普通高等教育机电类专业规划教材 机械设计基础PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 本课程的研究对象 1

1.1.1 机械 1

1.1.2 机器和机构 2

1.1.3 构件和零件 4

1.2 课程的内容、地位、学习目的和方法 5

1.2.1 课程的内容 5

1.2.2 课程的地位 5

1.2.3 学习本课程的目的和方法 5

1.3 机械零件的失效形式及设计准则 6

1.3.1 机械零件的常见失效形式 6

1.3.2 机械零件的设计准则 7

1.4 机械零件常用材料及其选用原则 9

1.4.1 机械零件常用材料 9

1.4.2 机械零件常用材料的选用原则 10

1.5 机械的摩擦、磨损及润滑 11

1.5.1 摩擦与磨损 11

1.5.2 润滑与密封 13

1.6 机械零件设计的工艺性及标准化 14

1.6.1 机械零件设计的工艺性 14

1.6.2 机械零件设计的标准化 15

1.7 机械设计应满足的基本要求及一般程序 16

1.7.1 机械设计的基本要求 16

1.7.2 机械设计的一般程序 17

小结 17

思考与习题 18

第2章 平面机构及其自由度 20

2.1 机构的组成 20

2.1.1 运动副及其分类 20

2.1.2 运动链和机构 21

2.2 平面机构的运动简图 22

2.2.1 构件和运动副的表示方法 22

2.2.2 平面机构运动简图的绘制 24

2.3 平面机构自由度计算 26

2.3.1 平面机构自由度 26

2.3.2 机构具有确定运动的条件 28

2.3.3 计算机构自由度时应注意的几种特殊情况 28

小结 33

思考与习题 33

第3章 平面连杆机构 35

3.1 铰链四杆机构的基本形式及其演化 35

3.1.1 平面四杆机构的组成 35

3.1.2 铰链四杆机构的基本形式 36

3.1.3 铰链四杆机构的演化 37

3.2 平面四杆机构曲柄存在的条件 41

3.3 平面四杆机构的基本工作特性 42

3.3.1 急回运动 42

3.3.2 压力角和传动角 43

3.3.3 死点位置 44

3.4 平面四杆机构的设计简介 46

3.4.1 平面四杆机构设计的基本问题 46

3.4.2 按给定的行程速度变化系数K设计四杆机构 46

3.4.3 按给定的连杆位置设计四杆机构 48

3.4.4 按给定两连架杆的对应位置设计四杆机构 48

小结 50

思考与习题 51

第4章 凸轮机构 53

4.1 凸轮机构的应用与分类 53

4.1.1 凸轮机构的应用及特点 53

4.1.2 凸轮机构的分类 54

4.2 从动件常用运动规律 56

4.2.1 凸轮机构运动过程及有关名称 56

4.2.2 从动件的常用运动规律 57

4.3 盘形凸轮轮廓曲线的作图法设计 59

4.3.1 反转法设计原理 59

4.3.2 对心尖顶直动从动件盘形凸轮机构凸轮轮廓设计 60

4.3.3 对心滚子直动从动件盘形凸轮轮廓设计 61

4.3.4 对心平底从动件盘形凸轮轮廓设计 61

4.3.5 偏置尖顶直动从动件盘形凸轮轮廓设计 61

4.3.6 尖顶摆动从动件盘形凸轮轮廓设计 62

4.4 凸轮机构基本尺寸的确定 63

4.4.1 凸轮机构的压力角及许用值 63

4.4.2 滚子半径的选择 64

4.4.3 基圆半径的确定 65

小结 66

思考与习题 67

第5章 间歇运动机构 69

5.1 棘轮机构 69

5.1.1 棘轮机构的工作原理 69

5.1.2 棘轮机构的主要参数 70

5.1.3 棘轮机构的特点及应用 71

5.2 槽轮机构 72

5.2.1 槽轮机构的工作原理 72

5.2.2 槽轮机构的主要参数 73

5.3 不完全齿轮机构 74

小结 74

思考与习题 75

第6章 齿轮传动 76

6.1 齿轮机构的传动特点和类型 76

6.1.1 齿轮机构的传动特点 76

6.1.2 齿轮传动的类型 77

6.2 齿廓啮合基本定律 79

6.2.1 研究齿廓啮合基本定律的目的 79

6.2.2 齿廓啮合基本定律概述 79

6.3 渐开线与渐开线齿廓 80

6.3.1 渐开线的形成 80

6.3.2 渐开线的特性 80

6.3.3 渐开线方程式 81

6.3.4 渐开线齿廓的啮合特性 82

6.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的基本参数及几何尺寸 83

6.4.1 渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分的名称及代号 83

