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第1章 绪论 1

1.1机械的组成 1

1.2机械设计基础的研究对象和研究任务 2

1.2.1机械设计基础课程的主要内容 3

1.2.2机械设计基础课程的主要任务 3

1.3机械设计的基本要求及一般程序 4

1.3.1机械设计的基本要求 4

1.3.2机械设计的一般程序 4

1.3.3机械材料选用的原则 5

1.4常用的金属材料及机械零件的失效形式及设计准则 6

1.4.1常用金属材料 6

1.4.2金属材料及机械性能 9

1.4.3机械零件的失效形式及设计准则 11

1.5学习本课程中应注意的问题 13

习题1 13

实验一 弹性模量E的测定实验 14

第2章 平面机构结构分析 17

2.1机构的组成 17

2.1.1机器与机构 17

2.1.2运动副及其分类 18

2.2平面机构运动简图 19

2.2.1运动副和构件的表示 19

2.2.2机构中的构件分类 21

2.2.3机构示意图绘制步骤 21

2.2.4机构运动简图实例 22

2.3平面机构自由度 25

2.3.1平面机构具有确定运动的条件 25

2.3.2平面机构自由度计算公式 26

2.3.3计算机构自由度时应注意的问题 28

习题2 31

实验二 机构运动简图测绘 32

第3章 平面连杆机构 34

3.1平面连杆机构 34

3.1.1平面连杆机构的概念与特点 34

3.1.2铰链四杆机构的基本类型 35

3.2其他型式铰链四杆机构 40

3.2.1四杆机构存在曲柄的条件 40

3.2.2其他型式的铰链四杆机构 41

3.3平面连杆机构的运动设计 44

3.3.1平面连杆机构设计的基本问题 44

3.3.2按给定行程速比系数K设计平面四杆机构 45

3.3.3按给定连杆位置设计 45

3.3.4按给定两连架杆的对应位置设计平面四杆机构 46

习题3 47

实验三 平面四杆机构认识 49

第4章 凸轮机构 52

4.1概述 52

4.1.1凸轮机构的应用 52

4.1.2凸轮机构的优缺点 53

4.1.3凸轮机构的分类 53

4.1.4凸轮和滚子的材料 55

4.2常用的从动件运动规律 55

4.2.1平面凸轮机构的基本尺寸和运动参数 55

4.2.2从动件常用运动规律 56

4.3盘形凸轮轮廓的设计与加工 58

4.3.1反转法原理 58

4.3.2作图法设计凸轮轮廓曲线 59

4.3.3凸轮轮廓的加工方法 62

4.4解析法设计凸轮轮廓曲线 62

4.4.1理论轮廓线方程 62

4.4.2实际轮廓线方程 63

4.5凸轮机构的几何尺寸 63

4.5.1凸轮机构的压力角 63

4.5.2基圆半径的确定 64

4.5.3滚子半径的确定 65

习题4 67

实验四 凸轮机构认识 69

第5章 间歇运动机构 71

5.1棘轮机构 71

5.1.1棘轮机构的工作原理 71

5.1.2棘轮机构类型 71

5.1.3棘轮机构的其他应用实例 73

5.1.4棘轮机构的主要参数 74

5.2槽轮机构 75

5.2.1槽轮机构的组成及工作原理 75

5.2.2槽轮机构的类型、特点及应用 75

5.3槽轮槽数z和拨盘圆销数k的确定 77

5.4其他间歇运动机构 77

习题5 79

实验五 间歇运动机构与组合机构认识 80

第6章 齿轮传动机构 83

6.1齿轮机构的分类及其优缺点 83

6.1.1齿轮机构的分类 83

6.1.2齿轮机构的优缺点 84

6.2齿廓啮合基本定律 84

6.3渐开线齿廓 85

6.3.1渐开线齿廓的形成及其性质 85

6.3.2渐开线齿廓满足啮合基本定律 86

6.3.3渐开线齿廓啮合的特点 87

6.4渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称和几何尺寸计算 87

6.4.1齿轮参数 87

6.4.2标准齿轮 89

6.5渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 89

6.5.1正确啮合条件 89

6.5.2标准安装和标准中心距 90

6.5.3重合度及连续传动条件 91

6.6渐开线齿轮的加工与齿廓的根切 92

6.6.1渐开线齿轮的加工方法 92

6.6.2根切现象与最小齿数 93

6.7渐开线变位齿轮传动简介 93

6.7.1变位齿轮概念 93

6.7.2变位齿轮的几何尺寸计算 94

6.7.3变位齿轮传动类型 95

6.8齿轮的损伤、失效和设计准则 96

6.8.1齿轮的损伤与失效 96

6.8.2齿轮传动的设计准则 99

6.9齿轮常用材料、热处理方法及传动精度 99

6.9.1常用的齿轮材料、热处理方法 100

6.9.2常用齿轮的热处理方法 101

6.10直齿圆柱齿轮传动强度计算 102

6.10.1轮齿的受力分析 102

6.10.2计算载荷 103

6.10.3直齿圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度计算 103

6.10.4直齿圆柱齿轮齿根抗弯疲劳强度计算 104

6.11斜齿圆柱齿轮传动 105

6.11.1斜齿圆柱齿轮的形成及啮合特性 105

6.11.2斜齿圆柱齿轮的几何参数和尺寸计算 105

6.11.3斜齿圆柱齿轮的当量齿数 107

6.11.4斜齿圆柱齿轮强度设计 107

6.12齿轮的结构与润滑 109

6.12.1齿轮的结构 109

6.12.2齿轮传动的润滑 110

习题6 111

实验六 齿轮范成法加工 112

第7章 蜗杆传动 115

7.1蜗杆传动的特点与类型 115

7.2普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 116

7.2.1普通圆柱蜗杆传动的主要参数及选择 116

7.2.2圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算 117

