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绪论——机械设计的认知分析 1

案例导入 1

0.1 机器的特征及其组成 2

0.2 机械设计的基本要求及一般过程 4

0.3 机械零件常用材料及其选用 6

0.4 本课程的内容及任务 9

小结 10

知识巩固与能力训练题 10

模块一 常用机构的运动分析与设计 11

学习情境一 平面机构运动简图的绘制及自由度分析 11

案例导入 12

1.1 运动副及其分类 12

1.2 平面机构运动简图的绘制 14

1.3 平面机构的自由度分析与计算 18

小结 22

知识巩固与能力训练题 23

学习情境二 平面连杆机构的运动分析与设计 26

案例导入 26

2.1 平面连杆机构的特点及其应用 27

2.2 平面四杆机构的类型及其应用 28

2.3 平面四杆机构的工作特性及其应用 34

2.4 平面四杆机构的设计 38

小结 42

知识巩固与能力训练题 43

学习情境三 凸轮机构和间歇运动机构的运动分析与设计 45

案例导入 45

3.1 凸轮机构的组成、应用及分类 46

3.2 凸轮机构的工作过程及从动件的运动规律 48

3.3 凸轮轮廓曲线的设计 52

3.4 常见间歇运动机构的工作原理及应用 56

小结 62

知识巩固与能力训练题 63

模块二 工程构件的受力分析与承载能力设计 65

学习情境四 静力学公理及工程构件受力图的绘制 65

案例导入 66

4.1 静力学的基本概念 66

4.2 静力学公理及其应用 67

4.3 工程构件的常见约束及约束反力 70

4.4 工程构件受力图的绘制 72

小结 75

知识巩固与能力训练题 75

学习情境五 力系的合成与平衡分析 78

案例导入 78

5.1 平面汇交力系的合成与平衡分析 79

5.2 力对点之矩及合力矩定理的应用 81

5.3 力偶及平面力偶系的合成与平衡分析 82

5.4 平面任意力系的简化与平衡分析 85

5.5 物体系统的平衡分析 91

5.6 考虑摩擦时的平衡问题分析 94

5.7 空间力系的合成与平衡分析 98

小结 103

知识巩固与能力训练题 104

学习情境六 工程构件轴向拉伸与压缩的承载能力设计 109

案例导入 109

6.1 构件承载能力与杆件变形形式 110

6.2 轴向拉伸或压缩的轴力、轴力图及应力计算 111

6.3 材料在拉伸与压缩时的力学性能 114

6.4 轴向拉伸或压缩时的强度计算 117

6.5 轴向拉伸或压缩时的变形计算 119

小结 121

知识巩固与能力训练题 121

学习情境七 工程构件剪切与挤压的承载能力设计 124

案例导入 124

7.1 剪切的工程实例及应用计算 125

7.2 挤压的工程实例及应用计算 126

小结 127

知识巩固与能力训练题 128

学习情境八 工程构件扭转的承载能力设计 129

案例导入 129

8.1 扭转的工程实例及概念 130

8.2 外力偶矩的计算、扭矩和扭矩图 130

8.3 圆轴扭转时的应力计算和强度条件 133

8.4 圆轴扭转时的变形计算和刚度条件 135

小结 138

知识巩固与能力训练题 139

学习情境九 工程构件弯曲的承载能力设计 141

案例导入 141

9.1 弯曲的工程实例和概念 142

9.2 弯曲的内力计算及剪力图和弯矩图的绘制 143

9.3 横梁弯曲的应力计算和强度条件 148

9.4 横梁弯曲的变形计算和刚度条件 154

9.5 提高横梁弯曲承载能力的措施 159

小结 160

知识巩固与能力训练题 161

模块三 常用机械传动装置的分析与设计 164

学习情境十 带传动和链传动的分析与设计 164

案例导入 165

10.1 带传动的类型及特点 165

10.2 V带的结构及规格 167

10.3 V带轮的材料及结构 170

10.4 V带传动的工作能力分析 174

10.5 V带传动的设计 176

10.6 带传动的张紧、安装与维护 184

10.7 同步带传动的特点、类型及规格 186

10.8 链传动的特点、类型、使用与维护 188

小结 190

知识巩固与能力训练题 190

学习情境十一 齿轮传动的分析与设计 193

案例导入 194

11.1 齿轮传动的特点、类型及齿廓啮合基本定律 194

11.2 渐开线齿廓及其啮合特点 197

11.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称及其几何尺寸 199

11.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合分析 202

11.5 渐开线齿轮的加工方法 204

11.6 齿轮的失效形式、设计准则、材料及结构 208

11.7 直齿圆柱齿轮的受力分析与强度计算 214

11.8 斜齿圆柱齿轮传动分析与强度计算 221

11.9 直齿锥齿轮传动分析与强度计算 227

11.10 蜗杆传动分析与强度计算 231

小结 244

知识巩固与能力训练题 245

学习情境十二 轮系传动比的计算及应用 248

案例导入 248

12.1 轮系的定义及分类 249

12.2 轮系传动比的计算 250

12.3 轮系的应用 255

12.4 新型轮系的特点及应用 257

小结 259

知识巩固与能力训练题 259

模块四 典型零部件的设计与选用 262

学习情境十三 轴的结构与承载能力设计 262

案例导入 263

13.1 轴的类型及材料 263

13.2 轴的结构设计 265

13.3 轴的承载能力设计 274

13.4 轴的设计实例 278

小结 279

知识巩固与能力训练题 279

学习情境十四 轴承的选用与组合设计 281

案例导入 281

14.1 滚动轴承的结构、类型和代号 282

14.2 滚动轴承的选择 285

14.3 滚动轴承的设计计算 288

14.4 滚动轴承的组合设计 294

14.5 滑动轴承的类型、材料与润滑 300

小结 304

知识巩固与能力训练题 305

学习情境十五 常用联接件的类型与选用 308

案例导入 308

15.1 螺纹联接的类型与选用 309

15.2 联轴器、离合器和制动器的类型与选用 319

15.3 键联接和销联接的类型与选用 326

15.4 铆接、胶接、焊接和过盈联接的特点与应用 331

15.5 弹簧的类型与应用 333

小结 337

知识巩固与能力训练题 337

附录 339

附录A 创新思维及机械创新常用技法 339

附录B Y系列三相异步电动机技术参数 356

附录C 常用滚动轴承技术参数 358

附录D 工业常用润滑油和润滑脂 361

附录E 知识巩固与能力训练题参考答案（部分） 363

参考文献 371