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第1章机械设计基础绪论1

1.1机器及其基本组成1

1.1.1引言1

目 录1

1.1.2机器及其基本组成2

1.2本课程的内容、地位、学习目的和学习方法3

1.2.1本课程的内容3

1.2.2本课程的地位4

1.2.3学习本课程的目的4

1.2.4学习方法4

1.3机械设计的基本要求及一般过程4

1.3.1机械设计的基本要求4

1.4.1设计机械零件的基本要求5

1.3.2机械设计的一般过程5

1.4机械零件设计的基本要求及一般方法5

1.4.2机械零件设计的一般方法6

思考题及练习题6

第2章平面机构运动简图及自由度7

2.1平面机构组成及运动副7

2.1.1构件的自由度7

2.1.2运动副与约束8

2.1.3运动副及其分类8

2.2平面机构运动简图9

2.2.1平面机构简图和运动简图9

2.2.2平面机构运动简图的绘制10

2.3平面机构具有确定运动的条件11

2.3.2机构具有确定运动的条件12

2.3.1平面机构的自由度12

2.3.3计算平面机构的自由度13

应注意的几个问题13

本章小结15

思考题及练习题16

第3章平面连杆机构18

3.1铰链四杆机构的基本型式18

及曲柄存在条件18

3.1.1铰链四杆机构的基本型式18

及应用18

3.1.2铰链四杆机构曲柄存在条件21

3.2.2导杆机构22

3.2铰链四杆机构的演化型式22

3.2.1曲柄滑块机构和偏心轮机构22

3.2.3移动导杆机构和曲柄摇块机构23

3.2.4曲柄移动导杆机构24

3.3平面四杆机构的传动特性24

3.3.1急回特性24

3.3.2传力特性25

3.3.3死点位置26

3.4图解法设计平面四杆机构27

3.4.1按连杆位置设计四杆机构27

3.4.2按照给定行程速比系数29

设计四杆机构29

设计四杆机构30

3.4.3按给定的运动轨迹30

3.5解析法设计平面四杆机构31

3.6多杆机构简介和机构创新32

3.6.1多杆机构简介32

3.6.2机构创新应用实例34

本章小结34

思考题及练习题35

第4章凸轮机构38

4.1凸轮机构的应用和分类38

4.1.1凸轮机构的应用38

4.1.2凸轮机构的分类38

4.2从动件的常用运动规律39

4.2.1凸轮机构运动过程及有关名称39

4.2.3从动件常用运动规律40

4.2.2位移线图40

4.3图解法绘制盘形凸轮轮廓42

4.3.1对心直动从动件盘形43

凸轮的绘制43

4.3.2偏置直动从动件盘形44

凸轮的绘制44

4.3.3摆动从动件盘形凸轮的绘制45

4.4解析法绘制盘形凸轮轮廓简介46

4.5凸轮机构设计基本尺寸的确定48

4.5.1滚子半径的选择48

4.5.2压力角及其校核49

4.6.2凸轮和滚子的结构50

4.6.1凸轮和滚子的材料50

4.5.3基圆半径的选择50

4.6凸轮机构的结构设计50

4.6.3滚子的结构51

4.6.4凸轮的精度和表面粗糙度51

本章小结52

思考题及练习题52

第5章间歇运动机构54

5.1棘轮机构54

5.1.1棘轮机构的工作原理、54

特点及应用54

5.1.2棘轮机构转角的调整方法56

5.1.3棘轮机构的设计57

5.2.1槽轮机构的工作原理及应用59

5.2槽轮机构59

5.2.2槽轮机构的主要运动参数选择60

5.3其他间歇机构简介61

5.3.1不完全齿轮机构61

5.3.2凸轮式间歇机构62

5.3.3组合机构62

本章小结64

思考题及练习题64

第6章螺纹联接和螺旋传动65

6.1螺纹的形成、主要参数与分类65

6.1.1螺纹的形成65

6.1.2螺纹的主要参数66

6.1.3几种常用螺纹的特点和应用67

6.2螺旋副的受力分析、效率和自锁68

6.2.1矩形螺纹68

6.2.2非矩形螺纹70

