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第1章 绪论 1

1.1 概述 2

1.2 机械工业在现代化建设中的作用 2

1.3 本课程研究的对象和内容 3

1.4 本课程的地位、性质及任务 5

练习题 6

第2章 机械设计概论 7

2.1 机械设计的基本要求与设计准则 8

2.2 机械设计的方法和一般步骤 10

2.3 机械零件的常用材料及选择 11

2.3.1 机械零件的常用材料 11

2.3.2 选择机械零件材料的原则 14

2.4 许用应力与安全系数 15

2.5 机械零件的工艺性 17

练习题 18

第3章 机械运动设计与分析基础知识 19

3.1 运动副及其分类 20

3.2 平面机构运动简图 22

3.2.1 绘制平面机构运动简图的要点 22

3.2.2 机构运动简图绘制的步骤 24

3.3 平面机构自由度的计算 25

3.3.1 平面机构自由度的计算公式 25

3.3.2 机构具有确定运动的条件 26

3.3.3 计算平面机构自由度时应注意的事项 27

3.4 平面机构的组成原理、结构分类及结构分析 31

3.4.1 平面机构的组成原理 31

3.4.2 平面机构的结构分析 33

3.4.3 平面机构的高副低代 33

练习题 35

第4章 平面连杆机构 37

4.1 平面连杆机构基本概述 38

4.2 铰链四杆机构的基本形式及演化 38

4.2.1 铰链四杆机构的基本形式 38

4.2.2 铰链四杆机构的演化 41

4.3 铰链四杆机构的基本知识 46

4.3.1 铰链四杆机构有曲柄的条件 46

4.3.2 铰链四杆机构的急回特性 47

4.3.3 铰链四杆机构的传动特性 48

4.4 铰链四杆机构的设计 51

4.4.1 连杆设计的基本内容和问题 51

4.4.2 用图解法设计铰链四杆机构 51

练习题 55

第5章 凸轮机构及其设计 58

5.1 凸轮机构的类型及应用 59

5.1.1 凸轮机构的组成及特点 59

5.1.2 凸轮机构的类型 59

5.1.3 凸轮机构的应用 62

5.2 从动件的运动规律 63

5.2.1 凸轮机构的基本名词术语 63

5.2.2 从动件基本运动规律 64

5.2.3 从动件运动规律的选择 70

5.3 凸轮轮廓曲线的设计 70

5.3.1 凸轮轮廓曲线设计的基本原理 71

5.3.2 用图解法设计盘形凸轮轮廓曲线 71

5.3.3 用解析法设计盘形凸轮轮廓曲线 75

5.4 凸轮机构基本参数的确定 77

5.4.1 凸轮机构的压力角 78

5.4.2 凸轮基圆半径的确定 80

5.4.3 滚子半径的确定 81

5.4.4 平底尺寸的确定 82

练习题 83

第6章 其他常用机构及组合机构 84

6.1 棘轮机构 85

6.1.1 棘轮机构的组成及工作原理 85

6.1.2 齿式棘轮机构类型及应用 86

6.1.3 摩擦式棘轮机构 88

6.1.4 棘轮机构的运动设计 89

6.2 槽轮机构 90

6.2.1 槽轮机构的组成及工作原理 90

6.2.2 槽轮机构的特点及应用 90

6.2.3 槽轮机构的类型 91

6.2.4 槽轮机构的设计要点 91

6.3 不完全齿轮机构 92

6.4 组合机构 93

6.4.1 连杆—连杆机构 93

6.4.2 连杆—凸轮机构 94

6.4.3 双凸轮机构 94

6.4.4 连杆—棘轮机构 94

6.4.5 齿轮—连杆机构 95

练习题 95

第7章 螺纹连接与螺旋传动 97

7.1 螺纹连接的基本知识 98

7.1.1 螺纹的形成 98

7.1.2 螺纹的类型 98

7.1.3 螺纹的主要参数 99

7.2 螺纹副的受力分析、效率和自锁 100

7.2.1 矩形螺纹 100

7.2.2 非矩形螺纹 101

7.3 螺纹连接类型与标准连接件 102

7.3.1 普通螺纹连接的基本类型 102

7.3.2 螺纹紧固件 104

7.4 螺纹连接的预紧与防松 106

7.4.1 螺纹连接的预紧 106

7.4.2 螺纹连接的防松 107

7.5 螺纹连接的强度计算 108

7.5.1 螺栓的失效形式及计算准则 108

7.5.2 受轴向工作载荷的螺栓连接 109

7.5.3 受横向工作载荷的螺栓连接 112

7.5.4 螺纹连接的常用材料及许用应力 114

7.5.5 提高螺栓连接强度的措施 115

7.6 螺旋传动 118

7.6.1 螺旋传动的特点 118

7.6.2 螺旋传动的转换及应用 119

7.6.3 螺旋传动的类型 119

练习题 121

第8章 键、销及其他连接 123

8.1 键连接 124

8.1.1 键连接的功用、主要类型及应用 124

8.1.2 键的选择与键连接的强度计算 127

8.1.3 花键连接的特点、类型及应用 129

8.1.4 花键连接的设计计算 130

8.2 销连接 132

8.3 无键连接 133

8.3.1 型面连接 133

8.3.2 过盈连接 133

8.3.3 胀紧连接 134

练习题 134

第9章 轴 136

9.1 轴的类型及应用 137

