机械设计与创新PDF电子书下载

绪论 1

0.1本课程的研究对象和内容 1

0.1.1本课程研究的对象 1

0.1.2本课程的内容及学习特点 2

0.1.3本课程的任务 2

0.1.4本课程在机械工程中的意义和应用 2

0.1.5本课程的学习方法 2

0.2机械设计的基本要求 3

0.3机械设计的一般过程 4

第1编 力学计算基础 9

第1章 静力学基础 9

1.1静力学基本概念 9

1.1.1刚体的概念 9

1.1.2力的概念 10

1.1.3平衡的概念 11

1.2静力学公理 11

1.2.1公理一 二力平衡公理 11

1.2.2公理二 加减平衡力系公理 12

1.2.3公理三 力的平行四边形公理 12

1.2.4公理四 作用和反作用公理 13

1.2.5公理五 刚化公理 13

1.3约束 13

1.3.1约束和约束力 13

1.3.2常见的约束类型 14

1.4物体受力分析和受力图的画法 17

1.5平面力系的简化 18

1.5.1力的平移定理 18

1.5.2平面一般力系的简化 19

1.6平面力系的平衡条件及应用 23

练习题 27

第2章 轴向拉伸和压缩 28

2.1轴向拉伸和压缩时的内力 28

2.1.1轴向拉伸和压缩的概念 28

2.1.2内力的概念 29

2.1.3截面法、轴力、轴力图 29

2.2轴向拉（压）时横截面上的应力 31

2.2.1应力的概念 31

2.2.2横截面上的应力 32

2.3材料在拉伸和压缩时的力学性能 32

2.3.1材料在拉伸时的力学性能 33

2.3.2材料在压缩时的力学性能 36

2.4轴向拉（压）杆的强度条件及其应用 37

2.4.1材料的极限应力 37

2.4.2许用应力 38

2.4.3轴向拉（压）杆的强度条件和强度计算 39

练习题 41

第3章 剪切与挤压 42

3.1剪切与挤压的概念 42

3.1.1剪切的概念 42

3.1.2挤压的概念 43

3.2剪切与挤压的实用计算 43

3.2.1剪切的实用计算 43

3.2.2挤压的实用计算 44

练习题 47

第4章 轴的扭转 49

4.1扭转的概念及外力偶矩的计算 49

4.1.1扭转的概念 49

4.1.2外力偶矩的计算 50

4.2圆轴扭转时横截面上的内力及扭矩图 50

4.2.1扭矩 50

4.2.2扭矩图 51

4.3等直圆轴扭转时横截面上的切应力 53

4.3.1实心圆轴横截面上的切应力 53

4.3.2极惯性矩和抗扭截面系数 54

4.4等直圆轴扭转时的强度计算 55

4.5等直圆轴扭转时的变形及刚度条件 56

4.5.1圆轴扭转时的变形 56

4.5.2圆轴扭转刚度条件 57

练习题 58

第5章 弯曲变形分析 60

5.1梁的内力 60

5.2梁的内力一剪力和弯矩 61

5.2.1计算梁的内力的截面法 61

5.2.2剪力图和弯矩图 64

5.3纯弯曲梁强度条件 66

5.3.1纯弯曲时梁横截面上的正应力 66

5.3.2强度条件 67

5.4弯曲变形 68

5.5提高梁承载能力的一些措施 69

练习题 72

第2编 常用机构及创新设计基础 75

第6章 平面机构的结构分析 75

6.1平面机构的组成 75

6.1.1机械基本概念 76

6.1.2平面机构的组成 77

6.2平面机构的运动简图 79

6.3平面机构具有确定运动的条件 80

练习题 86

第7章 平面连杆机构 87

7.1平面连杆机构的类型及应用 88

7.1.1平面连杆机构的基本形式 88

7.1.2平面四杆机构的演化形式 90

7.2平面连杆机构的基本特性 92

练习题 96

第8章 其他常用机构 97

8.1凸轮机构 97

8.1.1凸轮机构类型 97

8.1.2凸轮机构中的从动件常用运动规律 100

8.1.3凸轮机构的轮廓设计 105

8.2棘轮机构 108

8.3棘轮机构设计计算 112

8.4槽轮机构概述 113

8.4.1槽轮机构概述 113

8.4.2槽轮机构的运动系数 114

8.4.3槽轮机构的优、缺点和应用 115

8.5螺旋机构 116

练习题 118

第9章 机械创新设计基础 120

9.1创新原理 120

9.2机械创新常用方法 121

9.3机构创新设计 123

