本精讲严格对标孙桓、陈作模、葛文杰主编《机械原理（第九版）》（高等教育出版社），按教材三篇 13 章体系，提炼核心考点、公式、易错点与解题逻辑，适配课堂学习、期末复习与考研基础备考，兼顾理论理解与应试应用。

一、教材整体框架（第九版核心结构）

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二、第一篇 机构分析基础（必考核心，全教材基石）

第 1 章 机构的结构分析

1. 核心概念辨析

• 构件：独立运动单元（区别于零件 —— 制造单元）
• 运动副：两构件直接接触 + 可动连接，按接触分为低副（转动 / 移动副，面接触）、高副（点 / 线接触，如齿轮、凸轮）

2. 平面机构自由度计算（期末 / 考研必考题）

• 核心公式：
  F=3n−(2pL+pH)
  • n：活动构件数（不计机架）
  • pL：低副总数
  • pH：高副总数
• 机构具有确定运动的条件：主动件数 = 自由度 F

3. 自由度计算三大易错点（必掌握）

1. 复合铰链：m 个构件汇交，含m-1 个转动副
2. 局部自由度：不影响整体运动的多余自由度（如滚子），计算时先去除
3. 虚约束：重复约束，对运动无限制，计算时先剔除

4. 机构组成原理

第 2 章 平面机构的运动分析

1. 速度瞬心法（快速求速度，选择题 / 简图题首选）
   • 定义：两构件瞬时等速重合点，相对速度为 0
   • 应用：直接求解构件角速度、点线速度，无需列方程
2. 相对运动图解法 / 解析法
   • 图解法：矢量方程作图，适合简单机构
   • 解析法：建立坐标系列运动方程，求导得速度、加速度，适配复杂机构与编程计算

第 3-7 章 静力 / 动力分析、平衡、速度波动调节

1. 静力分析：不计惯性力，列平衡方程求运动副反力、平衡力矩
2. 机械效率与自锁：效率 η= 输出功 / 输入功；自锁条件：η≤0，与驱动力、摩擦角相关
3. 机械平衡
   • 刚性转子：静平衡（惯性力合力为 0）、动平衡（惯性力 + 惯性力矩均为 0）
   • 平衡计算：校正质量、相位、去重 / 加重计算
4. 速度波动调节
   • 周期性波动：用飞轮储能 / 释能，核心计算飞轮转动惯量
   • 非周期性波动：用调速器控制

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三、第二篇 常用机构设计（应用核心，设计题主场）

第 8 章 平面连杆机构及其设计

1. 四杆机构核心考点

• 曲柄存在条件：最短杆 + 最长杆≤其余两杆长度和（杆长条件）+最短杆为机架 / 连架杆
• 传动角 γ：压力角 α 的余角，γ 越大传力性能越好，常取最小传动角≥40°
• 死点：曲柄与连杆共线位置，传动角 = 0，机构卡死；利用死点定位（夹具），或飞轮 / 错排机构越过死点

2. 四杆机构演化

第 9 章 凸轮机构及其设计

1. 从动件运动规律

• 等速、等加速等减速、简谐、摆线运动，核心区分刚性冲击（速度突变）、柔性冲击（加速度突变），高速机构优先选无冲击规律

2. 凸轮设计核心

• 基圆半径：影响压力角与尺寸，基圆越小压力角越大，易自锁
• 压力角：受力关键参数，许用压力角：推程≤30°，回程≤70°
• 凸轮廓线绘制：反转法（包络法），图解 + 解析均可考

第 10 章 齿轮机构及其设计（全教材重难点）

1. 渐开线核心特性

• 渐开线齿廓定传动比、啮合角恒等于压力角、中心距可分性

2. 标准直齿圆柱齿轮参数与计算

• 基本参数：齿数 z、模数 m、压力角 α=20°、齿顶高系数、顶隙系数
• 核心公式：分度圆 d=mz，齿距 p=πm，齿厚 s=πm/2

3. 正确啮合 + 连续传动条件

• 正确啮合：模数相等、压力角相等
• 连续传动：重合度 ε≥1，ε 越大传动越平稳

4. 变位齿轮

5. 斜齿轮、锥齿轮基础

• 斜齿轮：螺旋角 β，端面 / 法面参数换算，重合度更大、传动平稳，适用于高速重载
• 锥齿轮：用于相交轴传动，按背锥当量齿轮计算，掌握正确啮合与几何尺寸计算

第 11 章 轮系及其设计

1. 轮系分类

2. 传动比计算

• 定轴轮系：传动比 = 各从动轮齿数乘积 / 各主动轮齿数乘积，标注转向
• 周转轮系：转化轮系法（给整个轮系加 -ω_H），核心公式：
  ikHH=ωj−ωHωk−ωH
• 复合轮系：拆分定轴 + 周转，分别计算再联立，是考研计算题高频题型

