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绪论1

第一节 引言1

一、机械、机器、机构及其组成1

二、机械制造业在国民经济中的地位4

第二节 本课程学习的内容、目的和方法5

一、本课程研究的内容5

二、本课程学习的目的和要求5

三、本课程学习的方法5

绪论小结6

思考题6

习题6

第一章 机械设计概论7

第一节 机械设计的基本要求和一般过程7

一、机械设计的基本要求7

二、机械设计的类型8

三、机械设计的一般过程9

第二节 机械零件的设计11

一、机械零件的失效形式11

二、机械零件的设计准则11

三、机械零件的设计计算13

第三节 机械零件设计的结构工艺性和标准化13

一、机械零件设计的结构工艺性14

二、机械零件设计的标准化14

本章小结15

思考题15

习题16

第二章 平面机构的结构分析17

第一节 平面机构的组成17

一、平面运动副17

二、平面运动副的类型及其特点17

三、平面运动链和平面机构18

第二节 平面机构运动简图18

一、平面机构运动简图概念19

二、带有运动副元素的构件的表示19

三、平面机构运动简图的绘制20

第三节 平面机构的自由度21

一、自由构件的自由度21

二、平面运动副的自由度与约束21

三、平面机构的自由度计算21

四、机构具有确定的相对运动的条件21

第四节 计算平面机构自由度时的注意事项22

一、复合铰链22

二、局部自由度23

三、虚约束23

本章小结25

思考题25

习题25

第三章 平面四连杆机构27

第一节 平面四连杆机构的类型及其应用27

一、曲柄摇杆机构27

二、双曲柄机构27

三、双摇杆机构29

第二节 平面四连杆机构的演化29

一、扩大转动副29

二、取不同构件为机架30

三、将转动副化成移动副31

四、其他含有一个移动副的四连杆机构31

五、含有两个移动副的四连杆机构32

第三节 铰链四连杆机构的基本性质33

一、曲柄存在的条件33

二、急回运动特性34

三、压力角和传动角35

四、死点状态35

第四节 平面四连杆机构的设计36

一、按给定的连杆长度及其位置设计四连杆机构37

二、按给定的行程速比系数K设计四连杆机构37

三、按给定的运动轨迹设计四连杆机构简介39

本章小结40

思考题41

习题41

第四章 凸轮机构43

第一节 概述43

一、凸轮机构的应用43

二、凸轮机构的类型44

三、凸轮机构维持高副接触的方式45

第二节 常用的从动杆运动规律45

一、凸轮机构的工作原理和运动分析45

二、常用的从动杆运动规律简介46

三、从动杆运动规律的选择49

第三节 移动从动杆盘状凸轮轮廓曲线的图解法设计51

一、尖顶对心移动从动件盘状凸轮轮廓曲线的设计51

二、滚子移动从动件盘状凸轮轮廓曲线的设计52

三、对心移动平底从动杆凸轮轮廓曲线的设计52

第四节 盘状凸轮轮廓曲线的解析法设计53

一、滚子从动杆盘状凸轮理论轮廓曲线的数学方程式53

二、滚子从动杆盘状凸轮工作轮廓曲线的数学方程式54

三、加工凸轮轮廓时刀具中心运动轨迹的数学方程式54

第五节 凸轮机构设计中应注意的问题55

一、凸轮机构的压力角55

二、凸轮机构的压力角与凸轮基圆半径的关系56

三、滚子半径的选择56

四、凸轮加工方法和精度要求57

五、凸轮在轴上的固定59

本章小结59

思考题60

习题60

第五章 间歇运动机构62

第一节 棘轮机构62

一、棘轮机构的组成及工作原理62

二、棘轮机构的类型62

三、棘轮机构的特点及应用63

四、棘轮转角的调节方法65

第二节 槽轮机构65

一、槽轮机构的工作原理及类型66

二、槽轮机构的特点及应用66

三、槽轮机构的运动系数、槽数和圆销数67

第三节 凸轮式间歇运动机构67

一、凸轮式间歇运动机构的类型和工作原理67

二、凸轮式间歇运动机构的特点及应用68

本章小结68

思考题69

习题69

第六章 齿轮机构70

第一节 概述70

一、齿轮机构的应用和特点70

二、齿轮机构的类型70

第二节 齿廓啮合基本定律71

