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第1章机械设计基础绪论 1

1.1机器及其基本组成 1

1.1.1引言 1

目 录 1

1.1.2机器及其基本组成 2

1.2本课程的内容、地位、学习目的和学习方法 3

1.2.1本课程的内容 3

1.2.2本课程的地位 4

1.2.3学习本课程的目的 4

1.2.4学习方法 4

1.3机械设计的基本要求及一般过程 4

1.3.1机械设计的基本要求 4

1.4.1设计机械零件的基本要求 5

1.3.2机械设计的一般过程 5

1.4机械零件设计的基本要求及一般方法 5

1.4.2机械零件设计的一般方法 6

思考题及练习题 6

第2章平面机构运动简图及自由度 7

2.1平面机构组成及运动副 7

2.1.1构件的自由度 7

2.1.2运动副与约束 8

2.1.3运动副及其分类 8

2.2平面机构运动简图 9

2.2.1平面机构简图和运动简图 9

2.2.2平面机构运动简图的绘制 10

2.3平面机构具有确定运动的条件 11

2.3.2机构具有确定运动的条件 12

2.3.1平面机构的自由度 12

2.3.3计算平面机构的自由度 13

应注意的几个问题 13

本章小结 15

思考题及练习题 16

第3章平面连杆机构 18

3.1铰链四杆机构的基本型式 18

及曲柄存在条件 18

3.1.1铰链四杆机构的基本型式 18

及应用 18

3.1.2铰链四杆机构曲柄存在条件 21

3.2.2导杆机构 22

3.2铰链四杆机构的演化型式 22

3.2.1曲柄滑块机构和偏心轮机构 22

3.2.3移动导杆机构和曲柄摇块机构 23

3.2.4曲柄移动导杆机构 24

3.3平面四杆机构的传动特性 24

3.3.1急回特性 24

3.3.2传力特性 25

3.3.3死点位置 26

3.4图解法设计平面四杆机构 27

3.4.1按连杆位置设计四杆机构 27

3.4.2按照给定行程速比系数 29

设计四杆机构 29

设计四杆机构 30

3.4.3按给定的运动轨迹 30

3.5解析法设计平面四杆机构 31

3.6多杆机构简介和机构创新 32

3.6.1多杆机构简介 32

3.6.2机构创新应用实例 34

本章小结 34

思考题及练习题 35

第4章凸轮机构 38

4.1凸轮机构的应用和分类 38

4.1.1凸轮机构的应用 38

4.1.2凸轮机构的分类 38

4.2从动件的常用运动规律 39

4.2.1凸轮机构运动过程及有关名称 39

4.2.3从动件常用运动规律 40

4.2.2位移线图 40

4.3图解法绘制盘形凸轮轮廓 42

4.3.1对心直动从动件盘形 43

凸轮的绘制 43

4.3.2偏置直动从动件盘形 44

凸轮的绘制 44

4.3.3摆动从动件盘形凸轮的绘制 45

4.4解析法绘制盘形凸轮轮廓简介 46

4.5凸轮机构设计基本尺寸的确定 48

4.5.1滚子半径的选择 48

4.5.2压力角及其校核 49

4.6.2凸轮和滚子的结构 50

4.6.1凸轮和滚子的材料 50

4.5.3基圆半径的选择 50

4.6凸轮机构的结构设计 50

4.6.3滚子的结构 51

4.6.4凸轮的精度和表面粗糙度 51

本章小结 52

思考题及练习题 52

第5章间歇运动机构 54

5.1棘轮机构 54

5.1.1棘轮机构的工作原理、 54

特点及应用 54

5.1.2棘轮机构转角的调整方法 56

5.1.3棘轮机构的设计 57

5.2.1槽轮机构的工作原理及应用 59

5.2槽轮机构 59

5.2.2槽轮机构的主要运动参数选择 60

5.3其他间歇机构简介 61

5.3.1不完全齿轮机构 61

5.3.2凸轮式间歇机构 62

5.3.3组合机构 62

本章小结 64

思考题及练习题 64

第6章螺纹联接和螺旋传动 65

6.1螺纹的形成、主要参数与分类 65

6.1.1螺纹的形成 65

6.1.2螺纹的主要参数 66

6.1.3几种常用螺纹的特点和应用 67

6.2螺旋副的受力分析、效率和自锁 68

6.2.1矩形螺纹 68

6.2.2非矩形螺纹 70

