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第0章 绪论 1

0.1 本课程的研究对象 1

0.1.1 机械、机器和机构 2

0.1.2 构件和零件 4

0.2 课程的内容、地位、学习目的和方法 4

0.3 机械设计应满足的一般要求及一般程序 5

0.3.1 机械设计的基本要求 5

0.3.2 机械设计的一般程序 6

本章小结 6

思考与习题 7

第1章 平面机构及其自由度 8

1.1 机构的组成 8

1.1.1 运动副 8

1.1.2 运动副的分类 9

1.1.3 自由度和约束 10

1.1.4 运动链和机构 11

1.2 平面机构运动简图 11

1.2.1 常用机构构件、运动副代表符号 11

1.2.2 运动简图的绘制步骤 13

1.3 平面机构自由度计算 14

1.3.1 平面机构的自由度 14

1.3.2 机构具有确定运动的条件 14

1.3.3 计算机构自由度时要注意的几种情况 15

本章小结 18

思考与习题 18

第2章 平面连杆机构 20

2.1 平面连杆机构的特点和应用 20

2.2 平面连杆机构的类型及其演化 21

2.2.1 平面四杆机构的基本形式 21

2.2.2 平面四杆机构的演化 23

2.3 铰链四杆机构有曲柄的条件 27

2.4 平面连杆机构的工作特性 29

2.4.1 急回运动特性和行程速度变化系数 29

2.4.2 压力角和传动角 30

2.4.3 死点位置 32

2.5 平面四杆机构的设计 33

2.5.1 设计的基本问题 33

2.5.2 用图解法设计平面四杆机构 34

本章小结 36

思考与习题 37

第3章 凸轮机构 40

3.1 凸轮机构的应用与分类 40

3.1.1 凸轮机构的应用与特点 40

3.1.2 凸轮机构的分类 41

3.2 从动件常用的运动规律 42

3.2.1 凸轮机构运动过程及有关名称 42

3.2.2 从动件的常用运动规律 43

3.3 图解法设计盘形凸轮轮廓曲线 47

3.3.1 反转法原理 47

3.3.2 盘形凸轮轮廓曲线的设计 47

3.4 凸轮机构基本尺寸的确定 51

3.4.1 凸轮机构的压力角及许用值 51

3.4.2 凸轮基圆半径的确定 52

3.4.3 滚子半径的选择 53

本章小结 54

思考与习题 55

第4章 齿轮机构 57

4.1 齿轮机构的传动特点和类型 57

4.2 齿廓啮合基本定律 59

4.3 渐开线与渐开线齿廓 61

4.3.1 渐开线的形成和特性 61

4.3.2 渐开线方程式 62

4.3.3 渐开线齿廓的啮合特性 63

4.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的基本参数及几何尺寸 64

4.4.1 渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分的名称及代号 64

4.4.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮主要参数 65

4.4.3 内齿轮的齿廓特点 67

4.4.4 齿条的齿廓特点 67

4.4.5 渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸 68

4.5 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 68

4.5.1 一对渐开线齿轮的正确啮合条件 69

4.5.2 齿轮传动的标准中心距与啮合角 69

4.5.3 渐开线齿轮连续传动的条件 70

4.5.4 齿轮与齿条啮合传动 72

4.6 渐开线齿轮的加工 73

4.6.1 齿轮轮齿的加工方法 73

4.6.2 用标准齿条刀具加工标准齿轮 75

4.6.3 轮齿的根切现象与避免根切的措施 76

4.7 变位齿轮简介 77

4.7.1 渐开线标准齿轮的局限性 77

4.7.2 变位齿轮 78

4.7.3 变位齿轮传动 80

4.8 平行轴斜齿圆柱齿轮机构 81

4.8.1 斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成及啮合特性 81

4.8.2 斜齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算 82

4.8.3 平行轴斜齿轮机构的正确啮合及连续传动条件 84

4.8.4 斜齿圆柱齿轮的当量齿数 85

