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第一章绪论
本章主要介绍了机械原理课程的研究对象和内容,学习本课程的目的,如何进行本课程的学习,以及机械原理学科发展现状简介。本章的学习重点是要掌握本课程的研究对象、内容以及学习本课程的目的。通过本章的学习,同学们应该了解本学科的发展现状和趋势。理解本课程的研究对象、研究内容和学习目标。掌握机械、机器和机构的概念及区别。
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●1.1课程学习对象、学习目的及学习方法
本节主要介绍机械原理课程的研究对象和内容、机械原理课程的地位、任务和作用。理解课程的学习目的和学习方法,了解本学科的发展状况和趋势。
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第二章机构的结构分析
本章主要介绍了机构的组成,机构运动简图的绘制,机构具有确定运动的条件,机构自由度的计算及其注意事项,平面机构的组成原理、结构分类及结构分析等内容。本章的学习重点是机构运动简图的绘制和平面机构自由度的计算等。通过本章的学习,同学们应该理解机构的组成原理和机构结构分析的基本方法。掌握平面机构运动简图的绘制方法和机构具有确定运动的条件。掌握平面机构自由度的计算方法。
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●2.1机构的组成及分类
本节主要介绍构件的定义,运动副的组成及分类,机构的组成及分类。
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●2.2机构运动简图
本节主要介绍机构运动简图的定义,比例尺的确定,机构运动简图的绘制步骤和方法。
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●2.3机构自由度的计算
本节主要介绍平面机构自由度计算的基本公式及其应用举例。
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●2.4机构具有确定运动的条件及最小阻力定律
本节主要介绍机构自由度与机构运动的关系,分析确定机构具有确定运动的条件。
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●2.5 计算平面机构自由度时应注意的问题
本节主要介绍机构自由度计算的注意事项,包括正确计算运动副的数量、局部自由度、虚约束产生的几种情况。
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●2.6平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
本节主要介绍基本杆组的定义,机构的组成原理,基本杆组的级别,机构的级别,机构结构分析的方法和步骤。
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第三章平面机构的运动分析
本章主要介绍速度瞬心法和矢量方程图解法进行机构的速度及加速度分析。本章的学习重点是用矢量方程图解法对典型机构进行速度与加速度分析。通过本章的学习,同学们应该掌握用图解法进行二级机构的速度、加速度、角速度、角加速度分析的过程和方法。
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●3.1 同一构件上两点间的运动分析(上)
本节主要介绍同一构件上两点间的速度矢量关系,利用矢量方程图解法求未知点的速度矢量。
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●3.2同一构件上两点间的运动分析(下)
本节主要介绍同一构件上两点间的加速度矢量关系,利用矢量方程图解法求未知点的加速度矢量。
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●3.3速度影像法和加速度影像法的应用
本节主要介绍速度影像法和加速度影像法的基本原理,举例说明利用影像法求同一构件上第三点的速度和加速度的基本方法。
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●3.4两构件上重合点间的运动分析
本节主要介绍两构件上重合点间的速度与加速度分析方法,科氏加速度的大小和方向的判断。
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●3.5速度瞬心法作机构的速度分析
本节主要介绍速度瞬心的概念,瞬心的意义和瞬心位置的作图法。利用速度瞬心求构件上未知点的速度矢量。
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第四章平面机构的力分析
本章主要介绍了构件惯性力的确定,运动副中摩擦力的确定,不考虑摩擦时机构的力分析和考虑摩擦时机构的力分析方法。本章的学习重点是构件惯性力的确定和平面机构的动态静力分析方法。通过本章的学习,同学们应该理解考虑摩擦时机构力分析的特点、步骤和方法。掌握构件惯性力和平面低副中摩擦力的确定方法,掌握用图解法作机构动态静力分析的步骤和方法。
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●4.1构件惯性力的确定
本节主要介绍用一般力学方法和质量代换法求解构件惯性力的基本过程。
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●4.2 移动副中摩擦力的确定
本节主要介绍移动副中摩擦力大小的确定方法,包括单一平面接触、槽面接触和圆柱面接触三种情况摩擦力的一般表达式。
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●4.3转动副中摩擦力的确定
