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第1章 总论 1

1.1 机构、机器与机械的概念 2

1.1.1 机器与机构 2

1.1.2 零件、构件和部件 3

1.2 本课程的性质、内容和任务 4

1.3 机械设计的基本要求、原则和一般程序 4

1.3.1 机械设计的基本要求 4

1.3.2 机械设计应遵循的基本原则 5

1.3.3 机械设计的一般过程 6

1.4 机械设计中常用的设计方法 7

1.4.1 常规设计方法 7

1.4.2 现代设计方法 8

第2章 机械设计基础知识 11

2.1 金属材料的性能 11

2.1.1 金属材料的力学性能 11

2.1.2 金属材料的加工工艺性能简介 18

2.2 常用金属材料的热处理方法目的及应用 19

2.3 机械工程常用材料 21

2.3.1 工业用钢 21

2.3.2 铸铁 36

2.3.3 有色金属及硬质合金 38

2.3.4 非金属材料 44

2.4 机械零件的工作能力和计算准则 45

2.5 机械零件的结构工艺性和标准化 47

2.5.1 机械零件的结构工艺性 47

2.5.2 机械零件设计中的标准化 48

2.6 机械中的摩擦、磨损和润滑 49

第3章 公差与配合 53

3.1 极限与配合 53

3.1.1 极限与配合的基本概念 54

3.1.2 极限与配合国家标准 58

3.1.3 极限与配合的选用 69

3.2 几何公差及公差原则 74

3.2.1 几何公差 74

3.2.2 公差原则 84

3.2.3 几何公差的选用 89

3.3 表面粗糙度 94

3.3.1 概述 94

3.3.2 表面粗糙度的评定参数 95

3.3.3 表面粗糙度参数值的选用 97

3.3.4 表面粗糙度的标注 98

第4章 常用机构 104

4.1 自由度及机构运动简图 104

4.1.1 自由度 104

4.1.2 机构运动简图 105

4.1.3 机构具有确定运动的条件 106

4.1.4 平面机构自由度计算 106

4.2 平面连杆机构 109

4.2.1 铰链四杆机构 109

4.2.2 铰链四杆机构类型的判断 111

4.2.3 四杆机构的基本特性 111

4.2.4 平面连杆机构的结构和维护 113

4.3 平面四杆机构的演化与设计 113

4.3.1 四杆机构的演化形式 113

4.3.2 平面四杆机构的设计 115

4.4 凸轮机构 117

4.4.1 凸轮机构的应用和分类 117

4.4.2 凸轮机构工作过程及从动件常用运动规律 119

4.4.3 对心直动从动件盘形凸轮轮廓的设计 121

4.4.4 凸轮机构基本尺寸的确定 122

4.4.5 凸轮的材料、结构与加工 124

4.5 其他常用机构 125

4.5.1 螺旋机构 125

4.5.2 棘轮机构 125

4.5.3 槽轮机构 128

4.5.4 不完全齿轮机构 128

第5章 摩擦轮传动和挠性传动 134

5.1 摩擦轮传动和挠性传动概述 134

5.1.1 摩擦轮传动 134

5.1.2 挠性传动 137

5.2 带传动的类型和特点 138

5.2.1 带传动的主要类型 138

5.2.2 带传动的特点 143

5.3 带传动的工作情况分析 144

5.3.1 带传动的受力分析与打滑 144

5.3.2 带传动的应力分析与疲劳强度 144

5.3.3 带传动的弹性滑动及其传动比 145

5.4 V带传动设计 146

5.4.1 带传动的主要失效形式和设计准则 146

5.4.2 V带传动设计计算和参数选择 147

5.5 带传动的张紧、安装与维护 155

5.5.1 V带传动的张紧 155

5.5.2 V带传动的安装和维护 156

5.6 链传动类型和特点 156

5.6.1 链传动的类型 156

5.6.2 链传动的特点 160

5.7 链传动的工作情况分析 161

5.8 滚子链传动设计 162

5.8.1 滚子链传动的失效形式 162

5.8.2 滚子链传动设计计算及主要参数的选择 162

5.9 链传动的布置 166

5.9.1 链传动的布置 166

5.9.2 链传动的张紧 167

第6章 齿轮传动 171

6.1 齿轮传动的特点和类型 172

6.1.1 齿轮传动的特点 172

6.1.2 齿轮传动的常用类型 172

6.2 齿廓啮合基本定律 173

6.3 渐开线及渐开线齿廓啮合特性 174

6.3.1 渐开线的形成 174

6.3.2 渐开线的性质 175

6.3.3 渐开线齿廓的啮合特性 175

6.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 177

6.4.1 齿轮各部分名称及符号 177

6.4.2 渐开线齿轮的基本参数 178

6.4.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 179

6.4.4 径节制齿轮 181

6.5 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合条件 181

6.5.1 正确啮合条件 181

6.5.2 标准中心距和标准安装 182

6.5.3 连续传动条件 183

