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第1篇 总论1

第1章 绪论1

1.1本课程的研究对象1

1.2本课程的内容、性质和任务4

思考题与习题4

第2章 机械设计概论5

2.1概述5

机械设计应满足的基本要求5

机械设计的一般程序5

2.2机械零件的强度6

载荷和应力的分类6

机械零件强度计算的条件8

静应力下的许用应力8

变应力下的许用应力8

提高机械零件强度的措施10

2.3机械零件的表面强度10

表面接触强度10

表面挤压强度11

表面磨损强度11

2.4机械零件的常用材料12

机械零件的常用材料12

材料的选用原则12

2.5机械零件的工艺性14

工艺性的基本要求14

机械零件的结构工艺性14

2.6机械零件的标准化、系列化、通用化15

2.7机械设计中的常用设计方法15

机械零件的常规设计方法16

机械现代设计方法简介16

思考题与习题17

第2篇 机构与机械传动18

第3章 平面机构的运动简图及自由度18

3.1运动副18

构件与零部件18

运动副及其分类19

自由度和约束20

3.2平面机构运动简图20

构件与运动副的表示方法20

平面机构运动简图的绘制方法22

3.3平面机构的自由度23

平面机构自由度计算公式23

机构具有确定运动的条件23

计算机构自由度时应注意的问题25

思考题与习题27

第4章 平面连杆机构30

4.1铰链四杆机构的三种基本型式及应用30

曲柄摇杆机构31

双曲柄机构31

双摇杆机构33

4.2铰链四杆机构的演化34

转动副转化成移动副34

取不同构件为机架34

杆块对调36

扩大转动副36

4.3铰链四杆机构有曲柄的条件及主要工作特性37

铰链四杆机构有曲柄的条件37

行程速度变化系数39

压力角和传动角40

死点位置41

4.4平面四杆机构的设计42

按给定的行程速度变化系数设计四杆机构42

按给定连架杆的对应位置设计四杆机构44

思考题与习题45

第5章 凸轮机构47

5.1凸轮机构的应用和分类47

凸轮机构的应用47

凸轮机构的分类48

5.2从动件的常用运动规律50

等速运动规律51

等加速等减速运动规律51

简谐运动规律53

摆线运动规律54

5.3按给定运动规律设计凸轮轮廓55

凸轮廓线设计方法的基本原理56

用作图法设计凸轮轮廓曲线56

用解析法设计凸轮轮廓曲线58

5.4凸轮机构设计中应注意的几个问题60

凸轮机构压力角60

滚子从动件滚子半径的选择61

思考题与习题62

第6章 齿轮传动64

6.1齿轮传动的特点及类型64

齿轮传动的特点64

齿轮传动的类型64

6.2齿廓啮合基本定律66

6.3渐开线齿廓67

渐开线的形成67

渐开线的特性67

渐开线上某点的压力角67

6.4齿轮各部分名称及渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本尺寸68

渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称及符号68

渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸计算69

6.5一对渐开线标准齿轮的啮合71

渐开线齿廓满足齿廓啮合基本定律71

渐开线齿廓啮合的两个优点71

正确啮合条件72

渐开线齿轮连续传动的条件及重合度72

渐开线齿轮的标准中心距73

6.6渐开线齿轮的切齿原理73

成形法73

范成法74

6.7根切现象及最少齿数75

根切现象75

避免根切的最少齿数75

6.8变位齿轮传动概述76

标准齿轮存在的问题76

变位齿轮76

变位齿轮传动77

6.9齿轮传动的失效形式及计算准则77

失效形式77

计算准则79

6.10齿轮材料及其热处理79

齿轮常用材料79

齿轮常用的热处理方法79

6.11齿轮传动的精度及选择81

齿轮传动的精度组成81

精度等级的选择81

精度等级的标注82

6.12直齿圆柱齿轮传动的受力分析及计算载荷82

