机械学基础PDF电子书下载

0 绪论 1

0.1 机器的组成 1

0.1.1 按功能分析机器的组成 1

0.1.2 按结构分析机器的组成 2

0.2 机械设计的基本要求与一般过程 3

0.2.1 机械设计的基本要求 3

0.2.2 机械设计的一般过程 3

0.3 本课程的研究内容和学习方法 4

1 机械设计的力学基础知识 5

1.1 载荷和应力 5

1.1.1 机械零部件的工作能力 5

1.1.2 机械零件的强度 5

1.1.3 载荷 5

1.1.4 应力 6

1.2 机械零部件失效形式与设计准则 10

1.2.1 失效与防止失效的对策 10

1.2.2 失效分析与设计准则 12

2 机械工程材料及钢的热处理 13

2.1 金属材料的力学性能 13

2.1.1 强度与塑性 13

2.1.2 硬度 15

2.1.3 韧性 16

2.1.4 线膨胀系数α 16

2.2 常用金属材料 16

2.2.1 铸铁 16

2.2.2 碳素钢 17

2.2.3 合金钢 19

2.2.4 有色金属材料 21

2.3 常用非金属材料 22

2.3.1 塑料 22

2.3.2 橡胶 24

2.3.3 工业陶瓷 24

2.3.4 复合材料 25

2.4 钢的热处理 25

2.4.1 概述 25

2.4.2 钢的退火与正火 26

2.4.3 钢的淬火与回火 26

2.4.4 钢的表面淬火 27

2.4.5 钢的化学处理 28

2.4.6 金属零件的表面处理 29

2.5 机械零件的选材 30

2.5.1 选材的一般原则 30

2.5.2 工艺性原则 30

2.5.3 经济性原则 31

2.5.4 选材的一般步骤和应注意的问题 31

3 机械零件设计制造的结构工艺性 33

3.1 机械零件结构设计的任务、特点、内容及过程 33

3.1.1 机械结构设计的任务和特点 33

3.1.2 机械结构设计的内容和过程 33

3.2 机械结构设计的设计准则 35

3.2.1 实现预期功能的设计准则 35

3.2.2 满足强度要求的设计准则 36

3.2.3 满足结构刚度的设计准则 37

3.2.4 考虑加工工艺的设计准则 37

3.2.5 考虑装配工艺的设计准则 38

3.2.6 考虑造型设计的准则 39

3.3 机械零件结构工艺性 39

3.3.1 零件热处理的结构工艺性 39

3.3.2 铸件的结构工艺性 41

3.3.3 锻件的结构工艺性 42

3.3.4 焊接件的结构工艺性 43

3.3.5 零件切削加工结构工艺性 46

3.3.6 零部件装配结构工艺性 48

4 机械精度设计基础 50

4.1 概述 50

4.1.1 互换性的含义 50

4.1.2 互换性的作用 50

4.1.3 误差与公差 50

4.2 尺寸公差与配合 51

4.2.1 公差与技术配合术语和定义 51

4.2.2 标准公差与基本偏差 53

4.2.3 公差与配合在图上的标注 57

4.2.4 公差与配合的选用 57

4.3 表面粗糙度 59

4.3.1 表面粗糙度的概念 59

4.3.2 表面粗糙度的评定 59

4.3.3 表面粗糙度的选用与标注 60

4.4 形状与位置公差 62

4.4.1 概述 62

4.4.2 形位公差项目及其选用原则 64

5 机构的组成原理及平面连杆机构 66

5.1 平面机构的运动简图及自由度 66

5.1.1 机构的组成 66

5.1.2 平面机构的运动简图 67

5.2 机构的自由度计算 68

5.2.1 平面机构自由度计算公式 69

5.2.2 计算平面机构自由度时应注意的几个问题 69

5.3 铰链四杆机构的基本形式及其演化 71

5.3.1 铰链四杆机构的基本形式 71

5.3.2 铰链四杆机构的演化 72

5.4 平面连杆机构曲柄存在的条件和特性 74

5.4.1 铰链四杆机构曲柄存在的条件 74

5.4.2 急回运动特性 75

5.4.3 压力角与传动角 76

5.4.4 死点位置 76

5.5 平面连杆机构的设计 77

5.5.1 按照给定的行程速比系数设计四杆机构 77

5.5.2 按给定连杆位置设计四杆机构 77

习题 78

6 凸轮机构 80

6.1 凸轮机构的应用和类型 80

6.1.1 凸轮机构的应用 80

6.1.2 凸轮机构的分类 81

6.2 从动件的常用运动规律 82

6.3 凸轮机构的压力角 85

6.3.1 凸轮机构的压力角及其许用值 85

6.3.2 压力角与凸轮机构尺寸的关系 85

6.4 图解法设计凸轮轮廓曲线 86

6.4.1 凸轮轮廓设计的基本原理 86

6.4.2 用图解法设计凸轮廓线 86

习题 89

7 带传动与链传动 90

7.1 带传动的类型和特点 90

7.1.1 带传动的类型 90

7.1.2 V带的类型与结构 90

7.1.3 带传动的几何关系 90

7.2 带传动的工作情况分析 92

7.2.1 带传动的受力分析 92

7.2.2 带传动的应力分析 93

7.2.3 带传动的弹性滑动和打滑 94

7.2.4 带传动常用的张紧方法 95

7.3 普通V带传动的设计计算 96

7.3.1 带传动承载能力计算 96

7.3.2 普通V带传动的设计计算 98

7.3.3 V带轮结构设计 101

