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第1章 机械设计概论1

1.1 课程概论1

1.1.1 本课程的研究对象与内容1

1.1.2 本课程的性质和学习本课程的目的3

1.2 机械设计的基本要求与一般设计程序4

1.2.1 机械设计的基本要求4

1.2.2 机械设计一般设计程序4

1.3 机械零件的主要失效形式与零件的强度5

1.3.1 机械零件的主要失效形式5

1.3.2 零件的强度5

1.4 机械零件的设计准则和一般设计步骤7

1.4.1 机械零件的设计准则7

1.4.2 机械零件的一般设计步骤8

1.5 机械零件的常用材料及其热处理8

1.5.1 机械零件的常用材料8

1.5.2 金属材料的热处理9

1.5.3 材料选择原则10

1.6 摩擦和磨损基础11

1.6.1 摩擦11

1.6.2 磨损12

思考题及习题13

第2章 平面机构的结构分析14

2.1 机构的组成14

2.1.1 构件的自由度与约束14

2.1.2 运动副和运动链14

2.1.3 运动链18

2.2 平面机构运动简图18

2.2.1 平面机构运动简图及其作用18

2.2.2 平面机构运动简图的绘制18

2.3 平面机构的自由度20

2.3.1 机构具有确定运动的条件20

2.3.2 平面机构自由度的计算20

2.3.3 计算平面机构自由度应注意的事项20

思考题及习题23

第3章 平面连杆机构25

3.1 连杆机构类型及传动特点25

3.2 平面四杆机构的类型及演化26

3.2.1 铰链四杆机构的类型26

3.2.2 平面四杆机构的演化型式29

3.3 平面四杆机构的基本特性34

3.3.1 平面四杆机构有曲柄的条件34

3.3.2 平面四杆机构的急回特性和行程速比系数36

3.3.3 平面四杆机构的传动角与压力角36

3.3.4 死点位置37

3.4 平面连杆机构的运动设计38

3.4.1 连杆机构设计的基本问题38

3.4.2 四杆机构的设计方法39

思考题及习题44

第4章 凸轮机构46

4.1 凸轮机构的类型和应用46

4.1.1 凸轮机构的特点和应用46

4.1.2 凸轮机构的类型47

4.2 从动件常用运动规律49

4.2.1 基本名词术语49

4.2.2 从动件常用运动规律及选择50

4.2.3 常用运动规律的选择与比较54

4.3 盘形凸轮轮廓设计54

4.3.1 凸轮廓线设计方法的基本原理——反转法54

4.3.2 用图解法设计凸轮廓线55

4.4 凸轮机构基本尺寸的确定58

4.4.1 凸轮机构中作用力与凸轮机构的压力角58

4.4.2 凸轮基圆半径的确定59

4.4.3 滚子半径的选择59

思考题及习题60

第5章 间歇运动机构62

5.1 棘轮机构62

5.1.1 棘轮机构的工作原理及特点62

5.1.2 棘轮机构的类型及其应用63

5.2 槽轮机构65

5.2.1 槽轮机构的工作原理及特点65

5.2.2 槽轮机构的类型及其应用66

5.3 凸轮式间歇运动机构及不完全齿轮机构简介67

5.3.1 凸轮式间歇运动机构67

5.3.2 不完全齿轮机构68

思考题及习题69

第6章 带传动和链传动70

6.1 带传动的类型和特点70

6.1.1 带传动的类型70

6.1.2 带传动的特点71

6.2 带传动的受力分析和应力分析72

6.2.1 带传动的受力分析72

6.2.2 带传动的应力分析73

6.3 带传动的弹性滑动与失效形式75

6.4 V带规格、带轮结构和带传动张紧装置76

6.4.1 V带规格76

6.4.2 带轮结构78

6.4.3 带传动的张紧及维护79

6.5 V带传动设计计算80

6.5.1 设计准则和单根普通V带的许用功率80

6.5.2 V带传动设计计算步骤及实例84

6.6 同步带传动简介90

6.7 链传动90

6.7.1 链传动的特点和应用90

6.7.2 滚子链和链轮91

6.7.3 链传动的运动和受力分析95

6.7.4 链传动的设计计算及实例97

6.7.5 链传动的布置、张紧和润滑102

思考题及习题104

第7章 齿轮传动106

7.1 齿轮传动的类型和特点106

7.1.1 齿轮传动类型106

7.1.2 齿轮传动的特点107

7.2 齿廓啮合基本定律与渐开线齿廓108

7.2.1 齿廓啮合基本定律108

7.2.2 渐开线齿廓108

7.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸计算110

7.3.1 齿轮各部分的名称和符号110

7.3.2 渐开线齿轮的基本参数112

7.3.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算112

7.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动114

7.4.1 渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合条件114

7.4.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮的标准传动及标准中心距114

7.4.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的连续传动及连续传动条件115

7.5 渐开线齿形的加工和齿轮传动精度116