第三节 渐开线及渐开线齿轮72

一、渐开线的形成73

二、渐开线的数学方程式73

三、渐开线的性质74

四、渐开线齿轮的啮合特点75

第四节 渐开线齿轮各部分的名称及标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸76

一、外齿轮各部分的名称和符号76

二、渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数77

三、渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算78

四、齿条和内齿轮简介80

第五节 标准直齿圆柱齿轮的其他几何尺寸81

一、任意半径圆周上的齿厚81

二、分度圆弦齿厚和分度圆弦齿高82

三、固定弦齿厚和固定弦齿高83

四、公法线长度和跨齿数83

第六节 一对渐开线齿轮的啮合传动86

一、一对渐开线齿轮的啮合过程86

二、渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件86

三、渐开线直齿圆柱齿轮连续传动的条件88

第七节 渐开线齿轮的切削加工原理88

一、成形法加工88

二、范成法加工89

三、渐开线齿轮的根切现象和不发生根切的最少齿数92

第八节 变位齿轮概念93

一、标准齿轮的局限性93

二、变位齿轮94

三、最小变位系数94

第九节 标准斜齿圆柱齿轮机构95

一、斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成及啮合特点95

二、斜齿圆柱齿轮的基本参数96

三、斜齿圆柱齿轮的几何尺寸计算97

四、斜齿圆柱齿轮正确啮合的条件和重合度98

五、斜齿圆柱齿轮的当量齿数99

第十节 标准直齿圆锥齿轮机构99

一、直齿圆锥齿轮的齿廓99

二、标准直齿圆锥齿轮的基本参数100

三、标准直齿圆锥齿轮的几何尺寸计算101

第十一节 蜗杆机构101

一、蜗杆机构的特点和类型102

二、蜗杆与蜗轮的基本参数102

三、蜗杆机构的几何尺寸计算104

本章小结105

思考题105

习题106

第七章 齿轮系107

第一节 概述107

一、齿轮系的类型107

二、齿轮系的传动比108

第二节 定轴齿轮系的传动比108

一、平面定轴齿轮系的传动比108

二、空间定轴齿轮系的传动比109

第三节 行星齿轮系的传动比111

第四节 混合齿轮系的传动比113

一、混合齿轮系的传动比概念113

二、如何分离定轴齿轮系113

三、如何分离行星齿轮系113

第五节 齿轮系的功用115

一、获得较大的传动比115

二、实现远距离的传动115

三、实现转速大小和转向的改变115

四、实现分路传动115

五、实现运动的合成与分解116

六、实现工艺动作和特殊运动轨迹116

本章小结116

思考题117

习题117

第八章 机械的调速和平衡118

第一节 机械运转速度波动的调节118

一、机械运转速度波动的原因及类型118

二、周期性速度波动的调节119

三、非周期性速度波动的调节120

第二节 回转件的静平衡121

一、回转件的静平衡计算121

二、回转体的静平衡试验122

第三节 回转件的动平衡123

一、回转件的动平衡计算123

二、回转体的动平衡试验124

本章小结124

思考题125

习题125

第九章 键联接和销联接126

第一节 键联接的类型126

一、平键联接126

二、半圆键联接127

三、楔键联接128

四、切向键联接128

第二节 平键联接的设计128

一、平键的类型选择128

二、平键的尺寸选择128

三、平键联接的失效形式和强度计算129

第三节 花键联接130

一、花键联接的特点130

二、花键联接的类型130

三、花键联接的强度计算简介131

第四节 销联接131

一、销联接的类型及应用132

二、销联接的强度计算132

本章小结133

思考题134

习题134

第十章 螺纹联接和螺旋机构135

第一节 概述135

一、螺纹的形成135

