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1绪论 1

1.1本课程研究的对象 1

1.2机械设计的基本要求和一般过程 3

1.2.1机械设计的基本要求 3

1.2.2机械设计的一般过程 3

1.3机械设计的内容 4

1.4学习本课程的目的 4

习题 5

2平面连杆机构及其设计 6

2.1铰链四杆机构的类型及应用 6

2.1.1曲柄摇杆机构 6

2.1.2双曲柄机构 7

2.1.3双摇杆机构 8

2.2铰链四杆机构的特性 9

2.2.1铰链四杆机构的曲柄存在条件 9

2.2.2压力角和传动角 10

2.2.3急回运动 11

2.2.4死点位置 12

2.3铰链四杆机构的演化 12

2.3.1将转动副转化成移动副 13

2.3.2扩大转动副 14

2.3.3取不同的构件为架 14

2.4平面四杆机构的设计 15

2.4.1作图法 15

2.4.2解析法 19

2.4.3实验法 20

小结 21

习题 21

3凸轮机构 24

3.1凸轮机构的应用、特点与分类 24

3.1.1凸轮机构的应用和特点 24

3.1.2凸轮机构的分类 25

3.2从动件的常用运动规律 26

3.2.1等速运动规律 27

3.2.2等加速等减速运动规律 28

3.2.3简谐运动规律 29

3.2.4改进型运动规律简介 30

3.2.5从动件运动规律的选择 30

3.3盘形凸轮轮廓设计——图解法 31

3.3.1对心移动尖顶从动件盘形凸轮轮廓的设计 31

3.3.2对心移动滚子从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计 32

3.3.3对心平底从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计 32

3.3.4偏置移动尖顶从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计 33

3.3.5摆动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计 33

3.4凸轮机构设计应注意的问题 34

3.4.1滚子半径的选择 34

3.4.2压力角的校核 35

3.4.3基圆半径的确定 36

小结 37

习题 38

4齿轮机构 40

4.1齿轮传动的特点和类型 40

4.1.1齿轮传动的特点 40

4.1.2齿轮传动的类型 40

4.2齿廓啮合基本定律 41

4.3渐开线及渐开线齿廓 42

4.3.1渐开线的形成及性质 42

4.3.2渐开线齿廓符合齿廓啮合基本定律 43

4.3.3渐开线齿廓的压力角 44

4.3.4啮合线、啮合角、齿廓间的压力作用线 44

4.3.5渐开线齿轮的可分性 45

4.4渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称、主要参数和几何尺寸的计算 45

4.4.1齿轮各部分的名称及代号 45

4.4.2齿轮主要参数 46

4.4.3标准齿轮 47

4.5渐开线直齿圆柱齿轮的啮合特性 48

4.5.1渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件 48

4.5.2齿轮传动的标准中心距 48

4.5.3渐开线齿轮连续传动的条件 49

4.6渐开线齿轮的加工原理和根切现象 50

4.6.1渐开线齿轮的加工原理 50

4.6.2渐开线齿轮的根切现象 52

4.7变位齿轮及变位齿轮传动 53

4.7.1变位齿轮 53

4.7.2变位齿轮传动 53

4.8内齿轮传动 54

4.9齿轮齿条传动 54

4.10斜齿圆柱齿轮传动 55

4.10.1斜齿圆柱齿轮的形成及啮合特性 55

4.10.2斜齿圆柱齿轮的主要参数及其主要尺寸 56

4.10.3斜齿圆柱齿轮正确啮合条件 58

4.11直齿圆锥齿轮传动 58

4.11.1直齿圆锥齿轮的主要参数 59

4.11.2直齿圆锥齿轮的几何尺寸计算 60

