本书是根据普通高等院校机械类专业人才培养目标，为了满足“机械原理课程设计”教学要求编写的。本书分为11章，首先介绍了机械原理课程设计的目的、内容、步骤、要求和时间安排以及机械系统运动方案设计，并列出了教学中常见的机械原理课程设计题目，然后分别介绍了常见机构（包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇运动机构、螺旋机构）和传动零件（包括带传动、链传动）的应用和设计方法，最后介绍了功能机构与功能结构的应用与设计方法。
本书汇集了哈尔滨工业大学机械原理课程教学多年的经验，内容丰富，可作为普通高等学校机械原理课程设计的指导书，也可供相关专业的教师和工程技术人员参考。
适读人群 ：可供相关专业的教师和工程技术人员参考
“中心藏之，何日忘之”，在新中国成立60周年之际，时隔“21世纪高等学校机械设计制造及其自动化专业系列教材”出版9年之后，再次为此系列教材写序时，《诗经》中的这两句诗又一次涌上心头，衷心感谢作者们的辛勤写作，感谢多年来读者对这套系列教材的支持与信任，感谢为这套系列教材出版与完善作过努力的所有朋友们。
追思世纪交替之际，华中科技大学出版社在众多院士和专家的支持与指导下，根据1998年教育部颁布的新的普通高等学校专业目录，紧密结合“机械类专业人才培养方案体系改革的研究与实践”和“工程制图与机械基础系列课程教学内容和课程体系改革研究与实践”两个重大教学改革成果，约请全国20多所院校数十位长期从事教学和教学改革工作的教师，经多年辛勤劳动编写了“21世纪高等学校机械设计制造及其自动化专业系列教材”。这套系列教材共出版了20多本，涵盖了“机械设计制造及其自动化”专业的所有主要专业基础课程和部分专业方向选修课程，是一套改革力度比较大的教材，集中反映了华中科技大学和国内众多兄弟院校在改革机械工程类人才培养模式和课程内容体系方面所取得的成果。
这套系列教材出版发行9年来，已被全国数百所院校采用，受到了教师和学生的广泛欢迎。目前，已有13本列入普通高等教育“十一五”国家级规划教材，多本获国家级、省部级奖励。其中的一些教材（如《机械工程控制基础》《机电传动控制》《机械制造技术基础》等）已成为同类教材的佼佼者。更难得的是，“21世纪高等学校机械设计制造及其自动化专业系列教材”也已成为一个著名的丛书品牌。9年前为这套教材作序的时候，我希望这套教材能加强各兄弟院校在教学改革方面的交流与合作，对机械工程类专业人才培养质量的提高起到积极的促进作用，现在看来，这一目标很好地达到了，让人倍感欣慰。
李白讲得十分正确：“人非尧舜，谁能尽善？”我始终认为，金无足赤，人无完人，文无完文，书无完书。尽管这套系列教材取得了可喜的成绩，但毫无疑问，这套书中，某本书中，这样或那样的错误、不妥、疏漏与不足，必然会存在。何况形势总在不断地发展，更需要进一步来完善，与时俱进，奋发前进。较之9年前，机械工程学科有了很大的变化和发展，为了满足当前机械工程类专业人才培养的需要，华中科技大学出版社在教育部高等学校机械学科教学指导委员会的指导下，对这套系列教材进行了全面修订，并在原基础上进一步拓展，在全国范围内约请了一大批知名专家，力争组织最好的作者队伍，有计划地更新和丰富“21世纪机械设计制造及其自动化专业系列教材”。此次修订可谓非常必要，十分及时，修订工作也极为认真。
“得时后代超前代，识路前贤励后贤。”这套系列教材能取得今天的成绩，是几代机械工程教育工作者和出版工作者共同努力的结果。我深信，对于这次计划进行修订的教材，编写者一定能在继承已出版教材优点的基础上，结合高等教育的深入推进与本门课程的教学发展形势，广泛听取使用者的意见与建议，将教材凝练为精品；对于这次新拓展的教材，编写者也一定能吸收和发展原教材的优点，结合自身的特色，写成高质量的教材，以适应“提高教育质量”这一要求。是的，我一贯认为我们的事业是集体的，我们深信由前贤、后贤一起一定能将我们的事业推向新的高度！
尽管这套系列教材正开始全面的修订，但真理不会穷尽，认识不是终结，进步没有止境。“嘤其鸣矣，求其友声”，我们衷心希望同行专家和读者继续不吝赐教，及时批评指正。
是为之序。
第1章机械原理课程设计简介（1）
1.1机械原理课程设计的目的（1）
1.2机械原理课程设计的内容（1）
1.3机械系统运动方案设计的逻辑过程（2）
1.4机械原理课程设计的步骤（3）
1.5机械原理课程设计的要求（3）
1.6机械原理课程设计时间安排（6）
第2章机械系统运动方案设计（7）
2.1机械系统的使用功能描述（7）
2.2工艺方法分析（7）
2.3机械系统运动功能分析（9）
2.4机械系统运动方案拟订（21）
2.5机械系统运动尺寸确定（25）
2.6机械系统真实运动循环图的分析（32）
第3章机械原理课程设计题目（33）
3.1产品包装生产线（方案1）（33）
3.2产品包装生产线（方案2）（33）
3.3产品包装生产线（方案3）（34）
3.4产品包装生产线（方案4）（34）
3.5产品包装生产线（方案5）（35）
3.6产品包装生产线（方案6）（35）
3.7产品包装生产线（方案7）（36）
3.8产品包装生产线（方案8）（36）
3.9产品包装生产线（方案9）（37）
3.10产品包装生产线（方案10）（37）
3.11冲压机（38）
3.12分度冲压机（方案1）（38）
3.13分度冲压机（方案2）（38）
3.14输送线布料装置（方案1)（39）
