机械设计基础教程PDF电子书下载

绪论 1

0.1 机械工业在现代化建设中的作用 1

0.2 本课程研究的对象和内容 1

0.2.1 几个术语 1

0.2.2 本课程研究的对象和内容 2

0.3 本课程在教学中的地位及学习方法 3

0.3.1 本课程在教学中的地位 3

0.3.2 本课程的学习方法 3

思考题与习题 4

第1章 平面机构的结构分析 5

1.1 机构的组成 5

1.1.1 平面运动副 5

1.1.2 运动链和机构 7

1.2 平面机构的运动简图 7

1.2.1 机构运动简图的概念 7

1.2.2 平面机构的运动简图绘制 9

1.3 平面机构的自由度 10

1.3.1 平面机构的自由度的确定 10

1.3.2 自由度计算中应注意的几个特殊问题 12

思考题与习题 14

第2章 平面连杆机构设计 16

2.1 平面连杆机构及其传动特点 16

2.2 平面四杆机构的基本形式及其演化 16

2.2.1 平面四杆机构的基本形式 16

2.2.2 平面四杆机构的演化形式 18

2.3 平面四杆机构的主要工作特性 22

2.3.1 曲柄存在的条件 22

2.3.2 平面四杆机构几个基本概念 23

2.4 平面连杆机构设计 26

2.4.1 用作图法设计连杆机构 27

2.4.2 用解析法设计四杆机构 30

2.4.3 用实验法设计四杆机构 32

思考题与习题 35

第3章 凸轮机构及其设计 37

3.1 凸轮机构的应用和类型 37

3.1.1 凸轮机构的应用 37

3.1.2 凸轮机构的分类 38

3.2 从动件常用的运动规律 39

3.2.1 凸轮机构的基本名词术语 39

3.2.2 从动件常用的运动规律 40

3.3 凸轮轮廓曲线设计 43

3.3.1 凸轮的图解法设计原理和方法 44

3.3.2 解析法设计凸轮轮廓曲线 47

3.4 设计凸轮机构应注意的问题 49

3.4.1 凸轮机构压力角与基圆半径的关系 49

3.4.2 其他尺寸参数的确定 50

思考题与习题 52

第4章 常用步进传动机构设计 54

4.1 棘轮机构 54

4.1.1 棘轮机构的组成及其工作特点 54

4.1.2 棘轮机构的类型与应用 54

4.1.3 棘轮机构的设计要点 57

4.2 槽轮机构 58

4.2.1 槽轮机构的组成及其特点 58

4.2.2 槽轮机构的类型及应用 58

4.2.3 槽轮机构的运动系数及运动特性 58

4.3 凸轮式间歇运动机构和不完全齿轮机构 60

4.3.1 凸轮式间歇运动机构 60

4.3.2 不完全齿轮机构 62

思考题与习题 63

第5章 连接 64

5.1 螺纹连接的基本知识 64

5.1.1 螺纹的类型和应用 64

5.1.2 螺纹的主要参数 65

5.1.3 螺纹连接的基本类型 66

5.1.4 标准螺纹连接件 68

5.2 螺纹连接的预紧和防松 69

5.2.1 螺纹连接的预紧 69

5.2.2 螺纹连接的防松 70

5.3 螺纹连接的强度计算 71

5.3.1 松螺栓连接强度计算 72

5.3.2 紧螺栓连接强度计算 72

5.3.3 螺纹连接件的材料及许用应力 77

5.4 螺旋传动 80

5.4.1 螺旋传动的类型和应用 80

5.4.2 滑动螺旋传动螺杆及螺母的材料 81

5.4.3 滑动螺旋传动的失效形式和设计准则 82

5.4.4 滚动螺旋传动、静压螺旋传动简介 84

5.5 螺纹零件的使用与维护 85

5.5.1 螺栓组的结构设计 85

5.5.2 提高螺栓连接强度的措施 86

5.5.3 螺纹连接、螺旋传动安装维护常识 90

5.6 键连接和花键连接 91

5.6.1 普通平键连接 91

5.6.2 花键连接 95

5.7 销连接 98

思考题与习题 99

第6章 带传动和链传动 102

6.1 带传动的特点和几何参数 102

6.1.1 带传动的特点和应用 102

6.1.2 带传动的类型 103

6.1.3 带传动的主要几何参数 104

6.2 V带及带轮 104

6.2.1 V带的类型与结构 104

6.2.2 V带轮 106

6.3 带传动的工作情况分析 109

6.3.1 带传动的受力分析 109

6.3.2 带传动的最大有效拉力及其主要影响因素 110

6.3.3 带传动的应力分析 111

6.3.4 带传动的弹性滑动和打滑 113

6.4 V带传动的设计计算 114

6.4.1 失效形式和设计准则 114

6.4.2 单根V带所能传递的功率 115

6.4.3 设计计算和参数选择 118

6.5 V带传动的张紧、使用与维护 123

6.5.1 定期张紧装置 123

6.5.2 自动张紧装置 123

6.5.3 采用张紧轮的装置 123

6.5.4 V带传动的安装与维护 123

6.6 其他带传动设计简介 126