本节主要介绍摩擦圆的概念,轴颈摩擦和轴端摩擦(新轴端和磨合轴端)两种情况下摩擦力大小和方向的确定方法。
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●4.4考虑摩擦时机构的受力分析
本节主要介绍考虑摩擦力时,四杆机构受力分析的基本过程和方法。
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●4.5不考虑摩擦时机构的动态静力分析
本节主要介绍构件组静定的基本条件,机构动态静力分析的基本方法和分析应用举例。
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第五章机械的效率和自锁
本章主要介绍了机械的效率和机械的自锁问题。本章的学习重点是机械的效率和自锁条件的确定方法。通过本章的学习,同学们应该了解自锁在工程实践中的应用。理解机械的效率和自锁的概念。掌握确定机械的效率及其自锁条件的方法。
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●5.1机械的效率
本节主要介绍机械效率的定义,机械效率的几种计算方法,串联机组的效率计算及注意事项,并联机组的效率计算及注意事项等。
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●5.2机械的自锁
本节主要介绍机械自锁的定义,自锁的意义,机械自锁的条件和确定机械自锁的几种方法。
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第六章机械的平衡
本章主要介绍了刚性转子的平衡计算,刚性转子的平衡实验,转子的许用不平衡量和平面机构的平衡等内容。本章的学习重点是刚性转子的静平衡和动平衡计算方法。通过本章的学习,同学们应该了解平面机构平衡的基本知识。理解刚性转子静平衡、动平衡实验的原理和方法。理解转子许用不平衡量的表示法。掌握刚性转子静平衡、动平衡的区别、平衡条件和平衡方法。
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●6.1机械平衡的目的及内容
本节主要介绍机械平衡的目的,机械平衡的分类:包括刚性转子的平衡、挠性转子的平衡、机构的平衡。
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●6.2刚性转子的静平衡计算
本节主要介绍转子静不平衡的现象、静平衡的基本条件、质径积的概念、静平衡的计算方法和过程。
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●6.3刚性转子的动平衡计算
本节主要介绍转子动不平衡的现象、动平衡的基本条件、转子动平衡的计算方法和过程。
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●6.4 刚性转子的平衡实验
本节主要介绍转子静平衡实验仪器、实验方法和过程,转子动平衡实验设备、基本原理和实验操作过程。
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●6.5转子的许用不平衡量
本节主要介绍转子许用不平衡量的表示方法,包括许用质径积表示法和许用偏心距表示法。转子平衡精度等级的概念和表示方法等。
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●6.6平面机构的平衡
本节主要介绍平面机构平衡的基本原理和方法,包括机构的完全平衡方法和部分平衡方法。
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第七章机械的运转及其速度波动的调节
本章主要介绍了机械运转的三个阶段,机械运动方程式的建立和稳定运转状态下机械的周期性速度波动及其调节方法。本章的学习重点是稳定运转状态下机械的周期性速度波动及其调节,飞轮调节周期性速度波动的基本原理及其转动惯量的计算方法。通过本章的学习,同学们应该了解机械系统运动方程式的建立方法。理解单自由度机械系统等效动力学模型的概念和建立机械系统等效动力学方程式的方法。掌握周期性速度波动的调节原理、方法以及飞轮转动惯量的确定。
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●7.1机械运转的三个阶段
本节主要介绍机械运转的启动阶段、稳定运转阶段和停车阶段,介绍三个阶段作用在机械系统中的功和动能的关系。
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●7.2机械的运动方程式建立
本节主要介绍机械系统运动方程式建立的基本方法,机械系统等效动力学模型的概念和建立方法,等效力,等效力矩,等效质量和等效转动惯量等概念。
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●7.3机械周期性速度波动的原因
本节主要介绍等效驱动力矩和等效阻抗力矩的周期性变化规律,确定机械周期性速度波动的基本原因。
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●7.4机械周期性速度波动的调节
本节主要介绍机械周期性速度波动程度的描述,包括最大角速度、最小角速度、平均角速度、运转不均匀系数和许用运转不均匀系数等概念。
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●7.5飞轮调速的基本原理
本节主要介绍飞轮调速的基本原理,飞轮转动惯量的计算方法,最大盈亏功的计算,能量指示图的绘制等。
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第八章连杆机构及其设计
本章主要介绍了平面四杆机构的类型和应用,平面四杆机构的基本知识,平面四杆机构的设计方法等。本章的学习重点是平面四杆机构曲柄存在的条件,急回运动、传动角、压力角和死点等。通过本章的学习,同学们应该了解平面四杆机构的类型及其应用。理解平面四杆机构设计的图解法和解析法。掌握平面四杆机构的基本知识。
