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第一章 绪论 1

第一节 概述 1

一、机械的分类 1

二、机器的功能组成及结构特征 1

第二节 本课程的内容、性质和任务 3

一、本课程的研究内容 3

二、本课程的性质和任务 3

第三节 机械设计的基本要求和一般过程 4

一、机械设计应满足的基本要求 4

二、机械设计的一般过程 4

第四节 机械零件常用材料 5

一、常用金属材料 5

二、常用非金属材料 10

第五节 常用金属材料的主要性能指标及概念 12

一、金属材料的静态力学性能 12

二、金属材料的动态力学性能 15

三、其他性能简介 16

【练习题】 16

第二章 平面机构的运动简图和自由度 18

第一节 平面机构的组成 18

一、平面机构的组成要素 18

二、平面运动副的分类 19

三、平面机构中构件的类型 20

第二节 平面机构运动简图的绘制 22

一、平面机构运动副的符号 22

二、构件的表示方法 23

第三节 平面机构自由度的计算 25

一、平面机构的自由度 25

二、机构具有确定运动的条件 25

三、计算平面机构自由度时的注意事项 26

【练习题】 29

第三章 平面连杆机构 32

第一节 平面连杆机构的应用 32

一、铰链四杆机构的基本类型及应用 32

二、铰链四杆机构类型的判别 34

第二节 铰链四杆机构的演化型式及应用 35

一、曲柄滑块机构 35

二、导杆机构 35

三、偏心轮机构 38

第三节 平面四杆机构的设计 38

一、按给定连杆位置设计四杆机构 38

二、按给定的行程速比系数设计四杆机构 39

【练习题】 40

第四章 凸轮机构 42

第一节 凸轮机构的应用和分类 42

一、凸轮机构的组成、特点和应用 42

二、凸轮机构的分类 43

第二节 从动件的运动规律 44

一、凸轮机构的基本参数 44

二、常用从动件运动规律 45

第三节 盘形凸轮轮廓曲线的设计方法 46

一、对心移动尖顶从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计 47

二、对心移动滚子从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计 48

三、偏置移动尖顶从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计 49

第四节 凸轮机构基本尺寸的确定 49

一、压力角 50

二、基圆半径的选取 50

三、滚子半径的选取 51

四、平底从动件平底尺寸的确定 51

五、凸轮的结构及材料 51

【练习题】 52

第五章 间歇运动机构 54

第一节 槽轮机构 54

一、槽轮机构工作原理 54

二、槽轮机构主要参数 55

第二节 棘轮机构 55

一、棘轮机构的工作原理及其应用 55

二、棘爪工作条件 57

第三节 不完全齿轮机构 57

一、不完全齿轮机构的组成 57

二、不完全齿轮机构的特点和应用 58

第四节 凸轮式间歇运动机构 58

一、凸轮式间歇运动机构的工作原理及类型 58

二、凸轮式间歇运动机构的特点和应用 59

【练习题】 59

第六章 齿轮机构 60

第一节 齿轮机构的特点和类型 60

一、齿轮机构的特点 60

二、齿轮机构的类型 60

第二节 齿廓啮合基本定律 62

第三节 渐开线齿廓 63

一、渐开线的形成及其特性 63

二、渐开线齿廓满足定传动比的要求 64

三、中心距可分性 64

四、齿廓间正压力的方向不变 65

五、齿廓间存在相对滑动 65

第四节 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算 65

一、齿轮各部分名称和符号 65

二、渐开线标准齿轮的基本参数 66

三、渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸 68

四、标准齿条 69

五、内齿轮 69

第五节 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合 70

一、渐开线齿轮正确啮合的条件 70

二、标准安装和标准中心距 71

三、渐开线齿轮连续传动的条件 71

第六节 渐开线齿轮的切齿原理 72

一、仿形法加工齿轮 72

二、范成法加工齿轮 73

第七节 根切现象、最少齿数及变位齿轮 75

一、根切现象和最少齿数 75

二、变位齿轮 75

