机械设计基础 第2版PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1 课程的研究对象 1

1.2 课程的地位及学习目的 3

1.2.1 课程的地位 3

1.2.2 课程的学习目的 3

1.3 课程的学习方法 4

实践与思考 5

2 平面机构及自由度 6

2.1 运动副 6

2.1.1 概述 6

2.1.2 运动副的分类 6

2.2 平面机构运动简图 8

2.2.1 构件与运动副的表示方法 8

2.2.2 两种常用机构的表示方法 9

2.2.3 绘制机构运动简图的方法和步骤 10

2.3 平面机构自由度计算 12

2.3.1 平面机构的自由度 12

2.3.2 机构具有确定相对运动的条件 13

2.3.3 计算平面机构自由度时应注意的事项 14

实践与思考 16

习题 16

3 平面连杆机构 18

3.1 平面连杆机构的基本形式及其演化 18

3.1.1 铰链四杆机构的基本类型 18

3.1.2 铰链四杆机构基本类型的判定 20

3.1.3 铰链四杆机构的演化 21

3.2 平面四杆机构的基本特性 23

3.2.1 四杆机构的极位 24

3.2.2 急回特性及行程速度变化系数 24

3.2.3 压力角与传动角 25

3.2.4 死点位置 27

3.3 平面四杆机构的设计 27

3.3.1 四杆机构设计条件 27

3.3.2 四杆机构设计方法 27

实践与思考 30

习题 30

4 凸轮机构 32

4.1 凸轮机构的组成、应用和分类 32

4.1.1 按凸轮形状分类 32

4.1.2 按从动件末端形状分类 32

4.1.3 按从动件运动形式分类 33

4.1.4 按凸轮运动形式分类 33

4.1.5 按使从动件与凸轮保持接触的锁合方式分类 33

4.2 常用从动件运动规律 34

4.2.1 凸轮机构运动过程及有关名称 34

4.2.2 位移线图 35

4.2.3 从动件常用运动规律 35

4.3 盘形凸轮轮廓线的设计方法 38

4.3.1 尖顶对心直动从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制 38

4.3.2 滚子对心直动从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制 40

4.3.3 平底对心移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制 40

4.3.4 偏置移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制 41

4.4 凸轮设计中应注意的几个问题 41

4.4.1 滚子半径的选择 42

4.4.2 凸轮机构的压力角 42

4.4.3 凸轮的基圆半径 43

4.4.4 机构的结构、加工与材料 44

实践与思考 46

习题 46

5 齿轮机构 47

5.1 齿轮机构的特点和类型 47

5.1.1 齿轮机构的特点 47

5.1.2 齿轮机构的类型 47

5.2 齿廓啮合基本定律 49

5.2.1 研究齿廓啮合基本定律的目的 49

5.2.2 齿廓啮合基本定律 49

5.3 渐开线齿廓 50

5.3.1 渐开线的形成 50

5.3.2 渐开线的特性 50

5.3.3 渐开线的方程式 51

5.3.4 渐开线齿廓的啮合特性 51

5.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮 52

5.4.1 外齿轮 52

5.4.2 内齿轮 55

5.4.3 齿条 56

5.4.4 公法线长度Wk 56

5.5 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 57

5.5.1 一对渐开线齿轮的正确啮合条件 57

5.5.2 中心距与啮合角 58

5.5.3 渐开线齿轮连续传动的条件 59

5.6 渐开线齿轮的加工 59

5.6.1 仿形法 59

5.6.2 范成法 60

5.6.3 用齿条型刀具加工标准齿轮 61

5.7 渐开线轮齿的干涉、根切和最少齿数 62

5.7.1 轮齿的干涉 62

5.7.2 根切和最少齿数 62

5.8 渐开线变位齿轮机构 63

5.8.1 渐开线标准齿轮的局限性 63

5.8.2 变位齿轮的概念 63

5.8.3 最小变位系数 64

5.8.4 变位齿轮的几何尺寸 64

5.8.5 变位齿轮传动 65

5.9 平行轴斜齿圆柱齿轮机构 65

5.9.1 斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成 65

5.9.2 平行轴斜齿轮传动的主要特点 67