受力分析82

计算载荷83

6.13直齿圆柱齿轮传动的强度计算83

齿根弯曲疲劳强度计算83

齿面接触疲劳强度计算86

6.14斜齿圆柱齿轮传动概述90

斜齿圆柱齿轮的齿廓曲面及啮合特点90

几何尺寸计算91

斜齿轮传动的正确啮合条件和重合度92

斜齿轮的当量齿数93

斜齿轮的优缺点94

斜齿圆柱齿轮传动的受力分析94

斜齿圆柱齿轮传动的强度计算95

6.15 圆锥齿轮传动概述98

直齿圆锥齿轮传动的传动比98

直齿圆锥齿轮的当量齿数98

直齿圆锥齿轮的正确啮合条件100

直齿圆锥齿轮的几何尺寸计算100

直齿圆锥齿轮传动的受力分析101

直齿圆锥齿轮传动的强度计算102

6.16齿轮的结构103

6.17齿轮传动的效率、润滑与维护104

齿轮传动的效率104

齿轮传动的润滑105

齿轮传动的维护106

思考题与习题106

第7章 蜗杆传动110

7.1蜗杆传动的类型特点110

蜗杆传动的类型110

蜗杆传动的特点111

7.2蜗杆传动的啮合特性和运动关系111

蜗杆传动的正确啮合条件111

蜗杆传动的运动关系113

7.3蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算113

蜗杆传动的主要参数113

蜗杆传动的几何尺寸计算114

7.4蜗杆传动的失效形式和设计准则115

蜗杆传动的失效形式115

蜗杆传动的设计准则115

7.5蜗杆、蜗轮的材料与结构115

蜗杆的材料与结构115

蜗轮的材料与结构116

7.6蜗杆传动的受力分析116

计算力的大小116

确定力的方向117

7.7蜗杆传动的强度计算118

7.8蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算119

蜗杆传动的效率119

蜗杆传动的润滑120

蜗杆传动的热平衡计算120

7.9蜗杆传动的安装与维护121

蜗杆传动的安装与调整121

蜗杆传动的维护121

思考题与习题121

第8章 轮系123

8.1轮系及其分类123

定轴轮系123

周转轮系124

8.2定轴轮系的传动比124

平面定轴轮系124

空间定轴轮系125

8.3周转轮系的组成及传动比125

周转轮系的组成125

周转轮系的类型126

周转轮系传动比的计算126

应用周转轮系传动比公式须注意的问题127

8.4复合轮系传动比128

8.5轮系的应用129

相距较远两轴间的传动129

实现变速传动129

获得大的传动比130

合成运动和分解运动130

实现分路传动131

实现换向传动131

思考题与习题131

第9章 带传动和链传动134

9.1带传动概述134

带传动的工作原理134

带传动的类型134

带传动的特点135

V带的结构和类型135

带传动的张紧装置、安装与维护137

9.2带传动的受力分析和应力分析137

带传动的受力分析137

带传动的应力分析138

9.3带传动的弹性滑动和打滑139

9.4带传动的失效形式、设计准则和许用功率140

带传动的失效形式和设计准则140

带传动的许用功率140

9.5 V带传动的设计计算142

9.6链传动概述146

链传动的工作原理146

链传动的类型146

链传动的特点146

传动链的结构146

9.7链传动的运动特性和受力分析148

链传动的运动特性148

链传动的受力分析149

9.8滚子链传动的设计计算150

链传动的失效形式和设计准则150

极限功率曲线150

额定功率曲线150

静强度校核152

主要参数的选择152

9.9链传动的布置形式、润滑与张紧153

链传动的布置153

链传动的润滑153

链传动的张紧153

思考题与习题154

第10章 其他传动类型简介156

10.1棘轮机构156

棘轮机构的组成及工作原理156

棘轮机构的类型156

棘轮机构的特点及其应用158

10.2槽轮机构159

槽轮机构的组成、工作原理及其类型159

槽轮机构的特点及其应用160

10.3不完全齿轮机构161

