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1 绪论 1

1.1 课程的研究对象 1

1.2 课程的地位及学习目的 3

1.2.1 课程的地位 3

1.2.2 课程的学习目的 3

1.3 课程的学习方法 4

习题 5

2 平面机构及自由度 6

2.1 运动副 6

2.1.1 运动副的概念 6

2.1.2 运动副的分类 7

2.1.3 运动链与机构 8

2.2 平面机构运动简图 8

2.2.1 构件与运动副的表示方法 9

2.2.2 两种常用机构的表示方法 10

2.2.3 绘制机构运动简图的方法和步骤 10

2.3 平面机构自由度计算 12

2.3.1 平面机构的自由度 13

2.3.2 机构具有确定相对运动的条件 13

2.3.3 计算平面机构自由度时应注意的事项 14

习题 17

3 平面连杆机构 19

3.1 平面连杆机构的基本形式及其演化 19

3.1.1 铰链四杆机构的基本类型 19

3.1.2 铰链四杆机构中曲柄存在的条件 21

3.1.3 铰链四杆机构的演化 22

3.2 平面四杆机构的基本特性 25

3.2.1 四杆机构的极位 25

3.2.2 急回特性及行程速度变化系数 25

3.2.3 压力角与传动角 26

3.2.4 死点位置 27

3.3 平面四杆机构的设计 28

3.3.1 四杆机构设计条件 28

3.3.2 四杆机构设计方法 28

习题 30

4 凸轮机构 33

4.1 凸轮机构的组成、应用和分类 33

4.1.1 按凸轮形状分类 33

4.1.2 按从动件末端形状分类 33

4.1.3 按从动件运动形式分类 34

4.1.4 按凸轮运动形式分类 34

4.1.5 按使从动件与凸轮保持接触的锁合方式分类 34

4.2 常用从动件运动规律 35

4.2.1 凸轮机构运动过程及有关名称 35

4.2.2 位移线图 36

4.2.3 从动件常用运动规律 36

4.3 盘形凸轮轮廓线的设计方法 39

4.3.1 尖项对心直动从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制 39

4.3.2 滚子对心直动从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制 41

4.3.3 平底对心移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制 41

4.3.4 偏置移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制 42

4.4 凸轮设计中应注意的几个问题 42

4.4.1 滚子半径的选择 43

4.4.2 凸轮机构的压力角 43

4.4.3 凸轮的基圆半径 44

4.4.4 机构的结构、加工与材料 45

习题 47

5 齿轮机构 48

5.1 齿轮机构的特点和类型 48

5.1.1 齿轮机构的特点 48

5.1.2 齿轮机构的类型 48

5.2 齿廓啮合基本定律 50

5.2.1 研究齿廓啮合基本定律的目的 50

5.2.2 齿廓啮合基本定律 50

5.3 渐开线齿廓 51

5.3.1 渐开线的形成 51

5.3.2 渐开线的特性 51

5.3.3 渐开线的方程式 52

5.3.4 渐开线齿廓的啮合特性 52

5.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮 53

5.4.1 外齿轮 53

5.4.2 内齿轮 56

5.4.3 齿条 57

5.4.4 公法线长度Wk 57

5.5 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 58

5.5.1 一对渐开线齿轮的正确啮合条件 58

5.5.2 中心距与啮合角 59

5.5.3 齿轮与齿条啮合传动 60

5.5.4 渐开线齿轮连续传动的条件 60

5.6 渐开线齿轮的加工 61

5.6.1 仿形法 61

5.6.2 范成法 61

5.6.3 用齿条型刀具加工标准齿轮 63

5.7 渐开线轮齿的干涉、根切和最少齿数 64

5.7.1 轮齿的干涉 64

5.7.2 根切和最少齿数 64

5.8 渐开线变位齿轮机构 65

5.8.1 渐开线标准齿轮的局限性 65

5.8.2 变位齿轮的概念 65

5.8.3 最小变位系数 65

5.8.4 变位齿轮的几何尺寸 66

5.8.5 变位齿轮传动 66

5.9 平行轴斜齿圆柱齿轮机构 67

5.9.1 斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成 67

5.9.2 平行轴斜齿轮传动的主要特点 68

