机械设计基础PDF电子书下载

绪论 1

0.1　课程概述 1

0.1.1　引言 1

0.1.2　课程的研究对象及课程内容 1

0.2　课程的性质和任务 1

0.2.1　课程性质 1

目录 1

0.2.2　课程任务 2

0.3　课程的学习方法 2

0.4　机器的组成及相关概念 3

0.4.1　机器的组成特征及其定义 3

0.4.2　机器的相关概念 4

0.5　机械设计的基本要求和一般程序 5

思考与练习 5

第1章　静力学基础 6

第一篇　工程力学 6

1.1　静力学的基木概念 7

1.1.1　力的三要素及力的表示法 7

1.1.2　力系及其分类 7

1.2　静力学公理 8

1.3　约束和约束反力 10

1.4　物体的受力分析、受力图 13

1.5　平面力对点之矩及合力矩定理 16

1.5.1　力对点之矩 16

1.5.2　合力矩定理 16

1.6　平面力偶理论 17

1.6.1　力偶与力偶矩 17

1.6.2　力偶的性质及力偶等效变换 19

1 6.3　平面力偶系的合成 20

1.6.4　平面力偶系的平衡 21

1.7　平面汇交力系的合成与平衡 22

1.7.1　平面汇交力系的合成和简化 23

1.7.2　平面汇交力系的平衡条件及应用 26

1.8　平面任意力系 28

1.8.1　平面任意力系的简化 28

1.8.2　平面力系的平衡 33

1.8.3　物体系统的平衡 35

1.8.4　考虑摩擦时物体的平衡 39

思考与练习 43

第2章　材料力学 48

2.1　概述 48

2.1.1　材料力学的任务 48

2.1.2　材料力学的基本假设 48

2.1.3　杆件变形的基本形式 49

2.1.4　内力、截面法、应力 50

2.2.2　拉压杆的内力计算、轴力图 51

2.2.1　轴向拉伸与压缩的概念 51

2.2　轴向拉伸与压缩 51

2.2.3　轴向拉伸或压缩时横截面上的正应力 54

2.2.4　轴向拉伸或压缩时的变形、胡克定律 55

2.2.5　材料在拉伸与压缩时的力学性能 58

2.2.6　拉（压）杆件的强度计算 62

2.2.7　应力集中的概念 66

2.3　剪切与挤压 67

2.3.1　剪切的概念与实用计算 67

2.3.2　挤压的概念与实用计算 69

2.4　扭转 72

2.4.1　扭转的概念 72

2.4.2　外力偶矩、扭矩和扭矩图 72

2.4.3　圆轴扭转时横截面上的应力和变形 75

2.4.4　圆轴扭转时强度和刚度的计算 77

2.5.1　概述 80

2.5　平面弯曲 80

2.5.2　梁弯曲时横截面上的内力 83

2.5.3　剪力图与弯矩图 86

2.5.4　梁的弯曲强度计算 92

2.6　梁的变形与刚度计算 102

2.6.1　弯曲变形概述 102

2.6.2　梁的弯曲刚度条件及其应用 106

2.7　弯曲与扭转的组合变形 108

2.8　压杆的稳定 112

2.8.1　压杆稳定的概念 112

2.8.2　临界状态及临界力 113

思考与练习 114

3.1　平面机构概述 119

3.1.1　构件和运动副 119

第3章　常用机构 119

第二篇　机械原理与机械零件 119

3.1.2　平面机构运动简图 121

3.1.3　平面机构的自由度 124

3.2　平面连杆机构 129

3.2.1　铰链四杆机构的基本类型 129

3.2.2　铰链四杆机构的演化 132

3.2.3　铰链四杆机构的基本特性 135

3.2.4　平面四杆机构的设计 139

3.3　凸轮机构及其设计 141

3.3.1　概述 141

3.3.2　常用的从动件运动规律 144

3.3.3　凸轮轮廓设计 147

3.3.4　凸轮设计中的几个问题 150

3.4　间歇运动机构 152

3.4.1　棘轮机构 152

3.4.2　槽轮机构 154

3.4.3　不完全齿轮机构 155

3.5　螺旋机构 156

思考与练习 157

第4章　机械设计概述 161

4.1　机械设计的基本要求 161

4.1.1　设计机械零件的基本要求 161

4.1.2　机械设计的基本要求 161

4.2　机械设计的内容与步骤 162

4.3　机械零件的失效形式及设计计算准则 163

4 3.1　失效形式 163

4.3.2　设计计算准则 164

4.4　机械零件的结构工艺性 165

4.4.1　机械零件结构工艺性的基本原则 165

4.4.2　良好的工艺性对机械零件结构的具体要求 165

4.5　机械设计中的标准化 171

思考与练习 172

第5章　带传动和链传动 173

5.1　带传动的类型、特点和应用 173

5.1.1　带传动的类型 173

5.1.2　带传动的特点和应用 174

5.2　V带的结构和标准 175

5.2.1　V带的结构和带轮 175

5.2.2　V带轮的材料和结构 177

5.3　带传动的工作情况分析 179

5.3.1　带传动中的受力分析 179

5.3.2　带的应力分析 181

5.3.3　带的弹性滑动与传动比 182

5.4　带传动的设计 183

5.4.1　带传动的失效形式及设计准则 183

5.4.2　带传动的设计计算 185

5.5.1　带传动的张紧法及初拉力的测定 190

5.5　带传动的安装、张紧及维护 190

5.5.2　带传动的安装与维护 191

5.6　其他带传动 192

5.6.1　同步带传动简介 192

5.6.2　高速带简介 194

5.7　链传动 194

5 7 1　链传动概述 194

5.7.2　滚子链与链轮 196

