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第一篇 总论 1

第1章 概述 1

1.1课程概论 1

1.1.1课程的研究对象 1

1.1.2课程的性质、内容和任务 4

1.1.3课程学习特点 4

1.2机械设计概论 5

1.2.1机械设计的基本要求 5

1.2.2机械设计的一般步骤 6

1.2.3机械零件设计概述 7

1.3机械结构设计 7

1.3.1结构设计的基本要求 7

1.3.2结构设计的准则 9

自检题 13

思考与练习 13

设计与制作 13

第2章 现代设计方法概述 14

2.1计算机辅助设计 14

2.1.1概述 14

2.1.2计算机辅助设计系统 14

2.1.3 CAD程序的编制方法 16

2.2机械优化设计 18

2.2.1概述 18

2.2.2优化设计的数学模型 18

2.2.3优化设计的一般步骤 20

2.3机械创新设计 21

2.3.1概述 21

2.3.2机械创新设计应用实例 22

自检题 23

思考与练习 23

设计与制作 23

第二篇 常用机构 25

第3章 机构的结构分析 25

3.1平面机构的组成 25

3.1.1运动副 25

3.1.2运动链 27

3.1.3机构的组成 27

3.2平面机构运动简图 27

3.2.1平面机构的表示方法 27

3.2.2平面机构运动简图的绘制 29

3.3平面机构的自由度 30

3.3.1构件的自由度 30

3.3.2构件的约束 31

3.3.3构件系统自由度的计算 31

3.3.4计算平面机构自由度时的注意事项 32

自检题 35

思考与练习 35

设计与制作 37

第4章 平面连杆机构 38

4.1概述 38

4.1.1基本概念 38

4.1.2平面连杆机构的特点及应用 38

4.2平面连杆机构的类型及转化 38

4.2.1铰链四杆机构的基本形式 38

4.2.2平面连杆机构的转化机构 42

4.3平面连杆机构的工作特性 45

4.3.1运动特性 45

4.3.2传力特性 47

4.4平面四杆机构的设计 49

4.4.1图解法 50

4.4.2实验法 52

自检题 52

思考与练习 52

设计与制作 53

第5章 凸轮机构 55

5.1概述 55

5.1.1凸轮机构的应用 55

5.1.2凸轮机构的分类 56

5.2从动件的常用运动规律 58

5.2.1凸轮机构的运动过程及运动参数 58

5.2.2常用从动件的运动规律 59

5.3凸轮轮廓设计 62

5.3.1盘形凸轮轮廓设计的基本原理 62

5.3.2图解法设计盘形凸轮轮廓曲线的方法 63

5.4凸轮机构的基本尺寸、结构与材料 66

5.4.1凸轮机构的基本尺寸 66

5.4.2凸轮的结构、精度与材料 70

自检题 71

思考与练习 71

设计与制作 73

第6章 齿轮机构 74

6.1概述 74

6.1.1齿轮机构的特点与应用 74

6.1.2齿轮机构的类型 74

6.2渐开线齿廓 76

6.2.1齿廓啮合的基本定律 76

6.2.2渐开线齿廓 77

6.3渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数和几何计算 80

6.3.1齿轮各部分的名称 80

6.3.2圆柱直齿齿轮的基本参数 81

6.3.3圆柱标准直齿齿轮几何尺寸的计算 82

6.3.4渐开线标准齿轮的公法线长度 83

6.4渐开线直齿圆柱齿轮的啮合 84

6.4.1渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件 84

6.4.2渐开线齿轮连续传动的条件 84

6.4.3渐开线齿轮无侧隙啮合 85

6.5渐开线齿形的切齿原理与根切现象 86

6.5.1渐开线齿形的切齿原理 86

6.5.2渐开线齿形的根切 89

6.6变位齿轮机构 90

6.6.1变位齿轮的概念 90

6.6.2变位齿轮的齿形特点 91

6.6.3变位齿轮的几何尺寸和传动类型 92

6.7平行轴斜齿齿轮机构 94

6.7.1斜齿圆柱齿轮齿面的形成和特点 94

6.7.2斜齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算 95

6.7.3斜齿圆柱齿轮的当量齿数 97

6.7.4平行轴斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件和重合度 98

6.8圆锥齿轮机构 99

6.8.1概述 99

6.8.2直齿锥齿轮齿廓曲面的形成 99

6.8.3直齿锥齿轮背锥和当量齿数 99