3.15输送线布料装置（方案2）（39）
3.16输送线布料装置（方案3）（40）
3.17输送线布料装置（方案4）（40）
3.18输送线布料装置（方案5）（41）
3.19输送线布料装置（方案6）（41）
3.20输送线布料装置（方案7）（42）
3.21输送线布料装置（方案8）（42）
3.22输送线布料装置（方案9）（43）
3.23输送线布料装置（方案10）（43）
3.24输送线布料装置（方案11）（44）
3.25输送线布料装置（方案12)（44）
3.26输送线布料装置（方案13）（45）
3.27输送线布料装置（方案14）（45）
3.28输送线布料装置（方案15）（46）
3.29输送线布料装置（方案16）（46）
3.30输送线布料装置（方案17）（47）
3.31输送线布料装置（方案18)（47）
3.32输送线布料装置（方案19）（48）
3.33输送线布料装置（方案20)（48）
3.34输送线布料装置（方案21)（49）
3.35输送线布料装置（方案22)（49）
3.36牛头刨床（方案1)（50）
3.37牛头刨床（方案2)（50）
3.38牛头刨床（方案3)（50）
第4章四连杆机构设计（51）
4.1铰链四杆机构的设计（51）
4.2曲柄导杆机构的设计（79）
第5章凸轮机构应用与设计（85）
5.1凸轮机构的术语及一般设计步骤（85）
5.2凸轮从动件运动规律（88）
5.3盘形凸轮的设计（104）
5.4圆柱凸轮的设计（113）
第6章齿轮机构应用与设计（118）
6.1圆柱齿轮传动的几何尺寸计算（118）
6.2齿轮在变速系统中的应用与设计（136）
第7章间歇运动机构应用与设计（142）
7.1外接齿啮式棘轮机构的应用与设计（142）
7.2槽轮机构的应用与设计（145）
7.3不完全齿轮机构的应用与设计（150）
第8章螺旋机构应用与设计（159）
8.1螺旋机构的分类与特点（159）
8.2螺旋机构的传动特性（160）
8.3螺旋机构的传动形式与特点（165）
8.4螺旋机构的应用（168）
8.5螺纹的基本参数（169）
第9章带传动的应用与设计（181）
9.1带传动的种类及选用（181）
9.2带传动设计的一般内容（187）
9.3V带传动设计（188）
9.4平带传动设计（200）
9.5同步带传动设计（208）
9.6传动带的张紧（228）
第10章链传动的应用与设计（229）
10.1链传动的特点及选用（229）
10.2滚子链传动（230）
10.3滚子链链轮（240）
10.4链传动的布置与张紧（242）
第11章功能机构与功能结构的应用与设计（247）
11.1行程放大机构（247）
11.2步进送料机构（249）
11.3运动解耦结构（250）
参考文献（252）
第1章机械原理课程设计简介
1.1机械原理课程设计的目的
机械原理课程设计是机械原理课程的重要实践性教学环节，是培养学生综合应用机械原理课程所掌握的知识进行机械运动方案设计、各类机构设计与分析能力的综合训练过程。机械原理课程设计的教学目的是：
（1）通过课程设计实践，掌握机械系统运动方案设计的一般方法和规律；
（2）掌握机械系统的功能分析方法、工艺分析方法及机械运动循环图的绘制方法，并能根据机械运动循环图设计机械系统运动方案；
（3）掌握齿轮机构、凸轮机构、连杆机构、间歇运动机构等常用机构的选用、设计和分析；
（4）能够对机械系统运动方案进行分析并绘制其真实机械运动循环图；
（5）掌握机械系统运动方案设计报告的撰写方法。
1.2机械原理课程设计的内容
机械原理课程设计的内容是设计一个机械系统运动方案，实现2个或3个执行构件简单工艺动作的协调运动。
机械系统的功能是由工艺方法实现的，而工艺方法是由工艺动作实现的，工艺动作则是由机械系统中的执行构件完成的。大多数机械系统要求的执行构件都在2个以上，并且这些执行构件的工艺动作不是随意的，而是要根据工艺方法的要求协调动作。一个机械系统中的多个执行构件所需的动作协调有以下几种。
（1）时序协调要求各个执行构件按照工艺方法的需要满足运动时间、运动顺序的协调动作。
（2）空间协调要求各个执行构件按照工艺方法的需要满足位移、行程和空间位置的协调动作。
（3）速度协调要求各个执行构件或者某些执行构件按照工艺方法的需要满足运动速度的协调动作。
（4）加速度协调要求各个执行构件或者某些执行构件按照工艺方法的需要满足运动加速度的协调动作。
（5）力或力矩协调要求各个执行构件或者某些执行构件按照工艺方法的需要满足力或者力矩的协调动作。
当然，在机械系统运动方案设计中并不是所有的执行构件都要满足所有的上述协调关系。由于机械原理课程设计是机械原理课程的实践性教学环节，考虑到学生在这一学习阶段掌握知识的局限性，把能够设计2个或3个执行构件实现简单工艺动作时序协调的机械系统定为机械原理课程设计的基本培养目标。机械原理课程设计的内容是：
（1）机械系统使用功能、工艺方法分析及机械运动循环图绘制；
（2）应用齿轮机构、凸轮机构、连杆机构、间歇运动机构等常用机构准确实现2个或3个执行构件的时序协调动作，部分实现其空间协调；
（3）齿轮机构、凸轮机构、连杆机构、间歇运动机构等常用机构的设计、运动分析和力分析；
（4）分析机械系统运动方案，并绘制实际机械运动循环图；
（5）撰写机械系统运动方案设计说明书。
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