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绪论——机械设计的认知分析1

案例导入1

0.1 机器的特征及其组成2

0.2 机械设计的基本要求及一般过程4

0.3 机械零件常用材料及其选用6

0.4 本课程的内容及任务9

小结10

知识巩固与能力训练题10

模块一 常用机构的运动分析与设计11

学习情境一 平面机构运动简图的绘制及自由度分析11

案例导入12

1.1 运动副及其分类12

1.2 平面机构运动简图的绘制14

1.3 平面机构的自由度分析与计算18

小结22

知识巩固与能力训练题23

学习情境二 平面连杆机构的运动分析与设计26

案例导入26

2.1 平面连杆机构的特点及其应用27

2.2 平面四杆机构的类型及其应用28

2.3 平面四杆机构的工作特性及其应用34

2.4 平面四杆机构的设计38

小结42

知识巩固与能力训练题43

学习情境三 凸轮机构和间歇运动机构的运动分析与设计45

案例导入45

3.1 凸轮机构的组成、应用及分类46

3.2 凸轮机构的工作过程及从动件的运动规律48

3.3 凸轮轮廓曲线的设计52

3.4 常见间歇运动机构的工作原理及应用56

小结62

知识巩固与能力训练题63

模块二 工程构件的受力分析与承载能力设计65

学习情境四 静力学公理及工程构件受力图的绘制65

案例导入66

4.1 静力学的基本概念66

4.2 静力学公理及其应用67

4.3 工程构件的常见约束及约束反力70

4.4 工程构件受力图的绘制72

小结75

知识巩固与能力训练题75

学习情境五 力系的合成与平衡分析78

案例导入78

5.1 平面汇交力系的合成与平衡分析79

5.2 力对点之矩及合力矩定理的应用81

5.3 力偶及平面力偶系的合成与平衡分析82

5.4 平面任意力系的简化与平衡分析85

5.5 物体系统的平衡分析91

5.6 考虑摩擦时的平衡问题分析94

5.7 空间力系的合成与平衡分析98

小结103

知识巩固与能力训练题104

学习情境六 工程构件轴向拉伸与压缩的承载能力设计109

案例导入109

6.1 构件承载能力与杆件变形形式110

6.2 轴向拉伸或压缩的轴力、轴力图及应力计算111

6.3 材料在拉伸与压缩时的力学性能114

6.4 轴向拉伸或压缩时的强度计算117

6.5 轴向拉伸或压缩时的变形计算119

小结121

知识巩固与能力训练题121

学习情境七 工程构件剪切与挤压的承载能力设计124

案例导入124

7.1 剪切的工程实例及应用计算125

7.2 挤压的工程实例及应用计算126

小结127

知识巩固与能力训练题128

学习情境八 工程构件扭转的承载能力设计129

案例导入129

8.1 扭转的工程实例及概念130

8.2 外力偶矩的计算、扭矩和扭矩图130

8.3 圆轴扭转时的应力计算和强度条件133

8.4 圆轴扭转时的变形计算和刚度条件135

小结138

知识巩固与能力训练题139

学习情境九 工程构件弯曲的承载能力设计141

案例导入141

9.1 弯曲的工程实例和概念142

9.2 弯曲的内力计算及剪力图和弯矩图的绘制143

9.3 横梁弯曲的应力计算和强度条件148

9.4 横梁弯曲的变形计算和刚度条件154

9.5 提高横梁弯曲承载能力的措施159

小结160

知识巩固与能力训练题161

模块三 常用机械传动装置的分析与设计164

学习情境十 带传动和链传动的分析与设计164

案例导入165

10.1 带传动的类型及特点165

10.2 V带的结构及规格167

10.3 V带轮的材料及结构170

10.4 V带传动的工作能力分析174

10.5 V带传动的设计176

10.6 带传动的张紧、安装与维护184

10.7 同步带传动的特点、类型及规格186

10.8 链传动的特点、类型、使用与维护188

小结190

知识巩固与能力训练题190

学习情境十一 齿轮传动的分析与设计193

案例导入194

11.1 齿轮传动的特点、类型及齿廓啮合基本定律194

11.2 渐开线齿廓及其啮合特点197

11.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称及其几何尺寸199

11.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合分析202

11.5 渐开线齿轮的加工方法204

11.6 齿轮的失效形式、设计准则、材料及结构208

11.7 直齿圆柱齿轮的受力分析与强度计算214

11.8 斜齿圆柱齿轮传动分析与强度计算221

11.9 直齿锥齿轮传动分析与强度计算227

11.10 蜗杆传动分析与强度计算231

小结244

知识巩固与能力训练题245

学习情境十二 轮系传动比的计算及应用248

案例导入248

12.1 轮系的定义及分类249

12.2 轮系传动比的计算250

12.3 轮系的应用255

12.4 新型轮系的特点及应用257

小结259

知识巩固与能力训练题259

模块四 典型零部件的设计与选用262

学习情境十三 轴的结构与承载能力设计262

案例导入263

13.1 轴的类型及材料263

13.2 轴的结构设计265

13.3 轴的承载能力设计274

13.4 轴的设计实例278

小结279

知识巩固与能力训练题279

学习情境十四 轴承的选用与组合设计281

案例导入281

14.1 滚动轴承的结构、类型和代号282

14.2 滚动轴承的选择285

14.3 滚动轴承的设计计算288

14.4 滚动轴承的组合设计294

14.5 滑动轴承的类型、材料与润滑300

小结304

知识巩固与能力训练题305

学习情境十五 常用联接件的类型与选用308

案例导入308

15.1 螺纹联接的类型与选用309

15.2 联轴器、离合器和制动器的类型与选用319

15.3 键联接和销联接的类型与选用326

15.4 铆接、胶接、焊接和过盈联接的特点与应用331

15.5 弹簧的类型与应用333

小结337

知识巩固与能力训练题337

附录339

附录A 创新思维及机械创新常用技法339

附录B Y系列三相异步电动机技术参数356

附录C 常用滚动轴承技术参数358

附录D 工业常用润滑油和润滑脂361

附录E 知识巩固与能力训练题参考答案（部分）363

参考文献371