机械原理（第二版） -中南大学出版社

机械原理（第二版）

【作者】：潘存云
【出版时间】：2013-01
【字数】：496（千字）
【定价】：￥41（元）
【出版社】：中南大学出版社
【ISBN】：978-7-5487-0731-8
【页码】：（页）
【开本】：16开

本书根据教育部高等学校教学指导委员会机械基础课程教学指导分委员会最新制订的“高等学校机械原理课程教学基本要求”，遵循“厚基础、宽口径、强能力、重应用”的原则编写。全书注重知识体系的系统性、创新性、基础性、科学性、先进性、综合性、实用性、实践性、趣味性、普适性，力求同时兼顾研究型和应用型两类高校人才培养模式的需求。全书共分15章，内容包括：绪论，机构的结构分析，平面连杆机构的分析与设计，凸轮机构及其设计，齿轮机构及其设计，齿轮系及其设计，间歇运动机构及其设计，其他常用机构简介，组合机构，开式链机构及工业机器人，平面机构的力分析，机械的效率与自锁，机械的平衡，机械的运转及其速度波动的调节，机械系统的方案设计。在各章后还附有一定数量的思考题与习题，以利于学生学习。本书力求达到使学生初步具有机械系统方案创新设计能力的目的。附录中列举了世界机械发展史年鉴以及重要名词术语的中英文对照，以方便学习时查阅。为了便于教师课堂教学，本书配备了教学光盘。

本书可作为高等学校工科机械类各专业的教学用书，也可供其他相关专业的师生及工程技术人员参考。

第1章绪论（1）
1.1机械原理研究的对象及内容（1）
1.2机械原理学科的研究内容（6）
1.3本课程的地位、学习目的与学习要点（7）
1.4机械科学史年鉴及发展趋势（11）
思考题与练习题（16）
第2章机构的结构分析（17）
2.1机构结构分析的任务与目的（17）
2.2机构的组成（18）
2.3机构运动简图及其绘制（22）
2.4机构自由度的计算及机构具有确定运动的条件（26）
2.5计算平面机构自由度的特殊情况（28）
2.6机构的组成原理、结构分类及结构分析（32）
思考题与练习题（37）
第3章平面连杆机构分析与设计（41）
3.1连杆机构及其传动特点（41）
3.2平面四杆机构的类型（42）
3.3平面四杆机构的基本知识（48）
3.4平面连杆机构的运动分析（51）
3.5平面四杆机构的运动设计（61）
3.6多杆机构及应用（69）
思考题与练习题（73）
第4章凸轮机构及其设计（79）
4.1凸轮机构的组成和类型（79）
4.2从动件运动规律设计（82）
4.3凸轮轮廓曲线的设计（88）
4.4凸轮机构基本尺寸的确定（96）
4.5凸轮机构的应用举例（100）
思考题与练习题（100）
第5章齿轮机构及其设计（102）
5.1齿轮机构的组成和类型（102）
5.2齿轮的齿廓曲线（103）
5.3渐开线齿廓及其啮合特性（104）
5.4渐开线标准齿轮各部分的名称、基本参数和几何尺寸计算（106）
5.5渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动（111）
5.6渐开线齿廓的切制原理和根切现象（113）
5.7变位齿轮简介（116）
5.8斜齿圆柱齿轮机构（120）
5.9直齿圆锥齿轮机构（123）
5.10蜗杆蜗轮机构（125）
5.11其他齿轮传动简介（129）
思考题与练习题（133）
第6章齿轮系及其设计（136）
6.1轮系的类型（136）
6.2轮系传动比的计算（139）
6.3轮系的功用（145）
6.4轮系的效率（149）
6.5轮系的设计（151）
6.6其他类型行星传动简介（155）
思考题与练习题（157）
第7章间歇运动机构及其设计（162）
7.1棘轮机构（162）
7.2槽轮机构（166）
7.3擒纵机构（169）
7.4凸轮式间歇运动机构（170）
7.5不完全齿轮机构（172）
7.6间歇运动机构设计的基本要求（174）
7.7应用举例（174）
思考题与练习题（176）
第8章其他常用机构（178）
8.1螺旋机构（178）
8.2万向铰链机构（181）
8.3非圆齿轮机构（183）
8.4摩擦传动机构（185）
8.5广义机构（186）
思考题与练习题（189）
第9章组合机构（190）
9.1机构的组合方式及类型（190）
9.2组合机构的设计（191）
9.3联动凸轮组合机构（192）
9.4凸轮-齿轮组合机构（193）
9.5凸轮-连杆组合机构（194）
9.6齿轮-连杆组合机构（196）
9.7连杆-连杆组合机构（199）
9.8组合机构应用举例（200）
思考题与练习题（203）
第10章开式链机构及工业机器人（205）
10.1开式链机构与工业机器人（205）
10.2工业机器人操作机分类及其自由度（207）
10.3工业机器人操作机机构的设计（212）
10.4开式链机构的运动分析方法（213）
10.5开式链机构应用举例（216）
思考题与练习题（217）
第11章平面机构的力分析（219）
11.1机构力分析的任务、目的和方法（219）
11.2构件惯性力的确定（221）
11.3机械中的摩擦以及运动副中摩擦力的确定（223）
11.4不考虑摩擦时机构的力分析（229）
11.5考虑摩擦时机构的受力分析（230）
思考题与练习题（231）
第12章机械的效率和自锁（233）
12.1机械的效率（233）
12.2提高机械效率的途径（238）
12.3摩擦在机械中的应用（239）
12.4机械的自锁（240）
思考题与练习题（244）
第13章机械的平衡（247）
13.1机械平衡的目的及内容（247）
13.2刚性转子的平衡设计（248）
13.3刚性转子的平衡试验（253）
13.4转子的许用不平衡量（254）
13.5平面机构的平衡设计（256）
思考题与练习题（260）
第14章机械的运转及其速度波动的调节（263）
14.1概述（263）
14.2机械的运转过程及作用力（263）
14.3机械系统等效动力学模型（266）
14.4机械运动方程式的建立及求解（268）
14.5机械周期性速度波动及其调节方法（271）
14.6机械的非周期性速度波动及其调节（274）
思考题与练习题（275）
第15章机械系统的方案设计（277）
15.1机械系统方案设计的一般流程（277）
15.2机械执行系统的功能原理设计（279）
15.3常用机构的类型、特点及选用（281）
15.4机械执行系统的运动规律设计（283）
15.5机构组合协调运动设计（286）
15.6机械传动系统方案设计和原动机选择（289）
思考题与练习题（292）
附录（293）
附录1：世界机械发展史年鉴（293）
附录2：重要名词术语中英文对照表（303）
参考文献（311）