7.3蜗杆传动强度计算 118

7.4蜗杆传动的润滑、效率及热平衡计算 119

7.5蜗杆和蜗轮的结构 121

习题7 122

实验七 蜗杆传动认识实验 123

第8章 轮系 125

8.1概述 125

8.1.1轮系的分类 125

8.1.2传动比 126

8.1.3从动轮转动方向 126

8.2定轴轮系传动比 127

8.2.1传动比大小计算 127

8.2.2转向关系的确定 128

8.2.3惰轮 129

8.3周转轮系的传动比计算 130

8.4混合轮系的传动比计算 131

8.5齿轮系的应用 133

8.6其他特殊行星轮系传动 135

8.7减速器 136

8.7.1常用减速器的主要类型、特点和应用 136

8.7.2减速器传动比的分配 137

8.7.3减速器的结构 138

习题8 138

实验八 减速器拆装实验 139

第9章 联接 142

9.1键联接 143

9.1.1键联接的类型、结构和特点 143

9.1.2平键联接的尺寸选择及强度校核 145

9.1.3花键联接 148

9.2销联接 149

9.3螺纹联接 150

9.3.1螺纹的形成原理和类型及其主要参数 150

9.3.2螺旋副的受力分析、效率和自锁 151

9.3.3螺纹联接的基本类型 153

9.3.4标准螺纹联接件 154

9.3.5螺纹联接的预紧和防松 155

9.3.6螺栓联接的强度计算 156

9.3.7提高螺栓联接强度的途径 160

习题9 161

实验九 设计带式输送机单级齿轮减速器中的轴毂联接 162

第10章 带传动 164

10.1概述 164

10.1.1带传动的特点 164

10.1.2三角带传动与平型带传动比较 164

10.1.3带传动的类型 165

10.2平带传动 166

10.2.1平带传动的形式及使用特点 166

10.2.2平带传动的主要参数 167

10.3 V带与带轮 168

10.3.1 V带的结构与规格 168

10.3.2 V带轮 169

10.3.3带传动的几何参数 169

10.4摩擦带传动的工作情况分析 170

10.4.1摩擦带传动受力分析及打滑 170

10.4.2摩擦带传动的弹性滑动和传动比 171

10.4.3带的应力分析 172

10.5普通V带传动设计 174

10.5.1带传动的主要失效形式和设计准则 174

10.5.2 V带传动设计计算和参数选择 174

10.6带传动的张紧与维护 179

10.7同步带传动简介 180

习题10 181

实验十 设计带式输送机中的普通V带传动实验 182

第11章 链传动 187

11.1链传动概述 187

11.2滚子链与链轮 188

11.3链传动的运动分析和受力分析 192

11.4滚子链传动的设计 193

11.4.1滚子链传动的失效形式 193

11.4.2额定功率曲线图 193

11.4.3滚子链传动参数的选择 196

11.4.4低速链传动的设计 197

11.5链传动的安装及使用维护 197

习题11 198

实验十一 链传动认识实验 199

第12章 轴 201

12.1轴的类型与材料 201

12.1.1轴的类型 201

12.1.2轴的材料 202

12.2轴的结构设计 203

12.2.1轴的基本直径估算 204

12.2.2轴的结构要求 205

12.2.3轴的工艺性要求 209

12.3轴的强度计算 211

12.3.1扭转强度估算最小轴径 211

12.3.2按弯扭合成强度计算 212

12.3.3轴的设计方法 213

12.4轴的刚度计算 216

12.5轴毂联接 217

12.5.1键联接 217

12.5.2花键联接 218

习题12 219

实验十二 轴系结构的分析与测绘 220

第13章 轴承 222

13.1轴承的功用和类型 222

13.2滑动轴承 223

13.2.1滑动轴承的分类与应用 223

13.2.2向心滑动轴承结构 223

13.2.3滑动轴承材料 225

13.2.4滑动轴承的润滑 227

13.3滚动轴承 230

13.3.1滚动轴承的结构 230

13.3.2滚动轴承分类 231

13.3.3滚动轴承的代号 234

13.4滚动轴承类型的选择 236

13.5滚动轴承的设计计算 237

13.6滚动轴承装置设计 239

13.6.1保证支承部分的刚性和同心度 239

13.6.2轴承的轴向固定 240

13.6.3轴承组合位置的调整 241

13.6.4滚动轴承的预紧 243

13.6.5滚动轴承的安装与拆卸 243

13.6.6滚动轴承与滑动轴承的比较 247

习题13 247

实验十三 设计选用单级齿轮减速器中的滚动轴承 248

第14章 联轴器和离合器 250

14.1联轴器 250

14.1.1联轴器的功用与分类 250

14.1.2联轴器的选择 259

14.2离合器 260

14.2.1离合器的类型、特点和应用 260

14.2.2离合器的使用与维护 261

14.3制动器 261

14.3.1制动器的类型 261

14.3.2常用制动器的性能比较 262

14.3.3制动器的类型选择 262

习题14 263

实验十四 设计选用带式输送机中的联轴器 263

第15章 弹簧 265

15.1弹簧的类型和应用 265

15.2圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的结构 266

15.3圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的特性曲线 268

15.4圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的强度和刚度计算 269

15.5圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的设计实例 271

习题15 273

参考文献 275