机械原理与设计是机械工程、机器人工程、智能制造工程等专业的核心基础课，主要为机械装备设计提供基本概念、方法和工具。

本书是北京航空航天大学机械原理教学团队在总结机械原理、机械原理与设计等课程的长期教学实践经验的基础上编写而成的。全书以“机械系统设计过程与实现”为主线，融合机械原理和机械设计两门传统课程的主干知识，同时结合学科发展、新工科专业教学需求等因素，融入了Adams等仿真工具及适量的最新科研成果，力求经典理论与前沿技术兼顾、基础理论与工程实践融通。

全书采用“总-分-总”的知识架构，共五篇21章内容。第一篇(第1、2章)为机械设计总论，也是全书的总绪论；第二篇(第3～5章)和第三篇(第6～11章)分别为机构分析篇与机构设计篇，主要介绍典型平面机构(平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系等)的分析与设计，是机械方案设计与创新的理论与实践基础。第四篇(第12～18章)为机械零部件设计篇，主要介绍通用零部件(静连接、轴承、螺旋传动与直线运动、挠性传动、啮合传动、轴系零部件、缓冲件与结构件等)的结构设计，是机械系统结构设计的理论与实践基础。第五篇(第19～21章)为机械系统设计应用篇，以飞剪机执行机构及其减速器、单自由度足式步行机器人两个典型机械系统为例，简述机械原理与设计核心知识在工程实际中的应用。