潘存云，工学博士，国防科技大学教授，博士研究生导师，机械设计及理论学科带头人，享受国务院政府特殊津贴、军队优秀专业技术人才一类岗位津贴，荣获军队院校育才基金奖、国防科技大学教学名师等荣誉称号。社会兼职有中国现代设计方法研究会理事、全国高等院校机械原理课程教学研究会委员、湖南省机械工程学会理事、湖南省高等院校机械原理课程教学指导委员会副理事长、长沙市机械工程学会副理事长、中国机械工程学会高级会员、国家自然科学基金同行评议专家、国家863同行评议专家、教育部人才库专家、湖南省科学技术人才库专家、商贸部国家级新产品评审专家。

主要科研方向包括：新概念发动机、新型机械传动、数字化设计与制造等方面。先后主持完成了包括国家自然科学基金项目、国家863计划项目、军队重大专题项目和湖南省自然科学基金项目等各类科研课题30多项。获得国家技术发明四等奖1项、省部级科技进步一等奖1项、二等奖2项、三等奖1项、中国发明协会金奖和银奖各1项、获发明专利10多项。出版学术著作3部、发表学术论文90余篇。取得了以“渐开线环形齿球齿轮机构”和“环形串联气缸转子活塞发动机”为代表的若干原创性发明成果。

担任国防科技大学首届机械设计系列课程重要岗位责任教师，主持过多项学校重点教改项目，获军队级教学成果二等奖1项、省教学成果二等奖1项。在高等教育出版社出版教材5部，培养毕业研究生60余名，指导学生获得全国机械创新设计大赛一等奖2项、全国“挑战杯”课外科技竞赛二等奖3项、中国发明协会金奖2项、银奖1项。

前言

本书的第一版于2011年11月出版发行后，经过10多所高等院校的使用，普遍反映特色明显，效果良好，深受广大读者欢迎。为了使本书的质量更加完善，更好地满足读者的要求，出版社组织使用教材学校的老师及编写组成员一起及时召开了修订工作会议，充分听取了广大用户的反馈建议和对教材提出的新要求，统一了修订意见，布置了修订任务，明确了分工职责。本书是在第一版的基础上修订而成，修订工作的指导思想是：维持结构体系不变，适当增删局部内容，完善辅助配套资源，修订纠正原版错误。

