现代机械设计基础PDF电子书下载

绪论 1

0.1 机械的组成 2

0.1.1 机器和机构 2

0.1.2 零件、部件和构件 5

0.1.3 机器的分类、功能组成及发展 6

0.2 机械设计的任务、要求和一般程序 8

0.3 机械设计方法简介 10

0.3.1 传统机械设计方法 10

0.3.2 现代机械设计方法 10

0.4 本课程的性质、任务和学习内容 11

习题 12

扩展阅读：汽车的发展史 13

第1章 平面机构运动简图和自由度 14

1.1 平面机构的组成 15

1.2 平面机构运动简图 16

1.2.1 平面机构运动简图及其作用 16

1.2.2 平面机构运动简图的符号 17

1.2.3 平面机构运动简图的绘制 18

1.3 平面机构的自由度 19

1.3.1 平面机构自由度计算公式 19

1.3.2 计算平面机构自由度的注意事项 20

1.3.3 机构具有确定运动的条件 22

1.4 工程应用案例：惯性筛 23

习题 24

扩展阅读：多自由度的混沌摆 26

第2章 平面连杆机构 27

2.1 平面连杆机构的特点和应用 28

2.2 铰链四杆机构的基本形式及其演化 30

2.2.1 铰链四杆机构的基本类型 30

2.2.2 铰链四杆机构的演化 32

2.3 平面四杆机构的基本特性 35

2.3.1 铰链四杆机构存在曲柄的条件 35

2.3.2 急回特性 37

2.3.3 压力角和传动角 38

2.3.4 死点位置 39

2.4 平面四杆机构的设计 40

2.4.1 给定行程速比系数的设计问题 41

2.4.2 给定连杆位置的设计问题 41

2.4.3 给定两连架杆对应位置的设计问题 42

2.4.4 给定某点运动轨迹的设计问题 42

2.4.5 基于MATLAB的四杆机构优化设计 43

2.5 平面多杆机构简介 47

2.6 工程应用案例：多功能自动翻身床 49

习题 51

扩展阅读：连杆机构与现代社会动力之源 53

第3章 凸轮机构 54

3.1 凸轮的应用、分类和特点 55

3.1.1 凸轮机构的应用 55

3.1.2 凸轮机构的分类 56

3.1.3 凸轮机构的特点 57

3.2 常用从动件的运动规律 57

3.2.1 几个基本概念 57

3.2.2 常用运动规律 58

3.3 凸轮轮廓曲线设计图解法 61

3.3.1 “反转法”原理 61

3.3.2 直动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计 62

3.3.3 摆动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计 64

3.4 凸轮结构设计 65

3.4.1 压力角 65

3.4.2 凸轮基本尺寸的确定 66

3.4.3 凸轮的结构及其与轴的连接 68

3.5 工程应用案例：缝纫机 69

习题 71

扩展阅读：达芬奇与中国古代科技 72

第4章 间歇运动机构 73

4.1 棘轮机构 74

4.1.1 棘轮的工作原理和类型 74

4.1.2 棘爪的工作条件 75

4.1.3 棘轮和棘爪的几何尺寸 76

4.1.4 棘轮机构的应用 76

4.2 槽轮机构 77

4.2.1 槽轮机构的工作原理 77

4.2.2 槽轮机构的主要参数 78

4.2.3 槽轮机构的其他几何尺寸 79

4.3 不完全齿轮机构 80

4.4 工程应用案例：蜂窝煤压制机 81

习题 81

扩展阅读：电影放映机的历史 82

第5章 带传动和链传动 83

5.1 带传动类型、特点和应用 84

5.2 V带和带轮 86

5.2.1 V带的结构和规格 86

5.2.2 V带轮 88

5.3 带传动工作情况分析 91

5.3.1 带传动的主要参数 91

5.3.2 带传动受力分析 91

5.3.3 带的应力分析 93

5.3.4 带传动运动学特性 95

5.4 普通V带传动设计 96

5.4.1 单根普通V带的基本额定功率 96

5.4.2 带传动设计计算步骤和参数选择 98

5.5 带传动的张紧与维护 101

5.6 同步带传动简介 102

5.7 链传动的分类、特点和应用 103

5.8 滚子链和链轮 105

