本书是普通高等教育十一五国家级规划教材《机械原理》第二版(韩建友、邱丽芳编)的配套辅导教材《机械原理全程辅导和习题解答》(第二版)。主要内容包括四个部分:第一部分为绪论、机构基础知识概述、连杆机构的传动特性及构成分析、连杆机构综合、连杆机构的运动分析、凸轮机构设计、齿轮系、平衡、动力分析、机械系统的效率,各章均有基本要求和重点难点、典型例题分析、复习思考题、习题;第二部分为机械原理大作业;第三部分为实验指导书;第四部分为附录,包括美国英文教材习题选编、习题参考解答。本书在第一版的基础上,与时俱进,完善了典型例题分析,增加了特色教学案例和思政典型例题分析,增加了创新实验内容。本书可作为高等院校机械类本科生教材,也可供其他近机类、非机类专业本科生和相关工程技术人员参考使用。
为适应新形势下的教育教学,教材也需与时俱进。在新工科背景下,为提高机械原理教学质量,使学生更好地掌握机械原理教材中的重点精华内容,也为了配合普通高等教育十一五国家级规划教材《机械原理》第二版(韩建友、邱丽芳编)的使用,在第一版《机械原理全程辅导与习题解答》的基础上,我们更新了典型工程案例,将科研、教学和思政紧密结合,拓展教材内容,以立德树人,厚基础、重实践、强创新为目标,将研究成果和思政元素融入辅导教材的修订工作。本次修订内容如下:
对全书进行了完善与修改,在保留第一版经典例题的基础上,增加了新工科背景下课程思政的典型例题和案例,主要包括自由度计算典型例题和思政案例,连杆机构运动分析和设计(增加基于折纸的仿生水母机构及驱动设计介绍),凸轮机构的设计例题和思政案例,齿轮机构的应用思政案例等;增加了实际工程案例和训练,如大作业柔顺机构创新设计等;增加了特色教学案例以及创新实验内容。本书可以帮助读者在机械原理课程的学习中,迅速建立工程意识、理论与实际相结合的思维模式,掌握课程的重点与难点。
本书由邱丽芳、毕佳担任主编,由李艳琳、乔小溪担任副主编,杨潍旭、李晓武参编。本书第6章凸轮机构设计主要由乔小溪修订,第7章齿轮系主要由李艳琳(塔里木大学)修订,机械原理实验指导全部由毕佳修订,其余章节及大作业、附录等由邱丽芳修订,杨潍旭提供了第10章思政材料,李晓武参与了书稿文字与图形的绘制与处理工作。
北京航空航天大学郭卫东教授,北京科技大学韩建友教授、李晓光教授对书稿进行了全面细致的审阅,提出了很多宝贵的修改意见,在此表示衷心的感谢!
本书得到了北京科技大学教材建设经费资助,得到了北京科技大学教务处的全程支持,在此表示深深的感谢!
由于编者水平有限,书中疏漏之处在所难免,敬请读者批评指正。
主编
2025年3月于北京科技大学
第1章绪论1
1.1基本要求和重点难点1
1.2复习思考题1
第2章机构基础知识概述2
2.1基本要求和重点难点2
2.2典型例题分析3
2.2.1一般典型例题分析3
2.2.2思政例题分析7
2.3复习思考题8
2.4习题9
第3章连杆机构的传动特性及构成分析13
3.1基本要求和重点难点13
3.2典型例题分析16
3.2.1一般典型例题分析16
3.2.2思政例题分析20
3.3复习思考题20
3.4习题23
第4章连杆机构综合27
4.1基本要求和重点难点27
4.2典型例题分析28
4.2.1一般典型例题分析28
4.2.2思政例题分析35
4.3复习思考题36
4.4习题37
第5章连杆机构的运动分析45
5.1基本要求和重点难点45
5.2典型例题分析46
5.2.1一般典型例题分析46
5.2.2思政例题分析49
5.3复习思考题52
5.4习题53
第6章凸轮机构设计55
6.1基本要求和重点难点55
6.2典型例题分析56
6.2.1一般典型例题分析56
6.2.2思政例题分析66
6.3复习思考题69
6.4习题71
第7章齿轮系79
7.1基本要求和重点难点79
7.2典型例题分析90
7.2.1一般典型例题分析90
7.2.2思政例题分析101
7.3复习思考题102
7.4习题105
第8章平衡115
8.1基本要求和重点难点115
8.2典型例题分析118
8.2.1一般典型例题分析118
8.2.2思政例题分析121
8.3复习思考题122
8.4习题123
第9章动力分析125
9.1基本要求和重点难点125
9.2典型例题分析130
9.2.1一般典型例题分析130
9.2.2思政例题分析136
9.3复习思考题137
9.4习题139
第10章机械系统的效率141
10.1基本要求和重点难点141
10.2典型例题分析142
10.2.1一般典型例题分析142
10.2.2思政例题分析144
10.3复习思考题145
10.4习题147
机械原理大作业149
机械原理大作业Ⅰ机构分析与综合149
机械原理大作业Ⅱ齿轮机构分析与设计150
机械原理大作业Ⅲ机构运动方案的设计151
实验指导书153
实验练习155
实验一机构运动简图测绘155
实验二机构运动参数测定164
实验三平面机构组合与创新167
实验四整机线上虚拟装配与拆装实验179
实验五线上线下混合机构创新设计实验183
实验六齿轮范成原理187
实验七渐开线直齿圆柱齿轮参数的测定192
实验八刚性转子的动平衡197
附录205
附录A美国英文教材习题选编205
附录B习题参考解答212
参考文献215