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0 绪论 1

1 平面机构的结构分析与速度分析 3

1.1 平面机构的组成 3

1.1.1 运动副 3

1.1.2 运动副的分类 3

1.1.3 运动链 3

1.1.4 机构 4

1.2 平面机构运动简图 4

1.2.1 平面机构运动简图 4

1.2.2 平面机构运动简图的绘制 6

1.3 平面机构自由度的计算 6

1.3.1 平面机构自由度的计算公式 6

1.3.2 平面机构自由度的计算 6

1.3.3 机构具有确定运动的条件 9

1.4 平面机构的组成原理、结构分类及结构分析 9

1.4.1 平面机构的组成原理 9

1.4.2 平面机构的结构分类 10

1.4.3 平面机构的结构分析 11

1.5 速度瞬心及其在机构速度分析上的应用 11

1.5.1 速度瞬心 11

1.5.2 速度瞬心位置的确定 12

1.5.3 速度瞬心在速度分析上的应用 13

习题 14

2 平面连杆机构及其设计 16

2.1 平面连杆机构的特点 16

2.2 平面四连杆机构的类型及应用 17

2.2.1 平面四杆机构的基本型式 17

2.2.2 平面四杆机构的演化 19

2.3 平面四杆机构的基本知识 22

2.3.1 四杆机构存在曲柄的条件 22

2.3.2 急回运动和行程速比系数 23

2.3.3 平面连杆机构的传动角与死点 24

2.4 平面四杆机构的设计 27

2.4.1 图解法设计四杆机构 27

2.4.2 解析法设计四杆机构 30

习题 31

3 凸轮机构 33

3.1 凸轮机构的应用及分类 33

3.1.1 凸轮机构概述 33

3.1.2 凸轮机构的应用 33

3.1.3 凸轮机构的分类 34

3.2 从动件运动规律 35

3.2.1 凸轮轮廓曲线与从动件运动规律之间的相互关系 36

3.2.2 从动件的常用运动规律 36

3.2.3 组合运动规律 40

3.2.4 从动件运动规律的选取原则 40

3.3 按给定运动规律设计盘形凸轮轮廓 40

3.3.1 用图解法设计凸轮轮廓 40

3.3.2 用解析法设计凸轮轮廓 43

3.4 盘形凸轮机构基本尺寸的确定 45

3.4.1 凸轮机构的压力角和自锁 45

3.4.2 凸轮基圆半径的选择 46

3.4.3 从动件滚子半径的选择 46

习题 47

4 齿轮机构 49

4.1 齿轮机构的特点和类型 49

4.2 齿廓曲线 50

4.2.1 齿廓啮合基本定律 50

4.2.2 齿廓曲线的选择 51

4.3 渐开线及渐开线齿轮传动的特点 51

4.3.1 渐开线的形成、特性及其方程 51

4.3.2 渐开线齿廓满足定传动比传动 52

4.3.3 渐开线齿廓传动的特点 52

4.4 渐开线标准齿轮的各部分名称、参数及尺寸计算 53

4.4.1 各部分名称及符号 53

4.4.2 标准直齿圆柱齿轮的基本参数 53

4.4.3 标准直齿轮的几何尺寸计算 54

4.4.4 标准齿条的特点 55

4.4.5 任意圆上的齿厚 55

4.5 渐开线齿轮的加工方法及变位齿轮 56

4.5.1 齿轮轮齿的加工方法 56

4.5.2 根切 57

4.5.3 变位齿轮 58

4.6 渐开线齿轮的啮合传动 58

4.6.1 直齿圆柱齿轮正确啮合的条件 58

4.6.2 一对齿轮的啮合过程 59

4.6.3 齿轮传动的中心距及啮合角 59

4.6.4 直齿圆柱齿轮连续传动的条件 60

4.7 平行轴斜齿圆柱齿轮机构 61

4.7.1 斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成及其啮合特性 61

4.7.2 斜齿轮的基本参数 62

4.7.3 斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件及重合度 63

4.7.4 斜齿轮的当量齿数 63

4.7.5 斜齿轮的几何尺寸计算 64

4.7.6 斜齿轮的优缺点 65

4.8 直齿圆锥齿轮 65

4.8.1 圆锥齿轮概述 65

4.8.2 背锥和当量齿数 65

4.8.3 直齿圆锥齿轮几何尺寸计算 66

习题 67

5 轮系 68

5.1 轮系的分类 68

5.2 定轴轮系传动比 69

5.2.1 平行轴定轴轮系传动比 69

5.2.2 空间定轴轮系传动比 70

5.3 周转轮系传动比 70

5.4 复合轮系 72

5.5 轮系的应用 74

5.5.1 轮系的齿数条件 74

5.5.2 轮系的功用 74

5.6 其它几种常用行星传动简介 76