4.8.5 平行轴斜齿轮传动的主要优缺点 86

4.9 蜗轮蜗杆机构 86

4.9.1 蜗杆机构的传动类型、特点和应用 86

4.9.2 蜗杆蜗轮的形成 88

4.9.3 蜗杆蜗轮正确啮合条件 89

4.9.4 蜗杆蜗轮机构的主要参数及几何尺寸计算 89

4.9.5 蜗杆机构中蜗轮转动方向的判定 92

4.10 圆锥齿轮机构 92

4.10.1 直齿圆锥齿轮传动特性 92

4.10.2 直齿圆锥齿轮的齿廓曲面、背锥和当量齿数 93

4.10.3 圆锥齿轮的传动 94

4.10.4 直齿锥齿轮传动的主要参数与几何尺寸计算 95

本章小结 96

思考与习题 97

第5章 轮系 99

5.1 轮系的分类 99

5.1.1 定轴轮系 99

5.1.2 周转轮系 100

5.1.3 混合轮系 100

5.2 轮系的传动比 101

5.2.1 定轴轮系的传动比的计算 101

5.2.2 周转轮系传动比的计算 103

5.2.3 混合轮系传动比的计算 105

5.3 轮系的功能 107

本章小结 110

思考与习题 111

第6章 间歇运动机构 113

6.1 棘轮机构 113

6.1.1 棘轮机构的组成和工作原理 113

6.1.2 棘轮与棘爪的位置关系和主要参数 115

6.1.3 棘轮机构的特点和应用 117

6.2 槽轮机构 117

6.2.1 槽轮机构的组成工作原理 117

6.2.2 槽轮机构的主要参数 118

6.2.3 槽轮机构的特点及应用 119

6.3 不完全齿轮机构 119

本章小结 120

思考与习题 120

第7章 机械零件设计概述 121

7.1 机械零件应满足的基本要求和设计的一般步骤 121

7.1.1 机械零件应满足的基本要求 121

7.1.2 机械零件设计的一般步骤 122

7.2 机械零件的失效形式及设计准则 123

7.2.1 机械零件的失效形式 123

7.2.2 机械零件的设计准则 123

7.3 机械零件常用材料及其选用原则 125

7.3.1 机械零件常用材料 125

7.3.2 机械零件材料选用的原则 127

7.4 机械的摩擦、磨损及润滑 128

7.4.1 摩擦与磨损 128

7.4.2 润滑与密封 130

7.5 机械零件设计的工艺化及标准化 131

7.5.1 机械零件的结构工艺性 131

7.5.2 机械零件设计的标准化 132

7.6 几种常用的现代机械零件设计方法简介 132

本章小结 133

思考与习题 133

第8章 带传动 134

8.1 带传动的类型、特点和应用 134

8.1.1 带传动的主要类型 134

8.1.2 带传动的特点和应用 136

8.2 V带和V带轮 136

8.2.1 V带的结构和尺寸标准 136

8.2.2 V带轮的材料与结构 138

8.3 带传动的工作能力分析 141

8.3.1 带传动的受力分析 141

8.3.2 带传动的最大有效圆周拉力及其影响 142

8.3.3 弹性滑动与打滑 144

8.3.4 带传动的工作应力分析 144

8.4 V带传动设计 146

8.4.1 带传动的主要失效形式和设计准则 146

8.4.2 单根V带传递的额定功率 146

8.4.3 已知数据及设计内容 149

8.4.4 设计步骤与参数选择 151

8.5 V带传动的张紧装置及维护 154

本章小结 158

思考与习题 158

第9章 链传动 160

9.1 链传动的类型、结构和特点 160

9.1.1 链传动的特点及应用 160

9.1.2 传动链的结构类型 161

9.1.3 链轮的结构和材料 163

9.2 链传动的工作情况分析 166

9.2.1 链传动的运动特性 166

9.2.2 链传动的受力分析 167

9.3 滚子链传动设计计算 168

9.3.1 滚子链传动的失效形式 168

9.3.2 链传动的承载能力 169

9.3.3 链传动的主要参数选择及设计步骤 171

9.4 链传动的使用和维护 174

本章小结 177

思考与习题 178

第10章 齿轮传动 180

10.1 齿轮传动的失效形式和设计准则 180

10.1.1 齿轮的工作条件与齿面硬度 181

10.1.2 轮齿的失效形式 181

10.1.3 齿轮传动的计算准则 183

10.2 齿轮常用材料及热处理 183

10.2.1 齿轮材料及其选用 183

10.2.2 齿轮的热处理 185

10.3 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 187