6.8.4直齿锥齿轮传动的基本参数和几何尺寸计算 100

6.9蜗杆蜗轮机构 102

6.9.1概述 102

6.9.2蜗杆蜗轮机构的主要参数和几何尺寸计算 104

自检题 107

思考与练习 107

第7章 轮系 108

7.1定轴轮系 108

7.1.1传动比的计算 108

7.1.2传动比符号的确定方法 109

7.2行星轮系 111

7.2.1行星轮系的构成 111

7.2.2行星轮系的分类 111

7.2.3行星轮系的传动比 113

7.3组合轮系 116

7.4轮系的应用 117

自检题 119

思考与练习 119

第8章 其他常用机构 122

8.1棘轮机构 122

8.1.1概述 122

8.1.2棘轮机构的运动设计及几何计算 125

8.2槽轮机构 126

8.2.1概述 126

8.2.2槽轮机构的运动设计及几何计算 128

8.3螺旋机构 129

8.3.1螺旋副的受力分析、效率和自锁 130

8.3.2螺旋机构的类型与特点 133

8.3.3螺旋机构的运动分析 134

8.3.4滚动螺旋简介 135

自检题 135

思考与练习 135

观察与实践 135

设计与制作 136

第三篇 机械传动 137

第9章 带传动 137

9.1概述 137

9.1.1带传动的特点 138

9.1.2带传动的类型与应用 138

9.2带传动的工作情况分析 139

9.2.1受力分析 139

9.2.2应力分析 140

9.2.3带传动的弹性滑动与打滑 141

9.3普通V带传动设计 142

9.3.1普通V带 142

9.3.2普通V带轮 144

9.3.3普通V带传动的设计计算 145

9.4带传动的张紧、安装和维护 154

9.4.1张紧装置及初拉力F0的测定 154

9.4.2安装与维护 156

9.5同步齿形带传动 156

9.5.1同步齿形带传动的特点、类型和应用 156

9.5.2同步齿形带的主要参数、尺寸和标记 157

9.5.3设计计算 162

自检题 167

思考与练习 167

观察与实践 168

设计与制作 168

第10章 链传动 169

10.1概述 169

10.1.1链传动的特点、类型与应用 169

10.1.2滚子链传动的传动件 170

10.2链传动的运动特性 175

10.2.1链传动的运动分析 175

10.2.2链传动的受力分析 177

10.3滚子链传动的设计计算 178

10.3.1链传动的失效形式 178

10.3.2设计计算准则 179

10.3.3链传动的主要参数选择 182

10.3.4链传动的设计方法与步骤 183

10.4链传动的合理布置与润滑 185

10.4.1链传动的合理布置 185

10.4.2链传动的张紧装置 186

10.4.3链传动的润滑 186

自检题 187

思考与练习 187

观察与实践 187

设计与制作 187

第11章 齿轮传动 189

11.1齿轮常见的失效形式与齿轮的材料 189

11.1.1齿轮轮齿的失效形式 189

11.1.2齿轮的设计准则 191

11.1.3齿轮的材料与热处理 191

11.2圆柱齿轮公差与齿轮精度的设计 193

11.2.1对齿轮传动的基本要求 193

11.2.2齿轮精度的标准及应用 194

11.3圆柱齿轮的传动设计 210

11.3.1圆柱齿轮传动的受力分析 210

11.3.2直齿圆柱齿轮承载能力的计算 212

11.3.3斜齿圆柱齿轮承载能力的计算 218

11.3.4圆柱齿轮传动的设计计算 219

11.4直齿圆锥齿轮的传动设计 226

11.4.1受力分析 226

11.4.2锥齿轮承载能力的计算 226

11.5蜗杆传动设计 227

11.5.1蜗杆传动的失效形式、设计准则及常用材料 227

11.5.2蜗杆传动的设计计算 229

11.5.3蜗杆传动的效率与热平衡计算 231

11.6齿轮的结构与齿轮的润滑 233

11.6.1齿轮的结构 233

11.6.2齿轮的润滑 235

自检题 236

思考与练习 236

观察与实践 237

设计与制作 237

第12章 连接 239

12.1键联结 239

12.1.1键联结的类型、构造和工作原理 239

12.1.2平键联结的选择和计算 241

12.1.3花键联结的类型、特点和选用 242

12.1.4键联结的公差配合 244

12.2销联结 247

12.3螺纹连接 247

12.3.1常用螺纹的类型、特点和应用 247

12.3.2螺纹连接的类型、预紧和防松 249

12.3.3螺栓连接的强度计算 257