第八节 渐开线斜齿圆柱齿轮机构 76

一、齿廓曲面的形成及其啮合特点 76

二、斜齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算 77

三、斜齿轮传动的重合度 78

四、斜齿圆柱齿轮正确啮合的条件 79

五、斜齿轮的当量齿轮与当量齿数 79

六、斜齿轮传动主要特点 80

第九节 直齿圆锥齿轮机构 81

一、圆锥齿轮传动的应用、特点和分类 81

二、直齿圆锥齿轮齿廓曲面的形成 82

三、圆锥齿轮的背锥和当量齿数 82

四、直齿圆锥齿轮的基本参数和几何尺寸计算 83

【练习题】 84

第七章 齿轮系 86

第一节 定轴轮系及其传动比计算 87

一、一对齿轮的传动比 87

二、定轴轮系传动比的计算 88

第二节 周转轮系及其传动比计算 90

一、周转轮系的分类 90

二、周转轮系传动比计算 90

第三节 混合轮系及其转动比计算 93

第四节 轮系的应用 94

一、实现远距离传动 94

二、获得大传动比 94

三、实现变速传动 95

四、实现运动的合成与分解 95

五、实现换向传动 96

第五节 其他行星齿轮传动简介 97

一、渐开线少齿差行星齿轮传动 97

二、摆线针轮行星轮系传动 98

三、谐波齿轮传动 99

第六节 减速器 100

一、常用减速器的主要类型、特点和应用 100

二、减速器传动比的分配 101

三、减速器的结构 102

【练习题】 102

第八章 带传动与链传动 104

第一节 带传动的特点和类型 104

一、带传动的特点和应用 104

二、带传动的类型 104

第二节 V带的标准和带轮的结构 105

一、V带的类型、结构和标准 105

二、V带轮结构 107

第三节 带传动的工作情况分析 108

一、带传动的受力及应力 108

二、带传动的弹性滑动和打滑 110

第四节 V带传动的设计方法 111

一、带传动的失效形式和设计准则 111

二、单根V带所能传递的基本额定功率 111

三、V带传动的设计 111

第五节 带传动的张紧、使用和维护 115

一、带传动的张紧 115

二、带传动的使用和维护 116

第六节 同步带传动的特点、结构和标准 118

一、同步带传动特点 118

二、同步带的结构和标准 118

第七节 链传动的特点和类型 122

一、链传动的特点和应用 122

二、链传动的类型 122

第八节 滚子链和链轮 122

一、滚子链的结构 122

二、滚子链的标准 123

三、链轮 124

第九节 链传动的运动特性 125

一、平均链速和平均传动比 125

二、瞬时链速和瞬时传动比 125

第十节 滚子链传动的设计计算 126

一、链传动的主要失效形式 126

二、滚子链的额定功率曲线 126

三、滚子链传动的设计计算 127

四、参数选择和设计计算 128

第十一节 链传动的布置、张紧和润滑 129

一、链传动的布置 129

二、链传动的张紧和润滑 129

【练习题】 131

第九章 齿轮传动 132

第一节 概述 132

一、齿轮传动的类型 132

二、齿轮设计的一般步骤 132

第二节 齿轮传动的失效形式及计算准则 133

一、齿轮传动的失效形式 133

二、齿轮传动的计算准则 135

第三节 齿轮常用材料的选择 135

一、齿轮常用材料及其热处理 135

二、齿轮的精度等级 137

第四节 齿轮传动的受力分析及计算载荷 137

一、齿轮传动的受力分析 138

二、齿轮传动的计算载荷 140

第五节 直齿圆柱齿轮的弯曲强度计算 140

一、齿根应力 140

二、齿形系数 141

三、齿轮的弯曲疲劳计算 141

第六节 直齿圆柱齿轮齿面接触强度计算 143

一、接触应力的计算 143

二、抗触疲劳许用应力的计算 144

三、齿轮主要参数的选择 144

四、齿面接触强度计算 146

第七节 斜齿圆柱齿轮传动 148

一、斜齿轮齿面接触疲劳强度计算 148

二、斜齿轮齿根弯曲强度计算 148

第八节 齿轮的结构设计与润滑 149

一、齿轮的结构设计 149

二、齿轮传动的效率和润滑 150

【练习题】 152

第十章 蜗杆传动 155

第一节 蜗杆传动的特点和类型 155

一、蜗杆传动的特点和应用 155

二、蜗杆传动的类型 155

三、蜗杆传动的精度等级 157

第二节 蜗杆机构的基本参数和几何尺寸计算 157

一、蜗杆传动的基本参数 157

二、蜗杆蜗轮的几何尺寸计算 160

三、蜗杆传动正确啮合的条件 160