本书可作为高等学校本科生教材，也可作为相关专业的研究生、科研人员与工程技术人员参考用书。

前辅文
第一篇 机械设计总论
  第1章 绪论
   1.1 机器、机构与机械
   1.2 机器的组成
   1.3 机械原理与设计相关学科发展简介
   1.4 机械原理与设计课程的地位、学习内容与目标
   1.5 机械原理与设计课程的学习方法
   思考题与习题
  第2章 机械设计概论
   2.1 概述
   2.2 机械设计过程
   2.3 机械零件设计基础
   2.4 *现代机械设计方法简介
   思考题与习题
第二篇 机构分析
  第3章 平面机构的结构分析
   3.1 机构的组成
   3.2 机构的表达
   3.3 平面机构的自由度计算
   3.4 平面机构的组成原理与结构分析
   3.5 机构的构型综合
   思考题与习题
  第4章 平面机构的运动分析
   4.1 机构运动分析的目的和方法
   4.2 相对运动图解法做平面机构的运动分析
   4.3 瞬心法做平面机构的速度分析
   4.4 解析法做平面机构的运动分析
   4.5 虚拟样机仿真法做平面机构的运动分析
   思考题与习题
  第5章 平面机构的力分析
   5.1 机构力分析的目的和方法
   5.2 作用在机械上的力
   5.3 考虑惯性力(矩)的平面机构力分析
   5.4 考虑运动副摩擦的平面机构力分析
   5.5 机械的自锁
   5.6 机械效率
   思考题与习题
第三篇 机构设计
  第6章 平面连杆机构及其设计
   6.1 平面连杆机构的类型
   6.2 曲柄存在的条件
   6.3 平面连杆机构的运动与传动特性
   6.4 常用的功能型平面连杆机构
   6.5 平面连杆机构的设计
   思考题与习题
  第7章 凸轮机构及其设计
   7.1 凸轮机构的发展简史
   7.2 凸轮机构及其分类
   7.3 凸轮机构的运动及传动特性
   7.4 凸轮机构的廓线设计
   7.5 凸轮机构基本参数的确定
   思考题与习题
  第8章 齿轮机构及其设计
   8.1 齿轮机构研究与发展简史
   8.2 齿轮机构的常见类型
   8.3 齿廓曲线
   8.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数与几何尺寸
   8.5 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动
   8.6 渐开线齿轮的加工原理
   8.7 *渐开线变位齿轮机构简介
   8.8 平行轴斜齿圆柱齿轮传动机构
   8.9 蜗杆蜗轮传动机构
   8.10 直齿锥齿轮传动机构
   思考题与习题
  第9章 轮系及其设计
   9.1 轮系的主要类型
   9.2 定轴轮系的传动比计算
   9.3 周转轮系的传动比计算
   9.4 混合轮系的传动比计算
   9.5 典型轮系的方案设计
   9.6 轮系的应用
   思考题与习题
  第10章 其他常用机构
   10.1 间歇运动机构
   10.2 特殊传动机构
   10.3 柔性机构
   10.4 组合机构
   10.5 空间开链机构
   10.6 并联机构
   思考题与习题
  第11章 机械动力学设计基础
   11.1 机械动力学概述
   11.2 机械的运转
   11.3 单自由度机械系统等效动力学模型与真实运动求解
   11.4 机械运转周期性速度波动与飞轮设计
   11.5 机械平衡的目的与分类
   11.6 刚性转子的平衡设计
   11.7 平面机构的平衡设计
   思考题与习题
第四篇 机械零部件设计
  第12章 静连接
   12.1 螺纹连接
   12.2 轴毂连接
   12.3 不可拆连接简介
   思考题与习题
  第13章 轴承
   13.1 概述
   13.2 滚动轴承的结构、类型及代号
   13.3 滚动轴承的载荷、失效形式与寿命计算
   13.4 滚动轴承装置的结构设计
   13.5 滑动轴承简介
   思考题与习题
  第14章 螺旋传动与直线运动
   14.1 螺旋传动的类型、特点及应用
   14.2 滑动螺旋传动
   14.3 滚动螺旋传动
   14.4 直线导轨及其结构设计
   14.5 直线运动单元简介
   思考题与习题
  第15章 挠性传动
   15.1 概述
   15.2 V带与V带轮
   15.3 带传动的工作情况分析
   15.4 V带传动的设计计算
   15.5 滚子链与链轮
   15.6 链传动的运动与力分析
   15.7 滚子链传动的设计计算
   15.8 挠性传动的张紧与维护
   思考题与习题
  第16章 啮合传动
   16.1 齿轮传动的失效形式与设计准则
   16.2 齿轮材料及热处理
   16.3 齿轮传动的计算载荷
   16.4 直齿圆柱齿轮传动的强度计算
   16.5 齿轮传动的设计参数、许用应力与精度选择
   16.6 直齿圆柱齿轮传动设计
   16.7 斜齿圆柱齿轮传动
   16.8 直齿锥齿轮传动
   16.9 齿轮传动的结构设计与润滑
   16.10 蜗杆传动
   思考题与习题
  第17章 轴系零部件
   17.1 概述
   17.2 轴的结构设计
   17.3 轴的性能设计
   17.4 联轴器
   17.5 离合器
   17.6 轴系结构设计及实例
   思考题与习题
  第18章 缓冲件与结构件
   18.1 弹簧的类型与常用材料
   18.2 圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧的结构和几何参数
   18.3 圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧的设计计算
   18.4 制动器简介
   18.5 结构件设计概述
   思考题与习题
第五篇 机械系统设计应用
  第19章 机械系统方案设计
   19.1 方案设计过程中应遵循的几个基本原则
   19.2 功能设计
   19.3 执行系统的运动方案设计
   19.4 原动机与传动系统的选择
   19.5 方案评价与决策
   19.6 方案设计实例
   思考题与习题
  第20章 机械传动系统设计
   20.1 概述
   20.2 机械传动系统的组成及常用部件
   20.3 机械传动系统的总体设计
   20.4 传动装置的结构设计(以减速器为例)
   20.5 飞剪机传动装置设计实例
   思考题与习题
  第21章 机械系统综合设计实例
   21.1 机械系统综合设计题目
   21.2 设计实例
   大作业
附录 Adams虚拟仿真及作业题目
  1. 虚拟样机技术与Adams软件
  2. Adams虚拟仿真作业题目及要求
参考文献