6.6.1 同步带传动 126

6.6.2 高速带传动 126

6.7 链传动概述 127

6.8 链传动的运动特性和受力分析 129

6.8.1 传动比和速度的不均匀性 129

6.8.2 链传动的动载荷 130

6.9 滚子链传动的设计计算 131

6.9.1 链运动的主要失效形式 131

6.9.2 链传动的承载能力 131

6.9.3 链传动主要参数的选择 133

6.10 链传动的使用与维护 135

6.10.1 链传动的合理布置 135

6.10.2 链传动的安装与维护 136

思考题与习题 138

第7章 齿轮机构 140

7.1 齿轮机构的特点和类型 140

7.1.1 齿轮机构的特点 140

7.1.2 齿轮机构的类型 140

7.2 渐开线齿廓及其啮合特性 142

7.2.1 渐开线的形成 142

7.2.2 渐开线的特性 142

7.2.3 渐开线齿廓啮合特性 143

7.3 标准直齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸计算 144

7.3.1 外齿轮 144

7.3.2 齿条 147

7.3.3 内齿轮 148

7.4 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 148

7.4.1 一对渐开线齿轮正确啮合的条件 148

7.4.2 齿轮机构中心距及啮合角 149

7.4.3 渐开线直齿轮传动的啮合过程 150

7.4.4 渐开线齿轮连续传动的条件 151

7.5 渐开线齿轮的切制原理 152

7.5.1 齿轮加工的基本原理 152

7.5.2 用标准齿条型刀具加工标准齿轮 155

7.6 根切现象、不根切的最少齿数和变位齿轮简介 156

7.6.1 渐开线齿廓的根切现象 156

7.6.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮的最少齿数 157

7.6.3 变位齿轮 158

7.7 斜齿圆柱齿轮机构 160

7.7.1 斜齿圆柱齿轮齿面的形成 160

7.7.2 标准斜齿圆柱齿轮传动的几何尺寸计算 161

7.7.3 斜齿圆柱齿轮的当量齿数 164

7.7.4 斜齿圆柱齿轮机构的正确啮合条件 164

7.8 圆锥齿轮机构 165

7.8.1 圆锥齿轮机构概述 165

7.8.2 直齿圆锥齿轮传动的基本参数和几何尺寸计算 166

思考题与习题 167

第8章 齿轮传动 169

8.1 齿轮传动的失效形式和齿轮材料 169

8.1.1 失效形式 169

8.1.2 设计准则 171

8.1.3 齿轮的材料及热处理 171

8.1.4 齿轮精度的选择 173

8.2 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 174

8.2.1 受力分析与计算载荷 174

8.2.2 齿根弯曲疲劳强度计算 175

8.2.3 齿面接触疲劳强度计算 177

8.2.4 齿轮传动的强度计算说明 179

8.2.5 齿轮传动设计参数的选择 179

8.3 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 181

8.3.1 轮齿的受力分析 181

8.3.2 强度计算 182

8.4 标准圆锥齿轮传动的强度计算 184

8.4.1 轮齿的受力分析 184

8.4.2 强度计算 185

8.5 齿轮的结构设计 186

8.6 齿轮传动的维护与润滑 189

8.6.1 齿轮传动的润滑方式 189

8.6.2 润滑剂的选择 190

思考题与习题 191

第9章 轮系及其设计 193

9.1 轮系的分类 193

9.1.1 定轴轮系 193

9.1.2 周转轮系 193

9.1.3 复合轮系 194

9.2 定轴轮系的传动比计算 194

9.3 周转轮系的传动比 197

9.3.1 周转轮系传动比的计算 197

9.3.2 应用举例 199

9.3.3 周转轮系的传动比计算和小结 200

9.4 复合轮系的传动比 200

9.5 轮系的功用 201

9.5.1 实现变速和换向传动 202

9.5.2 传递相距较远的两轴之间的转动 202

9.5.3 获得大的传动比 202

9.5.4 用作运动的合成及分解 203

9.5.5 实现结构紧凑的大功率传动 205

9.6 几种特殊的行星传动简介 205

9.6.1 渐开线少齿差行星传动 205

9.6.2 摆线针轮行星传动 206

9.6.3 谐波齿轮传动 207

思考题与习题 208

第10章 蜗杆传动 211

10.1 蜗杆传动的特点与类型 211

10.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算 212

