机械原理学习指导与习题解答/中国科学院机械工程系列规划教材·国家工科机械基础课程教学基地规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王丹，李金泉，李翠玲 等 编

图书标签:

• 机械原理
• 机械工程
• 工科教材
• 学习指导
• 习题解答
• 机械基础
• 国家工科机械基础课程教学基地
• 规划教材
• 中国科学院
• 高等教育

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030246806

版次：1

商品编码：12200102

包装：平装

丛书名： 国家工科机械基础课程教学基地规划教材·中国科学院机械工程系列规划教材

开本：16开

出版时间：2009-08-01

用纸：胶版纸

页数：219

字数：277000

正文语种：中文

内容简介

　　《机械原理学习指导与习题解答/中国科学院机械工程系列规划教材·国家工科机械基础课程教学基地规划教材》是按照国家教育部颁布的“机械原理教学基本要求”，为帮助机械类本科学生和考研人员学习、复习而编写的。全书共14章。第1章绪论对机械原理课程作一个概要的介绍，使学生对整个课程体系及内容有所了解。第2～13章配套《机械原理》（李树军主编，科学出版社）各章内容，设置了知识结构、基本要求、重点与难点、典型例题、思考题、习题及习题参考答案等模块。第14章给出了4套自测题及参考答案。
　　《机械原理学习指导与习题解答/中国科学院机械工程系列规划教材·国家工科机械基础课程教学基地规划教材》可作为机械类专业学生学习机械原理的辅助教材，也可供近机类和非机类学生、考研人员及青年教师参考。

内页插图

目录

序
前言
第1章 绪论
1．1 知识结构
1．2 基本要求
1．3 重点
1．4 思考题

第2章 机构的组成原理及结构分析
2．1 知识结构
2．2 基本要求
2．3 重点与难点
2．4 典型例题
2．5 思考题
2．6 习题
2．7 习题参考答案

第3章 平面机构的运动分析
3．1 知识结构
3．2 基本要求
3．3 重点与难点
3．4 典型例题
3．5 思考题
3．6 习题
3．7 习题参考答案

第4章 平面机构的动态静力分析
4．1 知识结构
4．2 基本要求
4．3 重点与难点
4．4 典型例题
4．5 思考题
4．6 习题
4．7 习题参考答案

第5章 平面连杆机构及其设计
5．1 知识结构
5．2 基本要求
5．3 重点与难点
5．4 典型例题
5．5 思考题
5．6 习题
5．7 习题参考答案

第6章 凸轮机构及其设计
6．1 知识结构
6．2 基本要求
6．3 重点与难点
6．4 典型例题
6．5 思考题
6．6 习题
6．7 习题参考答案

第7章 齿轮机构及其设计
7．1 知识结构
7．2 基本要求
7．3 重点与难点
7．4 典型例题
7．5 思考题
7．6 习题
7．7 习题参考答案

第8章 轮系及其设计
8．1 知识结构
8．2 基本要求
8．3 重点与难点
8．4 典型例题
8．5 思考题
8．6 习题
8．7 习题参考答案

第9章 其他常用机构
9．1 知识结构
9．2 基本要求
9．3 重点与难点
9．4 典型例题
9．5 思考题
9．6 习题
9．7 习题参考答案

第10章 平衡
10．1 知识结构
10．2 基本要求
10．3 重点与难点
10．4 典型例题
10．5 思考题
10．6 习题
10．7 习题参考答案

第11章 机械的运转及速度波动的调节
11．1 知识结构
11．2 基本要求
11．3 重点与难点
11．4 典型例题
11．5 思考题
11．6 习题
11．7 习题参考答案

第12章 机械中的摩擦与机械效率
12．1 知识结构
12．2 基本要求
12．3 重点与难点
12．4 典型例题
12．5 思考题
12．6 习题
12．7 习题参考答案

第13章 机械系统运动方案设计
13．1 知识结构
13．2 基本要求
13．3 重点与难点
13．4 典型例题
13．5 思考题
13．6 习题
13．7 习题参考答案

