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1 绪论 1

1.1　机械设计研究的对象 1

1.2　机械设计的基本要求和机械零件设计的一般步骤 2

1.2.1　机械设计的基本要求 2

1.2.2　机械零件设计的一般步骤 2

1.3　本课程的内容、性质和任务 3

习题 3

2　平面机构的运动简图及自由度 4

2.1　概述 4

2.2　机构的组成 4

2.2.1　运动副 4

2.2.2　运动链和机构 5

2.3　平面机构运动简图 6

2.3.1　机构运动简图 6

2.3.2　机构运动简图的绘制 7

2.4　平面机构自由度 8

2.4.1　机构自由度的计算 8

2.4.2　机构具有确定运动的条件 8

2.4.3　计算平面机构自由度时应注意的特殊问题 8

习题 11

3　平面连杆机构 14

3.1　概述 14

3.2　平面连杆机构的基本形式及其演化 14

3.2.1　平面连杆机构的基本形式 14

3.2.2　平面连杆机构的演化 16

3.3　平面连杆机构的基本特性 18

3.3.1　铰链四杆机构有曲柄的条件 18

3.3.2　急回特性 19

3.3.3　压力角和传动角 19

3.3.4　死点位置 20

3.4　平面四杆机构的设计 22

3.4.1　按给定连杆的位置设计四杆机构 22

3.4.2　按给定行程速度变化系数K设计四杆机构 22

3.4.3 用解析法按给定连架杆对应位置设计四杆机构 23

习题 24

4　凸轮机构 27

4.1　概述 27

4.1.1 凸轮机构的应用和特点 27

4.1.2　凸轮机构的分类 27

4.1.3　凸轮和滚子的材料 28

4.2　从动件常用运动规律 28

4.2.1　平面凸轮机构的基本尺寸和运动参数 28

4.2.2　从动件常用运动规律 29

4.3　凸轮轮廓曲线的设计 31

4.3.1　反转法原理 31

4.3.2　图解法设计凸轮轮廓曲线 31

4.4　凸轮机构基本尺寸的确定 32

4.4.1 凸轮机构的压力角 32

4.4.2　基圆半径的确定 33

4.4.3　滚子半径的确定 33

4.4.4　平底长度的确定 34

习题 34

5 间歇运动机构 35

5.1　概述 35

5.2　棘轮机构 35

5.2.1　棘轮机构的工作原理和类型 35

5.2.2　棘轮机构的特点和应用 37

5.3　槽轮机构 37

5.3.1　槽轮机构的工作原理和类型 37

5.3.2　槽轮机构的特点和应用 38

5.4　不完全齿轮机构 39

5.4.1 不完全齿轮机构的工作原理和类型 39

5.4.2　不完全齿轮机构的特点和应用 39

习题 40

6　连接 41

6.1　概述 41

6.2　螺纹连接 41

6.2.1 螺纹 41

6.2.2　螺纹连接的主要类型和预紧、防松 43

6.2.3　螺栓组连接的结构设计 46

6.3　键连接和花键连接 47

6.3.1　键连接的类型 47

6.3.2 平键连接的选用和强度校核 50

6.3.3　花键连接 51

6.4　销连接 52

习题 53

7　带传动和链传动 54

7.1 带传动 54

7.1.1　概述 54

7.1.2　V带和V带带轮 55

7.1.3　带传动的工作情况分析 58

7.1.4　V带传动的设计计算 62

7.1.5　带传动的张紧和维护 70

7.2　链传动 73

7.2.1　概述 73

7.2.2　滚子链和链轮 73

7.2.3　滚子链传动的设计计算 75

7.2.4　链传动的布置、张紧和润滑 79

习题 81

8　齿轮传动 82

8.1　概述 82

8.1.1　齿轮传动的特点 82

8.1.2　齿轮传动的分类 82

8.2　渐开线齿廓及其啮合特性 83

8.2.1　齿廓实现定传动比传动的条件 83

8.2.2　渐开线齿廓 84

8.2.3　渐开线齿廓的啮合特性 86

8.3　渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸计算 87

8.3.1　外齿轮 87

8.3.2　内齿轮 89

8.3.3　齿条 89

8.4 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 89

8.4.1　渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合条件 89

8.4.2　渐开线齿轮传动的重合度 90

8.5　渐开线齿轮的切削加工及根切现象 91

8.5.1　齿廓切削基本原理 91

8.5.2　齿轮加工的检验尺寸 92

8.5.3　渐开线齿廓的根切现象和标准齿轮不发生根切的最少齿数 93

8.6　变位齿轮传动 94

8.6.1　变位齿轮及其分类 94

8.6.2　变位齿轮的几何尺寸 95

8.6.3　变位齿轮传动类型 95

8.7　齿轮传动的失效形式和计算准则 96

8.7.1　齿轮传动的失效形式 96

8.7.2　齿轮传动的计算准则 98

8.8　常用齿轮材料及其热处理 98

8.9　直齿圆柱齿轮传动的载荷计算 100

8.9.1　轮齿受力分析 100

8.9.2　计算载荷与载荷系数 101

8.10　标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 101

8.10.1　齿面接触疲劳强度计算 101

8.10.2　齿根弯曲疲劳强度计算 103

8.11　直齿圆柱齿轮传动的设计步骤 105

8.11.1　主要参数选择 105

