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第1篇 总论 1

第1章 绪论 1

1.1本课程的研究对象 1

1.2本课程的内容、性质和任务 4

思考题与习题 4

第2章 机械设计概论 5

2.1概述 5

机械设计应满足的基本要求 5

机械设计的一般程序 5

2.2机械零件的强度 6

载荷和应力的分类 6

机械零件强度计算的条件 8

静应力下的许用应力 8

变应力下的许用应力 8

提高机械零件强度的措施 10

2.3机械零件的表面强度 10

表面接触强度 10

表面挤压强度 11

表面磨损强度 11

2.4机械零件的常用材料 12

机械零件的常用材料 12

材料的选用原则 12

2.5机械零件的工艺性 14

工艺性的基本要求 14

机械零件的结构工艺性 14

2.6机械零件的标准化、系列化、通用化 15

2.7机械设计中的常用设计方法 15

机械零件的常规设计方法 16

机械现代设计方法简介 16

思考题与习题 17

第2篇 机构与机械传动 18

第3章 平面机构的运动简图及自由度 18

3.1运动副 18

构件与零部件 18

运动副及其分类 19

自由度和约束 20

3.2平面机构运动简图 20

构件与运动副的表示方法 20

平面机构运动简图的绘制方法 22

3.3平面机构的自由度 23

平面机构自由度计算公式 23

机构具有确定运动的条件 23

计算机构自由度时应注意的问题 25

思考题与习题 27

第4章 平面连杆机构 30

4.1铰链四杆机构的三种基本型式及应用 30

曲柄摇杆机构 31

双曲柄机构 31

双摇杆机构 33

4.2铰链四杆机构的演化 34

转动副转化成移动副 34

取不同构件为机架 34

杆块对调 36

扩大转动副 36

4.3铰链四杆机构有曲柄的条件及主要工作特性 37

铰链四杆机构有曲柄的条件 37

行程速度变化系数 39

压力角和传动角 40

死点位置 41

4.4平面四杆机构的设计 42

按给定的行程速度变化系数设计四杆机构 42

按给定连架杆的对应位置设计四杆机构 44

思考题与习题 45

第5章 凸轮机构 47

5.1凸轮机构的应用和分类 47

凸轮机构的应用 47

凸轮机构的分类 48

5.2从动件的常用运动规律 50

等速运动规律 51

等加速等减速运动规律 51

简谐运动规律 53

摆线运动规律 54

5.3按给定运动规律设计凸轮轮廓 55

凸轮廓线设计方法的基本原理 56

用作图法设计凸轮轮廓曲线 56

用解析法设计凸轮轮廓曲线 58

5.4凸轮机构设计中应注意的几个问题 60

凸轮机构压力角 60

滚子从动件滚子半径的选择 61

思考题与习题 62

第6章 齿轮传动 64

6.1齿轮传动的特点及类型 64

齿轮传动的特点 64

齿轮传动的类型 64

6.2齿廓啮合基本定律 66

6.3渐开线齿廓 67

渐开线的形成 67

渐开线的特性 67

渐开线上某点的压力角 67

6.4齿轮各部分名称及渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本尺寸 68

渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称及符号 68

渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸计算 69

6.5一对渐开线标准齿轮的啮合 71

渐开线齿廓满足齿廓啮合基本定律 71

渐开线齿廓啮合的两个优点 71

正确啮合条件 72

渐开线齿轮连续传动的条件及重合度 72

渐开线齿轮的标准中心距 73

6.6渐开线齿轮的切齿原理 73

成形法 73

范成法 74

6.7根切现象及最少齿数 75

根切现象 75

避免根切的最少齿数 75

6.8变位齿轮传动概述 76

标准齿轮存在的问题 76

变位齿轮 76

变位齿轮传动 77

6.9齿轮传动的失效形式及计算准则 77

失效形式 77

计算准则 79

6.10齿轮材料及其热处理 79

齿轮常用材料 79

齿轮常用的热处理方法 79

6.11齿轮传动的精度及选择 81

齿轮传动的精度组成 81

精度等级的选择 81

精度等级的标注 82

6.12直齿圆柱齿轮传动的受力分析及计算载荷 82