第14章 自测题
自测题1
自测题2
自测题3
自测题4
参考答案

参考文献

前言/序言

　　机械原理是高等院校机械类专业重要的专业基础课之一，这门课程对机械专业的学生十分重要。为了使学生学好机械原理这门课程，培养他们良好的创新设计能力，并为学习后续课程打下坚实的基础，我们编写了《机械原理学习指导与习题解答》一书。
　　全书与<机械原理》（李树军主编，科学出版社）教材相对应，共14章。第1章绪论对本课程作一个概要的介绍，使学生对整个课程的体系以及内容有所了解，并为学生学习机械原理课程提供了指导性意见。第2-13章主要内容包括知识结构、基本要求、重点与难点、典型例题、思考题、习题、习题参考答案。其中，知识结构部分帮助学生理顺知识体系；基本要求部分使学生对本章的要求有一个清晰的了解；重点与难点部分对学生应掌握的基本概念、基本公式、基本理论、基本方法进行了总结；典型例题部分注重解题思路、方法和技巧；思考题部分提供了消化本章主要概念、公式、理论的一个平台，让学生积极思考，将知识融会贯通；习题部分的选择考虑学生掌握知识的梯度变化，涵盖了不同层次的习题；习题参考答案部分给出了参考答案或提示。第14章给出4套自测题及参考答案。
　　本书由东北大学王丹（第3、8、14章部分内容及第1、4、5章）、李翠玲（第14章部分内容及第2、6章）、王淑仁（第7章），沈阳工业大学刘杰（第3章部分内容及第12章），辽宁石油化工大学王晓华（第8章部分内容），沈阳理工大学李金泉（第9章）、邵伟平（第11章）、赵满平（第13章），辽宁工业大学熊晓航（第10章）共同编写而成。
　　由于编者水平有限，书中难免存在疏漏或欠妥之处，恳请读者提出宝贵意见。