6.3螺纹联接的基本类型及螺纹联接件 72

6.3.1螺纹联接的基本类型 72

6.3.2标准螺纹联接件 73

6.4螺纹联接的预紧和放松 74

6.4.1螺纹联接的预紧 74

6.4.2螺纹联接的防松 75

6.5螺栓联接的强度计算 77

6.5.2受横向外载荷的紧螺栓联接 78

6.5.1松螺纹联接 78

6.5.3受轴向外载荷的紧螺栓联接 80

6.6螺纹联接件的材料和许用应力 82

6.6.1螺纹联接件的常用材料 82

6.6.2螺栓联接的许用应力 83

和安全系数 83

6.7提高螺纹联接强度的措施 86

6.7.1降低影响螺栓疲劳 86

强度的应力幅 86

6.7.2改善螺纹牙间载荷的 87

不均匀分布 87

制造工艺方法 88

6.7.4采用合适的材料和合理的 88

应力的影响 88

6.7.3减小应力集中，附加 88

6.8螺旋传动 89

6.8.1螺旋传动的类型与特点 89

6.8.2滚动螺旋简介 90

本章小结 91

思考题及练习题 92

第7章带传动 94

7.1带传动的类型和特点 94

7.1.1带传动的类型 94

7.1.2带传动的特点 95

7.2普通V带及V带轮 96

7.2.1普通V带 96

7.2.2 V带轮 101

7.3带传动工作能力的分析 103

7.3.1带传动的受力分析 103

7.3.2带的应力分析 104

7.3.3弹性滑动和打滑现象 105

7.4普通V带传动设计计算 106

7.4.1带传动的失效形式和 106

计算准则 106

7.4.2单根V带的基本额定功率 106

和许用功率 106

7.4.3普通V带传动设计计算 108

7.5窄V带传动 113

7.5.1窄V带的结构、特点和应用 113

7.6.2同步带和同步带轮 114

特点和应用 114

7.5.2窄V带和窄V带轮尺寸 114

7.6同步带传动 114

7.6.1同步带传动的类型、 114

7.7 V带传动的安装、张紧和维护 115

7.7.1带传动的张紧方法 115

7.7.2 V带初拉力的测定 116

7.7.3 V带传动的安装、 117

使用和维护 117

本章小结 117

思考题及练习题 118

8.1链传动的类型和特点 119

8.1.1链传动的类型 119

第8章链传动 119

8.1.2链传动的特点和应用 120

8.2链和链轮 120

8.2.1滚子链 120

8.2.2滚子链链轮 122

8.3链传动的运动特性 125

8.3.1平均链速和平均传动比 125

8.3.2瞬时链速和瞬时传动比 125

8.3.3链传动的动载荷 126

8.4滚子链传动的设计 127

8.4.1链传动的主要失效形式 127

8.4.2链传动的设计计算 128

8.5.1链传动的布置 131

8.5链传动的布置、张紧和润滑 131

8.5.2链传动的安装 132

8.5.3链传动的张紧 132

8.5.4链传动的润滑 132

本章小结 134

思考题及练习题 134

第9章齿轮传动 136

9.1齿轮传动的分类及特点 136

9.2齿廓啮合基本定律 139

9.3渐开线齿廓 140

9.3.1渐开线的形成 140

9.3.2渐开线的性质 141

9.3.3渐开线方程 142

9.4渐开线齿轮的基本参数及标准直齿圆柱齿轮的尺寸计算 143

9.4.1渐开线齿轮各部分名称、 143

参数及几何尺寸计算 143

9.4.2渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本尺寸及几何尺寸计算 145

9.4.3内齿轮与齿条 146

9.4.4英美齿制 147

9.5标准直齿圆柱齿轮的弦齿厚 148

及公法线长度 148

9.5.1弦齿厚长度 148

9.5.2公法线长度 149

齿廓啮合基本定律 151

9.6.1渐开线齿轮传动满足 151

啮合传动 151

9.6渐开线标准直齿圆柱齿轮的 151

9.6.2渐开线齿轮传动的啮合过程 152

9.6.3正确啮合条件 153

9.6.4连续传动条件 153

9.6.5标准中心距和标准安装 155