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●8.1 平面四杆机构的基本型式及应用
本节主要介绍铰链四杆机构的三种基本型式及其应用,包括曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。
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●8.2平面四杆机构的演化型式
本节主要介绍平面四杆机构的几种演化方法及演化后的机构类型及其应用。
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●8.3铰链四杆机构曲柄存在的条件
本节主要介绍周转副存在的条件,曲柄存在的条件,杆长条件的应用等。
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●8.4铰链四杆机构的急回运动
本节主要介绍铰链四杆机构急回运动产生的原因,急回运动过程分析,极位夹角、急回运动程度的描述和行程速度变化系数等。
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●8.5铰链四杆机构的传动角和死点
本节主要介绍四杆机构的传动角、压力角及其对机构运动的影响。死点的概念和位置,克服死点的方法和死点的应用。
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●8.6连杆曲线及连杆机构的连续性
本节主要介绍连杆曲线的概念和作用,连杆机构运动连续性的两种表示方法。
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●8.7作图法设计连杆机构
本节主要介绍图解法设计连杆机构的基本原理和作图方法。已知活动铰链求固定铰链、已知固定铰链求活动铰链等。
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●8.8解析法设计连杆机构及多杆机构简介
本节主要介绍解析法设计连杆机构的基本原理和方法。解析法建立坐标系和列解析方程求解的基本过程。
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第九章凸轮机构及其设计
本章主要介绍了凸轮机构的应用和分类,推杆的运动规律,凸轮轮廓曲线的设计,以及凸轮机构基本尺寸的确定等。本章的学习重点是凸轮轮廓曲线的设计和凸轮机构基本尺寸的确定。通过本章的学习,同学们应该了解凸轮机构的类型和应用。理解凸轮机构压力角的概念。掌握凸轮机构推杆常用运动规律及其选择原则。掌握盘形凸轮廓线的设计方法和确定凸轮机构基本尺寸的主要原则。
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●9.1凸轮机构的应用及分类
本节主要介绍凸轮机构的应用和分类方法,包括按凸轮的形状分类、按推杆形状及运动方式分类、按保持高副接触的方法分类。
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●9.2凸轮机构的工作过程分析
本节主要介绍凸轮机构运动过程的几个阶段,包括推程、远休止、回程和近休止。凸轮机构的基本参数,包括基圆、推程运动角、远休止角、回程运动角和近休止角等。
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●9.3推杆的运动规律
本节主要介绍推杆常用的几种运动规律及其特点,包括一次多项式运动规律、二次多项式运动规律、3-4-5次多项式运动规律、正弦加速度运动规律和余弦加速度运动规律等。
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●9.4凸轮轮廓曲线的设计
本节主要介绍反转法设计凸轮轮廓曲线的基本方法和原理,包括反转法的概念和设计绘图过程等。
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●9.5凸轮机构基本尺寸的确定
本节主要介绍凸轮机构压力角的定义和影响因素,基圆半径与压力角的关系,滚子推杆滚子半径的选择注意事项等。
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第十章齿轮机构及其设计
本章主要介绍了齿轮机构的特点及类型,齿轮的齿廓曲线,渐开线齿廓的啮合特点,渐开线齿轮的基本参数、几何尺寸、啮合传动、切制原理、根切现象,变位齿轮,斜齿圆柱齿轮传动,直齿锥齿轮传动,以及蜗杆传动等。本章的学习重点是渐开线标准齿轮的基本参数、几何尺寸以及啮合传动等。通过本章的学习,同学们应该理解不同类型齿轮机构的传动特点和应用。掌握渐开线齿轮几何尺寸计算、啮合传动要求和根切现象等。
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●10.1齿轮机构的特点及类型
本节主要介绍齿轮机构的传动特点和分类,包括平行轴齿轮传动机构、相交轴齿轮传动机构和交错轴齿轮传动机构。
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●10.2齿廓啮合基本定律
本节主要介绍齿廓啮合基本定律的内容,一对齿轮瞬时传动比的定义,基圆和基圆半径等。
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●10.3渐开线齿廓的形成及啮合特点
本节主要介绍渐开线的形成过程及渐开线的特性,渐开线上点的压力角、法线长度、渐开线的公法线。渐开线齿轮的传动特点,包括满足定比传动,具有可分性,正压力方向恒定等。
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●10.4渐开线标准齿轮各部分的名称和基本参数