5.9.3 斜齿圆柱齿轮的基本参数 67

5.9.4 斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件 68

5.9.5 斜齿圆柱齿轮的连续传动条件 68

5.9.6 斜齿圆柱齿轮的当量齿数 69

5.10 锥齿轮机构 69

5.10.1 概述 69

5.10.2 直齿锥齿轮的背锥及当量齿数 70

5.10.3 锥齿轮的传动 71

5.10.4 直齿锥齿轮传动的几何参数与尺寸计算 71

5.11 蜗轮蜗杆机构 72

5.11.1 蜗杆机构的传动类型 72

5.11.2 蜗杆蜗轮机构的特点及应用 73

5.11.3 蜗杆蜗轮的正确啮合条件 74

5.11.4 蜗杆蜗轮机构的主要参数及几何尺寸计算 74

5.11.5 蜗杆机构中蜗轮转动方向的判定 76

实践与思考 77

习题 77

6 轮系 79

6.1 轮系的类型及功用 79

6.1.1 定轴轮系 79

6.1.2 行星轮系 79

6.1.3 混合轮系 80

6.1.4 轮系的功用 80

6.2 定轴轮系传动比的计算 82

6.2.1 轮系的传动比 82

6.2.2 平面定轴轮系的传动比计算 82

6.2.3 空间定轴轮系的传动比计算 83

6.3 行星轮系传动比的计算 84

6.3.1 行星轮系的转化机构 84

6.3.2 行星轮系传动比的计算 85

6.4 混合轮系传动比的计算 86

6.5 渐开线少齿差行星传动简介 87

实践与思考 88

习题 88

7 其他常用机构 90

7.1 螺旋机构 90

7.1.1 螺纹的形成、类型和应用 90

7.1.2 螺纹的主要参数 92

7.1.3 螺旋机构的工作原理及类型 93

7.1.4 螺旋机构的特点及功能 94

7.2 棘轮机构 96

7.2.1 棘轮机构的工作原理 96

7.2.2 棘轮机构的基本类型和应用 96

7.2.3 棘轮转角调节 97

7.3 槽轮机构 98

7.3.1 槽轮机构的工作原理与类型 98

7.3.2 槽轮机构的特点与应用 99

实践与思考 99

习题 100

8 通用机械零件概述 101

8.1 机械零件应满足的基本要求和设计的一般步骤 101

8.1.1 机械零件应满足的基本要求 101

8.1.2 机械零件设计的一般步骤 103

8.2 机械零件的工作能力和设计准则 103

8.2.1 机械零件的常见失效形式 104

8.2.2 机械零件的设计准则 104

8.3 机械零件常用材料及其选用原则 106

8.3.1 机械零件的常用材料 106

8.3.2 材料的选用原则 107

8.4 摩擦与磨损 107

8.4.1 摩擦及其分类 108

8.4.2 磨损及其过程 108

8.5 润滑 109

8.5.1 润滑的作用 109

8.5.2 润滑的分类 109

8.5.3 常用润滑方式及装置 111

8.6 密封装置 114

8.6.1 静密封 114

8.6.2 动密封 114

实践与思考 116

9 带与链传动 118

9.1 V带传动与V带轮 118

9.1.1 带传动的类型、特点和应用 118

9.1.2 V带的结构与标准 119

9.1.3 普通V带轮 121

9.2 带传动工作情况分析 123

9.2.1 带传动的受力分析 123

9.2.2 带传动的应力分析 124

9.2.3 带传动的弹性滑动与传动比 125

9.3 V带的失效形式和设计准则 126

9.3.1 V带传动的失效形式 126

9.3.2 V带传动的设计准则 126

9.4 V带传动的设计计算 128

9.4.1 已知条件和设计内容 128

9.4.2 设计计算的一般步骤 128

9.5 V带传动的张紧、安装与维护 133

9.5.1 V带传动的张紧 133

9.5.2 V带传动的安装与维护 135

9.6 链传动 135

9.6.1 链传动的组成与类型 135

9.6.2 链传动的特点和应用 136

9.6.3 滚子链的结构和标准 136

9.6.4 链轮 137

9.6.5 链传动的安装、使用和维护 139

实践与思考 141

习题 141

10 齿轮传动 142

10.1 轮齿的失效形式和设计准则 142

10.1.1 轮齿的失效形式 142

10.1.2 设计准则 143

10.2 齿轮的材料及热处理 144

10.2.1 齿轮对材料的要求 144

10.2.2 常用材料及热处理选择 144

10.2.3 齿面硬度差 145

10.3 齿轮传动的精度 145

10.3.1 齿轮传动精度分类 145

10.3.2 圆柱齿轮传动精度等级选择 146

10.4 直齿圆柱齿轮传动的受力分析和计算载荷 147

10.4.1 轮齿受力分析 147

10.4.2 计算载荷 148

