机械设计基础PDF电子书下载

绪论 1

机械的组成及特征 1

本课程的性质、内容和任务 3

学习方法 3

第1章 机械设计基础概论 4

1.1 机械设计的基本要求和一般程序 4

1.1.1 机械设计的基本要求 4

1.1.2 机械设计的一般程序 5

1.1.3 机械零件设计的一般步骤 6

1.2 机械零件的失效形式及设计计算准则 7

1.2.1 机械零件的主要失效形式 7

1.2.2 机械零件的设计准则 8

1.3 机械零件设计的标准化、系列化及通用化 8

第2章 摩擦、磨损及润滑概述 10

2.1 摩擦与磨损 10

2.1.1 摩擦及其分类 10

2.1.2 磨损及其过程 11

2.1.3 磨损分类 12

2.2 润滑 13

2.2.1 润滑剂的性能与选择 14

2.2.2 润滑方法和润滑装置 18

2.3 密封方法及装置 21

2.3.1 密封装置的分类 21

2.3.2 常用密封装置 22

2.3.3 密封装置的选择 26

第3章 机构分析基础知识 27

3.1 机构及其组成 27

3.1.1 运动副 27

3.1.2 自由度和运动副约束 27

3.2 平面机构运动简图及其绘制 29

3.2.1 机构运动简图的概念 29

3.2.2 运动副及构件的规定表示方法 29

3.2.3 机构运动简图的绘制 30

3.3 平面机构的自由度 31

3.3.1 机构自由度的计算 31

3.3.2 平面机构自由度计算的注意事项 32

3.3.3 机构具有确定运动的条件 34

第4章 平面连杆机构 37

4.1 概述 37

4.2 四杆机构的基本形式及其演化 37

4.2.1 四杆机构的基本形式 37

4.2.2 平面四杆机构的演化 40

4.3 平面四杆机构的特性 43

4.3.1 铰链四杆机构有曲柄存在的条件 43

4.3.2 压力角和传动角 44

4.3.3 急回特性 45

4.3.4 死点 46

4.4 平面四杆机构的设计 48

4.4.1 按给定连杆位置设计四杆机构 48

4.4.2 按给定的行程速度变化系数设计四杆机构 50

第5章 凸轮机构 53

5.1 概述 53

5.1.1 凸轮机构的应用 53

5.1.2 凸轮机构的分类 54

5.2 常用的从动件运动规律 55

5.2.1 平面凸轮机构的工作过程和运动参数 55

5.2.2 常用的从动件运动规律 56

5.3 盘形凸轮机构的设计 58

5.3.1 反转法原理 58

5.3.2 尖顶直动从动件盘形凸轮轮廓的设计 59

第6章 间歇运动机构与组合机构 62

6.1 槽轮机构 62

6.1.1 槽轮机构的工作原理 62

6.1.2 槽轮机构的主要参数 62

6.2 棘轮机构 64

6.2.1 棘轮机构的工作原理及应用 64

6.2.2 棘爪工作条件 66

6.2.3 棘轮机构的使用特点 67

6.3 不完全齿轮机构 67

6.4 组合机构 68

6.4.1 连杆—连杆机构 68

6.4.2 凸轮—凸轮机构 69

6.4.3 连杆—凸轮机构 69

6.4.4 连杆—棘轮机构 70

第7章 螺纹连接与螺旋传动 72

7.1 螺纹联接的基本知识 72

7.1.1 螺纹的类型 72

7.1.2 螺纹的主要参数 73

7.1.3 常用螺纹的特点及应用 74

7.1.4 螺纹联接的基本类型 76

7.1.5 螺纹联接标准件 78

7.2 螺纹的预紧与防松 79

7.2.1 螺纹的预紧和防松 79

7.3 单个螺栓联接的强度计算 81

7.3.1 受拉螺栓联接 81

7.3.2 受剪切螺栓联接 84

7.4 螺栓组联接的结构设计 85

7.4.1 螺栓组的结构设计 85

7.5 螺栓联接件的材料和许用应力 87

7.5.1 螺栓联接件的材料 87

7.5.2 螺栓联接件的许用应力 88

7.6 提高螺栓联接强度措施 89

7.7 螺旋传动简介 90

7.7.1 螺旋传动的类型和应用 90

7.7.2 滑动螺旋的结构和材料 91

第8章 带传动 96

8.1 概述 96

8.1.1 带传动的主要类型 96

8.1.2 带传动的特点和应用 97

8.1.3 平带传动的形式 98

8.2 V带和带轮的结构 98

8.2.1 普通V带的结构和尺寸规格标准 99

8.2.2 普通V带轮的结构 104

8.3 传动带的工作情况分析 107

8.3.1 带传动的受力分析 107

8.3.2 带传动的应力分析 108

8.3.3 带传动的弹性滑动、打滑及其传动比 110

8.4 V带传动的设计 111

8.4.1 带传动的失效形式及设计准则 111

8.4.2 单根V带允许传递的功率 111

8.4.3 V带传动的设计步骤和方法 118

8.5 带传动的张紧、安装与维护 123

8.5.1 带传动的张紧 123

8.5.2 带传动的安装与维护 125

第9章 链传动 127

9.1 链传动概述 127

9.1.1 链传动的特点、类型及应用 127

9.2 滚子链和链轮 128