二、螺纹的主要参数135

三、常用螺纹的特点及应用136

第二节 螺旋副的受力分析137

一、矩形螺旋副的受力分析137

二、非矩形螺旋副的受力分析138

第三节 螺纹联接的类型和螺纹联接件138

一、螺纹联接的基本类型139

二、标准螺纹联接件140

第四节 螺纹联接的预紧和防松141

一、螺纹联接的预紧141

二、螺纹联接的防松141

第五节 螺栓联接的强度计算143

一、螺栓联接的失效形式143

二、松螺栓联接的强度计算143

三、受轴向载荷作用的紧螺栓联接的强度计算144

四、铰制孔用螺栓联接的强度计算145

第六节 螺纹联接件的材料和许用应力146

一、螺纹联接件的力学性能级别146

二、螺纹联接件的材料146

三、螺纹联接件的许用应力146

第七节 提高螺栓联接强度的措施148

一、改善螺纹牙之间的载荷分布148

二、减小螺栓的应力变化幅度148

三、减小应力集中149

四、避免附加弯曲应力149

五、改进螺栓制造工艺150

第八节 螺旋机构150

一、螺旋机构的类型150

二、调整螺旋机构151

本章小结152

思考题152

习题152

第十一章 带传动154

第一节 概述154

一、带传动的类型154

二、带传动的布置形式155

三、带传动的特点及应用155

第二节 带传动的工作情况分析156

一、带传动的受力分析156

二、带传动的运动分析157

三、带传动的应力分析158

四、带传动的失效形式及设计准则159

五、提高带传动承载能力的措施159

第三节 普通V带标准和V带带轮160

一、V带的结构和普通V带标准160

二、普通V带带轮设计161

第四节 普通V带传动设计162

一、确定普通V带的型号和带轮的基准直径162

二、确定传动的中心距和V带基准长度164

三、确定V带的根数164

四、计算作用在轴上的载荷165

五、设计带轮并绘制带轮零件工作图165

第五节 V带传动的安装、张紧和维护167

一、V带传动的安装168

二、V带传动的张紧168

三、V带传动的维护169

本章小结169

思考题170

习题170

第十二章 链传动171

第一节 概述171

一、链传动的特点、类型和应用171

二、滚子链的结构和标准172

三、滚子链链轮设计173

第二节 链传动的工作情况分析175

一、链传动的运动分析175

二、链传动的受力分析176

第三节 滚子链传动的失效形式和功率曲线177

一、滚子链传动的失效形式177

二、滚子链传动的功率曲线177

第四节 滚子链传动的设计计算179

一、链传动主要参数的选择179

二、链传动的设计计算180

第五节 链传动的布置使用和维护182

一、链传动的布置182

二、链传动的安装183

三、链传动的维护183

本章小结183

思考题184

习题184

第十三章 齿轮传动185

第一节 概述185

一、齿轮传动的失效形式185

二、齿轮传动的设计准则187

第二节 齿轮的常用材料及许用应力188

一、齿轮的常用材料188

二、齿轮材料的热处理190

三、齿轮材料的许用应力190

第三节 渐开线圆柱齿轮的精度简介194

一、工程上对齿轮传动的基本要求194

二、渐开线圆柱齿轮的精度195

三、渐开线圆柱齿轮的接触斑点196

四、渐开线圆柱齿轮的侧隙196

五、渐开线圆柱齿轮毛坯和箱体的精度196

六、圆柱齿轮精度等级的图样标注196

第四节 直齿圆柱齿轮传动的轮齿受力分析和载荷计算197

一、齿轮轮齿的受力分析197

二、载荷计算198

第五节 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算198

一、齿面接触疲劳强度计算199

二、齿根弯曲疲劳强度计算201

三、齿轮传动设计参数的选择203

第六节 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算207

一、斜齿圆柱齿轮轮齿的受力分析207

二、齿面接触疲劳强度计算208

三、齿根弯曲疲劳强度计算209