5.8.1 滚子链的结构和规格 105

5.8.2 滚子链的链轮 106

5.9 链传动工作情况分析 108

5.9.1 链传动的运动特性分析 108

5.9.2 链传动的受力分析 109

5.10 滚子链传动设计 109

5.10.1 链传动的主要失效形式 109

5.10.2 功率曲线图 110

5.10.3 链传动设计计算步骤和参数选择 111

5.11 链传动的使用和维护 113

5.12 工程应用案例：输送机 115

5.12.1 带传动设计 116

5.12.2 链传动设计 118

习题 120

扩展阅读：中国古代机械传动机构 121

第6章 齿轮传动 122

6.1 齿轮机构的特点和分类 123

6.2 渐开线齿廓 124

6.2.1 渐开线的性质 124

6.2.2 渐开线齿廓的啮合特性 125

6.3 齿轮各部分名称参数和渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算 127

6.3.1 齿轮各部分名称参数 127

6.3.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算 127

6.4 渐开线标准齿轮啮合传动 128

6.4.1 正确啮合条件 128

6.4.2 正确安装条件 129

6.4.3 连续传动条件 130

6.5 渐开线齿轮的切齿原理 131

6.6 渐开线齿轮的根切、最少齿数和变位齿轮 133

6.6.1 根切与最少齿数 133

6.6.2 变位齿轮 134

6.7 齿轮的失效形式和设计准则 135

6.7.1 齿轮的失效形式 135

6.7.2 齿轮的设计准则 137

6.8 齿轮材料和精度等级 138

6.8.1 齿轮的材料及其选择 138

6.8.2 齿轮传动的精度等级 140

6.9 标准直齿圆柱齿轮传动设计计算 140

6.9.1 标准直齿圆柱齿轮轮齿的受力分析 140

6.9.2 标准直齿圆柱齿轮齿面接触疲劳强度计算 142

6.9.3 标准直齿圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度计算 143

6.9.4 标准直齿圆柱齿轮传动设计参数的选择 145

6.10 斜齿圆柱齿轮传动 145

6.10.1 斜齿轮齿廓的形成和特点 145

6.10.2 斜齿圆柱齿轮的主要参数 146

6.10.3 平行轴斜齿轮传动的重合度 147

6.10.4 平行轴斜齿轮传动的当量齿轮和当量齿数 147

6.10.5 斜齿圆柱齿轮传动设计计算 148

6.11 直齿锥齿轮传动 150

6.11.1 圆锥齿轮传动的特点和应用 150

6.11.2 直齿圆锥齿轮的背锥和当量齿数 151

6.11.3 直齿锥齿轮传动设计计算 152

6.12 齿轮的结构设计、润滑和效率 153

6.12.1 齿轮的结构设计 153

6.12.2 齿轮的润滑 155

6.12.3 齿轮的效率 156

6.13 工程应用案例：减速器 156

6.13.1 高速级齿轮传动设计 157

6.13.2 低速级齿轮传动设计 159

习题 161

扩展阅读：中国古代齿轮的历史 163

第7章 蜗杆传动 164

7.1 蜗杆传动的类型、特点和应用 165

7.2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 167

7.2.1 圆柱蜗杆传动的主要参数 167

7.2.2 圆柱蜗杆的几何尺寸计算 169

7.3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构 170

7.4 圆柱蜗杆传动的设计计算 172

7.4.1 圆柱蜗杆传动的受力分析 172

7.4.2 圆柱蜗杆传动的强度计算 173

7.5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 175

7.6 工程应用案例：减速器 177

习题 180

扩展阅读：电梯的发展历史 181

第8章 轮系 182

8.1 轮系的类型 182

8.2 定轴轮系传动比计算 184