10.5 直齿圆柱齿轮传动强度计算 148

10.5.1 齿面接触疲劳强度计算 148

10.5.2 齿根弯曲疲劳强度计算 149

10.6 直齿圆柱齿轮传动设计 153

10.7 平行轴斜齿轮传动 155

10.7.1 轮齿受力分析 155

10.7.2 强度计算 156

10.7.3 斜齿圆柱齿轮传动设计 157

10.8 齿轮结构与润滑 159

10.8.1 圆柱齿轮结构 159

10.8.2 锥齿轮结构 160

10.8.3 齿轮传动的润滑 160

10.9 齿轮传动的维护与修复 162

10.9.1 齿轮传动的维护 162

10.9.2 齿轮传动的修复 162

实践与思考 164

习题 164

11 联接 165

11.1 键联接 165

11.1.1 键联接的类型、特点及应用 165

11.1.2 平键联接的选用及强度校核 167

11.2 花键联接 170

11.3 销联接 171

11.4 螺纹联接 172

11.4.1 螺纹联接的类型 172

11.4.2 标准螺纹联接件 173

11.4.3 螺纹联接的预紧和防松 175

11.4.4 螺栓组的结构设计 177

11.4.5 提高螺栓联接强度的措施 179

实践与思考 181

习题 182

12 轴 183

12.1 轴的类型、要求及设计步骤 183

12.1.1 轴的类型及应用 183

12.1.2 轴设计的基本要求和设计步骤 184

12.2 轴的材料 184

12.3 轴的结构设计 185

12.3.1 轴上零件的定位 186

12.3.2 轴上零件的固定 186

12.3.3 轴的结构工艺性 187

12.3.4 提高轴的疲劳强度 188

12.3.5 轴的直径和长度 189

12.4 轴的强度计算 189

12.4.1 轴的计算简图 189

12.4.2 轴的强度计算 190

12.5 轴的刚度计算 194

12.6 轴的修复 196

实践与思考 196

习题 196

13 轴承 198

13.1 滑动轴承的主要类型 198

13.1.1 向心滑动轴承 198

13.1.2 推力滑动轴承 199

13.2 轴瓦的结构和轴承材料 200

13.2.1 轴瓦的结构 200

13.2.2 油孔、油沟和油室 200

13.2.3 轴承材料 201

13.3 非液体摩擦滑动轴承的设计计算 202

13.3.1 设计步骤 202

13.3.2 向心滑动轴承的校核计算 203

13.3.3 推力滑动轴承的校核计算 203

13.4 液体摩擦滑动轴承简介 204

13.4.1 液体动压滑动轴承 204

13.4.2 液体静压滑动轴承 205

13.5 滚动轴承的结构、主要类型和特性 205

13.5.1 滚动轴承的结构 205

13.5.2 滚动轴承的结构特性 206

13.5.3 常用滚动轴承的类型 206

13.6 滚动轴承的代号 208

13.6.1 基本代号 209

13.6.2 前置代号 210

13.6.3 后置代号 210

13.7 滚动轴承的类型选择 211

13.8 滚动轴承的失效形式、寿命计算和静强度计算 211

13.8.1 滚动轴承的主要失效形式 211

13.8.2 滚动轴承的计算准则 212

13.8.3 滚动轴承的寿命计算 212

13.8.4 滚动轴承当量动载荷的计算 213

13.8.5 向心角接触轴承实际的轴向载荷的计算 214

13.8.6 滚动轴承的静强度计算 217

13.9 滚动轴承的组合结构设计 217

13.9.1 滚动轴承内、外圈的轴向固定 217

13.9.2 滚动轴承组合的轴向固定 218

13.9.3 滚动轴承组合的调整 219

13.9.4 滚动轴承的配合与装拆 220

13.9.5 滚动轴承的润滑和密封 220

13.10 轴系的维护 222

实践与思考 225

习题 225

14 联轴器、离合器、制动器及弹簧 226

14.1 联轴器 226

14.1.1 轴的相对位移 226

14.1.2 固定式刚性联轴器 226

14.1.3 可移式刚性联轴器 227

14.1.4 弹性联轴器 229

14.1.5 联轴器的选择 231

14.2 离合器 232

14.2.1 牙嵌离合器 232

14.2.2 单片圆盘摩擦离合器 233

14.2.3 多片圆盘摩擦离合器 233

14.2.4 滚柱超越离合器 234

14.3 制动器 234

14.3.1 外抱块式制动器 234

14.3.2 内涨蹄式制动器 234

14.3.3 带式制动器 235

14.4 弹簧 235

14.4.1 弹簧的功用和类型 235

14.4.2 圆柱形螺旋拉伸和压缩弹簧 237

14.4.3 圆柱螺旋扭转弹簧简介 238

实践与思考 238

习题 238

参考文献 239