受力分析 82

计算载荷 83

6.13直齿圆柱齿轮传动的强度计算 83

齿根弯曲疲劳强度计算 83

齿面接触疲劳强度计算 86

6.14斜齿圆柱齿轮传动概述 90

斜齿圆柱齿轮的齿廓曲面及啮合特点 90

几何尺寸计算 91

斜齿轮传动的正确啮合条件和重合度 92

斜齿轮的当量齿数 93

斜齿轮的优缺点 94

斜齿圆柱齿轮传动的受力分析 94

斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 95

6.15 圆锥齿轮传动概述 98

直齿圆锥齿轮传动的传动比 98

直齿圆锥齿轮的当量齿数 98

直齿圆锥齿轮的正确啮合条件 100

直齿圆锥齿轮的几何尺寸计算 100

直齿圆锥齿轮传动的受力分析 101

直齿圆锥齿轮传动的强度计算 102

6.16齿轮的结构 103

6.17齿轮传动的效率、润滑与维护 104

齿轮传动的效率 104

齿轮传动的润滑 105

齿轮传动的维护 106

思考题与习题 106

第7章 蜗杆传动 110

7.1蜗杆传动的类型特点 110

蜗杆传动的类型 110

蜗杆传动的特点 111

7.2蜗杆传动的啮合特性和运动关系 111

蜗杆传动的正确啮合条件 111

蜗杆传动的运动关系 113

7.3蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 113

蜗杆传动的主要参数 113

蜗杆传动的几何尺寸计算 114

7.4蜗杆传动的失效形式和设计准则 115

蜗杆传动的失效形式 115

蜗杆传动的设计准则 115

7.5蜗杆、蜗轮的材料与结构 115

蜗杆的材料与结构 115

蜗轮的材料与结构 116

7.6蜗杆传动的受力分析 116

计算力的大小 116

确定力的方向 117

7.7蜗杆传动的强度计算 118

7.8蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 119

蜗杆传动的效率 119

蜗杆传动的润滑 120

蜗杆传动的热平衡计算 120

7.9蜗杆传动的安装与维护 121

蜗杆传动的安装与调整 121

蜗杆传动的维护 121

思考题与习题 121

第8章 轮系 123

8.1轮系及其分类 123

定轴轮系 123

周转轮系 124

8.2定轴轮系的传动比 124

平面定轴轮系 124

空间定轴轮系 125

8.3周转轮系的组成及传动比 125

周转轮系的组成 125

周转轮系的类型 126

周转轮系传动比的计算 126

应用周转轮系传动比公式须注意的问题 127

8.4复合轮系传动比 128

8.5轮系的应用 129

相距较远两轴间的传动 129

实现变速传动 129

获得大的传动比 130

合成运动和分解运动 130

实现分路传动 131

实现换向传动 131

思考题与习题 131

第9章 带传动和链传动 134

9.1带传动概述 134

带传动的工作原理 134

带传动的类型 134

带传动的特点 135

V带的结构和类型 135

带传动的张紧装置、安装与维护 137

9.2带传动的受力分析和应力分析 137

带传动的受力分析 137

带传动的应力分析 138

9.3带传动的弹性滑动和打滑 139

9.4带传动的失效形式、设计准则和许用功率 140

带传动的失效形式和设计准则 140

带传动的许用功率 140

9.5 V带传动的设计计算 142

9.6链传动概述 146

链传动的工作原理 146

链传动的类型 146

链传动的特点 146

传动链的结构 146

9.7链传动的运动特性和受力分析 148

链传动的运动特性 148

链传动的受力分析 149

9.8滚子链传动的设计计算 150

链传动的失效形式和设计准则 150

极限功率曲线 150

额定功率曲线 150

静强度校核 152

主要参数的选择 152

9.9链传动的布置形式、润滑与张紧 153

链传动的布置 153

链传动的润滑 153

链传动的张紧 153

思考题与习题 154

第10章 其他传动类型简介 156

10.1棘轮机构 156

棘轮机构的组成及工作原理 156

棘轮机构的类型 156

棘轮机构的特点及其应用 158

10.2槽轮机构 159

槽轮机构的组成、工作原理及其类型 159

槽轮机构的特点及其应用 160

