從零開始學機構學(原著第2版)（簡體書）

本書通過圖解形式講解機構學的基礎理論知識，描述了連桿機構、凸輪機構、摩擦傳動機構、齒輪傳動機構、撓性傳動機構，解說了各種常見機構類型及其工作原理和應用。本書側重於常用的機構學知識，為了簡明易懂地說明相關知識內容，使用了大量的插圖和簡圖。此外，在每章的最後都附有習題，讀者可以通過習題的練習來鞏固對每章內容的學習。
本書適合普通本科非機械類、高職機械類學生閱讀，也適合對相關知識感興趣的自學者閱讀。

作者簡介：
宇津木諭，
武藏工業大學研究生院博士研究生（機械工學專業）畢業 工學博士；
武藏工業大學（現 東京都市大學）、幾德工業大學（現 神奈川工科大學）兼職講師；
科學技術學園專門（專科）學校 講師；
科學技術學園高級中學（2013年3月退休）。

住野和男，
1971年，東海大學工學部機械工學專業畢業 大學本科；
工學院大學學生創造活動支援室（夢想工廠），責任講師（2013年9月去世）。

林俊一，
2000年，橫濱國立大學工學研究科生產工學專業畢業，工學碩士；
工學院大學專科學校機械3D與CAD研究室，兼職講師（2008年3月末退休）。

譯者簡介：
王明賢，
管理學博士、教授，遼寧省沈陽市人，燕山大學管理科學與工程專業博士畢業。
現任天津商業大學管理學院教授，主要從事產質量量控制和風險管理等工作，曾獲得天津市科技進步二等獎、三等獎及天津市產學研突出貢獻獎等。
主要著（譯）作有《現代質量管理（第二版）》(清華大學出版社，2014)、《彩色圖解力學入門》(化學工業出版社，2019)、《生活中密不可分的熱科學》（化學工業出版社，2019）、《生產管理入門》（化學工業出版社，2020）、《從零開始學機械力學》（化學工業出版社，2021）等。

該書通過插圖解說機構學學的基礎理論，描述了連桿機構、凸輪機構、摩擦傳動機構、齒輪傳動機構、撓性傳動機構，說明機構類型和工作原理及應用。理念先進，形式活潑。該書的作者和譯者均是在高等院校多年從事機械工程教育的教師，有豐富的教學經驗，書中融匯了作者的多年實踐教學經驗。
本書適合普通本科非機械類、高職機械類學生閱讀，也適合對相關知識感興趣的自學者閱讀。

原著第2版前言
以前，汽車和機器人等基本上都是利用機械結構和機械裝置來進行控制，但現在大多採用計算機控制，維護和管理人員也由機械技術人員轉變為電子技術人員，汽車的發動機也因為空氣污染問題逐步由內燃機換成電動機。
但是，汽車在除發動機以外的結構中，仍需要使輪胎進行轉動、進行前進或倒退的切換、懸掛車輪（車軸）、進行方向控制等方面的機構。
另外，機器人也是同樣的，它不僅需要電子基板，在腕部和腳以及其他的可動部位還需要齒輪、連桿、凸輪、傳動帶等機構。
因此，為了使機械、器具等完成規定的動作，無論它們電子化程度多高，各種部件的組合和機構也都是需要的。如此一來，對於從事機械設計的機械技術人員來說，學習各種機構和運動原理是重要的。它能提升設計技能，增加機械設計構思的靈感。
本次修訂中，在綜合考慮各位讀者的希望、意見以及評論的基礎上，進行了內容的新設、追加和刪除，以簡明易懂為目標，再次探討了各頁的內容。作為其中的一環，按照現有的JIS標準和日本機械協會推薦的術語對本書涉及的專業術語進行了統一。在其他書籍
或資料中，因出版時間的不同多少會有採用不同術語的問題，這些讀者可以通過說明或者公式進行內容的對比，這樣就應該能夠理解了。在各章的末尾也都布置了練習題，希望讀者通過自行解題，來檢驗對章節內容的理解程度。
希望對機構學有興趣的讀者能夠閱讀本書。
最後，在本書的出版過程中，歐姆社的書籍編輯部的諸位做了很多艱苦的工作。在此，我向他們表示衷心的感謝。

作者
2018年6月




原著第1版前言
機械由各種零部件組裝而成，並能夠實現一系列的預定動作。為了使機械能夠實現要求的動作，設計和製造機械裝置的機械工程師們首先需要考慮的問題是採用什麼樣的機構和結構更好。同時，為了製造出具體的結構，要進行尺寸、規格和材料的選擇，還要進行成品零部件的采購以及加工等。我相信大家都聽說過“自動裝置”這一用語，傳統的“自動裝置”就是指能夠完成一系列動作的機構。
最近，以機器人為代表的機構，都是通過計算機來進行控制的。但是，在手臂和腳的結構中，除了有提供動力的電動機外，還有組合齒輪、連桿、凸輪、傳動帶等機構。只有採用這些機構，才能夠實現手腕運動以及行走等動作。
為了使機械能夠實現要求的動作，需要機構；也可認為機構是機械工程師構思的具體體現。因此，機構的知識是機械工程師必備的基礎知識，設計機械時的基礎知識就是“機構學”。
本書以初學機構學的學生和從事實際工作的初級技術人員為讀者物件，主要側重於常用的機構學知識，數學公式和計算只保留到必要的精度。另外，為了使知識內容簡單易懂，使用了大量的插圖和簡圖。
此外，在每章的最後都附有練習題，讀者可以通過習題來檢驗對每章內容的理解程度。希望讀者能夠自行進行章後習題的練習，並對照本書後面的參考答案，確認內容的掌握程度，以便深入學習。
我希望本書能成為一本打開機構學之門的鑰匙。同時，期盼本書能夠對從現在開始學習機構學的讀者有所幫助。
最後，在編寫本書的過程中，參考了各種文獻，在此對這些文獻的作者表示由衷的感謝。

作者
2006年10月

第1章　機構學概述
1.1　機構的作用 2
1.2　構件和運動副 7
1.3　連桿機構的組成 11
習題 16

第2章　機構和運動的基礎
2.1　物體的運動 18
2.2　機構的位置、速度、加速度 23
2.3　機構的自由度 27
習題 31

第3章　連桿機構的類型和運動
3.1　平面連桿機構 34
3.2　曲柄滑塊機構 42
3.3　空間連桿機構 48
3.4　連桿機構的運動 50
3.5　連桿機構的應用 57
習題 61

第4章　凸輪機構的類型和運動
4.1　凸輪機構的分類和平面凸輪的類型 64
4.2　空間凸輪 70
4.3　凸輪的運動和凸輪曲線 74
4.4　設計凸輪曲線的解析法 78
4.5　特殊的凸輪和機構 85
4.6　凸輪機構的使用方法 89
習題 92

第5章　摩擦傳動的類型和運動
5.1　摩擦傳動和摩擦力的概述 94
5.2　摩擦輪傳動的角速度比 100
5.3　摩擦輪的使用方法 108
習題 112

第6章　齒輪傳動機構的類型和運動
6.1　齒輪的類型和名稱 114
6.2　標準直齒輪 121
6.3　齒輪軸固定的齒輪傳動 126
6.4　齒輪軸運動的齒輪傳動 132
6.5　非圓齒輪機構 136
習題 138

第7章　撓性傳動的類型和運動
7.1　撓性傳動的類型 140
7.2　撓性傳動的運動 150
7.3　撓性傳動的使用方法 162
習題 166

習題解答 167

附錄 185

文獻 199