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机械设计部分1

第一章 机械设计总论1

1.机械及机械零件和部件的设计准则1

（一）满足使用要求，要考虑三个方面的内容2

（二）体现设计的经济性，要考虑四个方面内容3

（三）劳动保护3

（四）造型美观3

2.选用材料的一般原则3

（一）机械零件的工作条件4

（二）对机械零件的轮廓尺寸和重量的要求4

（三）机械零件在整台机械中的重要程度4

（四）制造工艺（特别是零件毛坯的制造工艺）和热处理工艺的要求4

（五）对稀有金属或贵重金属材料的使用4

（六）材料的经济性4

3.机械零件和部件的结构工艺性4

（一）毛坯的结构工艺性8

（二）机械加工的结构工艺性8

（三）装配和拆卸的结构工艺性8

（四）热处理的结构工艺性8

4.机械零件公差与配合的基础知识8

（一）互换性的基本概念9

（二）机械零件在加工制造过程中，可能产生的几何参数（形状和尺寸）误差（偏差）9

（三）表面微观不平度10

（四）圆柱形零件的尺寸误差（偏差）和公差的基本概念和术语12

（五）制订圆柱形零件的尺寸公差的依据14

（六）制订圆柱形零件的尺寸公差的方法19

（七）混合配合21

（八）几何形状误差及其公差（表面形状误差和表面位置误差，简称形位误差）22

第二章 螺纹联接和螺旋传动25

1.关于螺纹的基本知识25

2.螺纹副的摩擦、自锁条件和锁紧力矩26

（一）矩形螺纹副中的摩擦、力的关系、效率和自锁27

（二）三角形螺纹副中的摩擦、力的关系、效率和自锁28

（三）锁紧力矩M n29

3.各种常用螺纹及其用途29

（一）三角形螺纹及其精度等级29

（二）管螺纹30

（三）圆形螺纹30

（四）矩形螺纹30

（五）梯形螺纹30

（六）锯齿形螺纹30

4.螺纹联接的强度计算31

（一）螺钉组的受力分析31

（二）单个螺钉的计算33

5.螺纹联接松退的原因和防松措施与装置38

（一）利用摩擦力的防松装置39

（二）利用机械力的防松装置40

（三）“永久止动”的防松措施40

6.提高螺纹联接强度的设计措施41

（一）使螺纹间的载荷分配尽量趋于均匀41

（二）减小应力变化的幅度σa42

（三）尽量减少附加应力43

（四）尽量减少应力集中44

（五）改善材料的机械性质44

7.螺旋传动45

（一）螺杆和螺母的常用材料和构造形式45

（二）螺旋传动计算47

第三章 皮带传动55

1.皮带传动的基本知识55

（一）皮带的类型、构造和规格55

（二）皮带传动的几何关系59

（三）皮带传动的张紧和皮带的维护59

2.皮带传动设计的理论基础62

（一）皮带传动的工作原理62

（二）皮带传动的弹性滑动和打滑现象64

（三）皮带传动效能的实验测定——滑动曲线和效率曲线65

（四）皮带的疲劳损坏及其工作寿命67

3.三角皮带传动设计68

（一）关于皮带的型号70

（二）关于皮带的长度70

（三）关于皮带根数Z的计算70

4.三角皮带轮设计74

（一）常用材料74

（二）三角带轮的结构74

（三）三角带轮的公差和表面光洁度74

5.平皮带设计的特点75

（一）传动特点75

（二）设计特点76

第四章 链传动81

1.链条的类型、规格和构造82

（一）链条的类型82

（二）套筒滚子链的规格和构造及其常用材料83

2.链传动的工作情况分析——运动学和动力学85

（一）运动的不均匀性85

（二）链传动的动载荷87

3.链传动的受力情况88

4.链传动的设计89

（一）链传动的参数选择90

（二）铰链的磨损强度校核93