9.4反求设计与创新设计 126

9.4.1反求设计的过程 127

9.4.2反求设计的创新内容 127

练习题 130

第3编 机械设计 133

第10章 带传动 133

10.1带传动的类型及工作原理 133

10.2带传动的工作情况分析 135

10.2.1带传动的受力分析 135

10.2.2带传动的应力分析 137

10.2.3带传动的弹性滑动及打滑 138

10.3 V带和V带轮 139

10.3.1普通V带的结构和标准 139

10.3.2普通V带轮的结构 141

10.3.3带传动的张紧装置 144

10.4设计同步带传动 145

练习题 158

第11章 链传动 159

11.1链传动的特点和组件结构与参数 159

11.1.1链传动的组成、特点和类型 159

11.1.2链传动的组件结构与参数 160

11.2链传动的运动和受力分析 164

11.2.1链传动的运动分析 164

11.2.2链传动的受力分析 166

11.3链传动的设计计算 167

11.3.1链传动的基本参数 167

11.3.2链传动的失效形式 168

11.3.3滚子链的功率曲线 169

11.3.4链传动的设计 170

11.4链传动的布置、张紧和润滑 171

11.4.1链传动的布置 171

11.4.2链传动的张紧 172

11.4.3链传动的润滑 173

练习题 177

第12章 齿轮传动 178

12.1轮系 178

12.1.1定轴轮系传动比的计算 180

12.1.2行星轮系传动比的计算 182

12.1.3混合轮系传动比的计算 184

12.1.4齿轮系的功用 185

12.2齿轮传动的特点、类型及其应用 187

12.2.1平面齿轮传动（平行轴传动） 187

12.2.2空间齿轮传动 188

12.3齿廓啮合的基本定律 189

12.4渐开线齿廓及其啮合特性 190

12.4.1渐开线的形成及渐开线性质 190

12.4.2渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称、基本参数和几何尺寸的计算 193

12.4.3渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算 194

12.4.4任意圆弧齿厚和公法线长度 195

12.5渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 197

12.5.1渐开线齿轮的正确啮合条件 197

12.5.2渐开线齿轮的连续传动条件 197

12.5.3齿轮传动的中心距及标准齿轮的安装 198

12.5.4齿轮和齿条传动 200

12.6渐开线齿廓的根切现象、变位齿轮的概念 201

12.6.1渐开线齿轮轮齿的加工 201

12.6.2渐开线齿廓的根切 202

12.6.3变位齿轮传动 203

12.7平行轴斜齿圆柱齿轮机构 206

12.7.1平行轴斜齿圆柱齿轮传动 206

12.7.2交错轴斜齿轮机构简介 209

12.8直齿圆锥齿轮机构 211

12.9齿轮传动受力分析 214

12.9.1圆柱齿轮传动的受力分析 214

12.9.2圆锥齿轮传动的受力分析 215

12.10齿轮传动的失效形式、设计准则和齿轮材料 216

12.10.1齿轮轮齿的失效形式 216

12.10.2设计准则 218

12.10.3齿轮材料 218

12.11轮齿的强度计算 219

12.11.1齿轮的精度 219

12.11.2计算荷载 220

12.11.3许用应力 220

12.11.4齿面接触疲劳强度计算 221

12.11.5弯曲疲劳强度计算 223

12.12设计齿轮传动零件 225

12.13齿轮的结构设计和润滑 228

12.13.1齿轮的结构 228

12.13.2齿轮传动的润滑 230

12.14多功能搅拌机（方案一）设计：塑料齿轮的设计 231

12.15多功能搅拌机（方案二）分析及设计：轮系的创新应用 232

练习题 237

第13章 蜗杆传动 238

13.1蜗杆传动概述 238

13.1.1蜗杆传动类型 239

13.1.2蜗杆传动的特点和应用 240

13.2蜗杆传动的基本参数和尺寸 240