第七节 标准直齿圆锥齿轮传动的强度计算212

一、直齿圆锥齿轮轮齿的受力分析213

二、齿面接触疲劳强度计算213

三、齿根弯曲疲劳强度计算214

第八节 齿轮的结构设计216

一、齿轮的结构型式216

二、齿轮的表面结构219

本章小结223

思考题224

习题225

第十四章 蜗杆传动226

第一节 概述226

一、蜗杆传动的失效形式和计算准则226

二、蜗杆和蜗轮的常用材料226

三、蜗轮材料的许用应力227

四、圆柱蜗杆传动的精度简介228

第二节 蜗杆传动的强度计算229

一、蜗杆传动的受力分析和载荷计算229

二、蜗轮的齿面接触强度计算230

三、蜗轮的齿根弯曲疲劳强度计算231

第三节 蜗杆传动的效率、热平衡计算和润滑231

一、蜗杆传动的效率231

二、蜗杆传动的热平衡计算232

三、蜗杆传动的润滑233

第四节 蜗杆和蜗轮的结构设计236

一、蜗杆的结构设计236

二、蜗轮的结构设计236

本章小结239

思考题239

习题239

第十五章 轴241

第一节 概述241

一、轴的分类241

二、轴的组成242

三、工程上对轴设计的基本要求242

第二节 轴的常用材料243

第三节 轴的结构设计244

一、影响轴结构的主要因素244

二、轴上零件的轴向固定244

三、轴上零件的周向固定246

四、各轴段直径和长度的确定246

五、轴的结构工艺性247

六、提高轴的疲劳强度的措施248

第四节 轴的设计计算249

一、轴的失效形式和设计准则249

二、按扭矩概略计算轴的最小直径250

三、轴的弯曲－扭转复合强度校核250

第五节 轴的刚度计算和临界转速255

一、轴的刚度计算255

二、轴的临界转速的概念256

本章小结256

思考题256

习题257

第十六章 滑动轴承258

第一节 概述258

一、滑动轴承工作时的摩擦润滑状态258

二、滑动轴承的特点和应用258

第二节 滑动轴承的类型和结构259

一、向心滑动轴承的结构型式259

二、轴瓦的结构260

三、推力滑动轴承的结构型式261

四、滑动轴承的配合间隙261

第三节 滑动轴承的材料261

一、轴承盖和轴承座的材料261

二、轴瓦的材料261

第四节 非液体摩擦滑动轴承的校核计算262

一、向心滑动轴承的校核计算263

二、推力滑动轴承的校核计算263

第五节 滑动轴承的润滑264

一、常用润滑剂及其选用264

二、润滑方式及润滑装置265

本章小结267

思考题267

习题267

第十七章 滚动轴承268

第一节 概述268

一、滚动轴承的组成和特点268

二、滚动轴承的类型269

三、滚动轴承的代号271

第二节 滚动轴承类型的选择273

一、滚动轴承类型选择的基本原则273

二、滚动轴承类型选择时要注意的问题274

第三节 滚动轴承的受力分析和失效形式274

一、滚动轴承元件的受力分析274

二、滚动轴承失效的主要形式274

三、滚动轴承的计算准则275

第四节 滚动轴承的寿命计算275

一、滚动轴承的寿命275

二、滚动轴承的寿命计算简介276

三、滚动轴承的当量动载荷计算277

四、圆锥滚子轴承和角接触球轴承的轴向载荷计算277

第五节 滚动轴承的静强度计算280

一、滚动轴承的基本额定静载荷280

二、滚动轴承的静强度计算简介280

第六节 滚动轴承的组合设计281

一、滚动轴承组合的轴向固定281

二、滚动轴承组合的调整282

三、滚动轴承的配合284

四、滚动轴承的轴向固定和装拆284

五、滚动轴承的预紧285

六、滚动轴承组合支承部分的刚度和同轴度286

七、滚动轴承的润滑287

八、滚动轴承的密封288

本章小结289

思考题289

习题290

第十八章 联轴器和离合器291

第一节 联轴器291

一、固定式刚性联轴器291

二、可移式刚性联轴器291

三、弹性联轴器292

四、联轴器的选用293

第二节 离合器294

一、牙嵌式离合器294

二、摩擦式离合器294

三、特殊功能离合器295

本章小结296

思考题296

习题296

参考文献297