8.2.1 定轴轮系传动比大小的计算 184

8.2.2 首、末轮转向关系的确定 184

8.3 周转轮系传动比计算 186

8.3.1 周转轮系的组成 186

8.3.2 转化轮系及传动比计算 186

8.4 复合轮系传动比计算 189

8.5 轮系的作用 190

8.6 工程应用案例：龙门刨床工作台 192

习题 193

扩展阅读：手表的发展史 196

第9章 轴 197

9.1 轴的作用和分类 198

9.2 轴的常用材料 199

9.3 轴的结构设计 199

9.3.1 轴上零件的定位和固定 200

9.3.2 轴的各段直径和长度确定 201

9.3.3 改善轴的受力状况和结构工艺性 202

9.4 轴的强度计算 203

9.4.1 轴的扭转强度计算 203

9.4.2 轴的弯扭合成强度计算 204

9.5 轴的刚度计算 205

9.6 工程应用案例：矿用凿井绞车 205

习题 208

扩展阅读：轴的磨损和修复 210

第10章 轴承 211

10.1 滚动轴承的结构、类型和代号 212

10.1.1 滚动轴承的结构 212

10.1.2 滚动轴承的类型和性能 212

10.1.3 滚动轴承的代号 215

10.2 滚动轴承的选择计算 216

10.2.1 主要失效形式 216

10.2.2 轴承寿命 217

10.2.3 角接触向心轴承轴向载荷的计算 219

10.3 滚动轴承的组合设计 220

10.3.1 轴承的固定 220

10.3.2 轴承组合的调整 221

10.4 滑动轴承结构和特点 223

10.5 滑动轴承常用材料 224

10.6 滑动轴承的润滑 225

10.7 非液体摩擦滑动轴承的计算 226

10.7.1 径向滑动轴承的计算 226

10.7.2 止推滑动轴承的计算 227

10.8 工程应用案例：带式输送机和纺织机 227

10.8.1 带式输送机 227

10.8.2 纺织机 228

习题 229

扩展阅读：宝石轴承 230

第11章 联轴器、离合器和制动器 231

11.1 联轴器 232

11.1.1 固定式刚性联轴器 232

11.1.2 可移式刚性联轴器 232

11.1.3 联轴器的选择 233

11.2 离合器 236

11.3 制动器 238

11.4 工程应用案例：卷扬机 241

习题 242

扩展阅读：宝马xDrive全时四驱系统 243

第12章 螺纹连接 245

12.1 螺纹的类型、参数和标注 246

12.1.1 螺纹的类型和应用 246

12.1.2 螺纹的参数 248

12.1.3 螺纹的标注 249

12.2 螺纹连接的基本类型和螺纹紧固件 250

12.2.1 螺纹连接的基本类型 250

12.2.2 螺纹紧固件 251

12.3 螺纹连接的预紧和防松 252

12.3.1 螺纹连接的预紧 252

12.3.2 螺纹连接的防松 254

12.4 螺栓的强度计算 256

12.4.1 螺栓的失效形式和设计准则 256

12.4.2 松螺栓连接 257

12.4.3 紧螺栓连接 257

12.4.4 单个螺栓的强度计算总结 260

12.4.5 螺纹连接件的材料 260

12.4.6 螺纹连接件的许用应力 261

12.5 螺栓连接的结构设计 262

12.5.1 螺栓组连接的结构 262

12.5.2 螺栓组连接的受力分析 263

12.6 提高螺纹连接强度的措施 268

12.7 工程应用案例：卷扬机和法兰结构 270

12.7.1 卷扬机 270

12.7.2 法兰结构 271

习题 271

扩展阅读：截止阀 274

第13章 键和销 275

13.1 键连接 276

13.1.1 平键连接 276

13.1.2 半圆键连接 278

13.1.3 楔键和切向键连接 279

13.1.4 平键连接的设计计算 279

13.2 花键连接 280

13.2.1 花键的分类和应用 281

13.2.2 花键连接的强度计算 282

13.3 销连接 282

13.4 工程应用案例：带式运输机 283

习题 284

扩展阅读：手动变速器换挡杆下的玄机 286

习题参考答案 287

参考文献 292