机械设计基础与实践PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 机械的基本知识 1

1.1.1 常用机械设备分析 1

1.1.2 机器和机构 2

1.1.3 构件和零件 3

1.1.4 机器的组成及功能 4

1.1.5 机械的类型及应用特点 4

1.2 机械行业及相关领域里的岗位设置 5

1.3 本课程性质、内容、任务和学习方法 6

1.3.1 课程性质 6

1.3.2 课程内容 6

1.3.3 课程任务 6

1.3.4 学习方法 6

习题 6

第2章 平面机构及自由度计算 8

2.1 概述 8

2.1.1 运动副的概念 8

2.1.2 运动链和机构 9

2.2 平面机构的运动简图 10

2.2.1 平面机构运动简图 10

2.2.2 运动副和构件的表示方法 10

2.2.3 平面机构运动简图的绘制 13

2.3 平面机构的自由度 14

2.3.1 自由度 14

2.3.2 机构具有确定运动的条件 16

2.3.3 计算平面机构自由度的注意事项 16

习题 19

第3章 平面连杆机构 21

3.1 概述 21

3.2 铰链四杆机构 21

3.2.1 铰链四杆机构的组成 21

3.2.2 铰链四杆机构的基本形式 22

3.2.3 铰链四机构类型的判别 24

3.2.4 含有移动副的四杆机构 25

3.3 平面四杆机构的传力性能分析 28

3.3.1 压力角和传动角 28

3.3.2 急回运动 29

3.3.3 死点位置 31

3.4 平面四杆机构的设计 32

3.4.1 概述 33

3.4.2 按给定的连杆位置设计 33

3.4.3 按给定的行程速度变化系数设计 34

习题 36

第4章 凸轮机构 39

4.1 凸轮机构的应用和类型 39

4.1.1 凸轮机构的应用和特点 39

4.1.2 凸轮机构的类型 40

4.2 从动件的常用运动规律 42

4.2.1 凸轮机构的工作原理及有关名词术语 42

4.2.2 从动件的常用运动规律 43

4.2.3 从动件运动规律的选择 45

4.3 凸轮轮廓曲线的设计 45

4.3.1 凸轮轮廓曲线设计的基本原理—反转法 45

4.3.2 图解法的方法和步骤 46

4.4 凸轮机构设计中的几个问题 48

4.4.1 滚子半径的选择 48

4.4.2 凸轮机构的压力角及其校核 49

4.4.3 基圆半径的确定 50

4.5 凸轮机构常用材料和结构 50

4.5.1 凸轮及滚子的常用材料 50

4.5.2 凸轮机构的常用结构 51

习题 52

第5章 间歇运动机构 55

5.1 螺旋机构 55

5.1.1 螺旋机构的应用和特点 55

5.1.2 螺旋机构的螺纹及其运动形式 55

5.2 间歇运动机构概述 59

5.3 棘轮机构 59

5.3.1 棘轮机构的组成及工作原理 59

5.3.2 棘轮机构的类型及特点 60

5.3.3 棘轮与棘爪的位置关系 60

5.3.4 主要参数 61

5.3.5 棘轮机构的应用实例 61

5.4 槽轮机构 62

5.4.1 槽轮机构的组成及工作原理 62

5.4.2 槽轮机构的类型及特点 62

5.4.3 槽轮机构的应用 63

5.5 不完全齿轮机构 63

5.5.1 不完全齿轮机构的组成和类型 63

5.5.2 不完全齿轮机构的工作原理 64

5.5.3 不完全齿轮机构的特点和应用 64

习题 64

第6章 齿轮传动 66

6.1 齿轮传动的类型、应用和基本要求 66

6.1.1 齿轮传动的主要类型 66

6.1.2 齿轮传动的应用特点 67

6.1.3 齿轮传动的基本要求 67

6.2 齿廓啮合传动比和基本定律 67

6.3 渐开线的形成及基本性质 68

6.3.1 渐开线的形成 68

6.3.2 渐开线的基本性质 68

6.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸计算 69

6.4.1 渐开线齿轮各部分名称、基本参数及几何尺寸计算 69

6.4.2 齿条 71

6.5 渐开线标准齿轮基本参数的测定 72

6.5.1 任意圆周上的弧齿厚Sk 72

6.5.2 固定弦齿厚 72

6.5.3 公法线长度Wk 72

6.6 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 73

6.6.1 渐开线齿轮的啮合特性 73

6.6.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮的正确啮合条件 74

6.6.3 渐开线齿轮连续传动的条件 75

6.6.4 渐开线直齿圆柱齿轮的正确安装 76

6.7 渐开线齿轮的加工方法 76

6.7.1 仿形法 76

6.7.2 范成法 77

6.7.3 轮齿的根切现象 78