3. 轮系功用

第 12 章 其他常用机构

• 间歇运动：棘轮、槽轮、不完全齿轮，掌握运动系数、转角、停歇时间计算
• 换向 / 变角传动：万向节（单万向不等速，双万向等速需满足安装条件）

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四、第三篇 机械系统方案设计（综合应用）

第 13-14 章 系统方案与机器人机构

1. 机械系统方案设计流程：功能分析→机构选型→运动协调→动力匹配→方案评价
2. 机器人机构：自由度配置、运动副选型、工作空间、运动学建模基础，对接现代机械工程应用

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五、第九版学习与应试核心技巧

1. 抓主线：结构分析→运动分析→动力分析→机构设计→系统集成，按这条线串联所有章节
2. 记公式 + 避坑：自由度、四杆曲柄条件、齿轮参数、轮系转化轮系，四大公式必背，同时牢记局部自由度、虚约束、根切、死点等易错点
3. 图题结合：运动简图、凸轮轮廓、齿轮啮合、杆组拆分，画图 = 理解一半，考试简图题分值高
4. 真题锚定：自由度计算、连杆设计、齿轮参数、轮系传动比，是期末与考研四大必考大题，优先刷对应题型

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六、分章基础速记清单（便携复习）

1. 结构分析：自由度公式 + 三坑 + 杆组拆分
2. 运动分析：瞬心求速 + 图解 / 解析法逻辑
3. 动力分析：效率 + 自锁 + 平衡 + 飞轮惯量
4. 连杆机构：杆长条件 + 传动角 + 死点 + 演化
5. 凸轮机构：运动规律冲击特性 + 基圆 + 压力角 + 反转法
6. 齿轮机构：渐开线特性 + 参数计算 + 啮合条件 + 变位
7. 轮系：转化轮系 + 复合轮系拆分 + 传动比计算
8. 其他机构：间歇运动特性 + 万向节等速条件

