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第1章 机械设计基础概论 1

教学导航 1

1.1 认识机械设计基础 2

1.1.1 本课程的研究对象 2

1.1.2 本课程研究的主要内容 3

1.1.3 本课程的主要任务 3

1.2 机械零件设计的基本准则及设计步骤 4

1.2.1 机械零件的失效及主要失效形式 4

1.2.2 机械零件的设计准则 5

1.2.3 机械零件设计的一般步骤 5

实训1 分析单缸内燃机的机器与机构特征 6

知识梳理与总结 7

自测题1 7

第2章 平面机构及自由度计算 9

教学导航 9

2.1 机构的组成 10

2.1.1 运动副 10

2.1.2 构件 11

2.2 平面机构的运动简图与绘制步骤 11

实训2 绘制颚式破碎机主体机构的运动简图 12

2.3 平面机构的自由度 14

2.3.1 自由度和约束的概念 14

2.3.2 自由度的计算和机构具有确定运动的条件 15

2.3.3 平面机构中的特殊结构 16

实训3 计算筛料机构的自由度 18

知识梳理与总结 19

自测题2 20

第3章 平面连杆机构 24

教学导航 24

3.1 平面四杆机构的基本形式及其演化 25

3.1.1 铰链四杆机构的基本形式 25

3.1.2 滑块四杆机构的基本形式 27

3.2 平面四杆机构存在曲柄的条件及基本特性 28

3.2.1 铰链四杆机构存在曲柄的条件 29

3.2.2 平面四杆机构的运动特性 30

3.2.3 平面四杆机构的传力特性 31

3.3 平面四杆机构的运动设计 35

3.3.1 按给定的连杆位置设计平面四杆机构 35

3.3.2 按给定的行程速比系数设计平面四杆机构 36

实训4 确定颚式破碎机中各构件长度 37

知识梳理与总结 38

自测题3 39

第4章 凸轮机构 43

教学导航 43

4.1 凸轮机构的类型及应用 44

4.1.1 凸轮机构的组成与类型 44

4.1.2 凸轮机构的应用 45

4.2 凸轮机构的从动件常用运动规律 46

4.2.1 凸轮机构的运动分析 46

4.2.2 从动件的常用运动规律 47

4.3 反转法绘制盘形凸轮轮廓曲线 49

实训5 设计对心移动滚子从动件盘形凸轮机构 51

4.4 凸轮机构基本尺寸的确定 52

4.4.1 滚子半径的确定 52

4.4.2 压力角的确定 53

4.4.3 基圆半径的确定 53

知识梳理与总结 54

自测题4 55

第5章 带传动与链传动 58

教学导航 58

5.1 带传动的类型与特点 59

5.1.1 带传动的类型和应用 59

5.1.2 带传动的特点 59

5.2 带传动的受力分析和应力分析 60

5.2.1 带传动的受力分析 60

5.2.2 带传动的应力分析 61

5.3 带传动的弹性滑动、打滑和失效形式 63

5.3.1 带传动的弹性滑动和打滑 63

5.3.2 带传动的失效形式和设计准则 64

5.4 V带与V带轮 65

5.4.1 普通V带的结构和尺寸标准 65

5.4.2 普通V带轮的结构 66

实训6 设计离心机普通V带传动系统 69

5.5 带传动的张紧、安装与维护 75

5.5.1 带传动的张紧与调整 75

5.5.2 带传动的安装与维护 76

5.6 链传动 77

5.6.1 链传动的组成、特点与分类 77

5.6.2 滚子链的结构及标准 78

5.6.3 链轮的结构 80

5.6.4 链轮的布置和润滑 80

知识梳理与总结 83

自测题5 83

第6章 齿轮传动 86

教学导航 86

6.1 齿轮传动的类型与特点 87

6.1.1 齿轮传动的类型 87

6.1.2 齿轮传动的特点 88

6.2 渐开线的形成和性质 89

6.2.1 渐开线的形成 89

6.2.2 渐开线的性质 89

6.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的参数及几何尺寸 90

6.3.1 直齿圆柱齿轮各部分的名称和符号 90

6.3.2 标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算 91

6.3.3 渐开线直齿圆柱齿轮公法线长度 92

6.4 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 93

6.4.1 渐开线齿廓啮合特性 93

6.4.2 正确啮合条件 94

6.4.3 连续传动条件及重合度 95

6.5 渐开线齿廓的切削原理与根切现象 96

6.5.1 渐开线齿廓的切削原理 96

6.5.2 渐开线齿轮的根切现象及最少齿数 97

6.6 齿轮的失效形式与设计准则 99

6.6.1 齿轮的失效形式 99

6.6.2 设计准则 100

6.7 渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 100

6.7.1 平面汇交力系合成的解析法 101

6.7.2 力矩 103