5.9.3 斜齿圆柱齿轮的基本参数 69

5.9.4 斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件 70

5.9.5 斜齿圆柱齿轮的连续传动条件 70

5.9.6 斜齿圆柱齿轮的当量齿数 71

5.10 锥齿轮机构 72

5.10.1 概述 72

5.10.2 直齿锥齿轮的背锥及当量齿数 72

5.10.3 锥齿轮的传动 73

5.10.4 直齿锥齿轮传动的几何参数与尺寸计算 74

5.11 蜗轮蜗杆机构 75

5.11.1 蜗杆机构的传动类型 75

5.11.2 蜗杆蜗轮机构的特点及应用 76

5.11.3 蜗杆蜗轮的正确啮合条件 76

5.11.4 蜗杆蜗轮机构的主要参数及几何尺寸计算 77

5.11.5 蜗杆机构中蜗轮转动方向的判定 79

习题 80

6 轮系 81

6.1 轮系的类型及功用 81

6.1.1 定轴轮系 81

6.1.2 行星轮系 81

6.1.3 混合轮系 82

6.1.4 轮系的功用 82

6.2 定轴轮系传动比的计算 84

6.2.1 轮系的传动比 84

6.2.2 平面定轴轮系的传动比计算 85

6.2.3 空间定轴轮系的传动比计算 85

6.3 行星轮系传动比的计算 86

6.3.1 行星轮系的转化轮系 86

6.3.2 行星轮系传动比的计算 87

6.4 混合轮系传动比的计算 88

6.5 渐开线少齿差行星传动简介 90

习题 91

7 其他常用机构 93

7.1 螺旋机构 93

7.1.1 螺纹的形成、类型和应用 93

7.1.2 螺纹的主要参数 94

7.1.3 螺旋副中的摩擦、效率和自锁 95

7.1.4 螺旋机构的工作原理及类型 98

7.1.5 螺旋机构的特点及功能 99

7.2 棘轮机构 101

7.2.1 棘轮机构的工作原理 101

7.2.2 基本类型和应用 101

7.2.3 棘轮转角调节 102

7.3 槽轮机构 103

7.3.1 槽轮机构的工作原理与类型 103

7.3.2 槽轮机构的特点与应用 103

习题 104

8 通用机械零件概述 105

8.1 机械零件应满足的基本要求和设计的一般步骤 105

8.1.1 机械零件应满足的基本要求 105

8.1.2 机械零件设计的一般步骤 107

8.2 机械零件的工作能力和设计准则 107

8.2.1 机械零件的常见失效形式 108

8.2.2 机械零件的设计准则 108

8.3 摩擦与磨损 110

8.3.1 摩擦及其分类 110

8.3.2 磨损及其过程 110

8.4 润滑 112

8.4.1 润滑的分类 112

8.4.2 常用润滑方式的分类和选用 113

8.4.3 常用润滑方式及装置 113

8.5 密封装置 116

8.5.1 静密封 116

8.5.2 动密封 117

习题 119

9 带与链传动 120

9.1 V带与V带轮 120

9.1.1 带传动的类型、特点和应用 120

9.1.2 V带的结构与标准 121

9.1.3 普通V带轮 123

9.2 带传动工作情况分析 125

9.2.1 带传动的受力分析 125

9.2.2 带传动的应力分析 126

9.2.3 带传动的弹性滑动与传动比 127

9.3 V带的失效形式和设计准则 128

9.3.1 V带传动的失效形式 128

9.3.2 V带传动的设计准则 128

9.4 V带传动的设计计算 130

9.4.1 已知条件和设计内容 130

9.4.2 设计计算的一般步骤 130

9.5 V带传动的张紧、安装与维护 135

9.5.1 V带传动的张紧 135

9.5.2 V带传动的安装与维护 137

9.6 链传动 137

9.6.1 链传动的组成与类型 137

9.6.2 链传动的特点和应用 138

9.6.3 滚子链的结构和标准 138

9.6.4 链轮 139

9.6.5 链传动的布置、润滑与张紧 141

习题 142

10 齿轮传动 143

10.1 轮齿的失效形式和设计准则 143

10.1.1 轮齿的失效形式 143

10.1.2 设计准则 144

10.2 齿轮的材料及热处理 145

10.2.1 齿轮对材料的要求 145

10.2.2 常用材料及热处理选择 145

10.2.3 齿面硬度差 147

10.3 齿轮传动的精度 147

10.3.1 齿轮传动精度分类 147

10.3.2 圆柱齿轮传动精度等级选择 147

10.4 直齿圆柱齿轮传动的受力分析和计算载荷 148

10.4.1 轮齿受力分析 148

10.4.2 计算载荷 149

10.5 直齿圆柱齿轮传动强度计算 150

10.5.1 齿面接触疲劳强度计算 150

10.5.2 齿根弯曲疲劳强度计算 151

10.6 直齿圆柱齿轮传动设计 155