6.6 渐开线齿轮的加工方法与根切现象 183

6.6.1 渐开线齿轮的加工方法 183

6.6.2 根切的成因与不产生根切的最小齿数 186

6.6.3 避免根切的措施 187

6.7 变位齿轮传动简介 188

6.7.1 标准齿轮传动的缺点 188

6.7.2 变位齿轮的概念 188

6.7.3 变位齿轮传动的类型 188

6.8 圆柱齿轮传动的精度 190

6.8.1 齿轮精度要求 190

6.8.2 渐开线圆柱齿轮的精度等级及选择原则 191

6.8.3 齿轮精度的图样标注 193

6.9 齿轮传动的失效形式、计算准则与齿轮传动常用材料 193

6.9.1 齿轮传动的失效形式 193

6.9.2 齿轮传动的计算准则 196

6.9.3 齿轮传动常用材料 196

6.9.4 极限应力和许用应力 199

6.10 齿轮传动的受力分析和计算载荷 202

6.10.1 轮齿的受力分析 202

6.10.2 轮齿的计算载荷 202

6.11 直齿圆柱齿轮的强度计算 203

6.11.1 齿面接触疲劳强度计算 204

6.11.2 齿根弯曲疲劳强度计算 205

6.11.3 直齿圆柱齿轮传动设计 207

6.12 斜齿圆柱齿轮传动 211

6.12.1 斜齿圆柱齿轮齿廓的形成及啮合特点 211

6.12.2 斜齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算 212

6.12.3 斜齿轮正确啮合的条件和重合度 214

6.13 直齿圆锥齿轮传动 221

6.13.1 锥齿轮机构的特点及应用 221

6.13.2 直齿圆锥齿轮齿廓曲面的形成 222

6.13.3 直齿圆锥齿轮的背锥和当量齿数 222

6.13.4 直齿圆锥齿轮的啮合传动和几何尺寸计算 223

6.13.5 直齿锥齿轮传动的强度计算 225

6.14 蜗杆传动 229

6.14.1 蜗杆蜗轮的形成、类型和特点 229

6.14.2 蜗杆蜗轮机构正确啮合条件、主要参数及几何尺寸计算 230

6.14.3 蜗杆传动的失效形式及设计准则 233

6.15 齿轮的结构 239

6.15.1 齿轮结构 239

6.15.2 蜗杆蜗轮结构 241

第7章 轮系 245

7.1 轮系及其分类 245

7.1.1 定轴轮系 246

7.1.2 周转轮系 246

7.1.3 复合轮系 247

7.2 定轴轮系的传动比 247

7.3 周转轮系的传动比 250

7.4 复合轮系的传动比 252

7.5 轮系的应用 254

第8章 支承设计 261

8.1 轴及轴承设计概述 261

8.1.1 轴的功用、类型及材料 261

8.1.2 轴承的功用及类型 264

8.2 滑动轴承设计 264

8.2.1 滑动轴承的类型及结构 264

8.2.2 轴瓦结构和轴承材料 268

8.2.3 滑动轴承的润滑 274

8.2.4 不完全油膜滑动轴承的设计 277

8.2.5 液体动压润滑轴承的工作原理 279

8.2.6 液体静压滑动轴承和气体轴承简介 283

8.3 滚动轴承设计 285

8.3.1 滚动轴承的结构、类型和特点 285

8.3.2 滚动轴承的失效形式和设计准则 292

8.3.3 滚动轴承的寿命计算 293

8.3.4 滚动轴承的静强度计算 301

8.3.5 滚动轴承的组合设计 301

8.4 轴的设计 307

8.4.1 轴径的初步估算 307

8.4.2 轴的结构设计 307

8.4.3 轴的强度校核 312

8.4.4 轴的设计实例分析 313

8.5 弹簧设计简介 317

8.5.1 弹簧的功用和类型 317

8.5.2 圆柱螺旋弹簧的设计 319

第9章 连接 327

9.1 螺纹连接的类型和应用 327

9.1.1 螺纹连接的基本知识 327

9.1.2 螺纹连接的类型和应用 329

9.2 螺纹连接的预紧和防松 330

9.2.1 螺纹连接的预紧 330

9.2.2 螺纹连接的防松 331

9.3 螺栓组连接的设计 332

9.3.1 螺栓组连接的结构设计 332

9.3.2 螺栓组连接的受力分析与计算 333

9.4 螺纹连接的强度计算 338

9.4.1 螺纹连接的失效形式 338

9.4.2 螺纹连接的常用材料和许用应力 338

9.4.3 单个螺栓连接的强度计算 340

9.4.4 铰制孔螺栓连接的强度计算 342

9.5 提高螺纹连接强度的措施 343

9.6 螺旋传动 346

9.7 轴毂连接 351

9.7.1 键连接 351

9.7.2 花键连接 355

9.7.3 无键连接与销连接 356

9.8 轴间连接 358

9.8.1 联轴器 358

9.8.2 离合器 362

9.9 铆接、焊接和黏接简介 364

9.9.1 铆接 364

9.9.2 焊接 365

9.9.3 黏接 365

第10章 机械运转的调速和平衡 369

10.1 机械运转速度波动的调节 369

10.1.1 周期性速度波动的调节 369

10.1.2 非周期性速度波动的调节 371

10.2 机械的平衡 372

10.2.1 机械平衡的目的和分类 372

10.2.2 刚性转子的平衡 373

10.2.3 刚性转子的平衡实验 376

参考文献 379