9.2 轴的材料及选择 139

9.2.1 轴的材料及热处理 139

9.2.2 轴的材料选择 139

9.3 轴的结构设计 140

9.3.1 轴的制造安装要求 141

9.3.2 轴上零件的布置与结构 141

9.3.3 轴上零件的定位和固定 142

9.3.4 轴段直径和长度的确定 145

9.3.5 避免或减少应力集中 146

9.3.6 轴的结构工艺性 146

9.4 轴的工作能力计算 146

9.4.1 轴的强度计算 146

9.4.2 轴的刚度计算 153

练习题 154

第10章 滑动轴承 156

10.1 滑动轴承的摩擦状态 157

10.2 滑动轴承的类型、结构形式 158

10.2.1 滑动轴承的类型 158

10.2.2 滑动轴承的结构形式 158

10.3 滑动轴承的失效形式及材料 162

10.3.1 滑动轴承的失效形式 162

10.3.2 滑动轴承的材料 162

10.4 滑动轴承的润滑剂和润滑装置 164

10.4.1 润滑剂的选择 164

10.4.2 润滑方法和润滑装置的选择 167

10.5 非液体摩擦滑动轴承 169

10.5.1 失效形式及计算准则 169

10.5.2 非液体摩擦滑动轴承的计算 169

10.6 液体摩擦滑动轴承简介 171

10.6.1 液体动压轴承 171

10.6.2 液体静压轴承 172

练习题 173

第11章 滚动轴承设计 175

11.1 滚动轴承的主要类型及代号 176

11.1.1 滚动轴承的基本构造 176

11.1.2 滚动轴承的类型 177

11.1.3 滚动轴承的性能及特点 178

11.1.4 滚动轴承的代号 184

11.1.5 滚动轴承的类型选择 186

11.2 滚动轴承的工作情况 188

11.2.1 滚动轴承的受力分析 188

11.2.2 滚动轴承的主要失效形式及计算准则 189

11.3 滚动轴承的寿命计算 190

11.3.1 基本概念 190

11.3.2 滚动轴承的寿命计算公式 193

11.3.3 角接触球轴承和圆锥滚子轴承的径向载荷与轴向载荷计算 195

11.3.4 滚动轴承的静载荷计算 196

11.4 轴承装置的结构设计 197

11.4.1 滚动轴承组成支撑结构 197

11.4.2 轴承游隙和轴承组合位置的调整 199

11.4.3 滚动轴承的固定 199

11.4.4 滚动轴承的配合和装拆 200

11.4.5 轴承合理的组合方式及预紧 201

11.4.6 滚动轴承的润滑和密封 203

练习题 208

第12章 联轴器、离合器和制动器 210

12.1 联轴器 211

12.1.1 联轴器的类型 211

12.1.2 联轴器的特点 222

12.1.3 联轴器的选择 223

12.2 离合器 225

12.2.1 离合器的类型及特点 225

12.2.2 离合器的选择 231

12.3 制动器 232

12.3.1 摩擦制动器的组成与分类 232

12.3.2 制动器的选择与确定 234

练习题 235

第13章 带传动 237

13.1 带传动的类型及特点 238

13.1.1 带传动的工作原理 238

13.1.2 带传动的形式 238

13.1.3 摩擦式带传动的类型 238

13.1.4 带传动的工作特点及适用范围 239

13.2 V带与V带轮 240

13.2.1 V带的结构及标准 240

13.2.2 V带轮的材料及结构设计 241

13.2.3 带传动的几何尺寸计算 243

13.3 带传动的受力分析及弹性滑动 244

13.3.1 带传动的受力分析 244

13.3.2 带传动的最大有效拉力及其影响因素 244

13.3.3 带传动的弹性滑动及打滑 245

13.4 带传动的应力分析及设计准则 246

13.4.1 带传动的应力分析 246

13.4.2 带传动的失效形式及设计准则 248

13.4.3 V带传动的基本额定功率 248

13.5 V带传动的设计计算 250

13.5.1 已知条件和设计内容 250

13.5.2 设计步骤和设计参数的选择 250

13.6 带传动的张紧、安装及维护 255

13.6.1 带传动的张紧 255

13.6.2 V带的安装及维护 256

练习题 257

第14章 链传动 258

14.1 链传动的类型、特点及应用 259

14.2 滚子链与链轮 260

14.2.1 滚子链 260

14.2.2 链轮 262

14.3 链传动的运动特性 264

14.3.1 链传动的运动不均匀性 264

14.3.2 链传动的受力分析 265

14.4 链传动的失效形式及设计计算 266

14.4.1 链传动的失效形式 266

14.4.2 功率曲线图 267

14.4.3 链传动的设计计算 269

14.5 链传动的布置、润滑与张紧 272

14.5.1 链传动的布置 272

14.5.2 链传动的润滑 273

14.5.3 链传动的张紧 274

练习题 275

第15章 齿轮传动 276

15.1 齿轮传动的特点及类型 277

15.2 齿廓啮合基本定律及齿廓曲线的选择 279

15.2.1 齿廓啮合基本定律 279

