机械设计基础PDF电子书下载

1绪论 1

1.1“机械设计基础”课程的性质和内容 1

1.2“机械设计基础”课程在教学中的地位 3

1.3机械设计的基本要求和一般过程 3

2平面机构的自由度与速度分析 6

2.1研究机构结构及机构运动的目的 6

2.2构件、运动副、运动链和机构 7

2.3机构运动简图的绘制 9

2.4平面机构自由度分析 12

2.4.1平面机构自由度的计算 12

2.4.2机构具有确定运动的条件 13

2.4.3计算平面机构自由度时应注意的事项 14

2.5速度瞬心法在机构速度分析中的应用 17

2.5.1速度瞬心的概念 17

2.5.2机构瞬心的数目 18

2.5.3速度瞬心位置的确定 18

2.5.4速度瞬心法在机构速度分析中的应用 20

习题 21

3连杆机构 24

3.1平面连杆机构的类型及演化 24

3.2平面四杆机构的曲柄存在条件和几个基本概念 26

3.3平面四杆机构的设计 30

习题 32

4凸轮机构 34

4.1凸轮机构的应用和类型 34

4.2从动件的常用运动规律 36

4.3凸轮机构的压力角 39

4.4图解法设计凸轮轮廓 41

4.4.1直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制 41

4.4.2摆动从动件盘形凸轮轮廓的绘制 43

4.5解析法设计凸轮轮廓 44

习题 45

5齿轮机构 47

5.1齿轮机构的特点和类型 47

5.2齿廓啮合基本定律 48

5.3渐开线齿廓 48

5.4渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸 51

5.5渐开线直齿圆柱齿轮的啮合及连续平稳传动条件 54

5.6渐开线齿廓的加工及根切 56

5.7变位齿轮 58

5.8平行轴斜齿圆柱齿轮机构 61

5.9蜗杆机构 65

5.9.1蜗杆的形成 65

5.9.2蜗杆的主要参数和几何尺寸 66

5.9.3蜗杆传动的优缺点 67

5.10圆锥齿轮机构 67

习题 69

6轮系 71

6.1轮系的类型 71

6.2定轴轮系及其传动比 71

6.3周转轮系及其传动比 73

6.4复合轮系及其传动比 76

6.5轮系的主要功能 77

6.6几种特殊的行星传动简介 80

习题 83

7间歇运动机构 86

7.1棘轮机构 86

7.2槽轮机构 89

7.3不完全齿轮机构 91

7.4凸轮式间歇运动机构 93

8机械的平衡 95

8.1机械平衡的目的及分类 95

8.2刚性回转件的平衡计算 96

8.3回转件的平衡试验 99

习题 101

9机械运转和速度波动的调节 102

9.1研究机械运转及其速度波动调节的目的 102

9.2机械运转速度波动的调节 103

习题 108

10机械零件设计概论 110

10.1概述 110

10.1.1机械零件设计应满足的基本要求 110

10.1.2机械零件的设计方法 111

10.1.3机械零件设计的基本步骤 113

10.2机械零件的主要失效形式和设计计算准则 114

10.2.1机械零件的主要失效形式 114

10.2.2机械零件的设计计算准则 114

10.3机械零件的强度 115

10.3.1机械零件的载荷和应力 116

10.3.2静应力下机械零件的整体强度计算 117

10.3.3变应力下机械零件的整体强度计算 118

10.3.4机械零件的表面接触强度 119

10.4机械零件的常用材料及其选择 120

10.4.1金属材料 120

10.4.2非金属材料 122

10.4.3机械材料选用的原则 122

10.5机械零件的结构工艺性及标准化 123

10.5.1机械零件的结构工艺性 123

10.5.2机械零件设计中的标准化 124

习题 124

11连接 125

11.1螺纹 125

11.1.1螺纹的形成和主要参数 125

11.1.2机械制造中常用的螺纹 127

11.2螺纹连接 128

11.2.1螺纹连接的基本类型 128

11.2.2标准螺纹连接件 129

11.2.3螺纹连接的预紧 129

11.2.4螺纹连接的防松 132

11.3螺纹连接的强度计算 133

11.3.1松螺栓连接 133

11.3.2紧螺栓连接 133

11.4螺纹连接件的材料和许用应力 136

11.4.1螺纹连接件的材料 136

11.4.2螺栓连接的许用应力和安全系数 137

11.5螺纹连接设计时应注意的问题 138

11.6键连接 141

11.6.1键连接的类型、特点及应用 141

11.6.2平键连接的强度校核 142

11.7销连接及其他连接 143

11.7.1销连接 143

11.7.2铆接、焊接和粘接 144

11.7.3过盈连接 145

11.8螺旋传动 146

11.8.1螺旋传动的类型 146

11.8.2滑动螺旋传动 147

11.8.3滚动螺旋传动 148

11.8.4静压螺旋传动简介 149

习题 149

12齿轮传动 151

12.1齿轮传动的特点和类型 151

12.2直齿圆柱齿轮强度计算 151

12.2.1轮齿的主要失效形式 151

12.2.2设计准则 152

12.2.3齿轮材料 153

12.2.4直齿圆柱齿轮轮齿的受力分析和计算载荷 154

12.2.5轮齿的弯曲强度计算 155

12.2.6齿面接触强度计算 157

12.3斜齿圆柱齿轮传动 159

12.3.1斜齿圆柱齿轮的形成及啮合特性 159

12.3.2斜齿圆柱齿轮的几何参数和尺寸计算 160

12.3.3斜齿圆柱齿轮的当量齿数 161

12.3.4斜齿圆柱齿轮强度设计 162

12.4圆锥齿轮传动 164

12.4.1直齿圆锥齿轮传动的特性 164

12.4.2直齿圆锥齿轮的齿廓曲线、背锥和当量齿数 164

12.4.3直齿圆锥齿轮传动的几何尺寸计算 165