第二版的最大特色是进一步充实丰富了本教材的辅助教学资源，配套出版了多媒体课堂用教学课件。该课件由潘存云教授领衔制作，包括了由255种不同机构的三维动画， 121段工程应用案例的录像视频等教学资源组成的案例素材库，加上符合视觉美学和结构层次清晰的近1000个PPT页面等，资源内容十分丰富，是目前国内同类多媒体课件中内容最全的“机械原理”多媒体教学资源，必将对促进教学质量的提高有所帮助。为了便于教学，光盘中还提供了各章的习题解答。

参加本书修订工作的有：潘存云、何竞飞、李国顺、杨华、杨文敏、高英武、丁敬平、郭克希、吴茵、林国湘、尹喜云、罗柏文、赵又红、伍利群、张湘、王清、何哲明、戴娟、刘兰、刘滔、曾周亮、莫爱贵。其中特别值得一提的是高英武、赵又红、林国湘、莫爱贵和潘存云等人指出和纠正了第一版出现的错误，全书最后由潘存云负责统稿。

由于作者水平和能力有限，不妥之处在所难免，敬请各位使用本书的从事机械原理课程教学的老师和广大读者提出宝贵意见。

坐着 2013年1月

机械工程学科作为联结自然科学与工程行为的桥梁，它是支撑物质社会的重要基础，在国家经济发展与科学技术发展布局中占有重要的地位， 21世纪的机械工程学科面临诸多重大挑战，其突破将催生社会重大经济变革。当前机械工程学科进入了一个全新的发展阶段，总的发展趋势是：以提升人类生活品质为目标，发展新概念产品、高效高功能制造技术、功能极端化装备设计制造理论与技术、制造过程智能化和精准化理论与技术、人造系统与自然世界和谐发展的可持续制造技术等。这对担负机械工程人才培养任务的高等学校提出了新挑战：高校必须突破传统思维束缚，培养能适应国家高速发展需求的具有机械学科新知识结构和创新能力的高素质人才。

为了顺应机械工程学科高等教育发展的新形势，湖南省机械工程学会、湖南省机械原理教学研究会、湖南省机械设计教学研究会、湖南省工程图学教学研究会、湖南省金工教学研究会与中南大学出版社一起积极组织了高等学校机械类专业系列教材的建设规划工作。成立了规划教材编委会。编委会由各高等学校机电学院院长及具有较高理论水平和教学经验的教授、学者和专家组成。编委会组织国内近20所高等学校长期在教学、教改第一线工作的骨干教师召开了多次教材建设研讨会和提纲讨论会，充分交流教学成果、教改经验、教材建设经验，把教学研究成果与教材建设结合起来，并对教材编写的指导思想、特色、内容等进行了充分的论证，统一认识，明确思路。在此基础上，经编委会推荐和遴选，近百名具有丰富教学实践经验的教师参加了这套教材的编写工作。历经两年多的努力，这套教材终于与读者见面了，它凝结了全体编写者与组织者的心血，是他们集体智慧的结晶，也是他们教学教改成果的总结，体现了编写者对教育部“质量工程”精神的深刻领悟和对本学科教育规律的把握。

这套教材包括了高等学校机械类专业的基础课和部分专业基础课教材。整体看来，这套教材具有以下特色：

（1）根据教育部高等学校教学指导委员会相关课程的教学基本要求编写。遵循“重基础、宽口径、强能力、强应用”的原则，注重科学性、系统性、实践性。

（2）注重创新。本套教材不但反映了机械学科新知识、新技术、新方法的发展趋势和研究成果，还反映了其他相关学科在与机械学科的融合与渗透中产生的新前沿，体现了学科交叉对本学科的促进；教材与工程实践联系密切，应用实例丰富，体现了机械学科应用领域在不断扩大。

（3）注重质量。本套教材编写组对教材内容进行了严格的审定与把关，教材力求概念准确、叙述精练、案例典型、深入浅出、用词规范，采用最新国家标准及技术规范，确保了教材的高质量与权威性。

（4）教材体系立体化。为了方便教师教学与学生学习，本套教材还提供了电子课件、教学指导、教学大纲、考试大纲、题库、案例素材等教学资源支持服务平台。

教材要出精品，而精品不是一蹴而就的，我将这套书推荐给大家，请广大读者对它提出意见与建议，以利进一步提高。也希望教材编委会及出版社能做到与时俱进，根据高等教育改革发展形势、机械工程学科发展趋势和使用中的新体验，不断对教材进行修改、创新、完善，精益求精，使之更好地适应高等教育人才培养的需要。

衷心祝愿这套教材能在我国机械工程学科高等教育中充分发挥它的作用，也期待着这套教材能哺育新一代学子茁壮成长。

中国工程院院士钟掘

2011年11月