本节主要介绍渐开线标准齿轮的分度圆、齿顶圆、齿根圆、基圆、齿厚、齿槽宽、齿距、模数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数等,以及各参数间的计算公式。
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●10.5齿条和内齿轮
本节主要介绍齿条和内齿轮的基本参数和特征,圆柱外齿轮与齿条和内齿轮参数的区别比较。
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●10.6渐开线齿轮正确啮合的条件及中心距
本节主要介绍一对渐开线齿轮正确啮合时应满足的条件:模数和压力角应分别相等。一对渐开线齿轮传动的中心距要求、标准中心距和实际中心距的关系。
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●10.7齿轮的连续传动条件及重合度
本节主要介绍一对齿轮连续传动应满足的条件,重合度的定义和计算方法,重合度的影响因素,重合度的意义等。
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●10.8 渐开线齿廓的切制原理
本节主要介绍渐开线齿轮齿廓切制的方法:仿形法和范成法。仿形法的特点和适用范围,范成法切削齿轮的基本原理、范成法的特点和适用范围等。
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●10.9根切现象和不根切的最少齿数
本节主要介绍渐开线齿轮的根切现象,根切产生的原因,避免根切的方法和不根切的最少齿数等。
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●10.10渐开线变位齿轮简介
本节主要介绍渐开线变位齿轮加工的基本方法,变位齿轮各参数的计算,变位齿轮与标准齿轮参数的比较等。
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●10.11斜齿圆柱齿轮传动(1)
本节主要介绍斜齿轮齿廓曲面的形成过程,斜齿轮的啮合特点,斜齿轮的基本参数和几何尺寸计算等。
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●10.12斜齿圆柱齿轮传动(2)
本节主要介绍一对斜齿轮啮合传动的条件,斜齿轮的重合度,斜齿轮的当量齿轮与当量齿数,斜齿轮传动的优缺点等。
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●10.13直齿锥齿轮传动
本节主要介绍直齿锥齿轮传动的特点,背锥与当量齿轮,锥齿轮正确啮合的条件,锥齿轮的几何参数和尺寸计算等。
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●10.14 蜗轮蜗杆传动
本节主要介绍蜗轮蜗杆传动的特点,蜗轮蜗杆啮合的条件,蜗轮蜗杆的主要参数,蜗杆螺旋方向的确定方法,蜗轮蜗杆转向关系的判断等。
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第十一章齿轮系及其设计
主要介绍了齿轮系及其分类,定轴轮系的传动比,周转轮系的传动比,复合轮系的传动比和轮系的功用等。本章的学习重点是定轴轮系、周转轮系和复合轮系传动比的计算。通过本章的学习,同学们应该了解齿轮系的概念及其分类。理解各种轮系的功用。掌握定轴轮系的传动比、周转轮系的传动比和复合轮系的传动比计算。
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●11.1齿轮系及其分类
本节主要介绍齿轮传动系的定义和分类,定轴轮系,周转轮系及其分类,行星轮系和差动轮系,复合轮系。
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●11.2定轴轮系的传动比
本节主要介绍定轴轮系传动比的计算,包括传动比大小的计算公式和首末齿轮转向关系的确定方法。
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●11.3周转轮系的传动比
本节主要介绍周转轮系转化轮系的概念,转化轮系传动比的计算,根据转化轮系计算周转轮系传动比的方法。
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●11.4复合轮系的传动比
本节主要介绍复合轮系传动比的计算方法和步骤,复合轮系传动比计算过程分析。
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●11.5轮系的功用
本节主要介绍轮系的几种功用,大传动比传动,分路传动,换向传动,运动的合成与分解等。
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第十二章其他常用机构
本章主要介绍了棘轮机构,槽轮机构和万向铰链机构的特点和应用等。本章的学习重点是棘轮机构,槽轮机构和万向铰链机构的传动特点及其应用场合。通过本章的学习,同学们应该理解和掌握这三种机构的设计要点和注意事项。
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●12.1 棘轮机构
本节主要介绍棘轮机构的组成,棘轮机构的分类和应用,棘轮机构的设计要点等。
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●12.2槽轮机构
本节主要介绍槽轮机构的组成,槽轮机构的分类和应用,槽轮机构的运动系数和运动特点。
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●12.3 万向铰链机构
本节主要介绍万向铰链机构的组成和传动特点,万向铰链机构主、从动轴之间的角速度关系,双万向铰链机构。