6.3螺纹联接的基本类型及螺纹联接件72

6.3.1螺纹联接的基本类型72

6.3.2标准螺纹联接件73

6.4螺纹联接的预紧和放松74

6.4.1螺纹联接的预紧74

6.4.2螺纹联接的防松75

6.5螺栓联接的强度计算77

6.5.2受横向外载荷的紧螺栓联接78

6.5.1松螺纹联接78

6.5.3受轴向外载荷的紧螺栓联接80

6.6螺纹联接件的材料和许用应力82

6.6.1螺纹联接件的常用材料82

6.6.2螺栓联接的许用应力83

和安全系数83

6.7提高螺纹联接强度的措施86

6.7.1降低影响螺栓疲劳86

强度的应力幅86

6.7.2改善螺纹牙间载荷的87

不均匀分布87

制造工艺方法88

6.7.4采用合适的材料和合理的88

应力的影响88

6.7.3减小应力集中，附加88

6.8螺旋传动89

6.8.1螺旋传动的类型与特点89

6.8.2滚动螺旋简介90

本章小结91

思考题及练习题92

第7章带传动94

7.1带传动的类型和特点94

7.1.1带传动的类型94

7.1.2带传动的特点95

7.2普通V带及V带轮96

7.2.1普通V带96

7.2.2 V带轮101

7.3带传动工作能力的分析103

7.3.1带传动的受力分析103

7.3.2带的应力分析104

7.3.3弹性滑动和打滑现象105

7.4普通V带传动设计计算106

7.4.1带传动的失效形式和106

计算准则106

7.4.2单根V带的基本额定功率106

和许用功率106

7.4.3普通V带传动设计计算108

7.5窄V带传动113

7.5.1窄V带的结构、特点和应用113

7.6.2同步带和同步带轮114

特点和应用114

7.5.2窄V带和窄V带轮尺寸114

7.6同步带传动114

7.6.1同步带传动的类型、114

7.7 V带传动的安装、张紧和维护115

7.7.1带传动的张紧方法115

7.7.2 V带初拉力的测定116

7.7.3 V带传动的安装、117

使用和维护117

本章小结117

思考题及练习题118

8.1链传动的类型和特点119

8.1.1链传动的类型119

第8章链传动119

8.1.2链传动的特点和应用120

8.2链和链轮120

8.2.1滚子链120

8.2.2滚子链链轮122

8.3链传动的运动特性125

8.3.1平均链速和平均传动比125

8.3.2瞬时链速和瞬时传动比125

8.3.3链传动的动载荷126

8.4滚子链传动的设计127

8.4.1链传动的主要失效形式127

8.4.2链传动的设计计算128

8.5.1链传动的布置131

8.5链传动的布置、张紧和润滑131

8.5.2链传动的安装132

8.5.3链传动的张紧132

8.5.4链传动的润滑132

本章小结134

思考题及练习题134

第9章齿轮传动136

9.1齿轮传动的分类及特点136

9.2齿廓啮合基本定律139

9.3渐开线齿廓140

9.3.1渐开线的形成140

9.3.2渐开线的性质141

9.3.3渐开线方程142

9.4渐开线齿轮的基本参数及标准直齿圆柱齿轮的尺寸计算143

9.4.1渐开线齿轮各部分名称、143

参数及几何尺寸计算143

9.4.2渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本尺寸及几何尺寸计算145

9.4.3内齿轮与齿条146

9.4.4英美齿制147

9.5标准直齿圆柱齿轮的弦齿厚148

及公法线长度148

9.5.1弦齿厚长度148

9.5.2公法线长度149

齿廓啮合基本定律151

9.6.1渐开线齿轮传动满足151

啮合传动151

9.6渐开线标准直齿圆柱齿轮的151

9.6.2渐开线齿轮传动的啮合过程152

9.6.3正确啮合条件153

9.6.4连续传动条件153

9.6.5标准中心距和标准安装155

