机械原理

魏原芳、宋卓、李自香、徐桂萍、史文谱、张铁军、李为昌

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 绪论
    • 1.2 章节测验
    • 1.3 案例导入及思政
    • 1.4 高铁变速箱齿轮
  • 2 平面机构的结构分析
    • 2.1 平面机构的基本概念及机构运动简图
    • 2.2 平面机构的自由度计算
    • 2.3 平面机构的组成原理和结构分析
    • 2.4 案例导入及思政
    • 2.5 章节测验
  • 3 平面机构的运动分析
    • 3.1 研究机构运动分析的目的和方法
    • 3.2 速度瞬心法及其在机构速度分析上的应用
      • 3.2.1 瞬心法和机构瞬心位置的确定
      • 3.2.2 瞬心法求速度示例
    • 3.3 用相对运动图解法求机构的速度和加速度
    • 3.4 案例导入及思政
    • 3.5 章节测验
  • 4 平面连杆机构及其设计
    • 4.1 平面连杆机构的特点及其设计的基本问题
    • 4.2 平面四杆机构的基本型式及其演化
    • 4.3 平面四杆机构的主要工作特性
    • 4.4 实现连杆给定位置的平面四杆机构运动设计
    • 4.5 实现已知运动规律的平面四杆机构运动设计
    • 4.6 案例导入及思政
    • 4.7 章节测验
  • 5 第四章凸轮机构及其设计
    • 5.1 凸轮机构的应用和分类
    • 5.2 从动件的运动规律
    • 5.3 按给定的运动规律设计图伦的轮廓曲线——作图法
    • 5.4 凸轮机构的基本尺寸的确定
    • 5.5 案例导入及思政
    • 5.6 章节测验
  • 6 第五章齿轮机构及其设计
    • 6.1 齿轮机构的应用和分类
    • 6.2 齿廓啮合的基本定律
    • 6.3 渐开线及渐开线齿廓
    • 6.4 渐开线齿轮的各部分名称及标准齿轮的尺寸
    • 6.5 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动
    • 6.6 渐开线齿廓的展成加工及根切现象
    • 6.7 变位齿轮
    • 6.8 平行轴斜齿圆柱齿轮机构
    • 6.9 蜗杆机构
    • 6.10 圆锥齿轮机构
    • 6.11 齿轮机构总结
    • 6.12 案例导入及思政
    • 6.13 章节测验
  • 7 第六章 轮系
    • 7.1 轮系及分类
    • 7.2 定轴轮系的传动比及应用
    • 7.3 周转轮系的组成及传动比
    • 7.4 复合轮系的传动比及应用
    • 7.5 行星齿轮各轮齿数和行星轮数的选择
    • 7.6 案例导入及思政
    • 7.7 章节测验
  • 8 其他常用机构
    • 8.1 万向联轴节
    • 8.2 螺旋机构
    • 8.3 棘轮机构
    • 8.4 槽轮机构
    • 8.5 不完全齿轮机构
    • 8.6 案例导入及思政
    • 8.7 章节测验
  • 9 平面机构的力分析
    • 9.1 研究机构力分析的目的和方法
    • 9.2 构件惯性力的确定
    • 9.3 运动副中摩擦力的确定
    • 9.4 不考虑摩擦力的机构力分析
    • 9.5 案例导入及思政
    • 9.6 章节测验
  • 10 平面机构的平衡
    • 10.1 平衡的目的和分类
    • 10.2 刚性回转件的平衡
    • 10.3 刚性回转件的平衡实验
    • 10.4 机架上的平衡
    • 10.5 案例导入及思政
    • 10.6 章节测验
  • 11 机器的运转及其速度波动的调节
    • 11.1 机器的运转及其速度波动的调节和调节的方法
    • 11.2 机器周期性速度波动的调节方法和设计指标
    • 11.3 案例导入及思政
    • 11.4 章节测验
  • 12 实验
    • 12.1 实验操作指南
    • 12.2 实验一  机构认知与组成实验
    • 12.3 实验二 机构应用、简图测绘及运动分析仿真实验
    • 12.4 实验三  渐开线外齿轮范成仿真实验
案例导入及思政

                  连杆机构在中国空间站中的应用

连杆机构可以实现多种运动轨迹与运动规律,可用于远距离的操纵。在中国空间站中,有一个引人注目的连杆机构,“天和”核心舱外的一对大型机械臂,被称为太空中的大力神臂。

天和机械臂是一款模仿人类手臂的七自由度机械臂,它的肩部设置了三个关节,肘部设置了一个关节,腕部设置了一个关节,一共七个关节,每一个关节对应一个自由度,就如人类的手臂一般,具有七自由度的活动能力。通过各个关节的旋转,能够实现自身前、后、左、右任意角度的抓取和操作。天和机械臂配备了两个末端执行器,一套视觉相机系统,一套总控制器。虽然总重量不到800公斤,但其末端在轨最大承载能力却达到了惊人的25吨。

我国天和机械臂的整体指标已达到国际先进水平,仅次于如今美国在国际空间站使用的加拿大臂。而我国空间机械臂的研制起点,相对其他国家来说要晚很多,2007年才开始起步,在经过十多年的发展后,到2021年,中国机械臂的研制已经逐渐赶上了欧美国家的技术水平,中国实现了完全自主可控。

为这个灵巧又硕大的胳膊注入“灵魂”的是航天五院一群风华正茂的八零后设计师们。正是中国航天人满怀“敢上九天揽月”的豪情壮志,扬鞭奋蹄、锐意进取,创造了一个又一个惊叹全球的丰功伟绩,铸就了“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献”的载人航天精神,生动体现了以爱国主义为核心的民族精神和以改革创新为核心的时代精神,中国航天精神是攻坚克难、创新创造、艰苦卓绝的精神写照,照亮了中国科技兴国路。