《机械原理》学习指南与习题解析 一、 导论 机械原理，作为一门核心的工程学科，是理解和设计机械系统的基石。它研究机械的工作原理、运动规律、动力学特性以及机械的综合设计方法，是机械工程专业学生必不可少的知识体系。本书旨在为广大机械原理的学习者提供一份全面、深入的学习指导与习题解析，帮助读者构建扎实的理论基础，掌握解决实际问题的能力。 本书不同于传统的机械原理教材，它更侧重于学习方法的引导和难点问题的解析。我们将通过条理清晰的讲解、精选的习题以及详尽的解题思路，带领读者一步步攻克机械原理的学习难关，最终达到融会贯通、举一反三的境界。 二、 学习理念与方法 机械原理的学习并非一蹴而就，需要科学的方法和持之以恒的努力。本书倡导以下学习理念： 1. 理解为先，记忆为辅： 机械原理的知识点之间紧密相连，相互依存。死记硬背只会事倍功半。本书将深入剖析每个概念的形成过程、内在逻辑和应用场景，帮助读者理解其“为什么”，而非仅仅记住“是什么”。 2. 理论联系实际： 机械原理的最终目的是应用于实践。我们将尽可能地联系现实生活中的机械装置和工程实例，让抽象的理论变得具体可感，增强学习的趣味性和实用性。 3. 多角度思考，举一反三： 面对同一问题，可以有多种解题思路。本书在解析习题时，将尝试提供不同的解题方法，引导读者从不同角度审视问题，培养灵活的思维能力。 4. 循序渐进，打牢基础： 机械原理知识点体系庞大，但也有其内在的逻辑顺序。本书将按照知识点的难易程度和逻辑关系进行编排，确保读者能够逐步掌握，避免“拔苗助长”。 5. 勤于练习，善于总结： 习题是检验学习成果、巩固知识的有效手段。本书精选了大量典型且有代表性的习题，并提供详尽的解析，帮助读者巩固所学，发现知识盲点。同时，鼓励读者在解题过程中进行总结，提炼解题技巧和方法。 三、 内容要点与深度解析 本书将围绕机械原理的核心内容展开，并在此基础上提供更深入的解析和更具指导性的学习路径。 1. 机械系统的概念与组成： 机构与机器的区分： 深入阐述机构与机器的本质区别，理解机器作为能够实现预定功能的机构组合，以及其与机构之间的辩证关系。 构件、高副、低副、约束： 详细解析这些基本概念的定义、类型和作用，理解构件如何通过运动副连接形成机构。特别强调约束的种类及其对机构运动的影响。 自由度与宏观/微观自由度： 深入探讨机构的自由度概念，不仅包括宏观自由度的计算，还将涉及微观自由度在复杂机构分析中的意义。通过实际案例，展示自由度与机构运动状态的直接关联。 2. 平面连杆机构： 基本类型与特点： 详细介绍曲柄滑块机构、铰接四杆机构（包括曲柄滑块、双曲柄、双摇杆）、外摆线机构等基本类型，分析它们的传动特点、应用范围和优缺点。 杆长、曲柄、摇杆、滑块的判别： 提供清晰的判别方法，帮助读者快速识别不同类型杆件在机构中的作用。 机构的演化与组合： 讲解如何通过改变杆长、增加连杆等方式，对基本机构进行演化，以及如何组合基本机构以实现更复杂的运动。 转向架、万向节等复杂机构的分析： 针对一些常见的复杂机构，如转向架、万向节等，提供详细的运动分析方法，揭示其工作原理。 3. 凸轮机构： 基本组成与运动特性： 深入解析凸轮、从动件、机架等组成部分，以及凸轮的旋转如何驱动从动件产生特定的运动。 从动件的运动规律： 详细介绍常见的运动规律（如等速、等加速、等减速、简谐等），分析不同运动规律对凸轮轮廓和机构动力学性能的影响。 图解法与解析法设计： 演示如何运用图解法和解析法设计凸轮轮廓，并提供实例分析，帮助读者掌握实际设计步骤。 组合凸轮机构与应用： 探讨组合凸轮机构的优势，以及凸轮机构在各种工业设备中的广泛应用。 4. 齿轮齿轮机构： 齿轮的基本参数与啮合原理： 详细讲解齿数、模数、压力角、齿顶高、齿根高、基圆、分度圆等基本参数，以及渐开线齿轮和圆弧齿轮的啮合特性。 齿轮传动类型与特点： 深入分析直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆等传动方式，阐述其各自的传动比、效率、承载能力和适用范围。 齿轮机构的设计与分析： 提供齿轮机构设计的基本步骤，包括确定传动比、选择齿轮类型、计算齿轮参数等，并对齿轮受力进行初步分析。 渐开线齿廓的形成与性质： 深入讲解渐开线齿廓的形成过程，并分析其作为齿轮齿廓的优点，例如不变的传动比和加工的便利性。 齿轮加工的原理简介： 简要介绍齿轮加工的常用方法，让读者对齿轮的制造过程有初步的了解。 5. 带传动与链传动： 带传动类型与特点： 详细介绍平带传动、V带传动、同步带传动等，分析它们的传动比、效率、紧边拉力、松边拉力、载荷能力、易损性等。 带传动的张紧与失效： 讲解带传动的张紧方法及其对传动效率和寿命的影响，分析带传动常见的失效形式。 链传动类型与特点： 介绍滚子链、特种链等，分析其传动比、效率、承载能力、适用范围等，并对比与带传动的优劣。 两传动的选择与应用： 提供选择带传动或链传动的指导原则，并结合实例分析其在不同机械中的应用。 6. 摩擦驱动与螺旋传动： 摩擦轮传动： 讲解摩擦轮的基本原理、特点、优缺点，以及在哪些场景下适合使用。 螺旋传动： 详细解析螺旋机构的工作原理，包括传动比、效率、自锁性等，并重点分析螺杆、螺母的配合关系。 螺旋传动在机械中的应用： 列举螺旋千斤顶、丝杠等典型应用，说明螺旋传动的实际价值。 7. 回转件的运动分析（万向联轴器、齿轮变速器等）： 万向联轴器： 深入分析万向联轴器的工作原理，特别是单万向联轴器和双万向联轴器的传动特性，以及其在解决空间轴线夹角问题中的作用。 齿轮变速器： 阐述齿轮变速器的组成原理，分析其如何通过改变齿轮组合实现变速，并重点讲解行星齿轮变速器等复杂变速机构。 其他回转件的运动： 涉及其他常见的回转件机构，如棘轮棘爪机构等，分析其运动特点和工作方式。 8. 机械系统动力学分析基础： 力的分析与传递： 讲解如何对机构中的构件进行受力分析，以及力如何在机构中传递。 惯性力与平衡： 引入惯性力的概念，分析惯性力对机构运动的影响，并介绍平衡的意义和方法。 机械效率与功率损耗： 解释机械效率的定义，分析机构中主要的功率损耗环节，以及如何提高机械效率。 振动与噪声分析初步： 简要介绍机械系统可能产生的振动和噪声，以及分析这些问题的基本思路。 9. 机构的总设计： 机构的方案设计： 强调在实际工程中，如何根据功能需求选择合适的机构类型，进行初步的方案设计。 机构的优化设计： 探讨如何对机构进行优化，以提高性能、降低成本、增强可靠性。 机械系统的可靠性与寿命分析： 简要介绍机械系统可靠性设计的基本概念和方法。 四、 习题解析方法与技巧 本书的习题解析部分将是学习的重中之重。我们不仅提供正确答案，更重要的是解析解题思路和方法： 审题清晰： 强调理解题意，明确已知条件和要求解的参数。 建立模型： 指导读者如何将实际问题抽象成机械模型，并识别机构的类型。 确定方法： 根据题目特点，选择合适的分析方法，如速度分析、加速度分析、力分析等。 详细步骤： 分步解析解题过程，清晰展示每一步的计算依据和逻辑。 图示辅助： 尽可能使用图示来帮助理解，例如速度多边形、加速度多边形等。 典型误区提示： 指出学习者在解题过程中常犯的错误，并加以纠正。 多解法对比： 对于某些题目，提供多种解题方法，拓展学习者的思维。 解题总结： 在每道题解析完毕后，进行小结，提炼解题技巧和规律。 五、 结语 掌握机械原理，是迈向一名优秀机械工程师的必经之路。本书希望通过系统性的学习指导和深入的习题解析，帮助您在机械原理的学习旅程中，少走弯路，高效学习，最终能够独立分析和设计各种复杂的机械系统。愿本书成为您学习路上的得力助手，助您在机械工程领域取得卓越成就。