12.4.4直齿圆锥齿轮的强度计算 166

12.5齿轮的结构设计 168

12.6齿轮传动的润滑 170

习题 170

13蜗杆传动 172

13.1蜗杆传动的正确啮合条件 172

13.2普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 173

13.2.1模数m和压力角α 173

13.2.2蜗杆头数z1、蜗轮齿数z2和传动比i 173

13.2.3蜗杆直径系数q和导程角γ 174

13.2.4圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算 174

13.2.5蜗杆传动的滑动速度 175

13.3蜗杆传动的强度计算 175

13.3.1蜗杆传动的主要失效形式 175

13.3.2蜗杆传动的受力分析和计算载荷 175

13.3.3圆柱蜗杆传动的强度计算 176

13.4蜗杆传动的材料和结构 177

13.4.1蜗杆传动的材料 177

13.4.2蜗杆和蜗轮的结构 177

13.5蜗杆传动的效率、润滑和散热 178

13.5.1蜗杆传动的效率 178

13.5.2蜗杆传动的润滑 178

13.5.3蜗杆传动的热平衡计算 178

习题 180

14挠性传动 182

14.1带传动 182

14.1.1带传动概述 182

14.1.2带传动的工作能力分析 185

14.1.3普通V带传动设计 188

14.1.4 V带轮的结构 192

14.1.5带传动的张紧装置及维护 194

14.1.6同步带传动简介 195

14.2链传动 197

14.2.1链传动概述 197

14.2.2链传动工作情况分析 200

14.2.3滚子链传动的设计 202

14.2.4链传动的布置和润滑 206

习题 208

15轴 210

15.1概述 210

15.2轴的材料 211

15.3轴的结构设计 212

15.3.1装配方案的拟订 213

15.3.2轴上零件的定位 213

15.3.3各轴段直径和长度的确定 215

15.3.4轴的结构工艺性 216

15.3.5提高轴的强度的措施 216

15.4轴的强度计算 218

15.4.1按扭转强度计算 218

15.4.2按弯扭合成强度计算 219

15.5轴的刚度计算 220

15.5.1轴的扭转刚度校核计算 221

15.5.2轴的弯曲刚度校核计算 221

15.6轴的临界转速简介 222

习题 222

16滑动轴承 224

16.1概述 224

16.2滑动摩擦的状态 224

16.3滑动轴承的类型和轴瓦的结构 225

16.3.1滑动轴承的类型 225

16.3.2轴瓦的结构 227

16.4滑动轴承的失效形式及材料 228

16.4.1滑动轴承的失效形式 228

16.4.2滑动轴承的材料 229

16.5滑动轴承的润滑剂及润滑方式 230

16.5.1润滑剂及其选择 230

16.5.2润滑方式 235

16.6不完全液体润滑滑动轴承设计计算 236

16.6.1径向滑动轴承的设计计算 236

16.6.2推力轴承的设计计算 236

16.7液体动力润滑滑动轴承设计计算 237

16.7.1液体动力润滑的基本原理 237

16.7.2液体动力润滑的基本方程——雷诺方程 238

16.7.3径向滑动轴承形成液体动力润滑的过程 240

16.7.4径向滑动轴承的主要几何关系 240

16.7.5径向滑动轴承的承载量系数和最小油膜厚度 241

16.8其他形式滑动轴承简介 242

16.8.1自润滑轴承 242

16.8.2多油楔滑动轴承 243

16.8.3液体静压轴承 243

16.8.4气体润滑轴承 244

习题 245

17滚动轴承 246

17.1概述 246

17.2滚动轴承的主要类型与代号 247

17.2.1滚动轴承的主要类型 247

17.2.2滚动轴承的代号 249

17.2.3滚动轴承的类型选择 250

17.3滚动轴承的载荷分布、失效形式及计算准则 251

17.3.1滚动轴承的载荷分布 251

17.3.2滚动轴承的失效形式 252

17.3.3滚动轴承的计算准则 252

17.4滚动轴承的寿命计算 252

17.4.1基本额定寿命和基本额定动载荷 253

17.4.2滚动轴承的寿命计算方法 253

17.4.3滚动轴承的当量动载荷 254

17.4.4向心推力轴承的轴向载荷计算 256

17.4.5滚动轴承的静承载能力 257

17.5滚动轴承的组合设计 258

17.5.1滚动轴承的配置设计 259

17.5.2滚动轴承的轴向紧固 260

17.5.3轴系部件的位置调整 261

17.5.4滚动轴承的配合与装拆 261

17.5.5滚动轴承的润滑与密封 262

习题 265

18联轴器与离合器 267

18.1联轴器 267

18.1.1联轴器的分类 267

18.1.2联轴器的选择 271

18.2离合器 271

18.2.1离合器的分类 271

18.2.2牙嵌离合器 271

18.2.3摩擦离合器 272

18.2.4超越离合器 273

18.2.5滚珠安全离合器 273

19弹簧 274

19.1弹簧的功用和类型 274

19.1.1弹簧的功用 274

19.1.2弹簧的类型 274

19.2圆柱螺旋弹簧 275

19.2.1圆柱螺旋弹簧的结构形式 275

19.2.2圆柱螺旋弹簧的材料及许用应力 276

19.2.3圆柱螺旋弹簧的制造 278

19.3圆柱螺旋弹簧的设计计算 279

19.3.1几何参数计算 279

19.3.2特性曲线 280

19.3.3圆柱螺旋弹簧受载时的应力及变形 282

19.3.4承受静载荷的圆柱螺旋弹簧的设计 283

19.3.5承受变载荷的圆柱螺旋弹簧的设计 286

习题 288

附录A 289

参考文献 291