4.11.3直齿圆锥齿轮正确啮合条件和传动比 61

4.12齿轮传动的精度等级 61

小结 62

习题 62

5轮系 64

5.1轮系概述 64

5.1.1轮系的分类 64

5.1.2轮系的传动比 65

5.1.3从动轮转动方向 65

5.2轮系传动比的计算 66

5.2.1定轴轮系的传动比计算 66

5.2.2周转轮系的传动比计算 67

5.2.3混合轮系的传动比计算 69

5.3轮系的应用 71

5.3.1减速器 71

5.3.2特殊的行星传动 74

5.3.3轮系其他应用 76

小结 77

习题 78

6间歇运动机构 81

6.1槽轮机构 81

6.1.1槽轮机构的工作原理 81

6.1.2槽轮机构的主要参数 81

6.2棘轮机构 83

6.2.1棘轮机构的工作原理及应用 83

6.2.2棘爪工作条件 84

6.2.3棘轮机构的使用特点 85

6.3凸轮式间隙运动机构 85

6.4不完全齿轮机构 86

小结 87

习题 87

7机械零件设计概述 89

7.1机械零件的载荷和应力 89

7.1.1载荷的分类 89

7.1.2应力的分类 89

7.1.3机械零件的失效和工作能力计算准则 92

7.2机械零件的强度 92

7.2.1静应力下的强度 92

7.2.2变应力下的强度 93

7.3机械常用材料及制造工艺性 94

7.3.1机械零件的常用材料 94

7.3.2机械材料选用的原则 96

7.3.3公差配合和表面粗糙度的选择 96

7.3.4机械零件的工艺性和标准化 97

小结 97

习题 98

8连接 99

8.1键连接和花键连接 99

8.1.1键连接 99

8.1.2花键连接 103

8.2销连接 104

8.3螺纹连接 105

8.3.1机械制造中的螺纹 105

8.3.2螺旋副的受力分析、效率和自锁 108

8.3.3螺纹连接件和螺纹连接的主要类型 111

8.3.4螺纹连接的预紧和防松 114

8.3.5螺栓连接的强度计算 117

8.3.6提高螺栓连接强度的措施 124

8.4螺旋传动 127

8.4.1螺旋传动的分类 127

8.4.2滑动螺旋传动的设计 128

小结 130

习题 131

9齿轮传动 134

9.1齿轮的失效形式 134

9.1.1齿面点蚀 134

9.1.2齿面磨损 134

9.1.3齿面胶合 135

9.1.4轮齿折断 135

9.1.5齿面塑性变形 136

9.2齿轮材料及其热处理 136

9.2.1锻钢 136

9.2.2铸钢 138

9.2.3铸铁 138

9.2.4工程塑料 138

9.3标准直齿圆柱齿轮传动的疲劳强度计算 139

9.3.1轮齿受力分析 139

9.3.2计算载荷 140

9.3.3齿面接触疲劳强度计算 142

9.3.4齿根弯曲疲劳强度计算 145

9.3.5齿轮传动的许用应力 146

9.3.6齿轮传动强度计算准则 150

9.4斜齿圆柱齿轮传动的疲劳强度计算 153

9.4.1斜齿圆柱齿轮传动受力分析 153

9.4.2齿面接触疲劳强度计算 154

9.4.3齿根弯曲疲劳强度计算 155

9.5圆锥齿轮传动的疲劳强度计算 160

9.5.1直齿圆锥齿轮传动受力分析 160

9.5.2齿面接触疲劳强度计算 161

9.5.3齿根弯曲疲劳强度计算 162

9.6齿轮结构 165

9.7齿轮传动的润滑及效率 166

9.7.1齿轮传动的润滑 166

9.7.2齿轮传动的效率 167

小结 168

习题 168

10蜗杆传动 170

10.1蜗杆传动概述 170

10.1.1蜗杆传动的分类 170

10.1.2蜗杆传动的失效形式 171

10.1.3蜗杆传动的材料选择 171

10.1.4蜗杆传动的结构设计 172

10.2普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 173

10.2.1普通圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择 173