10.7 平行轴斜齿轮传动 157

10.7.1 轮齿受力分析 157

10.7.2 强度计算 158

10.7.3 斜齿圆柱齿轮传动设计 159

10.8 直齿锥齿轮传动 161

10.8.1 轮齿受力分析 161

10.8.2 强度计算 161

10.9 蜗杆传动 165

10.9.1 蜗杆传动的受力分析 165

10.9.2 蜗杆传动的失效形式及设计准则 166

10.9.3 蜗杆传动的材料选择及蜗轮常用材料的许用应力 166

10.9.4 蜗杆传动的强度计算 167

10.9.5 蜗杆传动的热平衡计算 168

10.9.6 圆柱蜗杆传动的参数选择 169

10.9.7 蜗杆传动设计步骤 170

10.10 齿轮结构与润滑 172

10.10.1 圆柱齿轮结构 172

10.10.2 锥齿轮结构 172

10.10.3 蜗轮蜗杆结构 173

10.10.4 齿轮传动、蜗杆传动的润滑 174

习题 176

11 联接 178

11.1 键联接 178

11.1.1 键联接的类型、特点及应用 178

11.1.2 平键联接的选用及强度校核 180

11.2 花键联接 183

11.2.1 花键联接的类型、特点及应用 183

11.2.2 花键联接的强度计算 183

11.3 销联接 184

11.4 螺纹联接 185

11.4.1 螺纹联接的类型 185

11.4.2 标准螺纹联接件 186

11.4.3 螺纹联接的预紧和防松 188

11.4.4 螺栓组的结构设计 190

11.4.5 提高螺栓联接强度的措施 192

习题 195

12 轴 196

12.1 轴的类型、要求及设计步骤 196

12.1.1 轴的类型及应用 196

12.1.2 轴设计的基本要求和设计步骤 197

12.2 轴的材料 197

12.3 轴的结构设计 198

12.3.1 轴上零件的定位 199

12.3.2 轴上零件的固定 199

12.3.3 轴的结构工艺性 200

12.3.4 提高轴的疲劳强度 201

12.3.5 轴的直径和长度 202

12.4 轴的强度计算 202

12.4.1 轴的计算简图 202

12.4.2 轴的强度计算 203

12.5 轴的刚度计算 207

习题 209

13 轴承 210

13.1 滑动轴承的主要类型 210

13.1.1 向心滑动轴承 210

13.1.2 推力滑动轴承 211

13.2 轴瓦的结构和轴承材料 212

13.2.1 轴瓦的结构 212

13.2.2 油孔、油沟和油室 212

13.2.3 轴承材料 213

13.3 非液体摩擦滑动轴承的设计计算 214

13.3.1 设计步骤 214

13.3.2 向心滑动轴承的校核计算 215

13.3.3 推力滑动轴承的计算 215

13.4 液体摩擦滑动轴承简介 216

13.4.1 液体动压滑动轴承 216

13.4.2 液体静压滑动轴承 217

13.5 滚动轴承的结构、主要类型和特性 217

13.5.1 滚动轴承的结构 217

13.5.2 滚动轴承的结构特性 218

13.5.3 常用滚动轴承的类型 218

13.6 滚动轴承的代号 220

13.6.1 基本代号 221

13.6.2 前置代号 222

13.6.3 后置代号 222

13.7 滚动轴承的类型选择 223

13.8 滚动轴承的失效形式、寿命计算和静强度计算 223

13.8.1 滚动轴承的主要失效形式 223

13.8.2 滚动轴承的计算准则 224

13.8.3 滚动轴承的寿命计算 224

13.8.4 滚动轴承当量动载荷的计算 225

13.8.5 向心角接触轴承实际的轴向载荷的计算 226

13.8.6 滚动轴承的静强度计算 229

13.9 滚动轴承的组合结构设计 229

13.9.1 滚动轴承内、外圈的轴向固定 229

13.9.2 滚动轴承组合的轴向固定 230

13.9.3 滚动轴承组合的调整 231

13.9.4 滚动轴承的配合与装拆 232

13.9.5 滚动轴承的润滑和密封 233

习题 236

14 联轴器、离合器、制动器及弹簧 237

14.1 联轴器 237

14.1.1 轴的相对位移 237

14.1.2 固定式刚性联轴器 237

14.1.3 可移式刚性联轴器 238

14.1.4 弹性联轴器 240

14.1.5 联轴器选择 242

14.2 离合器 243

14.3 制动器 245

14.3.1 外抱块式制动器 245

14.3.2 内涨蹄式制动器 246

14.3.3 带式制动器 246

14.4 弹簧 246

14.4.1 弹簧的功用和类型 246

14.4.2 圆柱形螺旋拉伸和压缩弹簧 246

14.4.3 圆柱螺旋扭转弹簧简介 248

习题 249

参考文献 250