不完全齿轮机构的工作原理及其特点161

不完全齿轮机构的类型及其应用161

10.4广义机构162

液、气动机构简介162

光电机构简介164

思考题与习题165

第11章 组合机构及机械系统方案设计166

11.1机构的组合方式166

11.2机械系统的方案设计168

思考题与习题174

第12章 机械系统动力学176

12.1机械速度波动的调节176

机械运转的三个阶段176

机械速度波动产生的原因和调节的目的177

机械的周期性速度波动及其调节177

机械的非周期性速度波动及其调节179

12.2回转件的平衡180

回转件平衡的目的180

回转件平衡的计算180

回转件的平衡试验183

思考题与习题185

第3篇 连接187

第13章 螺纹连接187

13.1螺纹187

螺纹的形成187

螺纹的主要参数188

常用螺纹188

13.2螺旋副的受力分析、效率和自锁189

螺旋副的受力分析189

螺旋副的效率191

螺旋副的自锁191

13.3螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件192

螺纹连接的基本类型192

螺纹紧固件193

13.4螺纹连接的预紧和防松193

螺纹连接预紧193

螺纹连接防松194

13.5螺栓连接的强度计算196

受拉螺栓连接196

受剪螺栓连接199

13.6螺栓的材料和许用应力201

13.7提高螺栓连接强度的措施202

减小螺栓的应力幅202

均匀螺纹牙间的载荷分配203

避免或减小附加的弯曲应力204

减小应力集中的影响204

13.8螺旋传动概述205

思考题与习题205

第14章 轴毂连接207

14.1键连接207

键连接的类型和应用207

平键连接的强度校核209

14.2花键连接210

14.3销连接211

思考题与习题212

第15章 轴间连接213

15.1概述213

15.2联轴器213

刚性联轴器214

无弹性元件挠性联轴器214

有弹性元件挠性联轴器216

联轴器的选择217

15.3离合器217

牙嵌式离合器218

摩擦式离合器218

安全离合器219

超越离合器219

思考题与习题219

第16章 其他常用连接221

16.1弹性连接221

弹簧的功用221

弹簧的类型221

弹簧的结构222

弹簧的材料223

弹簧的制造224

16.2铆接224

16.3焊接225

16.4粘接227

16.5过盈配合连接227

思考题与习题228

第4篇 轴及轴系部件229

第17章 轴承229

17.1滑动轴承概述229

滑动轴承的类型与结构229

滑动轴承的轴瓦结构231

滑动轴承的轴承材料231

滑动轴承的润滑方法与润滑装置233

17.2非液体润滑滑动轴承的计算234

失效形式和设计准则234

非液体润滑向心滑动轴承的校核计算234

非液体润滑推力滑动轴承的校核计算235

17.3液体动压润滑滑动轴承的简介235

动压润滑的形成原理和条件235

向心滑动轴承形成动压油膜的过程236

17.4滚动轴承概述237

滚动轴承的特点237

滚动轴承的构造237

滚动轴承的材料237

滚动轴承的基本类型和选择238

滚动轴承的代号239

17.5滚动轴承的失效形式和选择计算241

滚动轴承的失效形式241

滚动轴承的设计准则241

滚动轴承的寿命计算241

滚动轴承的静载荷计算245

17.6滚动轴承的组合设计246

轴系的固定247

滚动轴承的配合247

提高轴系刚度的措施248

滚动轴承的润滑和密封248

思考题与习题250

第18章 轴251

18.1轴的分类及用途251

轴的分类251

轴设计中的主要问题252

18.2轴的材料252

18.3轴的结构设计253

拟定轴上零件的装配方案253

确定轴的基本直径和各段长度254

轴上零件的固定254

轴的结构工艺性255

18.4轴的强度计算256

按扭转强度计算256

按弯扭合成强度计算256

思考题与习题261

参考文献262