5.链轮的设计94

（一）链轮的结构型式及其常用材料94

（二）链轮的齿形95

6.链轮公差97

第五章 齿轮传动103

1.齿轮传动的特点、应用和种类103

2.齿轮传动的平稳性103

3.渐开线106

（一）渐开线的形状106

（二）渐开线的性质106

（三）渐开线的数学方程式107

4.渐开线齿轮的传动比110

5.渐开线齿轮的各部位名称、符号及标准渐开线齿轮的几何尺寸计算112

6.渐开线标准齿轮的啮合传动117

（一）渐开线齿轮连续传动的条件117

（二）一对渐开线齿轮正确啮合的条件119

（三）齿面滑动和滑动系数120

7.齿轮齿形加工123

（一）成形法123

（二）范成法123

8.齿廓的干涉和齿根的根切及不产生根切的最小齿数127

9.齿轮加工测量参数的确定129

（一）任意圆上齿厚的确定129

（二）圆柱齿轮的齿厚测量计算130

10.渐开线齿轮的内啮合传动介绍135

（一）内齿轮啮合特点及其几何尺寸计算135

（二）内齿轮啮合时的干涉和避免条件136

11.轮齿的损坏形式139

（一）轮齿折断139

（二）齿面疲劳点蚀（疲坑）140

（三）齿面磨损141

（四）齿面胶合141

（五）齿面的塑性变形142

12.齿轮常用材料及热处理和化学热处理142

（一）制造齿轮用的钢材和热处理142

（二）铸钢（ZG35～ZG55）144

（三）灰铸铁（HT20—40～HT30—54）144

（四）非金属材料（尼龙、酚醛塑料等）144

13.直齿圆柱齿轮传动设计计算146

（一）载荷计算146

（二）强度计算147

14.斜齿圆柱齿轮传动163

（一）斜齿圆柱齿轮的形成和啮合原理163

（二）斜齿圆柱齿轮各部分的几何关系165

（三）重迭系数167

（四）当量齿数167

（五）标准斜齿轮固定弦齿厚和公法线长度169

15.螺旋齿轮传动简介170

（一）几何关系170

（二）螺旋齿轮传动的啮合条件171

（三）螺旋齿轮传动的传动比171

（四）螺旋齿轮传动的特点171

16.斜齿圆柱齿轮强度计算172

（一）斜齿轮传动中的作用力172

（二）轮齿强度计算173

17.圆锥齿轮传动180

（一）直齿圆锥齿轮和当量直齿圆柱齿轮180

（二）标准直齿圆锥齿轮的几何尺寸计算182

（三）直齿圆锥齿轮的强度计算183

18.齿轮的结构189

19.圆柱齿轮传动公差190

（一）齿轮的制造精度等级和选定精度等级的原则191

（二）运动精度的评定193

（三）平稳性精度的评定199

（四）齿面接触精度的评定200

（五）齿侧间隙（代号Cn）201

（六）选定齿轮传动的公差项目时，应考虑到的几点事项203

（七）箱体公差204

20.渐开线齿轮的变位原理206

21.变位齿轮几何参数的确定208

（一）最小变位系数的确定208

（二）分度圆齿厚Sf及加工测量参数SX’、hx’、 L和n210

（三）一对变位齿轮的啮合中心距A和啮合角α214

（四）齿根圆半径Ri、齿顶圆半径Re及齿顶高h’、齿根高h”、全齿高h216

22.齿轮变位的形式及其应用221

23.变位系数的选择222

（一）选择变位系数的准则222

（二）选择变位系数的限制条件223

（三）变位系数的选择方法224

24.齿轮测绘236

（一）直齿圆柱齿轮的测绘236

（二）直齿圆柱齿轮基本参数的确定242

（三）变位直齿圆柱齿轮的辨识及变位制度的确定245

25.轮系传动250

（一）轮系的传动比计算251

（二）行星轮系的设计简介259

（三）少齿差行星传动263

（四）摆线针轮行星传动266