10.3.1 轮齿的受力分析和计算载荷 187

10.3.2 齿面接触疲劳强度计算 188

10.3.3 齿根弯曲疲劳强度的计算 191

10.3.4 许用应力、齿轮主要参数和精度等级的选择 192

10.4 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 198

10.4.1 轮齿的受力分析 199

10.4.2 斜齿轮强度计算 199

10.5 标准直齿圆锥齿轮传动的强度计算 202

10.5.1 轮齿的受力分析 203

10.5.2 直齿锥齿轮传动强度的计算 203

10.6 齿轮的结构 204

10.7 齿轮传动的润滑 206

10.7.1 齿轮传动的润滑方式 206

10.7.2 润滑剂的选择 207

10.8 蜗杆传动 207

10.8.1 蜗杆传动的失效形式、计算准则、材料选择和精度 207

10.8.2 蜗杆传动的强度计算 209

10.8.3 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算 211

10.8.4 蜗杆蜗轮的结构 213

本章小结 217

思考与习题 218

第11章 轴 221

11.1 轴的功用和类型 221

11.2 轴的材料 222

11.3 轴的结构设计 223

11.3.1 轴结构设计的基本要求 223

11.3.2 拟定轴上零件的装配方案 224

11.3.3 轴上零件的定位 224

11.3.4 各轴段直径和长度的确定 226

11.3.5 轴的结构工艺性 227

11.3.6 提高轴的强度的常用措施 228

11.4 轴的强度计算 230

11.4.1 按扭转强度计算 230

11.4.2 按弯扭合成强度计算 231

11.5 轴的刚度计算 232

11.5.1 弯曲变形的计算 233

11.5.2 扭转变形的计算 233

11.6 轴的设计实例分析 234

本章小节 238

思考与习题 240

第12章 轴承 241

12.1 滚动轴承的组成、类型和特点 241

12.1.1 滚动轴承的结构 241

12.1.2 滚动轴承的类型和特点 242

12.2 滚动轴承的代号及类型选择 245

12.2.1 滚动轴承的代号 245

12.2.2 滚动轴承类型的选择原则 247

12.3 滚动轴承的寿命计算和静强度计算 248

12.3.1 滚动轴承的失效形式和设计准则 248

12.3.2 轴承的基本额定寿命和基本额定动载荷 249

12.3.3 轴承寿命的计算 250

12.3.4 滚动轴承的当量动载荷的计算 251

12.3.5 滚动轴承的静载荷的计算 254

12.4 滚动轴承的组合设计 255

12.4.1 单个滚动轴承的轴向固定 255

12.4.2 轴系支承端结构形式 256

12.4.3 滚动轴承的配合与装拆 258

12.4.4 轴承座的刚度与同轴度 259

12.4.5 滚动轴承的润滑和密封 259

12.5 滑动轴承 261

12.5.1 滑动轴承的类型、结构和材料 261

12.5.2 非液体摩擦滑动轴承的计算 266

12.5.3 液体摩擦滑动轴承简介 267

12.6 滚动轴承与滑动轴承的性能比较 268

本章小结 269

思考与习题 270

第13章 机械连接 272

13.1 螺纹连接 272

13.1.1 螺纹连接及螺纹连接零件 272

13.1.2 螺纹连接件的材料、性能等级及许用应力 277

13.1.3 螺纹连接的预紧和防松 277

13.1.4 螺栓组的结构设计 279

13.1.5 单个螺栓连接的强度计算 281

13.1.6 提高螺栓连接强度的措施 286

13.2 键连接、花键连接、销连接及成形连接 287

13.2.1 键连接 287

13.2.2 花键连接 290

13.2.3 销连接 291

13.2.4 成形连接 291

13.3 联轴器和离合器 292

13.3.1 联轴器 293

13.3.2 离合器 297

本章小结 300

思考与习题 301

第14章 减速器 303

14.1 常用减速器的类型特点与应用 303

14.1.1 减速器的主要类型和特点 303

14.1.2 减速器的应用 305

14.2 减速器的主要参数与传动比的分配 306

14.3 减速器的结构和润滑 307

14.3.1 减速器的结构 307

14.3.2 减速器的润滑和密封 308

本章小结 309

思考与习题 310

参考文献 311