5.7.3　链传动的安装及使用维护 200

思考与练习 204

第6章　齿轮传动 205

6.1　齿轮传动的分类及其特点 205

6.1.1　齿轮传动的分类 205

6.2.1　渐开线的形成原理 206

6.2.2　渐开线的基本性质 206

6.2　渐开线的形成原理与基本性质 206

6.1.2　齿轮传动的特点 206

6.2.3　渐开线齿廓的啮合特性 207

6.3　渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算 209

6.3.1　齿轮各部分名称 209

6.3.2　齿轮的基本参数 210

6.3.3　标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 211

6.4　渐开线直齿圆柱齿轮的啮合条件 211

6.4.1　正确啮合条件 211

6.4.2　连续传动条件 212

6.5　渐开线齿轮的切齿原理及根切现象 213

6.5.1　渐开线齿廓的切齿原理 213

6.5.2　根切现象和最少齿数 215

6.5.3　变位齿轮简介 216

6.6.1　齿廓曲面的形成及其啮合特点 217

6.6　斜齿圆柱齿轮啮合传动简介 217

6.6.2　斜齿轮的主要参数和几何尺寸计算 218

6.6.3　斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件 220

6.6.4　斜齿圆柱齿轮的当量齿数 220

6.7　直齿圆锥齿轮传动与蜗杆传动简介 221

6.7.1　直齿圆锥齿轮传动概述 221

6.7.2　直齿圆锥齿轮的齿廓曲线、背锥和当量齿数 221

6.7.3　直齿圆锥齿轮传动的正确啮合条件及几何尺寸计算 222

6.7.4　蜗杆传动的类型和特点 224

6.7.5　蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 226

6.7.6　蜗杆传动的材料和结构 230

6.8　轮系及其应用 231

6.8.1　齿轮系的类型及作用 231

6.8.2　定轴轮系传动比的计算 233

6.8.3　行星轮系传动比的计算 235

6 9.1　齿轮传动的失效形式与设计准则 240

6.9　直齿圆柱齿轮设计 240

6.9.2　齿轮常用材料 242

6.9.3　直齿圆柱齿轮传动的受力分析及强度计算 244

6.10　齿轮的结构设计 252

思考与练习 255

第7章　联接 257

7.1　螺纹联接 257

7.1.1　螺纹的形成及主要参数 257

7.1.2　螺纹联接的基本类型及螺纹联接件 259

7.1.3　螺纹联接的预紧与防松 263

7.1.4　螺栓组联接设计 265

7.2　键联接 268

7.2.1　键联接的类型、特点和应用 268

7.2.2 平键联接的选择和强度计算 272

7.2.3　花键联接的类型、标准和选用 274

7.3.1　销联接 275

7.3　紧固联接 275

7.3.2　过盈配合联接 276

思考与练习 277

第8章　摩擦、磨损与润滑 278

8.1　摩擦与磨损 278

8.1.1　摩擦及其分类 278

8.1.2　磨损及其过程 279

8.1.3　磨损分类 280

8.2　润滑 281

8.2.1　润滑剂的性能与选择 281

8.2.2　润滑方法和润滑装置 285

8.3　密封装置 285

思考与练习 286

9.1　轴承的概述 287

9.2　滑动轴承 287

第9章　轴承 287

9.2.1　滑动轴承的结构 288

9.2.2　轴瓦和轴承衬 289

9.3　滚动轴承的概述 291

9.3.1　滚动轴承的组成 291

9.3.2　滚动轴承的类型及特点 292

9.4　滚动轴承的代号与选择 297

9.4.1　基本代号 297

9.4.2　前置代号和后置代号 298

9.4.3　滚动轴承类型的选择 300

9.5　滚动轴承的分析及计算 302

9.5.1　滚动轴承的受载情况分析 302

9.5.2　滚动轴承的失效形式和计算准则 302

9.5.3　滚动轴承的寿命计算 303

9.5.4　滚动轴承的静强度计算 310

9.5.5　滚动轴承的选择 312

9.6.1　轴承的轴向固定 313

9.6　滚动轴承的组合设计 313

9.6.2　轴承组的轴向固定 314

9.6.3　轴承组合的调整 316

9.6.4　轴承组合支承部分的刚度和同轴度 317

9.6.5　轴承的预紧 317

9.6.6　滚动轴承的配合与装拆 318

9.6.7　滚动轴承的润滑与密封 320

9.7　滚动轴承与滑动轴承的性能比较 323

思考与练习 324

第10章　轴 326

10.1　轴的概述 326

10.2　轴的结构设计 327

10.2.1　轴的强度和刚度 328

10.2.2　零件在轴上的固定 329

10.2.4　轴的材料及选择 331

10.2.3　轴的加工和装配工艺性 331

10.3　轴的强度计算 332

10.3.1　轴的扭转强度计算 332

10.3.2　轴的弯扭合成强度计算 333

10.3.3　轴的刚度计算 334

10.4　轴的设计 334

思考与练习 338

第11章　联轴器、离合器和弹簧 340

11.1　联轴器 341

11.1.1　常用联轴器类型 341

11.1.2　联轴器的选择 346

11.2　常用离合器 347

11.3　弹簧 349

思考与练习 352

附录　部分型钢表 353

主要参考文献 356