9.6.6渐开线齿轮传动的啮合特点 156

9.7渐开线齿轮的切齿原理及根切现象 156

9.7.1仿形法 156

9.7.2展成法 157

9.7.3根切现象 158

9.7.4不根切最少齿数 159

9.8.1变位的概念 160

9.8变位齿轮传动简介 160

9.7.5渐开线标准齿轮的局限性 160

9.8.2最小变位系数 161

9.8.3变位后对轮齿尺寸的影响 162

9.8.4变位齿轮传动的类型 164

9.9齿轮传动的失效形式与设计准则 166

9.9.1失效形式 166

9.9.2设计准则 169

9.10齿轮常用材料及热处理 169

9.11标准直齿圆柱齿轮传动的设计 171

9.11.1轮齿的受力分析 171

9.11.2轮齿的计算载荷Fnc 172

9.11.3齿面的接触疲劳强度计算 172

9.11.4齿根弯曲疲劳强度计算 176

9.11.5圆柱齿轮传动参数的选择 180

9.11.6齿轮精度等级简介及其选择 181

9.12平行轴斜齿圆柱齿轮传动 185

9.12.1斜齿轮齿廓曲面的 185

形成及传动特点 185

9.12.2斜齿圆柱齿轮的参数 186

及几何尺寸计算 186

9.12.3标准斜齿圆柱齿轮的 189

啮合条件 189

9.12.4斜齿圆柱齿轮的当量齿数 190

9.12.5斜齿圆柱齿轮的受力分析 191

当量齿数 196

9.13.1锥齿轮的齿廓、背锥和 196

9.13直齿锥齿轮传动 196

9.13.2直齿锥齿轮的啮合传动及几何尺寸计算 198

9.13.3直齿锥齿轮传动的受力分析 200

9.14其他齿轮传动简介 201

9.14.1圆弧齿轮传动 201

9.14.2非圆齿轮传动简介 203

9.15齿轮的结构设计及润滑 204

9.15.1常用的齿轮结构形式 204

9.15.2齿轮传动的润滑 206

本章小结 207

思考题和练习题 207

10.1.1蜗杆传动特点 210

10.1蜗杆传动的类型和特点 210

第10章蜗杆传动 210

10.1.2蜗杆传动类型 211

10.2蜗杆传动的基本参数和 212

几何尺寸计算 212

10.2.1蜗杆传动的基本参数 212

10.2.2蜗杆传动的几何尺寸计算 216

10.3蜗杆传动的失效形式、材料和结构 217

10.3.1蜗杆传动齿面间的滑动速度 217

10.3.2蜗杆传动的失效形式 218

10.3.3蜗杆、蜗轮常用材料 218

转动方向的判断 219

10.4.1受力分析与蜗杆蜗轮的 219

10.4蜗杆传动的设计计算 219

10.3.4蜗杆、蜗轮的结构 219

10.4.2蜗杆传动的强度计算 221

10.5蜗杆传动的效率、润滑和 221

热平衡计算 221

10.5.1蜗杆传动的效率 221

10.5.2蜗杆传动的润滑 222

10.5.3蜗杆传动的热平衡计算 223

本章小结 226

思考题及练习题 226

第11章齿轮系 228

11.1齿轮系及其分类 228

11.1.1定轴齿轮系 228

11.1.2行星齿轮系 229

11.2.1一对齿轮传动的传动比计算及主、从动轮转向关系 230

11.2定轴轮系传动比计算 230

11.2.2定轴轮系传动比 231

11.2.3惰轮 232

11.3行星齿轮系的传动比计算 233

11.4混合轮系传动比计算 235

11.5齿轮系的应用 237

11.6谐波齿轮传动简介 239

11.6.1谐波齿轮传动的特点和应用 239

11.6.2谐波齿轮传动的结构 240

11.6.3谐波齿轮传动的工作原理 241

11.6.4谐波齿轮传动的传动比计算 241

11.7.2摆线针轮行星传动的 242

工作原理 242

11.7摆线针轮传动简介 242

11.7.1摆线针轮传动的特点和应用 242

11.8减速器 243

11.8.1常用减速器的型式、 243

特点和应用 243

11.8.2减速器的结构 244

11.9无级变速器 247

11.9.1有级变速和无级变速 247

11.9.2机械无级变速器的 247

组成和工作原理 247

思考题及练习题 248