6.4.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮主要参数 84

6.4.3 内齿轮的齿廓特点 85

6.4.4 齿条的齿廓特点 86

6.4.5 渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸 86

6.5 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 87

6.5.1 一对渐开线齿轮的正确啮合条件 87

6.5.2 齿轮传动的标准中心距与啮合角 88

6.5.3 渐开线齿轮连续传动的条件 89

6.5.4 齿轮与齿条啮合传动 90

6.6 渐开线齿轮的加工方法和根切 91

6.6.1 齿轮轮齿的加工方法 91

6.6.2 用标准齿条刀具加工标准齿轮 93

6.6.3 轮齿的根切现象与避免根切的措施 94

6.7 变位齿轮简介 95

6.7.1 渐开线标准齿轮的局限性 95

6.7.2 变位齿轮 96

6.7.3 变位齿轮传动 98

6.8 齿轮传动的失效形式和设计准则 99

6.8.1 齿轮传动的失效形式 99

6.8.2 齿轮传动的设计准则 101

6.9 齿轮常用材料及热处理 102

6.9.1 齿轮常用材料及其选用 102

6.9.2 齿轮的热处理 103

6.10 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 105

6.10.1 轮齿的受力分析和计算载荷 105

6.10.2 齿面接触疲劳强度计算 107

6.10.3 齿根弯曲疲劳强度计算 109

6.10.4 许用应力 111

6.11 直齿圆柱齿轮传动设计 116

6.11.1 渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的主要参数和精度等级的选择 116

6.11.2 齿轮传动的设计实例 117

6.12 标准斜齿圆柱齿轮传动及其强度计算 120

6.12.1 斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成及啮合特性 120

6.12.2 斜齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算 120

6.12.3 斜齿轮机构的正确啮合及连续传动条件 122

6.12.4 斜齿圆柱齿轮的当量齿数 123

6.12.5 平行轴斜齿轮传动的主要优缺点 124

6.12.6 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度设计 124

6.13 锥齿轮传动 129

6.13.1 直齿锥齿轮传动特性 129

6.13.2 直齿锥齿轮的齿廓曲面、背锥和当量齿数 130

6.13.3 锥齿轮的传动 131

6.13.4 直齿锥齿轮传动的主要参数与几何尺寸计算 131

6.13.5 直齿锥齿轮轮齿受力分析 132

6.13.6 直齿锥齿轮传动强度计算 133

6.14 齿轮的结构、润滑和精度 134

6.14.1 齿轮的结构设计 134

6.14.2 齿轮传动的润滑 136

小结 137

思考与习题 139

第7章 蜗杆传动 143

7.1 蜗杆传动的特点、类型和应用 143

7.2 圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算 145

7.2.1 蜗杆传动的主要参数 145

7.2.2 蜗杆传动的几何尺寸计算 148

7.2.3 蜗杆蜗轮正确啮合条件 148

7.2.4 蜗杆传动中蜗轮旋向和转动方向的判定 149

7.3 蜗杆传动的失效形式、计算准则、材料选择和精度 149

7.3.1 蜗杆传动的失效形式、计算准则 149

7.3.2 蜗杆传动的材料选择和精度 149

7.4 蜗杆传动的强度计算 150

7.5 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算 153

7.6 蜗杆蜗轮的结构 155

小结 158

思考与习题 159

第8章 轮系 161

8.1 轮系的分类 161

8.1.1 定轴轮系 161

8.1.2 周转轮系 162

8.1.3 混合轮系 162

8.2 轮系的传动比 162

8.2.1 定轴轮系传动比的计算 163

8.2.2 周转轮系传动比的计算 165

8.2.3 混合轮系传动比的计算 167

8.3 轮系的功能 169

小结 172

思考与习题 172

第9章 带传动 175

9.1 带传动的类型、特点和应用 175

9.1.1 带传动的类型 175

9.1.2 带传动的特点和应用 176