6.7.3 轮齿的受力分析 104

实训7 设计牵引机单级直齿圆柱齿轮 104

6.8 渐开线斜齿圆柱齿轮传动 114

6.8.1 斜齿圆柱齿轮传动的啮合特点 114

6.8.2 斜齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算 115

6.8.3 斜齿轮正确啮合的条件和当量齿数 116

6.9 斜齿圆柱齿轮的强度计算 117

6.9.1 力在空间直角坐标系的投影 117

6.9.2 力对轴的矩 119

6.9.3 受力分析 120

6.9.4 强度计算 120

6.10 直齿圆锥齿轮传动 121

6.10.1 圆锥齿轮传动概述 121

6.10.2 标准直齿圆锥齿轮的几何尺寸计算 122

6.11 齿轮的结构设计和齿轮传动的润滑 124

6.11.1 齿轮的结构设计 124

6.11.2 齿轮传动的润滑 125

知识梳理与总结 126

自测题6 128

第7章 蜗杆传动 133

教学导航 133

7.1 蜗杆传动的类型、特点、参数和尺寸 134

7.1.1 蜗杆传动的类型和特点 134

7.1.2 蜗杆传动的基本参数和几何尺寸计算 136

7.2 蜗杆传动的失效形式、设计准则和受力分析 138

7.2.1 蜗杆传动的失效形式和设计准则 138

7.2.2 蜗杆传动的受力分析 139

实训8 设计万能分度头的蜗杆传动 140

7.3 蜗杆传动的润滑、提高散热能力的措施和结构 149

7.3.1 蜗杆传动的润滑 149

7.3.2 提高散热能力的措施 150

7.3.3 蜗杆和蜗轮的结构 150

知识梳理与总结 151

自测题7 151

第8章 轮系 155

教学导航 155

8.1 轮系及其分类 156

8.2 定轴轮系传动比的计算 158

8.3 行星轮系传动比的计算 159

8.4 组合轮系传动比的计算 162

8.5 轮系的应用 164

知识梳理与总结 166

自测题8 166

第9章 螺纹连接、轴毂连接与轴间连接 170

教学导航 170

9.1 螺纹连接 171

9.1.1 螺纹连接的类型及应用场合 173

9.1.2 常用标准螺纹连接件 174

9.1.3 螺纹副的受力分析、效率和自锁 175

9.1.4 螺纹连接的预紧和防松 176

9.1.5 杆件的受力分析 179

9.1.6 螺栓连接的强度计算 182

实训9 设计粘胶自动筛滤机连接螺栓 185

9.2 轴毂连接 188

9.2.1 键连接 189

实训10 设计粘胶自动筛滤机的键 190

9.2.2 花键连接 192

9.2.3 销连接 193

9.3 轴间连接 193

9.3.1 联轴器 194

实训11 设计粘胶自动筛滤机的联轴器 195

9.3.2 离合器 197

9.3.3 制动器 199

知识梳理与总结 199

自测题9 200

第10章 轴 205

教学导航 205

10.1 轴的结构设计 206

10.1.1 轴的作用及类型 206

10.1.2 轴的材料 208

10.1.3 轴的结构 208

10.2 传动轴的强度计算 212

10.2.1 扭转时横截面上的扭矩和扭矩图 212

10.2.2 扭转时横截面上的应力 213

10.2.3 传动轴扭转时的强度计算 215

10.3 心轴的弯曲强度计算 215

10.3.1 轴的计算简图 215

10.3.2 心轴横截面上的内力——剪力和弯矩 216

10.3.3 弯矩图 217

10.3.4 平面弯曲时轴横截面上的应力 217

10.3.5 弯曲强度计算 220

10.4 转轴的弯扭组合变形强度计算 220

10.4.1 转轴受力分析 220

10.4.2 转轴的强度计算 221

实训12 设计二级斜齿圆柱齿轮减速器输出轴 222

知识梳理与总结 226

自测题10 227

第11章 滚动轴承 230

教学导航 230

11.1 滚动轴承的结构、类型和选择 231

11.1.1 滚动轴承的结构 231

11.1.2 滚动轴承的基本特性和类型 232

11.1.3 滚动轴承的代号 235

11.1.4 滚动轴承类型的选择 238

11.2 滚动轴承的工作能力计算 239

11.2.1 滚动轴承的失效形式和计算准则 239

11.2.2 滚动轴承的基本概念 240

11.2.3 滚动轴承的寿命计算 240

11.2.4 滚动轴承的当量动载荷计算 241

11.2.5 角接触轴承的轴向载荷 243

11.2.6 滚动轴承的静强度计算 244

实训13 设计蜗轮减速器中的蜗杆轴轴承 245

11.3 滚动轴承的组合设计 248

11.3.1 滚动轴承的固定 248

11.3.2 轴承组合的调整、配合和轴承装拆 251

11.3.3 滚动轴承的润滑和密封 253

11.4 滑动轴承 254

11.4.1 滑动轴承的结构 255

12.4.2 轴瓦的结构和滑动轴承的材料 256

12.4.3 滑动轴承的润滑 257

知识梳理与总结 259

自测题11 260

参考文献 263