6.8 渐开线变位齿轮传动及应用简介 79

6.8.1 变位齿轮的概念 79

6.8.2 变位齿轮的几何尺寸 79

6.8.3 变位齿轮传动的类型和特点 79

6.9 齿轮的常见失效形式及设计准则 81

6.9.1 齿轮的常见失效形式及对策 81

6.9.2 齿轮的设计准则 82

6.10 齿轮的传动精度 82

6.11 齿轮的材料和许用应力 83

6.11.1 齿轮的常用材料及热处理方法 83

6.11.2 齿轮的许用应力 85

6.12 渐开线标准直齿圆柱齿轮的传动设计 87

6.12.1 轮齿的受力分析 87

6.12.2 计算载荷 88

6.12.3 轮齿的弯曲强度计算 88

6.12.4 齿面接触强度计算 90

6.12.5 齿轮主要参数选择 91

6.13 渐开线斜齿圆柱齿轮传动 92

6.13.1 斜齿齿廓曲面的形成及啮合特点 92

6.13.2 斜齿圆柱齿轮的基本参数和尺寸计算 92

6.13.3 斜齿圆柱齿轮传动正确啮合条件 94

6.13.4 斜齿圆柱齿轮的当量齿数 94

6.13.5 斜齿圆柱齿轮的受力分析 95

6.13.6 斜齿圆柱齿轮的强度计算 96

6.14 直齿圆锥齿轮传动 97

6.14.1 概述 97

6.14.2 直齿圆锥齿轮的基本参数与几何尺寸计算 97

6.14.3 直齿圆锥齿轮的齿廓曲线、背锥和当量齿数 98

6.14.4 直齿圆锥齿轮的啮合传动 99

6.15 齿轮的结构 100

6.16 齿轮传动的润滑 102

习题 106

第7章 蜗杆传动 110

7.1 蜗杆传动的类型和特点 110

7.1.1 蜗杆传动的类型 110

7.1.2 蜗杆蜗轮机构传动的特点 111

7.2 蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算 111

7.2.1 蜗杆传动的主要参数及其选择 111

7.2.2 蜗杆传动的几何尺寸计算 114

7.3 蜗杆与蜗轮的材料和结构 115

7.3.1 蜗杆与蜗轮的材料 115

7.3.2 蜗杆与蜗轮的结构 115

7.4 蜗杆传动的强度计算 116

7.4.1 蜗杆传动的失效形式及计算准则 116

7.4.2 蜗杆传动的受力分析 117

7.4.3 蜗杆传动的强度计算 117

7.4.4 蜗轮材料的许用应力 118

7.5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 119

7.5.1 蜗杆传动的效率 119

7.5.2 蜗杆传动的润滑 121

7.5.3 蜗杆传动的热平衡计算 121

7.6 蜗杆传动的安装与维护 124

习题 124

第8章 带传动 127

8.1 带传动的组成、类型及应用特点 127

8.1.1 带传动的组成、类型 127

8.1.2 带传动的特点 128

8.2 V带的结构和尺寸标准 128

8.2.1 V带的结构 128

8.2.2 V带尺寸 128

8.3 V带轮的结构和材料 129

8.3.1 V带轮的结构 129

8.3.2 带轮的材料 130

8.4 带传动的受力分析和应力分析 130

8.4.1 带传动的受力分析 130

8.4.2 带传动的应力分析 132

8.5 带传动的弹性滑动和传动比 133

8.6 带传动的设计计算 134

8.6.1 带传动的失效形式和设计准则 134

8.6.2 带传动参数选择及设计计算 134

8.7 带传动的使用与维护 140

8.7.1 带传动的张紧 140

8.7.2 带传动的使用和维护 141

习题 141

第9章 链传动简介 143

9.1 链传动的组成、类型和应用特点 143

9.1.1 链传动的组成及类型 143

9.1.2 滚子链传动特点 143

9.2 滚子链的结构和标准 143

9.2.1 滚子链的结构和规格 143

9.2.2 滚子链的标准表 144

9.3 链轮的结构 145

9.3.1 链轮的结构 145

9.3.2 链轮的材料 145

9.4 链传动的运动特性 146

9.4.1 平均链速和平均传动比 146

9.4.2 瞬时链速 146

9.5 链传动主要参数的选择 147

9.5.1 链传动的主要失效形式 147

9.5.2 链传动主要参数的选择 147

9.6 链传动的使用与维护 148

9.6.1 链传动的张紧 148

9.6.2 链传动的润滑 149

习题 150

第10章 轮系 151

10.1 轮系及其分类 151

10.1.1 定轴轮系 151

10.1.2 行星轮系 151

10.1.3 混合轮系 152

10.2 定轴轮系传动比的计算 152

10.2.1 一对齿轮啮合的传动比 152

10.2.2 平面定轴轮系的传动比 153

10.2.3 空间定轴轮系的传动比 154

