高校转型发展系列教材 机械设计基础PDF电子书下载

0 绪论 1

0.1 本课程研究的对象和内容 1

0.1.1 基本术语 1

0.1.2 本课程研究的对象和内容 3

0.2 本课程的研究任务及学习方法 4

0.2.1 本课程的研究任务 4

0.2.2 本课程的学习方法 5

0.3 机械设计基本要求和一般程序 5

0.3.1 机械设计的重要性 5

0.3.2 机械设计一般过程 6

0.3.3 机械设计的基本要求 7

习题 8

第1章 平面机构的结构分析 9

1.1 运动副、运动链和机构 9

1.1.1 平面运动副 9

1.1.2 运动链和机构 11

1.2 平面机构的运动简图 12

1.2.1 机构运动简图的概念 12

1.2.2 平面机构运动简图的绘制 13

1.3 平面机构的自由度 15

1.3.1 平面机构自由度的相关概念 15

1.3.2 自由度计算中应注意的几个特殊问题 17

1.4 平面机构的组成原理和结构分析 19

1.4.1 杆组分析 19

1.4.2 平面机构的组成原理 21

1.4.3 平面机构的结构分类 21

1.4.4 高副低代 21

1.5 用速度瞬心法进行机构的速度分析 22

1.5.1 速度瞬心的意义 22

1.5.2 机构的瞬心数目 23

1.5.3 瞬心的求法 23

1.5.4 瞬心法在机构速度分析中的应用 25

习题 26

第2章 平面连杆机构及其设计 29

2.1 平面连杆机构的基本形式及其应用 29

2.1.1 平面连杆机构的基本形式 30

2.1.2 平面连杆机构的演化形式 31

2.2 平面连杆机构的主要工作特性 35

2.2.1 曲柄存在的条件 35

2.2.2 平面连杆机构几个基本概念 36

2.3 平面连杆机构设计 40

2.3.1 用作图法设计连杆机构 40

2.3.2 用解析法设计连杆机构 44

2.3.3 用实验法设计连杆机构 45

习题 48

第3章 凸轮机构及其设计 50

3.1 凸轮机构的应用和类型 50

3.1.1 凸轮机构的应用 50

3.1.2 凸轮机构的分类 51

3.2 从动件常用的运动规律 52

3.2.1 凸轮机构的基本名词术语 52

3.2.2 从动件常用的运动规律 53

3.3 凸轮轮廓曲线设计 57

3.3.1 凸轮的图解法设计原理和方法 57

3.3.2 解析法设计凸轮轮廓曲线 61

3.4 设计凸轮机构应注意的问题 63

3.4.1 凸轮机构压力角与基圆半径的关系 63

3.4.2 其他尺寸参数的确定 65

习题 66

第4章 齿轮机构及其设计 68

4.1 齿轮机构的特点和类型 68

4.1.1 齿轮机构的特点 68

4.1.2 齿轮机构的类型 68

4.2 渐开线齿廓及其啮合特性 70

4.2.1 渐开线的形成 71

4.2.2 渐开线的特性 71

4.2.3 渐开线齿廓啮合特性 72

4.3 标准直齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸计算 74

4.3.1 外齿轮 74

4.3.2 齿条 77

4.3.3 内齿轮 77

4.4 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 78

4.4.1 一对渐开线齿轮正确啮合的条件 78

4.4.2 节圆、中心距及啮合角 79

4.4.3 渐开线直齿轮传动的啮合过程 81

4.4.4 渐开线齿轮连续传动的条件 81

4.5 渐开线齿轮的切制原理 83

4.5.1 齿轮加工的基本原理 83

4.5.2 用标准齿条型刀具加工标准齿轮 85

4.6 根切现象、不根切的最少齿数和变位齿轮简介 86

4.6.1 渐开线齿廓的根切现象 86

4.6.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮的最少齿数 87

4.6.3 变位齿轮 88

4.7 斜齿圆柱齿轮机构 91

4.7.1 斜齿圆柱齿轮齿面的形成 91

4.7.2 标准斜齿圆柱齿轮传动的几何尺寸计算 92

4.7.3 斜齿圆柱齿轮的当量齿数 94

4.7.4 斜齿圆柱齿轮机构的正确啮合条件 95

4.8 圆锥齿轮机构 95

4.8.1 圆锥齿轮机构概述 95

4.8.2 直齿圆锥齿轮传动的基本参数和几何尺寸计算 96

习题 98