10.2.2蜗杆传动的几何尺寸计算 176

10.3蜗杆传动强度计算 177

10.3.1蜗杆传动受力分析 177

10.3.2蜗杆传动强度的计算 179

10.3.3蜗杆轴的刚度校核 181

10.4蜗杆传动的效率及润滑 182

10.4.1蜗杆传动的效率 182

10.4.2蜗杆传动的润滑 183

10.5蜗杆传动热平衡计算 184

小结 186

习题 187

11带传动与链传动 189

11.1带传动概述 189

11.1.1带传动的传动形式和类型 189

11.1.2带传动的几何参数 190

11.1.3带的类型 191

11.1.4普通V带的结构和规格 192

11.2带传动的工作能力分析 196

11.2.1带传动的受力分析 196

11.2.2带传动的弹性滑动和打滑 197

11.2.3带传动的应力分析 199

11.3普通V带传动的设计 200

11.3.1 V带传动的失效形式和设计准则 200

11.3.2 V带传动参数的选择 202

11.3.3 V带传动的张紧与安装维护 207

11.4链传动概述 208

11.4.1链传动的特点和应用 208

11.4.2链传动的分类 209

11.4.3链轮 212

11.5链传动的运动特性 213

11.5.1传动比、链速的不均匀性 213

11.5.2链传动的受力分析 214

11.6滚子链传动的设计 215

11.6.1滚子链传动的失效形式 215

11.6.2功率曲线及额定功率 216

11.6.3滚子链传动的设计计算和参数选择 218

11.6.4链传动的布置、张紧和润滑 221

小结 224

习题 225

12轴 227

12.1轴的类型与材料 227

12.1.1轴的功用和类型 227

12.1.2轴的材料 229

12.2轴的结构设计 230

12.2.1制造安装要求 230

12.2.2轴上零件的固定 230

12.2.3结构工艺性要求 232

12.2.4提高轴的刚度和强度的措施 232

12.3轴的强度计算 234

12.3.1按许用切应力计算 234

12.3.2按许用弯曲应力计算 235

小结 238

习题 239

13轴承 240

13.1滑动轴承的类型 240

13.2滑动轴承的结构形式 242

13.2.1向心滑动轴承 242

13.2.2推力轴承 243

13.3轴承材料、轴瓦结构及润滑 245

13.3.1轴承材料和轴瓦结构 245

13.3.2滑动轴承的润滑 248

13.4非液体润滑滑动轴承的计算 251

13.4.1失效形式和设计约束条件 251

13.4.2滑动轴承设计 252

13.5滚动轴承的结构、类型及代号 253

13.5.1滚动轴承的结构 254

13.5.2滚动轴承的类型 256

13.5.3滚动轴承的类型选择原则 258

13.5.4滚动轴承代号 259

13.6滚动轴承的失效形式及计算 261

13.6.1滚动轴承的失效形式 261

13.6.2滚动轴承的计算 262

13.6.3角接触轴承的轴向载荷的计算 269

13.7滚动轴承的组合结构设计 271

13.7.1滚动轴承内、外圈的轴向固定 272

13.7.2轴系的轴向固定 272

13.7.3滚动轴承组合结构的调整 273

13.7.4滚动轴承的配合 274

13.7.5滚动轴承的装拆 275

13.7.6支承部位的刚度和同轴度 276

13.7.7角接触球轴承和圆锥滚子轴承的排列方式 276

13.7.8滚动轴承的润滑 277

13.7.9滚动轴承的密封 277

13.8轴承的维护 279

小结 279

习题 280

14联轴器、离合器和制动器 281

14.1联轴器 281

14.1.1联轴器的功用与分类 281

14.1.2常用联轴器及其特点 281

14.1.3联轴器的选择 286

14.2离合器 287

14.2.1牙嵌式离合器 287

14.2.2齿嵌离合器 289

14.2.3摩擦式离合器 289

14.2.4自动离合器 290

14.3制动器 291

小结 292

习题 293

参考文献 294