5.6.1 渐开线少齿差行星传动 76

5.6.2 摆线针轮行星传动 76

5.6.3 谐波齿轮传动 77

习题 77

6 其它常用机构 79

6.1 棘轮机构 79

6.1.1 棘轮机构的组成、工作原理 79

6.1.2 棘轮机构的类型和应用 79

6.1.3 棘轮机构的设计要点 81

6.2 槽轮机构 82

6.2.1 槽轮机构的工作原理和类型 82

6.2.2 槽轮机构的运动系数及运动特性 83

6.3 不完全齿轮机构 84

6.4 凸轮式间歇运动机构 85

6.4.1 圆柱凸轮间歇运动机构 85

6.4.2 蜗杆凸轮间歇运动机构 85

6.5 万向铰链机构 85

6.6 组合机构 86

习题 87

7 机械的调速与平衡 88

7.1 机械运转的速度波动及其调节 88

7.1.1 引起机械速度波动的原因 88

7.1.2 机械运转的平均角速度和速度不均匀系数 88

7.1.3 周期性速度波动的调节 89

7.1.4 非周期性速度波动的调节 92

7.2 刚性转子的平衡 93

7.2.1 问题的提出 93

7.2.2 盘类转子的平衡 93

7.2.3 轴类转子的平衡 95

习题 98

8 机械零件设计概论 99

8.1 机械零件的失效形式 99

8.1.1 整体断裂 99

8.1.2 过大的残余变形 99

8.1.3 表面破坏 99

8.1.4 破坏正常工作条件引起的失效 99

8.2 机械零件设计应满足的基本要求 100

8.2.1 避免在预定寿命期内失效的要求 100

8.2.2 结构工艺性要求 100

8.2.3 经济性要求 100

8.2.4 质量小的要求 100

8.2.5 可靠性要求 101

8.3 机械零件的设计准则 101

8.3.1 强度准则 101

8.3.2 刚度准则 101

8.3.3 寿命准则 101

8.3.4 振动稳定性准则 101

8.3.5 可靠性准则 102

8.4 机械零件常用材料及其选择 102

8.4.1 机械零件常用的材料 102

8.4.2 机械零件材料的选择原则 103

8.5 机械设计中的标准化 103

8.6 机械零件的许用应力 104

8.6.1 材料的疲劳特性 104

8.6.2 零件的极限应力线图 107

8.6.3 提高机械零件疲劳强度的措施 108

8.7 机械零件的接触强度 108

8.8 摩擦、磨损及润滑 109

8.8.1 摩擦 109

8.8.2 磨损 110

8.8.3 润滑 112

习题 113

9 螺纹连接 114

9.1 螺纹 114

9.1.1 螺纹及螺纹的主要参数 114

9.1.2 螺纹分类、特点和应用 115

9.2 螺纹连接的基本类型和标准螺纹连接件 117

9.2.1 螺纹连接的基本类型 117

9.2.2 标准螺纹连接件 118

9.3 螺纹连接的预紧和防松 121

9.3.1 螺纹连接的预紧 121

9.3.2 螺纹连接的防松 123

9.4 螺栓组连接设计 125

9.4.1 螺栓组连接的结构设计 125

9.4.2 螺栓组连接受力分析 127

9.5 单个螺栓连接的强度计算 131

9.5.1 松螺栓连接强度计算 131

9.5.2 紧螺栓连接强度计算 131

9.5.3 螺栓连接件的许用应力 135

9.6 螺纹连接零件的常用材料和力学性能等级 136

9.7 提高螺栓连接强度的措施 137

习题 142

10 啮合传动 145

10.1 齿轮传动的主要失效形式 145

10.2 齿轮材料及热处理选择 147

10.2.1 齿轮材料 147

10.2.2 齿轮热处理 147

10.3 齿轮传动的计算载荷 149

10.3.1 轮齿的受力分析 149

10.3.2 计算载荷 150

10.4 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 151

10.4.1 齿根弯曲疲劳强度计算 151

10.4.2 齿面接触疲劳强度计算 153

10.4.3 齿轮传动设计参数的选择 154

10.5 齿轮材料的许用应力与精度选择 156

10.5.1 齿轮传动的许用应力 156

10.5.2 齿轮精度的选择 157

10.6 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 161

10.6.1 标准斜齿圆柱齿轮传动重合度 161

10.6.2 齿根弯曲疲劳强度计算 161

10.6.3 齿面接触疲劳强度计算 163

10.7 标准锥齿轮传动的强度计算 166

10.7.1 设计参数 167

10.7.2 轮齿的受力分析 167