15.2.2 齿廓曲线的选择 280

15.3 渐开线及其齿廓的啮合特性 281

15.3.1 渐开线的形成及特性 281

15.3.2 渐开线函数及渐开线方程式 281

15.3.3 渐开线齿廓的啮合特性 282

15.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸 283

15.4.1 外齿轮各部分的名称及主要参数 283

15.4.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮的尺寸计算公式 285

15.4.3 齿条和内齿轮的尺寸 286

15.5 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 287

15.5.1 正确啮合条件 287

15.5.2 连续传动条件 287

15.6 渐开线齿轮的切制原理及根切现象 292

15.6.1 渐开线齿轮的加工方法 292

15.6.2 齿轮精度等级 295

15.6.3 渐开线齿廓的根切现象 296

15.6.4 变位齿轮的概述 297

15.7 齿轮传动的失效形式、设计准则及材料 299

15.7.1 齿轮的失效形式 299

15.7.2 齿轮传动的设计准则 301

15.7.3 齿轮的材料 301

15.8 直齿圆柱齿轮传动的强度计算 303

15.8.1 轮齿的受力分析和计算载荷 303

15.8.2 齿轮的许用应力 304

15.8.3 齿面接触疲劳强度计算 307

15.8.4 齿根弯曲疲劳强度计算 310

15.8.5 齿轮传动的强度计算说明 312

15.8.6 齿轮传动设计参数的选择 313

15.8.7 齿轮精度的选择 314

15.8.8 标准直齿轮传动的设计步骤 315

15.9 斜齿圆柱齿轮传动 317

15.9.1 斜齿圆柱齿轮齿廓形成及啮合特点 317

15.9.2 斜齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸计算 318

15.9.3 斜齿圆柱齿轮啮合传动 320

15.9.4 当量齿轮和当量齿数 322

15.9.5 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 322

15.10 直齿圆锥齿轮传动 329

15.10.1 直齿圆锥齿轮传动的概述 329

15.10.2 直齿圆锥齿轮的当量齿轮及当量齿数 331

15.10.3 直齿圆锥齿轮的参数及几何尺寸计算 331

15.10.4 直齿圆锥齿轮传动的强度计算 334

15.10.5 齿面接触疲劳强度计算 335

15.11 齿轮的润滑及结构设计 335

15.11.1 齿轮传动的润滑 335

15.11.2 齿轮传动的结构设计 337

练习题 339

第16章 蜗杆传动 341

16.1 蜗杆传动的类型及特点 342

16.1.1 蜗杆传动的类型 342

16.1.2 蜗杆传动的特点 343

16.2 蜗杆传动的正确啮合条件、基本参数及主要几何尺寸 344

16.2.1 蜗杆传动的正确啮合条件 344

16.2.2 蜗杆传动的基本参数及主要几何尺寸 344

16.3 蜗杆传动的失效形式、材料及结构 347

16.3.1 蜗杆传动的滑动速度 347

16.3.2 蜗杆传动的失效形式及设计准则 348

16.3.3 蜗杆传动的材料及结构 348

16.4 蜗杆传动的强度计算 350

16.4.1 蜗杆传动的受力分析 350

16.4.2 蜗轮齿面接触疲劳强度计算 351

16.4.3 蜗轮轮齿齿根弯曲疲劳强度计算 352

16.5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 353

16.5.1 蜗杆传动的效率 353

16.5.2 蜗杆传动的润滑 354

16.5.3 蜗杆传动的热平衡计算 355

练习题 357

第17章 轮系、减速器和无级变速传动 359

17.1 轮系的分类 360

17.2 轮系的传动比计算 361

17.2.1 定轴轮系传动比的计算 362

17.2.2 周转轮系传动比的计算 364

17.2.3 混合轮系传动比的计算 366

17.3 轮系的功用 367

练习题 371

第18章 机械的平衡与调速 373

18.1 机械的平衡 374

18.1.1 平衡的意义及方法 374

18.1.2 刚性转子的静平衡 374

18.1.3 刚性转子的动平衡 376

18.2 机械的速度波动及调节 379

18.2.1 机械的运转过程 379

18.2.2 周期性速度波动及其调节方法 380

18.2.3 非周期性速度波动及其调节方法 384

练习题 385

第19章 机械创新设计简介 387

19.1 机械创新设计的要求及内容 388

19.1.1 机械创新设计的要求 388

19.1.2 机械创新设计的内容 389

19.2 创新技法 390

19.2.1 设问探求法 390

19.2.2 缺点列举及改进方法 390

19.2.3 组合创造法 391

练习题 392

参考文献 393