比
7.3轮系的功能及应用
7.4轮系的设计
7.4.1定轴轮系的设计
7.4.2行星轮系的设计
7.5知识拓展： 谐波齿轮传动的应用
习题
第8章其他常用机构
8.1间歇运动机构
8.1.1棘轮机构
8.1.2槽轮机构
8.1.3凸轮式间歇机构
8.1.4不完全齿轮机构
8.2螺旋机构
8.3摩擦传动机构
8.4挠性传动机构
8.4.1带传动机构
8.4.2链传动机构
8.5广义机构
8.5.1液压机构
8.5.2气动机构
8.5.3折纸机构
8.6组合机构
8.6.1机构的组合方式
8.6.2典型组合机构的分析与设计
8.7知识拓展： 折纸机器人
习题
设计系列题
第3篇机械动力分析与设计






第9章平面机构的力分析
9.1构件惯性力的确定
9.1.1一般力学方法
9.1.2质量代换法
9.2运动副中摩擦力的确定
9.2.1移动副中的摩擦
9.2.2螺旋副中的摩擦
9.2.3转动副中的摩擦
9.3不考虑摩擦时的机构力分析
9.4考虑摩擦时的机构力分析
9.5知识拓展： 数控机床滚珠丝杠进给系统动力学建模
习题
设计系列题
第10章机械的效率与自锁
10.1机械的效率
10.1.1机械效率的表达形式
10.1.2机械系统的效率
10.2提高机械效率的途径
10.3摩擦在机械中的应用
10.4机械的自锁
10.5知识拓展： 空间遥感相机调焦机构的自锁
习题
第11章机械系统的动力学分析
11.1机械系统的运转过程
11.1.1作用在机械上的力
11.1.2机械的运转阶段及特征
11.2机械系统等效动力学模型
11.2.1等效动力学模型
11.2.2等效量的计算
11.3机械系统运动方程
11.3.1机械系统运动方程的建立
11.3.2机械系统运动方程的求解
11.4机械的速度波动及其调节方法
11.4.1周期性速度波动及其调节
11.4.2非周期性速度波动及其调节
11.5飞轮设计
11.5.1飞轮设计的基本原理
11.5.2#大盈亏功及飞轮尺寸的确定
11.6知识拓展： 双转子航空发动机动力学建模
习题
设计系列题
第12章机械的平衡设计
12.1机械平衡的基本概念
12.1.1机械平衡的类型
12.1.2机械平衡的方法
12.2刚性转子的平衡设计
12.2.1刚性转子的静平衡设计
12.2.2刚性转子的动平衡设计
12.3平面机构的平衡
12.3.1平面机构惯性力的平衡条件
12.3.2机构惯性力的完全平衡
12.3.3机构惯性力的部分平衡
12.4知识拓展： 内燃机运转平稳性和惯性力平衡
习题
参考文献