评分☆☆☆☆☆

第三段 作为一名即将踏入机械工程领域的研究生，我深知扎实的理论基础是多么重要。《机械原理学习指导与习题解答》在这一点上做得尤为出色。它并没有简单地重复教材内容，而是对机械原理中的核心概念进行了更深入的挖掘和拓展。例如，在讲解机构的综合时，它不仅罗列了各种综合方法，还结合了实际工程案例，阐述了这些方法的实际应用价值。我特别喜欢书中对“机构的演化”这一章节的阐述，它打破了我对现有机构的固有认知，让我开始思考，一个看似简单的机构是如何通过巧妙的组合和变化，演变成具有复杂功能的机器。这种前瞻性的视角，让我对机械原理的学习不再局限于解题，而是上升到了对机械设计本质的理解。

评分☆☆☆☆☆

第十段 总而言之，《机械原理学习指导与习题解答》不仅仅是一本习题集，它更像是一本为机械原理学习量身打造的“学习伴侣”。它以学生为中心，用清晰易懂的语言，结合丰富的实例和详实的解析，将枯燥的理论知识变得生动有趣，将复杂的习题变得迎刃而解。我从这本书中获得的不仅仅是知识的掌握，更是学习方法和思维方式的提升。它让我对机械原理这门学科产生了浓厚的兴趣，也让我对未来从事机械工程相关工作充满了信心。这本书的价值，远远超出了它作为一本“学习指导与习题解答”的范畴，它是我机械工程学习道路上不可多得的宝贵财富。

评分☆☆☆☆☆

第九段 在复习机械原理的过程中，我经常会遇到一些“似是而非”的知识点，即看似懂了，但一到实际应用就犯错。这本书的习题解答部分，在这一点上做得非常到位。它不仅仅给出解题步骤，还会针对性地指出一些学生在解题过程中容易出现的误区和陷阱。比如，在计算机构的等效转动惯量时，书中会特别提醒要注意质量的分配和半径的影响。这种“防患于未然”的提示，让我能够提前规避一些常识性的错误，从而更加稳固地掌握知识。这种细致入微的指导，让我感觉就像在一位经验丰富的导师的监督下学习。

评分☆☆☆☆☆

第六段 作为一本“国家工科机械基础课程教学基地规划教材”的配套读物，这本书在内容的权威性和系统性方面无疑有着显著优势。它紧密围绕着机械原理的核心教学大纲，并结合了多年来教学实践的经验总结。在学习过程中，我明显感受到其内容的严谨性，无论是理论的推导还是公式的应用，都经过了严格的检验。书中对一些经典的机械原理问题的分析，也展现了其深度和广度。例如，关于平面机构的运动分析，它不仅介绍了基本的解析法，还提及了图解法和复数法，为我打开了新的视野。这让我明白，机械原理的学习不仅仅是掌握一种方法，更是理解多种工具和思路的灵活运用。