10.3 行星轮系传动比的计算 154

10.3.1 行星轮系传动比的计算 154

10.3.2 混合轮系传动比的计算 157

10.4 轮系的应用 158

10.4.1 实现较远距离的传动 158

10.4.2 获得大的传动比 158

10.4.3 实现变速、换向传动 158

10.4.4 实现分路传动 158

10.4.5 实现运动的合成和分解 159

习题 159

第11章 联接 162

11.1 螺纹联接 162

11.1.1 螺纹的形成和分类 162

11.1.2 螺纹的加工 163

11.1.3 螺纹联接的主要参数 163

11.1.4 螺纹联接的基本类型及使用场合 165

11.1.5 螺纹联接的预紧和防松 166

11.2 键联接和销联接 168

11.2.1 概述 168

11.2.2 键联接类型、特点和应用 168

11.2.3 普通平键联接的尺寸选择和强度计算 171

11.2.4 销联接 174

11.3 联轴器和离合器 175

11.3.1 联轴器 175

11.3.2 离合器 179

习题 181

第12章 轴 183

12.1 概述 183

12.1.1 轴的功用 183

12.1.2 轴的分类 183

12.1.3 设计轴时要解决的主要问题 184

12.2 轴的材料及选择 185

12.3 轴的结构设计 185

12.3.1 轴的组成 185

12.3.2 轴上零件的定位与固定 186

12.3.3 轴的结构工艺性 188

12.3.4 轴的各段直径和长度确定 190

12.4 轴的强度计算 191

12.4.1 按扭转强度计算 191

12.4.2 按弯扭合成强度计算 192

12.5 轴的刚度计算 193

12.5.1 轴的弯曲刚度校核计算 193

12.5.2 轴的扭转刚度校核计算 194

12.6 轴的设计方法及设计步骤 194

12.6.1 类比法 194

12.6.2 设计计算法 194

习题 199

第13章 轴承 201

13.1 滚动轴承的结构、类型及特点 201

13.1.1 滚动轴承的基本结构 201

13.1.2 滚动轴承的类型及特点 201

13.1.3 滚动轴承的基本类型及特点 202

13.2 滚动轴承的代号 205

13.2.1 基本代号 205

13.2.2 前置代号 206

13.2.3 后置代号 206

13.2.4 滚动轴承代号示例 207

13.3 滚动轴承的失效形式及计算准则 208

13.3.1 滚动轴承的受力情况分析 208

13.3.2 失效形式 209

13.3.3 设计计算准则 209

13.4 滚动轴承类型的选择 210

13.5 滚动轴承的选择及寿命计算 211

13.5.1 滚动轴承的基本额定寿命和基本额定动载荷 211

13.5.2 滚动轴承的寿命计算公式 211

13.5.3 滚动轴承的当量动载荷计算 212

13.5.4 角接触球轴承和圆锥滚子轴承轴向载荷FA的计算 214

13.6 滚动轴承的静载荷计算 217

13.6.1 静强度校核 217

13.6.2 极限转速校核 218

13.7 滚动轴承的组合设计 219

13.7.1 滚动轴承的固定 219

13.7.2 支承结构形式及其选择 220

13.7.3 滚动轴承组合的调整 221

13.8 滚动轴承的装拆 221

13.9 滚动轴承的润滑与密封 222

13.9.1 滚动轴承的润滑 222

13.9.2 滚动轴承的密封 223

13.10 滑动轴承概述 224

13.10.1 滑动轴承的特点、应用及分类 224

13.10.2 滑动轴承的结构 225

13.10.3 轴瓦结构及轴承衬 226

13.10.4 滑动轴承的材料 228

13.10.5 滑动轴承的润滑 229

习题 231

第14章 典型实训项目 234

14.1 机械设备的装配 234

14.1.1 装配顺序 234

14.1.2 装配工作注意要点 234

14.1.3 装配工艺过程 234

14.2 齿轮几何尺寸的测定及装配和修复 235

14.2.1 齿轮几何尺寸的测定和参数的计算 235

14.2.2 圆柱齿轮副的装配与调整 236

14.2.3 圆锥齿轮副的装配与调整 237

14.2.4 蜗杆蜗轮副的装配与调整 237

14.2.5 齿轮的修复 238

14.3 轴承的装配和保养 238

14.3.1 轴承的测量 238

14.3.2 滚动轴承的保养 238

14.3.3 滚动轴承的安装 239

14.3.4 滚动轴承的拆卸 240

14.3.5 滚动轴承的润滑 241

14.3.6 滚动轴承的故障排除 241

14.3.7 滑动轴承的故障排除 243

14.4 轴的修复 244

14.5 顽固螺母的拆卸 245

14.6 平键的装配和拆卸 245

参考文献 247