9.2.1 滚子链的结构 128

9.2.2 滚子链的标准 129

9.2.3 链轮 130

9.3 链传动的运动特性与受力分析 133

9.3.1 链传动的运动不均匀性 133

9.4 滚子链传动的设计计算 135

9.4.1 滚子链的失效形式 135

9.4.2 额定功率曲线 135

9.4.3 设计计算准则 136

9.4.4 链传动传动主要参数选择 138

9.5 链传动的布置、张紧、润滑及维护 139

9.5.1 链传动的布置 139

9.5.2 链传动的张紧 140

9.5.3 链传动的润滑及维护 141

第10章 齿轮传动 145

10.1 概述 145

10.1.1 齿轮传动的特点 145

10.1.2 齿轮传动的类型 145

10.1.3 机械系统对齿轮传动的功能要求 146

10.2 渐开线齿轮齿廓及传动比 147

10.2.1 渐开线的形成原理及基本性质 147

10.2.2 渐开线齿廓的啮合特性 148

10.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数和尺寸计算 149

10.3.1 渐开线标准齿轮各部分的名称和符号 149

10.3.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数和尺寸计算 150

10.4 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 153

10.4.1 渐开线齿轮正确啮合的条件 153

10.4.2 渐开线齿轮传动的重合度 154

10.4.3 渐开线齿轮的无侧隙啮合 156

10.5 渐开线齿轮的加工 156

10.5.1 成形法 156

10.5.2 展成法 157

10.6 根切现象与标准外啮合直齿轮的最少齿数 158

10.6.1 根切现象 158

10.6.2 标准外啮合直齿轮的最少齿数 159

10.7 变位齿轮传动 159

10.7.1 变位和变位齿轮 159

10.7.2 变位齿轮传动的类型 160

10.7.3 变位齿轮的几何尺寸 161

10.8 齿轮常见的失效形式及设计准则 163

10.8.1 齿轮常见的失效形式 163

10.8.2 设计准则 166

10.9 齿轮的常用材料及许用应力 167

10.9.1 齿轮材料的基本要求 167

10.9.2 齿轮常用材料及热处理 167

10.9.3 许用应力 169

10.10 渐开线直齿圆柱齿轮传动的强度计算 172

10.10.1 轮齿的受力分析 172

10.10.2 轮齿的计算载荷 173

10.10.3 齿面接触疲劳强度计算 174

10.10.4 齿根弯曲疲劳强度计算 176

10.11 平行轴斜齿圆柱齿轮传动 178

10.11.1 斜齿轮齿廓的形成及啮合特点 178

10.11.2 斜齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算 179

10.11.3 平行轴斜齿轮传动的正确啮合条件和重合度 181

10.11.4 斜齿轮的当量齿数 182

10.11.5 渐开线斜齿圆柱齿轮的强度计算 183

10.12 直齿圆锥齿轮传动 185

10.12.1 锥齿轮传动概述 185

10.12.2 锥齿轮的齿廓曲线、背锥和当量齿数 186

10.12.3 直齿锥齿轮传动的几何尺寸计算 187

10.12.4 直齿圆锥齿轮的强度计算 189

10.13 齿轮的结构设计及润滑和效率 190

10.13.1 齿轮的结构设计 190

10.13.2 齿轮传动的润滑 193

10.13.3 齿轮传动的效率 194

10.14 标准齿轮传动的设计计算 194

10.14.1 主要参数的选择 194

10.14.2 齿轮精度等级的选择 196

10.14.3 设计计算的步骤 197

第11章 蜗杆传动 203

11.1 概述 203

11.1.1 蜗杆传动的类型 203

11.1.2 蜗杆传动的特点 205

11.2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 205

11.2.1 蜗杆传动的主要参数及其选择 206

11.2.2 蜗杆传动的基本尺寸计算 208

11.2.3 蜗杆传动的正确啮合条件 209

11.3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构 210

11.3.1 蜗杆传动的失效形式 210

11.3.2 蜗杆传动的材料 210

11.3.3 蜗杆、蜗轮的结构 211

11.4 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡 212

11.4.1 蜗杆传动的效率 212

11.4.2 蜗杆传动的润滑 213

11.4.3 蜗杆传动的热平衡计算 214

11.5 普通圆柱蜗杆传动的精度等级选择及安装和维护 215