第三节 蜗杆传动的受力分析 162

第四节 蜗杆传动的失效形式、计算准则、常用材料及结构 163

一、蜗杆传动的失效形式 163

二、蜗杆传动的计算准则 163

三、蜗杆和蜗轮的材料 163

四、蜗杆和蜗轮的结构 164

第五节 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 165

一、蜗杆传动的效率 165

二、蜗杆传动的润滑 165

三、蜗杆传动的热平衡计算 167

【练习题】 168

第十一章 轴 170

第一节 轴的类型 170

一、按轴的承载情况分类 170

二、按轴线形状分类 170

第二节 轴的结构设计 172

一、零件在轴上的轴向固定 172

二、零件在轴上的周向定位 174

第三节 轴的材料及选择 174

第四节 轴毂联接 175

一、键联接 175

二、花键联接 178

三、销联接 179

第五节 轴过盈联接 181

一、轴过盈联接的原理与装配方法 181

二、轴过盈联接的特点 181

【练习题】 181

第十二章 轴承 182

第一节 轴承概述 182

第二节 滑动轴承 182

一、滑动轴承的类型及特点 182

二、轴瓦的结构与材料 184

三、滑动轴承的润滑 185

第三节 滚动轴承 188

一、滚动轴承的构造和类型 188

二、滚动轴承的代号 189

三、滚动轴承的选用 189

四、滚动轴承的组合设计 192

五、滚动轴承的润滑和密封 195

【练习题】 197

第十三章 联轴器、离合器、制动器 198

第一节 联轴器 198

一、刚性联轴器 198

二、弹性联轴器 201

第二节 离合器 203

一、牙嵌式离合器 203

二、摩擦式离合器 204

第三节 制动器 205

一、块式制动器 205

二、带式制动器 206

【练习题】 206

第十四章 螺纹联接 207

第一节 螺纹的类型及应用 207

一、螺纹的形成及类型 207

二、螺纹的基本参数 208

三、常用螺纹的特点及应用 209

第二节 螺旋副的受力分析、效率与自锁 209

一、螺旋副中的摩擦力 209

二、螺旋副的受力分析、效率与自锁 210

第三节 螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件 211

一、螺纹联接的基本类型 211

二、螺纹紧固件 212

第四节 螺纹联接的预紧和防松 213

一、螺纹联接的预紧 213

二、螺纹联接的防松 214

第五节 螺旋传动 215

一、螺旋传动按其用途分类 215

二、螺旋传动按其摩擦性质分类 215

【练习题】 216

第十五章 弹簧、起重机零件 217

第一节 弹簧的功用和类型 217

一、弹簧的功用 217

二、弹簧的分类 217

三、圆柱螺旋弹簧的结构 218

第二节 弹簧的制造、材料和许用应力 219

一、弹簧的制造 219

二、弹簧的材料 220

三、弹簧的许用应力 220

第三节 钢丝绳 221

一、钢丝绳的构造 222

二、钢丝绳的分类 222

三、钢丝绳的选用 223

四、钢丝绳的使用与维护 223

【练习题】 224

第十六章 机械的调速与平衡 225

第一节 机械速度波动的调节 225

一、机械速度波动调节的目的和方法 225

二、周期性速度波动的调节 226

第二节 回转件的平衡 229

一、回转件平衡的目的 229

二、回转件的静平衡原理及其试验 230

三、回转件的动平衡原理及其试验 233

【练习题】 235

实验实训 236

【实验实训一】机器的组成认识 236

【实验实训二】机构运动简图及测绘 237

【实验实训三】凸轮制作 238

【实验实训四】渐开线齿轮范成原理 241

【实验实训五】减速器的结构分析和拆装 243

【实验实训六】带传动、链传动、同步带传动特点 246

【实验实训七】渐开线直齿圆柱齿轮参数的测定 246

【实验实训八】蜗杆传动效率测定 249

【实验实训九】轴系结构的测绘与分析 252

【实验实训十】润滑与密封装置的分析 253

【实验实训十一】滑动轴承与滚动轴承应用分析 256

【实验实训十二】联轴器的安装与调试 257

【实验实训十三】离合器的安装与调试 258

【实验实训十四】螺纹联接件的应用 258

【实验实训十五】弹簧的使用 259

【实验实训十六】起重机零件的操作 259

【实验实训十七】回转构件的静平衡 259

【实验实训十八】回转构件的动平衡 261

参考文献 263