第5章 轮系及其设计 100

5.1 轮系及其分类 100

5.2 定轴轮系及其传动比 101

5.3 周转轮系及其传动比 104

5.4 复合轮系及其传动比 107

5.5 轮系的功用 109

5.6 其他行星传动简介 112

习题 115

第6章 其他常用机构 118

6.1 棘轮机构 118

6.1.1 棘轮机构的组成及其工作特点 118

6.1.2 棘轮机构的类型与应用 119

6.1.3 棘轮机构的设计要点 121

6.2 槽轮机构 122

6.2.1 槽轮机构的组成及其特点 122

6.2.2 槽轮机构的类型及应用 123

6.2.3 槽轮机构的运动系数及运动特性 124

6.3 不完全齿轮机构 124

6.3.1 不完全齿轮机构的工作原理和特点 124

6.3.2 不完全齿轮机构的类型及应用 125

习题 126

第7章 机械连接 127

7.1 螺纹参数 128

7.1.1 螺纹的类型和应用 128

7.1.2 螺纹的主要参数 129

7.2 螺旋副的受力分析、效率和自锁 130

7.2.1 矩形螺纹 130

7.2.2 非矩形螺纹 132

7.3 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件 133

7.3.1 螺纹连接的基本类型 133

7.3.2 螺纹紧固件 135

7.4 螺纹连接的预紧与防松 136

7.4.1 螺纹连接的预紧 136

7.4.2 螺纹连接的防松 137

7.5 螺栓连接设计 139

7.5.1 螺栓组的结构设计 139

7.5.2 螺纹连接的强度计算 141

7.6 螺栓的材料和许用应力 147

7.6.1 螺栓的材料 147

7.6.2 螺纹连接件的许用应力 148

7.7 提高螺栓连接强度的措施 150

7.7.1 降低螺栓的应力幅 150

7.7.2 改善螺纹牙上载荷分布不均的现象 152

7.7.3 减小应力集中的影响 153

7.7.4 采用合理的制造工艺方法 154

7.8 键连接和花键连接 154

7.8.1 普通平键连接 154

7.8.2 花键连接 159

7.9 销连接 161

习题 163

第8章 带传动 166

8.1 带传动的组成、特点和应用 166

8.1.1 带传动的特点和应用 166

8.1.2 带传动的类型 167

8.1.3 带传动的主要几何参数 168

8.2 V带及带轮 169

8.2.1 V带的类型与结构 169

8.2.2 V带轮 171

8.3 带传动的工作情况分析 174

8.3.1 带传动的受力分析 174

8.3.2 带传动的最大有效拉力及其主要影响因素 175

8.3.3 带传动的应力分析 177

8.3.4 带传动的弹性滑动和打滑 179

8.4 普通V带传动的设计计算 180

8.4.1 失效形式和设计准则 180

8.4.2 单根V带所能传递的功率 180

8.4.3 设计计算和参数选择 184

8.5 带传动的张紧 190

8.6 其他带传动简介 193

8.6.1 同步带传动 193

8.6.2 高速带传动 194

习题 195

第9章 链传动 197

9.1 链传动的特点和应用 197

9.2 链传动的运动分析和受力分析 199

9.2.1 传动比和速度的不均匀性 199

9.2.2 链传动的动载荷 200

9.3 滚子链传动的计算 201

9.3.1 链传动的主要失效形式 201

9.3.2 链传动的承载能力 202

9.3.3 链传动主要参数的选择 204

9.4 链传动的布置、张紧和安装 206

9.4.1 链传动的布置 206

9.4.2 链传动的张紧 207

9.4.3 链传动的安装 207

习题 209

第10章 齿轮传动 210

10.1 齿轮传动的失效形式和设计准则 210

10.1.1 失效形式 210

10.1.2 设计准则 212

10.1.3 齿轮的材料及热处理 213

10.1.4 齿轮精度的选择 215

10.2 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 216

10.2.1 受力分析与计算载荷 216

10.2.2 齿根弯曲疲劳强度计算 217

10.2.3 齿面接触疲劳强度计算 219

10.2.4 齿轮传动的强度计算说明 220