11.5.1 普通圆柱蜗杆传动精度等级的选择 215

11.5.2 普通圆柱蜗杆传动的安装与维护 216

第12章 齿轮系 217

12.1 定轴齿轮系传动比的计算 217

12.1.1 平面定轴齿轮系传动比的计算 217

12.1.2 空间定轴齿轮系传动比的计算 219

12.2 行星齿轮系传动比的计算 220

12.2.1 行星齿轮系传动比的计算 220

12.2.2 复合齿轮系传动比的计算 222

12.3 齿轮系的应用 223

12.3.1 实现分路传动 223

12.3.2 获得大的传动比 224

12.3.3 实现换向传动 224

12.3.4 实现变速传动 224

12.3.5 用于对运动进行合成与分解 224

12.4 其他新型齿轮传动装置简介 226

12.4.1 摆线针轮行星传动 226

12.4.2 谐波齿轮传动 227

第13章 机械传动设计 231

13.1 概述 231

13.2 常用机械传动机构的选择 233

13.3 机械传动的特性和参数 235

13.4 机械传动的方案设计 237

13.4.1 传动类型的选择 237

13.4.2 传动顺序的布置 239

13.4.3 总传动比的分配 239

13.5 机械传动的设计顺序 240

第14章 滚动轴承 242

14.1 滚动轴承的构造、类型、特点及代号 242

14.1.1 滚动轴承的构造 242

14.1.2 滚动轴承的类型 243

14.1.3 滚动轴承的结构特性 244

14.1.4 滚动轴承的代号 245

14.2 滚动轴承的选择 247

14.2.1 滚动轴承类型的选择 247

14.2.2 滚动轴承尺寸的选择 248

14.3 滚动轴承的组合设计 253

14.3.1 滚动轴承内、外圈的轴向固定 254

14.3.2 轴系的轴向固定 255

14.3.3 滚动轴承组合结构的调整 256

14.3.4 滚动轴承的配合 257

14.3.5 滚动轴承的装拆 258

14.4 滚动轴承的润滑与密封 260

14.4.1 滚动轴承的润滑 260

14.4.2 滚动轴承的密封 261

14.4.3 轴承的维护 262

14.5 滑动轴承概述 262

14.5.1 滑动轴承的特点、类型及应用 263

14.5.2 滑动轴承的结构型式 263

14.5.3 轴瓦的结构及轴承材料 266

14.5.4 滑动轴承的润滑 270

第15章 轴 275

15.1 概述 275

15.1.1 轴的用途与分类 275

15.1.2 轴的材料及其选择 276

15.2 轴的结构设计 277

15.2.1 拟定轴上零件的装配方案 277

15.2.2 轴上零件的定位和固定 278

15.2.3 各轴段的直径和长度的确定 280

15.2.4 轴的结构工艺性 280

15.3 轴的强度计算 281

15.3.1 按扭转强度计算 281

15.3.2 按弯矩合成强度计算 282

15.4 轴的刚度计算 286

15.4.1 弯曲变形计算 287

15.5 轴的临界转速的概念 288

15.6 提高轴的强度、刚度和减轻轴的重量的措施 289

15.6.1 改进轴的结构，减少应力集中 289

15.6.2 合理布置轴上零件，减小轴受转矩 289

15.6.3 选择受力方式以减小轴的载荷，改善轴的强度和刚度 290

15.6.4 改善表面质量提高轴的疲劳强度 292

第16章 其他常用零部件 293

16.1 联轴器 293

16.1.1 联轴器的分类 293

16.1.2 常用联轴器的结构和特点 294

16.1.3 联轴器的选择 297

16.2 离合器 298

16.2.1 离合器的分类 298

16.2.2 常用离合器的结构和特点 298

16.3 制动器 301

16.3.1 制动器的类型、特点 301

16.3.2 带式制动器 301

16.3.3 块式制动器 302

16.4 弹簧 302

16.4.1 概述 302

16.4.2 圆柱螺旋弹簧的结构 303

第17章 键联接、花键联接和销联接 306

17.1 键联接 306

17.1.1 平键联接 306

17.1.2 半圆键联接 307

17.1.3 楔键联接和切向键联接 307

17.1.4 平键联接的选择与计算 308

17.2 花键联接 309

17.3 成型联接和销联接 310

17.3.1 成型联接 310

17.3.2 销联接 310

第18章 机械的平衡与调速 312

18.1 概述 312

18.2 回转件的静平衡 313

18.2.1 回转件的静平衡计算 313

18.2.2 回转件的静平衡试验法 314

18.3 回转件的动平衡 315

18.3.1 回转件的动平衡计算 315

18.3.2 回转件的动平衡试验 317

18.4 机器速度波动的调节 317

18.4.1 机器速度波动的调节的目的和方法 317

18.4.2 机器运转的平均速度和不均匀系数 318

18.4.3 飞轮设计简介 319

参考文献 321