10.3不完全齿轮机构 161

不完全齿轮机构的工作原理及其特点 161

不完全齿轮机构的类型及其应用 161

10.4广义机构 162

液、气动机构简介 162

光电机构简介 164

思考题与习题 165

第11章 组合机构及机械系统方案设计 166

11.1机构的组合方式 166

11.2机械系统的方案设计 168

思考题与习题 174

第12章 机械系统动力学 176

12.1机械速度波动的调节 176

机械运转的三个阶段 176

机械速度波动产生的原因和调节的目的 177

机械的周期性速度波动及其调节 177

机械的非周期性速度波动及其调节 179

12.2回转件的平衡 180

回转件平衡的目的 180

回转件平衡的计算 180

回转件的平衡试验 183

思考题与习题 185

第3篇 连接 187

第13章 螺纹连接 187

13.1螺纹 187

螺纹的形成 187

螺纹的主要参数 188

常用螺纹 188

13.2螺旋副的受力分析、效率和自锁 189

螺旋副的受力分析 189

螺旋副的效率 191

螺旋副的自锁 191

13.3螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件 192

螺纹连接的基本类型 192

螺纹紧固件 193

13.4螺纹连接的预紧和防松 193

螺纹连接预紧 193

螺纹连接防松 194

13.5螺栓连接的强度计算 196

受拉螺栓连接 196

受剪螺栓连接 199

13.6螺栓的材料和许用应力 201

13.7提高螺栓连接强度的措施 202

减小螺栓的应力幅 202

均匀螺纹牙间的载荷分配 203

避免或减小附加的弯曲应力 204

减小应力集中的影响 204

13.8螺旋传动概述 205

思考题与习题 205

第14章 轴毂连接 207

14.1键连接 207

键连接的类型和应用 207

平键连接的强度校核 209

14.2花键连接 210

14.3销连接 211

思考题与习题 212

第15章 轴间连接 213

15.1概述 213

15.2联轴器 213

刚性联轴器 214

无弹性元件挠性联轴器 214

有弹性元件挠性联轴器 216

联轴器的选择 217

15.3离合器 217

牙嵌式离合器 218

摩擦式离合器 218

安全离合器 219

超越离合器 219

思考题与习题 219

第16章 其他常用连接 221

16.1弹性连接 221

弹簧的功用 221

弹簧的类型 221

弹簧的结构 222

弹簧的材料 223

弹簧的制造 224

16.2铆接 224

16.3焊接 225

16.4粘接 227

16.5过盈配合连接 227

思考题与习题 228

第4篇 轴及轴系部件 229

第17章 轴承 229

17.1滑动轴承概述 229

滑动轴承的类型与结构 229

滑动轴承的轴瓦结构 231

滑动轴承的轴承材料 231

滑动轴承的润滑方法与润滑装置 233

17.2非液体润滑滑动轴承的计算 234

失效形式和设计准则 234

非液体润滑向心滑动轴承的校核计算 234

非液体润滑推力滑动轴承的校核计算 235

17.3液体动压润滑滑动轴承的简介 235

动压润滑的形成原理和条件 235

向心滑动轴承形成动压油膜的过程 236

17.4滚动轴承概述 237

滚动轴承的特点 237

滚动轴承的构造 237

滚动轴承的材料 237

滚动轴承的基本类型和选择 238

滚动轴承的代号 239

17.5滚动轴承的失效形式和选择计算 241

滚动轴承的失效形式 241

滚动轴承的设计准则 241

滚动轴承的寿命计算 241

滚动轴承的静载荷计算 245

17.6滚动轴承的组合设计 246

轴系的固定 247

滚动轴承的配合 247

提高轴系刚度的措施 248

滚动轴承的润滑和密封 248

思考题与习题 250

第18章 轴 251

18.1轴的分类及用途 251

轴的分类 251

轴设计中的主要问题 252

18.2轴的材料 252

18.3轴的结构设计 253

拟定轴上零件的装配方案 253

确定轴的基本直径和各段长度 254

轴上零件的固定 254

轴的结构工艺性 255

18.4轴的强度计算 256

按扭转强度计算 256

按弯扭合成强度计算 256

思考题与习题 261

参考文献 262