7.5.1 渐开线齿形的切制原理116

7.5.2 渐开线圆柱齿轮传动的精度119

7.6 变位齿轮传动120

7.6.1 渐开线齿廓的根切现象与标准外齿轮的最少齿数120

7.6.2 变位齿轮传动及其类型和特点120

7.7 斜齿圆柱齿轮传动121

7.7.1 齿廓曲面的形成121

7.7.2 斜齿圆柱齿轮传动的基本参数和啮合传动122

7.7.3 斜齿圆柱齿轮传动几何尺寸计算123

7.7.4 斜齿圆柱齿轮的当量齿数和不根切的最少齿数124

7.7.5 斜齿圆柱齿轮的主要优缺点125

7.8 直齿圆锥齿轮传动125

7.8.1 圆锥齿轮传动概述125

7.8.2 直齿圆锥齿轮的背锥及当量齿数125

7.8.3 直齿圆锥齿轮传动的几何尺寸计算127

7.9 齿轮传动设计128

7.9.1 轮齿的失效形式及齿轮传动设计准则128

7.9.2 齿轮的材料及热处理130

7.9.3 直齿圆柱齿轮传动设计132

7.9.4 斜齿圆柱齿轮传动设计138

7.9.5 直齿圆锥齿轮传动设计140

7.10 齿轮结构与齿轮传动的润滑和效率141

7.10.1 齿轮的结构141

7.10.2 齿轮传动的润滑143

7.10.3 齿轮传动的效率144

7.11 蜗杆传动145

7.11.1 蜗杆传动特点和类型145

7.11.2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算147

7.11.3 蜗杆传动的承载能力计算150

7.11.4 蜗杆和蜗轮的结构及精度等级154

7.11.5 蜗杆传动的效率、润滑与热平衡计算155

7.12 齿轮传动的设计计算实例158

7.12.1 设计计算步骤158

7.12.2 设计计算实例158

思考题及习题164

第8章 轮系169

8.1 轮系及其类型169

8.2 定轴轮系传动比的计算170

8.3 周转轮系传动比的计算172

8.4 复合轮系及其传动比175

8.5 轮系的应用176

8.6 减速器178

8.6.1 减速器的主要类型179

8.6.2 通用标准减速器179

思考题及习题181

第9章 轴承185

9.1 轴承的作用和类型185

9.2 滑动轴承185

9.2.1 滑动轴承的结构型式和特点185

9.2.2 滑动轴承的材料和润滑188

9.2.3 非全液体润滑滑动轴承的计算193

9.2.4 全液体润滑滑动轴承简介195

9.3 滚动轴承197

9.3.1 滚动轴承的结构、类型和特点197

9.3.2 滚动轴承的代号及类型选择200

9.3.3 滚动轴承的寿命计算及实例203

9.3.4 滚动轴承的组合设计209

思考题及习题213

第10章 轴215

10.1 轴的功用、分类及设计主要内容215

10.1.1 轴的功用及分类215

10.1.2 轴设计主要内容216

10.2 轴的结构设计216

10.2.1 拟定轴上零件的装配方案216

10.2.2 轴上零件的定位和固定216

10.2.3 各轴段直径和长度的确定218

10.2.4 提高轴强度的常用措施218

10.3 轴的材料与工作能力计算219

10.3.1 轴的材料219

10.3.2 轴的强度计算及实例220

10.3.3 轴的刚度计算225

思考题及习题226

第11章 键连接与销连接227

11.1 键连接227

11.1.1 键连接的功用、分类、结构型式及应用227

11.1.2 键连接的选择和平键连接的强度校核229

11.2 花键连接231

11.2.1 花键连接的类型、特点和应用231

11.2.2 花键连接强度计算232

11.3 销连接232

思考题及习题233

第12章 其他连接零部件234

12.1 联轴器234

12.2 离合器239

12.3 制动器242

12.4 弹簧243

思考题及习题246

第13章 螺纹连接与螺旋传动247

13.1 螺纹的类型与参数247

13.1.1 螺纹的类型247

13.1.2 螺纹的主要参数249

13.2 螺旋副的受力分析、效率和自锁250

13.2.1 矩形螺纹的受力分析250

13.2.2 非矩形螺纹的受力分析250

13.2.3 螺旋副的自锁条件252

13.2.4 螺旋副的效率252

13.3 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件253

13.3.1 螺纹连接的基本类型253

13.3.2 标准螺纹连接件254

13.4 螺纹连接的预紧和防松257

13.4.1 螺纹连接的预紧257

13.4.2 螺纹连接的防松258

13.5 螺栓组连接的结构设计260

13.6 螺栓连接的强度计算及实例262

13.6.1 松螺栓连接262

13.6.2 紧螺栓连接263

13.7 螺旋传动266

13.7.1 螺旋传动的类型、特点及应用266

13.7.2 滑动螺旋副的结构和材料267

思考题及习题268

第14章 机械的调速与平衡269

14.1 机械运转速度波动的调节269

14.1.1 机械运转速度波动调节的目的与方法269

14.1.2 机械运转的平均角速度和不均匀系数271

14.1.3 飞轮设计的基本原理271

14.1.4 飞轮主要尺寸确定272

14.2 机械的平衡273

14.2.1 机械平衡的目的与内容273

14.2.2 刚性回转构件的平衡计算274

14.2.3 刚性回转构件的平衡实验276

思考题及习题276

参考文献278