11.9.3机械无级变速器的特点 248

本章小结 248

第12章轴与轮毂联接 251

12.1轴的分类 251

12.2轴的结构设计 252

12.2.1轴的各部分名称 252

12.2.2零件在轴上的固定 252

12.3轴的材料及选择 255

12.4轴的设计与计算 256

12.4.1按扭转强度计算 257

12.4.2按弯扭合成强度计算 257

12.4.3轴的刚度计算概念 259

12.5轴毂联接 262

12.5.1键联接 262

12.5.2花键联接 266

12.5.3销联接 266

本章小结 267

思考题及练习题 267

第13章轴承 269

13.1轴承的功用和类型 269

13.2滚动轴承的组成、类型及特点 270

13.3滚动轴承的代号 273

13.5.1滚动轴承的失效形式及 275

设计准则 275

13.5滚动轴承的尺寸选择及寿命计算 275

13.4滚动轴承的类型选择 275

13.5.2基本额定寿命和基本 276

额定动载荷 276

13.5.3当量动载荷 277

13.5.4滚动轴承的寿命计算 278

13.5.5角接触轴承的轴向力计算 279

13.5.6滚动轴承的静强度计算 282

13.6滚动轴承组合设计 283

13.6.1滚动支承结构的基本形式 283

13.6.2轴的轴向位置调整 285

同轴度 286

13.6.4提高支撑系统的刚度和 286

13.6.3滚动轴承的配合和拆装 286

13.6.5滚动轴承的润滑和密封 287

13.7滑动轴承 288

13.7.1滑动轴承的类型和结构 288

13.7.2轴瓦和轴承衬材料 290

13.7.3滑动轴承的润滑 292

13.7.4不完全液体润滑滑动 293

轴承的设计计算 293

13.7.5液体滑动轴承简介 294

13.8滚动轴承与滑动轴承的比较 296

本章小结 296

思考题与练习题 297

14.1.2固定式联轴器 298

14.1.1联轴器的分类 298

第14章联轴器、离合器和制动器 298

14.1联轴器 298

14.1.3可移式联轴器 300

14.2离合器 302

14.2.1离合器的分类 302

14.2.2牙嵌离合器 302

14.2.3摩擦离合器 303

14.2.4磁粉离合器 304

14.2.5安全离合器 304

14.2.6定向离合器 305

14.3制动器 305

14.3.1制动器的类型、特点 305

14.4联轴器、离合器、制动器的选择和维护 306

14.3.2带式制动器 306

14.3.3块式制动器 306

14.4.1联轴器的选择 307

14.4.2离合器的选择 308

14.4.3制动器的选择 309

14.4.4联轴器、离合器、制动器的使用和维护 309

本章小结 309

思考题及练习题 310

第15章回转体的平衡和机器的调速 311

15.1机械平衡的目的及分类 311

15.1.1机械平衡的目的 311

15.1.2机械平衡的分类及方法 311

15.2.1回转体的静平衡计算 312

15.2回转体的静平衡 312

15.2.2回转体的静平衡试验 313

15.3回转体的动平衡计算 314

15.3.1回转体的动平衡计算 314

15.3.2回转体的动平衡试验 315

15.4机械速度波动的调节 316

15.4.1机械速度波动的原因及类型 316

15.4.2 周期性速度波动的调节 317

15.4.3非周期性速度波动的调节 318

本章小结 319

思考题及练习题 319

16.1.1机械传动的功用 321

16.1.2机械传动的运动和动力参数 321

16.1机械传动概述 321

第16章机械传动概论 321

16.2机械传动的类型及选择 324

16.2.1机械传动的类型 324

16.2.2常用机械传动类型的选择 324

16.3机械传动方案设计 326

16.3.1传动方案设计的依据 326

16.3.2机械传动方案的拟定 326

16.3.3传动方案设计的一般步骤和方法 327

16.4简单机械传动方案设计举例 328

本章小结 331

思考题及练习题 332