10.7.3 齿根弯曲疲劳强度计算 167

10.7.4 齿面接触疲劳强度计算 168

10.8 齿轮的结构设计 169

10.9 齿轮传动的润滑 170

10.9.1 齿轮传动的润滑方式 170

10.9.2 润滑剂的选择 171

10.10 蜗杆传动的组成、特点及类型 171

10.11 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 172

10.12 蜗杆传动的主要失效形式、常用材料和结构 175

10.13 蜗杆传动的强度计算简介 176

习题 177

11 挠性传动 179

11.1 概述 179

11.1.1 带传动简介 179

11.1.2 链传动的特点、类型和应用 181

11.1.3 链传动简介 181

11.2 V带与V带轮 182

11.2.1 V带的结构与标准 182

11.2.2 开口传动的几何参数及计算 183

11.2.3 V带轮结构 184

11.3 滚子链和链轮 185

11.3.1 滚子链 185

11.3.2 滚子链链轮 187

11.4 带传动工作情况分析 188

11.4.1 带传动的力分析 188

11.4.2 带传动的弹性滑动和打滑 190

11.4.3 带传动的应力分析 191

11.5 链传动的运动特性和受力分析 192

11.5.1 链传动的多边形效应 192

11.5.2 链传动的动载荷 194

11.5.3 链传动的受力分析 194

11.6 普通V带传动的设计 195

11.6.1 失效形式和设计准则 195

11.6.2 额定功率的修正 195

11.6.3 普通V带传动的设计计算 195

11.6.4 V带传动的张紧装置 201

11.7 滚子链传动设计 202

11.7.1 滚子链传动的主要失效形式 202

11.7.2 链传动的额定功率 202

11.7.3 滚子链传动的设计计算 203

11.8 滚子链的布置、张紧和润滑 207

11.8.1 链传动的布置 207

11.8.2 链传动的张紧 207

11.8.3 链传动的润滑 208

11.9 挠性传动设计的实例分析 210

习题 211

12 滑动轴承 212

12.1 液体动压润滑滑动轴承工作原理 212

12.2 滑动轴承的类型、特点及应用 214

12.3 滑动轴承的结构、失效形式及常用材料 214

12.3.1 滑动轴承的结构 214

12.3.2 滑动轴承的失效形式 218

12.3.3 滑动轴承的材料 219

12.4 滑动轴承的润滑 222

12.4.1 润滑剂及其选择 222

12.4.2 润滑方法和润滑装置 223

12.4.3 不完全液体润滑轴承的设计计算 224

习题 227

13 滚动轴承 228

13.1 概述 228

13.1.1 滚动轴承的组成 228

13.1.2 滚动轴承的分类 229

13.2 常用滚动轴承的类型、代号及选择 229

13.2.1 常用滚动轴承的类型 229

13.2.2 滚动轴承的代号 229

13.2.3 滚动轴承的选择 232

13.3 滚动轴承的选择计算 233

13.3.1 滚动轴承内部的载荷分布及应力变化情况 233

13.3.2 滚动轴承的失效形式 233

13.3.3 滚动轴承的计算准则 234

13.3.4 轴承的寿命 234

13.3.5 基本额定动载荷 234

13.3.6 滚动轴承的寿命计算公式 235

13.3.7 滚动轴承的当量动载荷 235

13.3.8 角接触轴承轴向载荷Fα的计算 236

13.3.9 滚动轴承的静载荷计算 237

13.4 滚动轴承的组合设计 241

13.4.1 轴承的轴向固定 241

13.4.2 滚动轴承的配合与装拆 243

13.4.3 轴向位置及轴承游隙的调整 243

13.4.4 支承部分的刚度和同轴度 243

13.4.5 滚动轴承的润滑 244

13.4.6 滚动轴承的密封 245

习题 247

14 轴及其连接 249

14.1 概述 249

14.1.1 轴的用途与分类 249

14.1.2 轴的材料 249

14.2 轴的结构设计 252

14.2.1 零件在轴上的定位 252

14.2.2 轴段的直径和长度的确定 262

14.2.3 轴的定位 262

14.2.4 提高轴的强度和刚度的措施 263

14.2.5 轴的结构工艺性 264

14.3 轴的强度计算 264

14.3.1 轴的强度校核计算 264

14.3.2 轴的刚度校核 267

14.3.3 轴的振动及振动稳定性的概念 268

习题 273

参考文献 275