13.2.1蜗杆传动的基本参数 240

13.2.2蜗杆传动的基本尺寸计算 243

13.2.3蜗杆传动的变位 244

13.3蜗杆传动的承载能力计算 245

13.3.1蜗杆传动的失效形式 245

13.3.2蜗杆传动的材料 246

13.3.3蜗杆传动的受力分析 246

13.3.4蜗杆传动的强度条件 247

13.4蜗杆传动的效率和热平衡 249

13.4.1蜗杆传动的滑动速度 249

13.4.2蜗杆传动的效率和润滑 249

13.4.3蜗杆传动的热平衡计算 251

13.5蜗杆和蜗轮的结构 252

13.5.1蜗杆结构 252

13.5.2蜗轮结构 252

练习题 256

第14章 轴承 257

14.1滚动轴承概述 257

14.1.1滚动轴承的组成 257

14.1.2滚动轴承的类型及特点 258

14.2滚动轴承的代号 262

14.3滚动轴承类型的选择 265

14.4滚动轴承的工作情况分析及计算 266

14.4.1滚动轴承的受载情况分析 266

14.4.2滚动轴承的失效形式和计算准则 267

14.4.3滚动轴承的寿命计算 268

14.4.4滚动轴承的静强度计算 272

14.5滚动轴承的组合设计 272

14.5.1滚动轴承的轴向固定 272

14.5.2轴组件的轴向固定 273

14.5.3轴承组合的调整 275

14.5.4轴承组合支承部分的刚度和同轴度 276

14.5.5轴承的预紧 276

14.5.6滚动轴承的配合与装拆 277

14.5.7滚动轴承的润滑 278

14.5.8多功能搅拌机轴受力计算 279

14.5.9轿车变速箱球轴承的寿命提高过程 279

14.6滑动轴承 280

14.6.1滑动轴承的特点、应用及分类 280

14.6.2滑动轴承的典型结构 281

14.6.3滑动轴承的结构和滑动轴承的材料 283

14.6.4滑动轴承的润滑 285

14.7滚动轴承与滑动轴承的性能比较 287

练习题 288

第15章 轴及轴系 289

15.1概述 289

15.1.1轴的功用与种类 289

15.1.2轴的设计中应考虑的问题 290

15.1.3轴的材料与热处理 291

15.2轴及轴系的结构设计 292

15.2.1轴的结构设计 292

15.2.2轴系的结构设计 295

15.3轴的工作能力计算 299

15.3.1轴径的估算和强度计算 299

15.3.2多功能搅拌机（方案一）轴Ⅱ、轴Ⅲ的设计与校核 304

15.3.3案例分析 307

练习题 308

第16章 键联接与其他联接 309

16.1键联接 309

16.1.1平键联接 310

16.1.2半圆键 312

16.1.3楔键联接 312

16.1.4花键联接 313

16.2销联接 313

16.2.1按销联接的用途分类 313

16.2.2按销的形状分类 314

16.3无键联接 314

16.3.1型面联接 314

16.3.2过盈联接 314

16.3.3胀紧联接 315

16.4联轴器和离合器 315

16.4.1联轴器 316

16.4.2离合器 319

16.4.3制动器 320

16.4.4确定多功能搅拌机轴Ⅱ、轴Ⅲ3处键的选择，并校核其强度 322

16.4.5确定多功能搅拌机轴Ⅱ、轴Ⅲ无键联接方式 322

练习题 323

第4编 机械设计课程设计 327

第17章 课程设计总论 327

第18章 传动装置的总体设计 330

18.1传动装置的整体设计 330

18.1.1传动方案分析 330

18.1.2选择电动机 330

18.1.3计算总传动比和分配传动比 334

18.1.4计算传动装置的运动和动力参数 335

18.2传动零件的设计计算 336

第19章 减速器结构尺寸及图形绘制 338

19.1减速器的结构尺寸 338

19.2装配工作图的设计和绘制 344

19.3减速器零件工作图的设计 358

19.3.1零件工作图的设计要点 358

19.3.2轴类零件工作图的设计要点 359

19.3.3齿轮类零件工作图的设计要点 360

第20章 编写设计计算说明书并准备答辩 361

附录A多功能搅拌机设计的两种设计方案 363

附录B《机械设计基础》课程设计任务书 364

参考文献 367