8.11.2　许用应力 106

8.11.3　齿轮传动的设计计算步骤 108

8.11.4　齿轮传动的精度等级选择 110

8.12　标准斜齿圆柱齿轮传动 113

8.12.1　斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成及其主要啮合特点 113

8.12.2　斜齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸计算 114

8.12.3　斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件与重合度 115

8.12.4　轮齿受力分析 116

8.12.5　齿面接触疲劳强度计算 116

8.12.6　齿根弯曲疲劳强度计算 117

8.13　标准直齿圆锥齿轮传动 120

8.13.1　直齿圆锥齿轮传动概述 120

8.13.2　直齿圆锥齿轮的基本参数及几何尺寸计算 120

8.13.3　轮齿受力分析 122

8.13.4　齿面接触疲劳强度计算 122

8.13.5　齿根弯曲疲劳强度计算 123

8.14　齿轮的结构和齿轮传动润滑 123

8.14.1　齿轮结构设计 123

8.14.2　齿轮传动润滑 125

习题 126

9　蜗杆传动 128

9.1　概述 128

9.1.1　蜗杆传动的特点及应用 128

9.1.2　蜗杆传动的类型 128

9.2　普通圆柱蜗杆传动的基本参数及几何尺寸计算 129

9.2.1　基本参数及其选择 129

9.2.2　几何尺寸计算 131

9.3　蜗杆传动的工作情况分析 131

9.3.1　蜗杆传动的受力分析 131

9.3.2　齿面的滑动速度及蜗轮旋转方向的确定 132

9.4　蜗杆传动的失效形式、计算准则及材料选择 133

9.4.1　失效形式和计算准则 133

9.4.2　材料选择 133

9.5　普通圆柱蜗杆传动的强度计算 134

9.5.1 蜗轮齿面接触疲劳强度计算 134

9.5.2　蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算 135

9.6　蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算 136

9.6.1　蜗杆传动的效率 136

9.6.2　蜗杆传动的润滑 137

9.6.3　蜗杆传动的热平衡计算 137

9.7　普通圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计 138

9.7.1　普通圆柱蜗杆结构 138

9.7.2　蜗轮结构 138

习题 140

10　轮系 142

10.1　概述 142

10.2　定轴轮系及其传动比 142

10.2.1　平面定轴轮系的传动比 143

10.2.2　空间定轴轮系的传动比 143

10.3　周转轮系及其传动比 144

10.3.1　周转轮系传动比计算的基本思路 144

10.3.2　周转轮系传动比的计算方法 144

10.4　复合轮系及其传动比 145

10.5　轮系的应用 146

习题 149

11　轴 151

11.1　概述 151

11.1.1 轴的分类、特点和应用 151

11.1.2　轴的材料及其选用 152

11.2　轴的结构设计 153

11.2.1　轴的结构设计应考虑的主要因素 153

11.2.2　提高轴的强度和刚度的措施 157

11.3　轴的强度计算 157

11.3.1　按扭转强度计算 158

11.3.2　按弯扭合成强度计算 158

11.4　轴的刚度计算概念 164

11.4.1　轴的弯曲刚度校核计算 165

11.4.2　轴的扭转刚度校核计算 165

习题 165

12　轴承 168

12.1　概述 168

12.2　滚动轴承的结构、类型及特点 168

12.2.1　滚动轴承的结构 168

12.2.2　滚动轴承的常用类型、特点和应用 169

12.3　滚动轴承的代号及类型选择 172

12.3.1　滚动轴承的代号 172

12.3.2　滚动轴承类型的选择 174

12.4　滚动轴承的工作情况分析及计算 174

12.4.1　滚动轴承的主要失效形式和计算准则 174

12.4.2　滚动轴承的寿命计算 175

12.4.3　滚动轴承的当量动载荷 177

12.4.4　角接触向心轴承的轴向载荷Fa的确定 178

12.5　滚动轴承的静强度计算 180

12.6　滚动轴承的极限转速 182

12.7　滚动轴承的组合设计 185

12.7.1　轴承套圈的周向固定和配合 185

12.7.2　轴承套圈的轴向固定 186

12.7.3　轴系的轴向定位 186

12.7.4　轴系的轴向调整 189

12.7.5　轴承的安装和拆卸 189

12.7.6　滚动轴承的预紧 189

12.7.7　滚动轴承的润滑和密封 190

12.8　滑动轴承概述 192

12.8.1　滑动轴承的类型 192

12.8.2　滑动轴承的结构 192

12.8.3　轴瓦结构和轴承材料 193

12.8.4　滑动轴承的润滑 196

习题 198

13　联轴器和离合器 199

13.1　概述 199

13.2　联轴器 199

13.2.1　刚性联轴器 200

13.2.2　挠性联轴器 201

13.3　离合器 203

13.3.1　牙嵌离合器 203

13.3.2　圆盘摩擦离合器 204

13.3.3　超越离合器 205

习题 206

参考文献 207