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绪论1

0.1 机械设计研究的对象和内容1

0.1.1 机器和机构1

0.1.2 课程简介2

0.2 机械设计的基本要求和一般过程3

0.2.1 机械设计的基本要求3

0.2.2 机械零件设计的基本要求4

0.2.3 机械设计的一般过程5

0.3 机械零件的失效形式及设计计算准则6

0.3.1 失效形式6

0.3.2 设计计算准则6

0.4 机械零件设计的标准化、系列化及通用化8

0.5 当前机械设计的动态9

思考与练习题9

第一篇 常用机构12

第1章 平面机构运动12

1.1 平面机构的组成12

1.1.1 构件和零件12

1.1.2 运动副及其分类13

1.2 平面机构的运动简图14

1.2.1 机构运动简图的概念14

1.2.2 平面机构运动简图的绘制15

1.3 平面机构的自由度16

1.3.1 平面运动构件自由度及其约束16

1.3.2 平面机构自由度的计算17

1.3.3 机构具有确定运动的条件17

1.3.4 复合铰链、局部自由度和虚约束18

本章小结20

思考与练习题21

第2章 平面连杆机构22

2.1 铰链四杆机构及其应用22

2.1.1 铰链四杆机构的组成22

2.1.2 铰链四杆机构的基本形式及其应用23

2.2 铰链四杆机构的其他形式及其应用25

2.2.1 曲柄滑块机构及其应用25

2.2.2 导杆机构及其应用26

2.2.3 摇块机构和定块机构及其应用27

2.3 平面四杆机构的工作特性28

2.3.1 铰链四杆机构中曲柄存在的条件28

2.3.2 急回特性30

2.3.3 传力特性31

2.4 平面四杆机构的设计33

2.4.1 按给定连杆位置设计四杆机构33

2.4.2 按给定的行程速度变化系数设计四杆机构35

本章小结36

思考与练习题36

第3章 凸轮机构38

3.1 凸轮机构的组成及应用38

3.1.1 凸轮机构的组成38

3.1.2 凸轮机构的分类39

3.1.3 凸轮机构的应用40

3.2 凸轮机构的运动特性41

3.2.1 凸轮机构的运动分析41

3.2.2 从动件常用的运动规律42

3.3 盘状凸轮轮廓曲线的绘制44

3.3.1 图解法绘制凸轮轮廓曲线的基本原理44

3.3.2 对心直动尖顶从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制45

3.3.3 对心直动滚子从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制46

3.4 凸轮机构的常用材料和结构47

3.4.1 凸轮常用材料47

3.4.2 凸轮的结构47

3.5 凸轮机构设计应注意的问题48

3.5.1 凸轮机构压力角与传力性能48

3.5.2 基圆半径的选择49

3.5.3 滚子半径的选择50

本章小结50

思考与练习题51

第4章 间歇运动机构52

4.1 棘轮机构52

4.1.1 棘轮机构的组成及工作原理52

4.1.2 棘轮机构的类型及特点53

4.1.3 棘轮机构的应用实例54

4.2 槽轮机构55

4.2.1 槽轮机构的组成及工作原理55

4.2.2 槽轮机构的类型及特点55

4.2.3 槽轮机构的应用56

4.3 不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构简介57

4.3.1 不完全齿轮机构57

4.3.2 凸轮式间歇运动机构57

本章小结58

思考与练习题58

第二篇 常用机械传动60

第5章 挠性件传动60

5.1 带传动概述60

5.1.1 带传动的类型60

5.1.2 带传动的特点及应用61

5.2 V带传动的基本参数62

5.3 V带和V带轮63

5.3.1 普通V带的结构和尺寸63

5.3.2 V带轮的材料和结构65

5.4 带传动的工作能力分析65

5.4.1 带传动的受力分析65

5.4.2 带传动的应力分析67

5.4.3 带传动的弹性滑动和传动比68

5.5 V带传动选用计算69

5.5.1 带传动的失效形式和设计准则69

5.5.2 带传动参数选择及设计计算69

5.6 带传动的张紧、安装与维护76

5.6.1 带传动的张紧76

5.6.2 带传动的安装和维护77

5.7 链传动概述77

5.7.1 链传动的类型、特点及应用77

5.7.2 滚子链及其链轮78

5.7.3 链传动的运动特性80

5.7.4 链传动的张紧与维护81

5.8 其他常用挠性件传动简介82

5.8.1 同步带传动82

5.8.2 高速带传动82

5.8.3 齿形链传动82

本章小结83

思考与练习题83

第6章 齿轮传动84