评分☆☆☆☆☆

第五段 《机械原理学习指导与习题解答》在内容编排上，充分考虑到了学习的连贯性和递进性。它并非将知识点孤立地呈现，而是巧妙地将概念、原理、方法和应用有机地结合起来。比如，在讲解齿轮传动时，它不仅详细介绍了各种齿轮的类型和传动比的计算，还会紧接着给出相关的习题，并提供详细的解答。这些习题的设计也相当巧妙，从基础的计算题到需要综合运用多项知识的综合题，难度循序渐进，让我能够逐步巩固所学知识，并发现自己理解上的薄弱环节。这种“学-练-测”的闭环学习模式，极大地提高了我的学习效率。

评分☆☆☆☆☆

第四段 这本书的语言风格非常贴合学生的需求。它避免了过于学术化和僵硬的表达，而是采用了更加生动、通俗易懂的语言。在我遇到一些抽象的概念，比如虚功原理或是达朗伯原理时，书中通过生动的比喻和形象的图示，将这些复杂的物理概念转化为了更容易理解的图像。我记得在解释“虚功”时，作者用了一个“看不见的力”的比喻，瞬间就点亮了我原本混沌的思路。这种“接地气”的讲解方式，让我感到学习不再是一件痛苦的事情，反而充满了探索的乐趣。它像一位耐心而善解人意的老师，时刻站在我的角度，用我能够理解的方式，引导我一步步深入知识的海洋。

评分☆☆☆☆☆

第一段 拿到这本《机械原理学习指导与习题解答》时，我正为大学机械原理课程的繁重理论和抽象概念而焦头烂额。作为一本“学习指导与习题解答”，它的定位就非常明确：它不是一本纯粹的教材，而是对那些枯燥理论的“翻译官”，是对那些看似遥不可及的习题的“破译器”。翻开第一章，首先映入眼帘的是清晰的目录和精炼的章节概述，迅速勾勒出了该章的学习重点。我尤其欣赏它在每一章节开篇引入的“本章难点提示”部分，就像一位经验丰富的老师提前为我点亮了可能踩雷的区域，让我能够更有针对性地去攻克那些我常常感到棘手的概念，比如机构的自由度分析，抑或是运动学方程的推导，这些在传统教材中常常显得晦涩难懂，但在这里，通过更具象化的语言和逻辑性的拆解，我仿佛能看到那些复杂的联动关系是如何一步步被揭示出来的。

评分☆☆☆☆☆

第八段 这本书的排版和设计也为我的学习体验增添了不少分数。清晰的字体、合理的行间距，以及恰到好处的图表和公式的排版，都使得阅读过程更加舒适。我尤其喜欢书中大量使用的工程图和示意图，它们形象地展示了机械原理中的各种机构和运动过程，极大地帮助我理解那些抽象的概念。例如，在讲解凸轮机构时，书中提供了不同类型凸轮的详细剖面图和运动曲线图，让我能够直观地感受到凸轮与从动件之间的运动关系。这种视觉化的学习方式，比单纯的文字描述要高效得多。

评分☆☆☆☆☆

第七段 我特别欣赏这本书在拓展视野方面所做的努力。在讲解基础知识的同时，它还引入了一些与时俱进的机械工程前沿技术和发展趋势。虽然它不是一本专门介绍前沿技术的书籍，但它会在适当的时机，为读者点拨一二。例如，在讨论机器人的运动学时，书中简要提及了现代机器人设计中对精密减速器的需求，以及相关的先进传动技术。虽然篇幅不长，但这些信息足以激发我的好奇心，让我愿意主动去查找更多相关资料，了解最新的技术动态。这种“授人以渔”的教学理念，让我受益匪浅，也让我对未来的机械工程领域充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

第二段 这本书的另一大亮点在于它对习题解答的细致程度。不同于市面上许多习题集仅仅给出最终答案，这本书的解析过程堪称“手把手教学”。每一道例题都从题目分析、解题思路、步骤详解到最终答案，层层递进，毫不含糊。我曾在一道关于复杂连杆机构动力学分析的习题上卡壳了很久，尝试了多种方法都不得其解。翻到这本书的对应习题解答，我惊喜地发现，它不仅给出了详细的数学推导过程，还在关键步骤旁用注释解释了每一步的物理意义和数学原理。更重要的是，它还探讨了其他可能的解题思路，并分析了不同方法的优劣。这种深度解析让我不仅能够理解这道题的解法，更能从中学习到解决同类问题的通用方法和技巧，极大地提升了我独立解决问题的能力。

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