9.6.6渐开线齿轮传动的啮合特点156

9.7渐开线齿轮的切齿原理及根切现象156

9.7.1仿形法156

9.7.2展成法157

9.7.3根切现象158

9.7.4不根切最少齿数159

9.8.1变位的概念160

9.8变位齿轮传动简介160

9.7.5渐开线标准齿轮的局限性160

9.8.2最小变位系数161

9.8.3变位后对轮齿尺寸的影响162

9.8.4变位齿轮传动的类型164

9.9齿轮传动的失效形式与设计准则166

9.9.1失效形式166

9.9.2设计准则169

9.10齿轮常用材料及热处理169

9.11标准直齿圆柱齿轮传动的设计171

9.11.1轮齿的受力分析171

9.11.2轮齿的计算载荷Fnc172

9.11.3齿面的接触疲劳强度计算172

9.11.4齿根弯曲疲劳强度计算176

9.11.5圆柱齿轮传动参数的选择180

9.11.6齿轮精度等级简介及其选择181

9.12平行轴斜齿圆柱齿轮传动185

9.12.1斜齿轮齿廓曲面的185

形成及传动特点185

9.12.2斜齿圆柱齿轮的参数186

及几何尺寸计算186

9.12.3标准斜齿圆柱齿轮的189

啮合条件189

9.12.4斜齿圆柱齿轮的当量齿数190

9.12.5斜齿圆柱齿轮的受力分析191

当量齿数196

9.13.1锥齿轮的齿廓、背锥和196

9.13直齿锥齿轮传动196

9.13.2直齿锥齿轮的啮合传动及几何尺寸计算198

9.13.3直齿锥齿轮传动的受力分析200

9.14其他齿轮传动简介201

9.14.1圆弧齿轮传动201

9.14.2非圆齿轮传动简介203

9.15齿轮的结构设计及润滑204

9.15.1常用的齿轮结构形式204

9.15.2齿轮传动的润滑206

本章小结207

思考题和练习题207

10.1.1蜗杆传动特点210

10.1蜗杆传动的类型和特点210

第10章蜗杆传动210

10.1.2蜗杆传动类型211

10.2蜗杆传动的基本参数和212

几何尺寸计算212

10.2.1蜗杆传动的基本参数212

10.2.2蜗杆传动的几何尺寸计算216

10.3蜗杆传动的失效形式、材料和结构217

10.3.1蜗杆传动齿面间的滑动速度217

10.3.2蜗杆传动的失效形式218

10.3.3蜗杆、蜗轮常用材料218

转动方向的判断219

10.4.1受力分析与蜗杆蜗轮的219

10.4蜗杆传动的设计计算219

10.3.4蜗杆、蜗轮的结构219

10.4.2蜗杆传动的强度计算221

10.5蜗杆传动的效率、润滑和221

热平衡计算221

10.5.1蜗杆传动的效率221

10.5.2蜗杆传动的润滑222

10.5.3蜗杆传动的热平衡计算223

本章小结226

思考题及练习题226

第11章齿轮系228

11.1齿轮系及其分类228

11.1.1定轴齿轮系228

11.1.2行星齿轮系229

11.2.1一对齿轮传动的传动比计算及主、从动轮转向关系230

11.2定轴轮系传动比计算230

11.2.2定轴轮系传动比231

11.2.3惰轮232

11.3行星齿轮系的传动比计算233

11.4混合轮系传动比计算235

11.5齿轮系的应用237

11.6谐波齿轮传动简介239

11.6.1谐波齿轮传动的特点和应用239

11.6.2谐波齿轮传动的结构240

11.6.3谐波齿轮传动的工作原理241

11.6.4谐波齿轮传动的传动比计算241

11.7.2摆线针轮行星传动的242

工作原理242

11.7摆线针轮传动简介242

11.7.1摆线针轮传动的特点和应用242

11.8减速器243

11.8.1常用减速器的型式、243

特点和应用243

11.8.2减速器的结构244

11.9无级变速器247

11.9.1有级变速和无级变速247

11.9.2机械无级变速器的247

组成和工作原理247

思考题及练习题248