10.2.1 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择 212

10.2.2 蜗杆传动的几何尺寸计算 215

10.3 蜗杆传动的失效形式及常用材料和结构 215

10.3.1 蜗杆传动的失效形式，设计准则及常用材料 215

10.3.2 蜗杆传动的受力分析 216

10.3.3 圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计 217

10.4 普通圆柱蜗杆传动的强度计算&.. 218

10.4.1 蜗轮齿面接触疲劳强度计算 218

10.4.2 蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算 219

10.4.3 蜗杆的刚度计算 220

10.5 普通圆柱蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算 220

10.5.1 蜗杆传动的效率 220

10.5.2 蜗杆传动的润滑 222

10.5.3 蜗杆传动的热平衡计算 222

思考题与习题 224

第11章 轴的设计 225

11.1 轴的功用和类型 225

11.1.1 根据承受载荷类型分类 225

11.1.2 根据轴线的形状分类 225

11.2 轴的材料 226

11.3 轴的结构设计 228

11.3.1 拟定轴上零件的装配方案 228

11.3.2 轴上零件的定位 228

11.4 轴的设计计算 234

11.4.1 轴的强度校核计算 234

11.4.2 轴的刚度校核计算 238

11.5 轴的使用与维护 238

11.5.1 轴的使用 238

11.5.2 轴的维护 239

思考题与习题 242

第12章 轴承 244

12.1 滚动轴承的类型、代号及选用 244

12.1.1 滚动轴承的基本构造 244

12.1.2 滚动轴承的材料 245

12.1.3 滚动轴承的重要结构特性 245

12.1.4 滚动轴承的主要类型 246

12.1.5 滚动轴承的代号 248

12.2 滚动轴承类型的选择 249

12.2.1 轴承的载荷 249

12.2.2 轴承的转速 250

12.2.3 轴承的调心性能 250

12.2.4 轴承的安装和拆卸 250

12.2.5 经济性要求 251

12.3 滚动轴承的工作能力计算 251

12.3.1 滚动轴承的失效形式和计算准则 251

12.3.2 基本额定寿命和基本额定动载荷 252

12.3.3 滚动轴承的寿命计算公式 253

12.3.4 滚动轴承的当量动载荷 254

12.3.5 角接触球轴承和圆锥滚子轴承的径向载荷Fr与轴向载荷Fa的计算 256

12.3.6 滚动轴承的静强度计算 257

12.4 滚动轴承的组合设计 261

12.4.1 支撑部分的刚性和同心度 262

12.4.2 轴承的配置 262

12.4.3 滚动轴承的轴向紧固 265

12.4.4 滚动轴承的配合 266

12.5 轴承的润滑和密封 266

12.5.1 滚动轴承的润滑 266

12.5.2 滚动轴承的密封装置 268

12.6 滑动轴承的类型、结构及材料 270

12.6.1 滑动轴承类型 270

12.6.2 滑动轴承的结构 270

12.6.3 滑动轴承材料 274

思考题与习题 275

第13章 联轴器和离合器 277

13.1 联轴器的种类和特性 277

13.1.1 刚性联轴器 278

13.1.2 挠性联轴器 279

13.2 联轴器的选择 284

13.2.1 选择联轴器的类型 284

13.2.2 计算联轴器的计算转矩 285

13.2.3 确定联轴器的型号 286

13.2.4 校核最大转速 286

13.2.5 协调轴孔直径 286

13.2.6 规定部件相应的安装精度 286

13.3 离合器 286

13.3.1 牙嵌离合器 287

13.3.2 圆盘摩擦离合器 288

13.4 联轴器及离合器的使用与维护 290

13.4.1 联轴器的使用与维护 290

13.4.2 离合器的使用与维护 290

思考题与习题 291

第14章 机构组合与创新 292

14.1 机构组合方式 292

14.1.1 串联式机构组合 292

14.1.2 并联式机构组合 294

14.1.3 复合式机构组合 295

14.1.4 叠加式机构组合 295

14.2 机构创新方法简介 296

14.2.1 分析综合法 296

14.2.2 联想法 297

14.2.3 还原法 297

14.2.4 仿真与变异法 298

14.2.5 思维扩展法 298

思考题与习题 299

参考文献 300