6.1 概述84

6.1.1 齿轮传动的特点和应用84

6.1.2 齿廓啮合基本定律86

6.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮87

6.2.1 渐开线的形成及基本性质87

6.2.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸88

6.2.3 几何尺寸计算91

6.2.4 内齿轮和齿条91

6.2.5 公法线长度92

6.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动93

6.3.1 正确啮合条件93

6.3.2 标准齿轮的标准安装94

6.3.3 连续传动条件94

6.4 渐开线齿轮的切齿原理及变位齿轮简介95

6.4.1 渐开线齿轮的切齿原理95

6.4.2 根切现象与最小齿数97

6.4.3 变位齿轮的概念98

6.5 齿轮传动的失效形式和材料选择99

6.5.1 齿轮传动的失效形式99

6.5.2 齿轮传动的材料选择101

6.6 渐开线直齿圆柱齿轮传动的工作能力分析102

6.6.1 齿轮受力分析102

6.6.2 齿轮传动的精度及其选择103

6.6.3 轮齿弯曲强度分析104

6.6.4 齿轮传动设计步骤和参数选择106

6.6.5 齿轮结构设计107

6.6.6 齿轮传动的润滑和维护108

6.6.7 齿轮传动设计应用实例109

6.7 标准斜齿圆柱齿轮传动110

6.7.1 斜齿圆柱齿轮的形成及啮合特点111

6.7.2 斜齿圆柱齿轮的参数及几何尺寸计算112

6.7.3 斜齿圆柱齿轮的工作能力分析114

6.8 标准直齿圆锥齿轮传动115

6.8.1 直齿圆锥齿轮齿廓曲面的形成及特点115

6.8.2 圆锥齿轮的基本参数和几何尺寸计算116

6.9 蜗杆传动117

6.9.1 蜗杆传动的特点及类型117

6.9.2 普通圆柱蜗杆传动的基本参数与几何尺寸计算119

6.9.3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构121

6.9.4 蜗杆传动的效率、润滑和散热123

本章小结124

思考与练习题125

第7章 轮系126

7.1 概述126

7.1.1 轮系及其应用126

7.1.2 轮系的类型127

7.2 定轴轮系传动比的计算128

7.2.1 一对齿轮的传动比128

7.2.2 定轴轮系传动比的计算128

7.3 周转轮系速比的计算131

7.3.1 周转轮系的组成131

7.3.2 周转轮系速比的计算132

7.4 混合轮系及其传动比133

本章小结135

思考与练习题135

第三篇 常用机械零件138

第8章 支承零、部件138

8.1 轴138

8.1.1 轴的功用与分类138

8.1.2 轴的结构设计140

8.1.3 轴的结构分析143

8.2 轴的工作能力计算145

8.2.1 按扭转强度条件计算145

8.2.2 按抗弯扭合成强度条件计算147

8.3 轴的设计方法及轴的使用与维护151

8.3.1 类比法151

8.3.2 设计计算法151

8.3.3 轴的使用与维护152

8.4 滚动轴承152

8.4.1 滚动轴承的结构、类型153

8.4.2 滚动轴承的代号155

8.4.3 滚动轴承的选择157

8.4.4 滚动轴承的组合设计158

8.5 滑动轴承163

8.5.1 滑动轴承的应用、类型及选用163

8.5.2 滑动轴承的结构形式163

8.5.3 轴瓦的结构和轴承的材料166

本章小结168

思考与练习题168

第9章 连接170

9.1 螺纹170

9.1.1 螺纹的分类170

9.1.2 螺纹连接172

9.2 键、销连接176

9.2.1 键连接的类型和应用176

9.2.2 花键连接177

9.2.3 销连接178

9.3 联轴器与离合器178

9.3.1 联轴器178

9.3.2 离合器181

9.4 精密传动零件182

9.4.1 直线滚动导轨182

9.4.2 滚珠丝杠183

本章小结183

思考与练习题184

第四篇 生产项目综合实训186

第10章 生产项目——减速器186

10.1 减速器的类型和构造186

10.1.1 常用减速器的主要类型、特点和应用187

10.1.2 减速器传动比的分配188

10.1.3 减速器的结构188

10.2 减速器实例分析190

10.2.1 传动装置的总体设计191

10.2.2 传动件的设计计算193

10.2.3 减速器装配图设计194

10.2.4 减速器零件工作图的设计195

10.2.5 编写设计说明书196

本章小结196

思考与练习题196

参考文献197