11.9.3机械无级变速器的特点248

本章小结248

第12章轴与轮毂联接251

12.1轴的分类251

12.2轴的结构设计252

12.2.1轴的各部分名称252

12.2.2零件在轴上的固定252

12.3轴的材料及选择255

12.4轴的设计与计算256

12.4.1按扭转强度计算257

12.4.2按弯扭合成强度计算257

12.4.3轴的刚度计算概念259

12.5轴毂联接262

12.5.1键联接262

12.5.2花键联接266

12.5.3销联接266

本章小结267

思考题及练习题267

第13章轴承269

13.1轴承的功用和类型269

13.2滚动轴承的组成、类型及特点270

13.3滚动轴承的代号273

13.5.1滚动轴承的失效形式及275

设计准则275

13.5滚动轴承的尺寸选择及寿命计算275

13.4滚动轴承的类型选择275

13.5.2基本额定寿命和基本276

额定动载荷276

13.5.3当量动载荷277

13.5.4滚动轴承的寿命计算278

13.5.5角接触轴承的轴向力计算279

13.5.6滚动轴承的静强度计算282

13.6滚动轴承组合设计283

13.6.1滚动支承结构的基本形式283

13.6.2轴的轴向位置调整285

同轴度286

13.6.4提高支撑系统的刚度和286

13.6.3滚动轴承的配合和拆装286

13.6.5滚动轴承的润滑和密封287

13.7滑动轴承288

13.7.1滑动轴承的类型和结构288

13.7.2轴瓦和轴承衬材料290

13.7.3滑动轴承的润滑292

13.7.4不完全液体润滑滑动293

轴承的设计计算293

13.7.5液体滑动轴承简介294

13.8滚动轴承与滑动轴承的比较296

本章小结296

思考题与练习题297

14.1.2固定式联轴器298

14.1.1联轴器的分类298

第14章联轴器、离合器和制动器298

14.1联轴器298

14.1.3可移式联轴器300

14.2离合器302

14.2.1离合器的分类302

14.2.2牙嵌离合器302

14.2.3摩擦离合器303

14.2.4磁粉离合器304

14.2.5安全离合器304

14.2.6定向离合器305

14.3制动器305

14.3.1制动器的类型、特点305

14.4联轴器、离合器、制动器的选择和维护306

14.3.2带式制动器306

14.3.3块式制动器306

14.4.1联轴器的选择307

14.4.2离合器的选择308

14.4.3制动器的选择309

14.4.4联轴器、离合器、制动器的使用和维护309

本章小结309

思考题及练习题310

第15章回转体的平衡和机器的调速311

15.1机械平衡的目的及分类311

15.1.1机械平衡的目的311

15.1.2机械平衡的分类及方法311

15.2.1回转体的静平衡计算312

15.2回转体的静平衡312

15.2.2回转体的静平衡试验313

15.3回转体的动平衡计算314

15.3.1回转体的动平衡计算314

15.3.2回转体的动平衡试验315

15.4机械速度波动的调节316

15.4.1机械速度波动的原因及类型316

15.4.2 周期性速度波动的调节317

15.4.3非周期性速度波动的调节318

本章小结319

思考题及练习题319

16.1.1机械传动的功用321

16.1.2机械传动的运动和动力参数321

16.1机械传动概述321

第16章机械传动概论321

16.2机械传动的类型及选择324

16.2.1机械传动的类型324

16.2.2常用机械传动类型的选择324

16.3机械传动方案设计326

16.3.1传动方案设计的依据326

16.3.2机械传动方案的拟定326

16.3.3传动方案设计的一般步骤和方法327

16.4简单机械传动方案设计举例328

本章小结331

思考题及练习题332