9.1.3 带传动的主要形式 176

9.2 V带和V带轮 177

9.2.1 V带的结构和尺寸标准 177

9.2.2 普通V带轮的结构设计 179

9.3 带传动的工作能力分析 181

9.3.1 带传动中的受力分析 181

9.3.2 带的应力分析 183

9.3.3 带的弹性滑动和打滑 184

9.4 V带的标准及其传动设计 185

9.4.1 传动的主要失效形式和设计准则 185

9.4.2 V带传动设计 188

9.5 V带传动的张紧装置及维护 192

9.5.1 常见的张紧装置 192

9.5.2 带传动的安装与维护 193

小结 194

思考与习题 195

第10章 链传动 196

10.1 链传动的组成、类型和特点 196

10.1.1 链传动的组成 196

10.1.2 链传动的特点及应用 196

10.1.3 链传动的类型 197

10.2 滚子链的结构和标准 197

10.2.1 滚子链的结构 197

10.2.2 滚子链的标准 198

10.2.3 链轮 199

10.3 链传动的运动特性 201

10.3.1 链传动的运动不确定性 201

10.3.2 链传动的受力分析 203

10.4 滚子链传动的设计计算 203

10.4.1 链传动的失效形式 204

10.4.2 额定功率曲线 204

10.4.3 设计计算准则 204

10.4.4 链传动的主要参数选择及设计步骤 206

10.5 链传动的布置、张紧及润滑 208

10.5.1 链传动的布置 208

10.5.2 链传动的张紧 208

10.5.3 链传动的润滑 208

小结 210

思考与习题 211

第11章 轴 212

11.1 轴的功用和类型 212

11.1.1 轴的功能和分类 212

11.1.2 轴设计的基本要求 213

11.2 轴的材料 214

11.2.1 轴的常用材料 214

11.2.2 轴的材料选择 214

11.3 轴的结构设计 215

11.3.1 轴的结构设计原则 216

11.3.2 装配方案的拟订与轴的结构组成 216

11.3.3 轴上零件的定位及固定 216

11.3.4 轴的结构工艺性 218

11.3.5 提高轴疲劳强度的措施 219

11.4 轴的强度计算 219

11.4.1 按抗扭强度估算最小轴径 219

11.4.2 弯扭合成强度计算（按弯扭组合校核强度） 220

11.5 轴的刚度计算 221

11.6 轴的设计实例分析 222

小结 227

思考与习题 227

第12章 轴承 230

12.1 轴承的作用和分类 230

12.2 滚动轴承的结构、类型和特点 230

12.2.1 滚动轴承的结构 231

12.2.2 滚动轴承的类型和特点 231

12.3 滚动轴承的代号及类型选择 234

12.3.1 滚动轴承的代号 234

12.3.2 滚动轴承类型的选择原则 236

12.4 滚动轴承的受载分析、失效形式及计算准则 237

12.4.1 滚动轴承的受载分析 237

12.4.2 滚动轴承的失效形式和设计准则 238

12.5 滚动轴承的寿命计算和静强度计算 238

12.5.1 轴承的基本额定寿命和基本额定动载荷 238

12.5.2 滚动轴承的寿命计算 239

12.5.3 滚动轴承的当量动载荷计算 241

12.5.4 角接触轴承的轴向载荷计算 242

12.5.5 滚动轴承的静强度计算 245

12.6 滚动轴承组合设计 245

12.6.1 轴承套圈的轴向固定 245

12.6.2 轴承套圈的周向固定和配合 246

12.6.3 轴系组件的轴向固定 247

12.6.4 滚动轴承组合结构的调整 248

12.6.5 滚动轴承的安装与拆卸 249

12.6.6 轴承的润滑 250

12.6.7 轴承的密封 253

12.7 滑动轴承 254

12.7.1 滑动轴承的应用、类型及选用 254

12.7.2 滑动轴承的结构形式 255

12.7.3 轴瓦结构和轴承材料 257

12.7.4 滑动轴承的润滑 259

小结 260

思考与习题 261

第13章 机械联接 262

13.1 螺纹联接 262

13.1.1 螺纹的常用类型、特点及主要参数 263

13.1.2 螺纹联接的常用类型、特点及应用 265

13.1.3 螺栓联接的强度计算 268

13.1.4 螺栓组联接的结构设计 273

13.2 键、销联接 274

13.2.1 键联接 274

13.2.2 花键联接 278

13.2.3 销联接 279

13.3 联轴器与离合器 280

13.3.1 联轴器 280

13.3.2 离合器 286

小结 288

思考与习题 289

参考文献 290