12.3.4螺纹连接件的材料和许用应力 261

12.3.5螺栓组的结构设计 263

12.3.6提高螺纹连接强度的措施 265

12.3.7螺纹连接的公差配合 267

自检题 268

思考与练习 268

观察与实践 270

第四篇 轴系零部件 271

第13章 轴系 271

13.1概述 271

13.1.1轴的类型及其特点 271

13.1.2轴设计的要求和一般步骤 273

13.2轴的材料 274

13.3轴及轴系的结构设计 275

13.3.1零件在轴上的轴向固定 275

13.3.2零件在轴上的周向固定 277

13.3.3轴的结构工艺性 278

13.3.4提高轴强度的结构措施 278

13.4轴的设计计算 280

13.4.1轴的计算简图 280

13.4.2轴的强度计算 281

13.4.3轴的刚度计算 283

自检题 286

思考与练习 286

设计与制作 288

第14章 滚动轴承 289

14.1概述 289

14.1.1滚动轴承的结构 289

14.1.2滚动轴承的类型 290

14.2滚动轴承的代号及选用 292

14.2.1滚动轴承的代号 292

14.2.2滚动轴承类型的选择 295

14.3滚动轴承的寿命计算 296

14.3.1滚动轴承工作分析 296

14.3.2失效形式与设计准则 298

14.3.3滚动轴承的寿命计算 298

14.3.4滚动轴承的静强度计算 304

14.4滚动轴承组合设计 305

14.4.1滚动轴承的支承结构 305

14.4.2轴承的组合及调整 307

14.4.3轴承的预紧与拆装 308

14.5滚动轴承的公差与配合 310

14.5.1滚动轴承的精度等级及其应用 310

14.5.2滚动轴承配合的选用 310

14.6滚动轴承的维护与使用 312

14.6.1轴承的润滑 312

14.6.2滚动轴承的密封 312

14.6.3滚动轴承的检验 313

自检题 314

思考与练习 314

观察与实践 316

第15章 滑动轴承 317

15.1概述 317

15.1.1滑动轴承的特点与应用 317

15.1.2滑动轴承的类型 317

15.2滑动轴承的结构与材料 318

15.2.1滑动轴承的结构形式 318

15.2.2滑动轴承轴瓦的结构形式 319

15.2.2轴承材料 320

15.3滑动轴承的润滑 321

15.3.1润滑剂 321

15.3.2润滑方式 323

15.4非液体摩擦滑动轴承的设计计算 324

15.4.1径向滑动轴承的计算 325

15.4.2止推滑动轴承的计算 326

自检题 326

思考与练习 326

观察与实践 327

第16章 联轴器、离合器与制动器 328

16.1联轴器的类型与应用 328

16.1.1联轴器的功用及要求 328

16.1.2联轴器的分类及应用 328

16.2离合器的类型与应用 333

16.2.1离合器的功用及要求 333

16.2.2离合器的分类及应用 333

16.3制动器的类型与应用 336

16.3.1制动器的功用及要求 336

16.3.2制动器的类型及应用 337

自检题 338

思考与练习 338

观察与实践 338

第五篇 液压传动与气压传动 339

第17章 液压传动 339

17.1液压传动的基本知识 339

17.1.1液压传动的工作原理与系统组成 339

17.1.2液压传动的特点 340

17.1.3液压油 341

17.2液压泵和液压马达 341

17.2.1概述 341

17.2.2齿轮泵 343

17.2.3叶片泵 345

17.2.4液压泵与液压马达的选用 347

17.3液压控制阀 348

17.3.1方向控制阀 348

17.3.2压力控制阀 357

17.3.3流量控制阀 364

17.4液压基本回路与典型液压系统 366

17.4.1方向控制回路 366

17.4.2压力控制回路 366

17.4.3速度控制回路 368

17.4.4动力滑台液压系统 373

自检题 376

思考与练习 376

观察与实践 376

第18章 气压传动简介 377

18.1气压传动系统的组成 377

18.1.1气压传动系统的工作原理 377

18.1.2气压传动系统的组成 377

18.2气压传动的特点 378

18.2.1气压传动的优点 378

18.2.2气压传动的缺点 378

18.3液压传动与气压传动的应用和发展 378

18.3.1液压传动与气压传动在工业领域中的应用 378

18.3.2液压传动与气压传动技术的发展 379

自检题 379

思考与练习 379

参考文献 380