10.2.5 齿轮传动设计参数的选择 221

10.3 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 223

10.3.1 轮齿的受力分析 223

10.3.2 强度计算 224

10.4 标准圆锥齿轮传动的强度计算 226

10.4.1 轮齿的受力分析 227

10.4.2 强度计算 227

10.5 齿轮的结构设计 228

10.6 齿轮传动的润滑 231

10.6.1 齿轮传动的润滑方式 231

10.6.2 润滑剂的选择 232

习题 233

第11章 蜗杆传动 235

11.1 蜗杆传动的特点与类型 235

11.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算 236

11.2.1 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择 237

11.2.2 蜗杆传动的几何尺寸计算 239

11.3 蜗杆传动的失效形式及常用材料和结构 240

11.3.1 蜗杆传动的失效形式、设计准则及常用材料 240

11.3.2 蜗杆传动的受力分析 241

11.3.3 圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计 242

11.4 普通圆柱蜗杆传动的强度计算 243

11.4.1 蜗轮齿面接触疲劳强度计算 243

11.4.2 蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算 244

11.4.3 蜗杆的刚度计算 245

11.5 普通圆柱蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算 245

11.5.1 蜗杆传动的效率 245

11.5.2 蜗杆传动的润滑 247

11.5.3 蜗杆传动的热平衡计算 248

习题 249

第12章 轴承 251

12.1 概述 251

12.2 滚动轴承的类型及代号 252

12.2.1 滚动轴承的基本构造 252

12.2.2 滚动轴承的材料 252

12.2.3 滚动轴承的重要结构特性 253

12.2.4 滚动轴承的主要类型 253

12.2.5 滚动轴承的代号 255

12.3 滚动轴承类型的选择 257

12.3.1 轴承的载荷 257

12.3.2 轴承的转速 258

12.3.3 轴承的调心性能 258

12.3.4 轴承的安装和拆卸 259

12.3.5 经济性要求 259

12.4 滚动轴承的寿命计算 259

12.4.1 滚动轴承的失效形式和计算准则 259

12.4.2 基本额定寿命和基本额定动载荷 260

12.4.3 滚动轴承的寿命计算公式 261

12.4.4 滚动轴承的当量动载荷 263

12.4.5 角接触球轴承和圆锥滚子轴承的径向载荷Fr与轴向载荷Fa的计算 265

12.3.6 滚动轴承的静强度计算 266

12.5 滚动轴承的组合设计 270

12.5.1 支承部分的刚性和同心度 271

12.5.2 轴承的配置 271

12.5.3 滚动轴承的轴向紧固 273

12.5.4 滚动轴承的配合 274

12.6 轴承的润滑和密封 275

12.6.1 滚动轴承的润滑 275

12.6.2 滚动轴承的密封装置 276

12.7 滑动轴承简介 279

12.7.1 滑动轴承的类型 279

12.7.2 滑动轴承的结构 279

12.7.3 滑动轴承材料 283

习题 284

第13章 轴 286

13.1 轴的功用和类型 286

13.2 轴的材料 288

13.3 轴的结构设计 289

13.3.1 拟定轴上零件的装配方案 290

13.3.2 轴上零件的定位 290

13.4 轴的设计计算 296

13.4.1 轴的强度校核计算 296

13.4.2 轴的刚度校核计算 304

习题 305

第14章 联轴器和离合器 307

14.1 联轴器 307

14.1.1 刚性联轴器 308

14.1.2 挠性联轴器 309

14.1.3 联轴器的选择 315

14.2 离合器 317

14.2.1 牙嵌离合器 317

14.2.2 圆盘摩擦离合器 319

习题 321

参考文献 322