课程目录：

1-1&1-2 绪论
2-1机器的组成
2-2设计及其的一般程序
2-3对机器的主要要求
2-4-1机械零件的主要失效形式-断裂
2-4-2机械零件的主要失效形式-过大的残余变形
2-4-3机械零件的主要失效形式-表面失效
2-5设计零件时满足的基本要求
2-6机械零件的设计准则
2-7机械零件的设计方法
2-8机械零件的一般设计步骤
2-9机械零件的材料及选用
2-10机械设计中的标准化
2-11机械现代设计方法简介
3-0-1载荷和应力概念基础
3-0-2稳定循环变应力
3-1-1材料的疲劳强度概述
3-1-2材料的疲劳曲线
3-1-3材料的等寿命疲劳曲线
3-2-1零件的等寿命疲劳曲线
3-2-2零件的工作应力曲线（r=c）
3-2-3零件的工作应力曲线(σm=C和σmin=C)
3-2-4-1零件疲劳曲线计算及线性累计理论
3-2-4-2零件疲劳曲线计算习题
3-2-5双向稳定变应力作用下时机械疲劳强度计算
3-2-6提高疲劳强度的措施
3-3-1低应力脆断
3-4-1接触应力分析
4-1-1摩擦概述
4-1-2摩擦分类及特点
4-2-1磨损的三个阶段
4-2-2磨损的分类
4-3-1润滑剂（润滑油和润滑脂）
4-3-2添加剂
5-1-1螺纹的基本类型和应用1
5-1-2螺纹的主要参数
5-2-1-1螺纹连接的主要类型（螺栓连接）
5-2-1-2螺纹连接的主要类型（双头螺柱和螺钉）
5-2-1-3螺纹连接的主要类型（其他螺纹连接）
5-2-2标准螺纹连接件
5-4螺纹连接的防松
5-5-1螺栓组连接的设计
5-5-2螺栓组受力分析总览
5-5-3受横向载荷的螺栓组受力分析
5-5-4受转矩的螺栓组受力分析
5-5-5受轴向载荷的螺栓组受力分析
5-5-6-1（补充）受倾覆力矩的螺栓组受力分析
5-5-6受倾覆力矩的螺栓组受力分析
5-6-1螺纹连接的强度计算
5-6-2松螺栓的强度校核计算
5-6-3紧螺栓的强度校核计算
5-7-1螺纹连接件的材料及许用应力
5-8-1提高螺纹连接强度的措施1
5-8-2提高螺纹连接强度的措施2
6-1-1平键连接
6-1-2半圆键连接
6-1-3楔键连接
6-1-4切向键连接
6-1-5键的选择
6-1-6键连接强度计算
6-2-1花键概述
6-2-2矩形花键和渐开线花键
6-2-3花键强度计算
6-3-1无键连接
6-4-1销连接
8-1-1带传动基本结构和特点
8-1-2带传动分类及特点
8-1-3V带的类型和结构
8-1-4V带的弯曲变形及轮槽角
8-1-5窄V带和普通V带对比
8-2-1带传动工作受力分析
8-2-2-1（拓展）带的应力图
8-2-2带的应力分析
8-2-3弹性滑动和打滑
8-2-4带传动的传动比计算
8-3-1带的失效形式设计准则及带的功率
8-3-2-1（拓展）带传动松紧边布置问题
8-3-2带传动的参数选择
8-3-3带传动的设计计算
8-4-1带轮的设计
8-5-1带传动的张紧
9-1-1链传动概述及分类特点
9-2-1滚子链链传动结构特点
10-1-1齿轮传动概述及分类
10-2-1齿轮常见工况及失效形式
10-2-2轮齿折断
10-2-3齿面磨损
10-2-4齿面疲劳点蚀
10-2-5齿面疲劳点蚀
10-2-6轮齿塑性变形
10-2-7齿轮的设计准则
10-3-1齿轮材料及热处理方式
10-4-1齿轮的载荷系数
10-4-2使用系数
10-4-3动载系数
10-4-4齿间载荷分配系数
10-4-5齿向载荷分布系数
10-5-1直齿轮受力分析
10-5-2-1齿根弯曲疲劳强度分析
10-5-2-2齿根弯曲疲劳强度分析2
10-5-2-3齿面接触疲劳强度
10-5-2-4齿轮强度计算说明
10-6-1齿轮的精度选择
10-6-2-1齿轮的压力角选择
10-6-2-2齿轮的齿数选择
10-6-2-3齿轮的齿宽系数选择
10-6-3齿轮的许用应力
10-7-1斜齿轮的受力分析
10-7-2斜齿轮的强度计算
10-8-1锥齿轮的强度计算
10-9-1变位齿轮的强度分析
10-10-1齿轮的结构
10-11-1齿轮的润滑
11-1-1蜗杆传动概述
11-2-0蜗杆的生成和蜗杆传动的基本参数
11-2-1蜗杆传动的模数和压力角
11-2-2蜗轮蜗杆的分度圆直径
11-2-3蜗杆的头数
11-2-4蜗杆的导程角
11-2-5蜗轮蜗杆传动的传动比和齿数比
11-2-6蜗轮的齿数
11-2-7蜗杆传动的中心距
11-3-1-1蜗杆传动的失效形式及设计准则
11-3-1-2蜗杆传动的材料
11-3-2蜗杆传动的受力分析
11-5-1蜗杆传动的效率
11-5-2蜗杆传动的润滑
11-5-3蜗杆传动的热平衡
11-6-1蜗杆传动的结构设计
12-1-1滑动轴承概述
12-2-1滑动轴承的结构分类及应用
12-7-1-1（在12-2后直接看）滑动轴承流体动压润滑形成条件
12-7-2（在12-2后直接看）径向滑动轴承形成液体动压润滑的过程
12-7-3（在12-2后直接看）径向滑动轴承形几何参数分析
12-7-4-1（在12-2后直接看）径向滑动轴承工作能力分析
12-3-1滑动轴承失效形式
12-3-2-1滑动轴承材料的性能要求
12-3-2-2滑动轴承材料分类及特点
12-4-1滑动轴承轴瓦结构
12-5-1滑动轴承润滑剂的选择
12-6-1径向非液体滑动轴承的计算
12-6-2止推非液体滑动轴承的计算
12-6-3非液体滑动轴承的计算练习
12-7-4-2滑动轴承的热平衡分析
12-7-5滑动轴承的主要参数选择
12-8-1其他滑动轴承
13-1-1滚动轴承概述
13-2-1滚动轴承的载荷类型分类
13-2-2-1滚动轴承的类型及性能特点（上）
13-2-2-2滚动轴承的类型及性能特点（下）
13-2-2-3滚动轴承代号
13-3-1(先看)滚动轴承的类型的选择
13-4-1滚动轴承的载荷分布
13-4-2滚动轴承的动态载荷变化
13-5-1滚动轴承的失效形式及基本额定寿命
13-5-2滚动轴承的基本而定动载荷
13-6-1滚动轴承的支承
13-6-2-1滚动轴承的轴向定位
13-6-2-2滚动轴承的轴向定位补充
13-6-3-1滚动轴承的布置方式（两端单向固定）
13-6-3-2滚动轴承的布置方式（一端双向固定一端游动）
13-6-3-3滚动轴承的布置方式（两端游动）
13-6-4滚动轴承的调整
13-6-5滚动轴承的公差配合
13-6-7滚动轴承的润滑
13-6-8滚动轴承的密封
13-7-1高速轴承和高温轴承
13-7-3滑动轴承和滚动轴承比较
15-1-1-1轴的分类
15-1-1-2轴的受力分析和失效形式
15-1-2轴设计的主要内容
15-1-3轴的材料
15-2-1-0轴的结构设计内容总览
15-2-1-1轴系的装配方案分析
15-2-2-1轴上零件的定位总览
15-2-2-2轴上零件的轴向定位方式
15-2-2-3轴上零件的周向定位方式
15-2-3轴的轴段结构长度及直径
15-2-4-0提高轴强度的措施概述
15-2-4-1合理布置轴上零件的位置
15-2-4-2改善轴上零件的结构
15-2-4-3改善轴的结构
15-2-4-4提高轴的表面质量
15-2-5轴的结构工艺性
15-3-0轴的设计计算总览
15-3-1轴的强度校核计算
15-3-2轴的刚度校核计算
15-3-3轴的振动稳定性