7.4 链传动 103

7.4.1 链传动的类型、特点和应用 103

7.4.2 传动链的结构特点 103

习题 104

8 齿轮传动机构 105

8.1 齿轮机构的基本类型 105

8.2 齿廓实现定角速比的条件 105

8.3 渐开线齿廓 106

8.3.1 渐开线的形成及特性 106

8.3.2 渐开线齿廓满足定角速比要求 107

8.4 齿轮各部分名称及渐开线标准齿轮 108

8.5 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 110

8.5.1 渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件 110

8.5.2 渐开线直齿圆柱齿轮连续传动的条件 111

8.6 渐开线齿廓的根切与变位 111

8.6.1 齿轮加工的基本原理 111

8.6.2 轮齿的根切现象 113

8.6.3 变位齿轮的概念 113

8.7 斜齿圆柱齿轮传动 114

8.7.1 斜齿圆柱齿轮的啮合特点 114

8.7.2 斜齿圆柱齿轮的几何关系及尺寸计算 115

8.7.3 斜齿轮传动正确啮合的条件 116

8.7.4 当量齿轮和当量齿数 116

8.8 锥齿轮传动 116

8.8.1 锥齿轮概述 116

8.8.2 直齿锥齿轮的几何关系和几何尺寸计算 117

8.9 蜗杆传动的特点和类型 117

8.9.1 蜗杆传动的特点 117

8.9.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 117

8.10 轮系 120

8.10.1 轮系的类型 120

8.10.2 定轴轮系的传动比计算 120

8.10.3 周转轮系的传动比计算 122

8.10.4 复合轮系的传动比计算 125

习题 126

9 间歇运动机构 128

9.1 棘轮机构 128

9.1.1 棘轮机构的工作原理 128

9.1.2 棘轮机构的特点和应用 129

9.1.3 棘轮机构的设计 129

9.2 槽轮机构 130

9.2.1 槽轮机构的工作原理 130

9.2.2 槽轮机构的主要参数选择及几何尺寸 131

习题 132

10 连接 133

10.1 可拆连接 133

10.1.1 螺纹连接 133

10.1.2 键连接 142

10.1.3 销连接 143

10.2 不可拆连接 144

10.2.1 铆接 144

10.2.2 焊接 144

10.3 螺旋传动 145

10.3.1 概述 145

10.3.2 螺旋传动的设计计算 146

习题 147

11 齿轮传动设计 149

11.1 齿轮的失效形式和设计准则 149

11.1.1 齿轮的失效形式 149

11.1.2 设计准则 150

11.2 齿轮材料、热处理和精度等级 151

11.2.1 齿轮材料及热处理 151

11.2.2 齿轮传动的精度 151

11.3 直齿圆柱齿轮的强度计算 152

11.3.1 受力分析和计算载荷 152

11.3.2 齿面接触强度计算 152

11.3.3 齿根弯曲强度计算 154

11.3.4 齿轮传动主要参数选择 155

11.4 斜齿圆柱齿轮的强度计算 157

11.4.1 受力分析 157

11.4.2 齿面接触强度计算 157

11.4.3 轮齿弯曲强度计算 158

11.5 齿轮的结构设计 158

11.6 齿轮传动的效率和润滑 159

11.6.1 齿轮传动的效率 159

11.6.2 齿轮传动的润滑 160

习题 160

12 轴与联轴器 162

12.1 轴 162

12.1.1 轴的分类和材料 162

12.1.2 轴径的初步估算 162

12.1.3 轴的结构设计 165

12.1.4 轴的强度计算 167

12.1.5 轴的刚度计算 172

12.2 联轴器 172

12.2.1 刚性联轴器 173

12.2.2 弹性联轴器 174

12.2.3 联轴器的选择 175

习题 175

13 轴承 176

13.1 滑动轴承 176

13.1.1 摩擦状态 176

13.1.2 滑动轴承的结构形式 176

13.1.3 轴承材料 178

13.1.4 轴瓦结构 178

13.1.5 润滑剂和润滑装置 179

13.2 滚动轴承 179

13.2.1 滚动轴承的基本类型和特性 180

13.2.2 滚动轴承的代号 182

13.2.3 滚动轴承的选择计算 184

13.2.4 滚动轴承的组合设计 189

13.2.5 滚动轴承的润滑和密封 191

习题 192

14 弹簧 194

14.1 弹簧的功用和类型 194

14.1.1 弹簧的主要功用 194

14.1.2 弹簧的类型 194

14.2 螺旋弹簧的材料、许用应力和制造 194

14.2.1 弹簧的材料 194

14.2.2 弹簧的许用应力 194

14.2.3 弹簧的制造 194

14.3 圆柱螺旋弹簧的设计 197

14.3.1 弹簧的端部结构 197

14.3.2 弹簧的应力、变形和载荷-变形图 197

14.3.3 圆柱螺旋弹簧主要参数及几何尺寸计算 199

14.3.4 圆柱螺旋弹簧的设计计算 200

习题 202

参考文献 203