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第1章 机械设计基础概论1

1.1机械的概念1

机械的组成1

机器和机构2

构件和零件2

1.2机械设计的基本要求和一般程序3

机械零件的主要失效形式和设计准则3

机械设计应满足的基本要求3

机械设计的内容与步骤4

机械零件设计的一般步骤4

1.3机械设计常用材料与性能5

低碳钢拉伸时的力学性能5

其他材料拉伸时的力学性能7

材料压缩时的力学性能8

1.4“机械设计基础”课程的内容、任务和性质9

课程的内容10

课程的任务10

课程的性质10

课程的要求10

1.5本课程的学习方法11

思考题与习题11

第2章 静力学分析12

2.1静力学的基本概念12

力与力系的概念12

刚体的概念13

2.2静力学公理13

2.3约束和约束反力16

柔索约束16

光滑面约束17

光滑铰链约束17

轴承约束19

2.4物体的受力分析和受力图19

2.5平面汇交力系的简化与平衡方程22

力在坐标轴上的投影22

平面汇交力系合成的解析法23

平面汇交力系的平衡方程及其应用24

2.6力偶及合力矩定理25

力对点之矩25

合力矩定理26

力偶27

2.7平面一般力系的简化与平衡方程30

力的平移定理及合成计算31

平面一般力系的平衡方程及其应用34

2.8空间力系简介38

力在空间直角坐标轴上的投影38

空间力系的力矩40

空间力系的平衡方程41

2.9重心及其计算42

思考题与习题44

第3章 承载能力分析50

3.1承载能力分析基本知识50

材料力学的任务50

外力的形式50

杆件变形的基本形式51

内力、截面法、应力52

3.2轴向拉伸或压缩时的内力53

轴向拉伸与压缩的概念53

拉（压）杆的内力计算、轴力图54

轴向拉伸或压缩时横截面上的正应力56

轴向拉伸或压缩变形计算57

拉（压）杆件的强度计算60

3.3剪切与挤压64

剪切的概念64

剪切的实用计算65

挤压的概念66

挤压的实用计算66

3.4扭转68

扭转的概念68

外力偶矩、扭矩和扭矩图69

圆轴扭转应力和变形71

圆轴扭转时强度和刚度的计算73

3.5平面弯曲75

平面弯曲概述75

梁弯曲时的内力78

剪力图与弯矩图80

梁的弯曲强度计算83

3.6梁的变形与刚度计算90

弯曲变形90

梁的弯曲刚度计算94

3.7弯曲与扭转的组合变形95

弯扭组合变形计算步骤96

强度理论简介97

思考题与习题98

第4章 平面机构的组成104

4.1机构的组成要素104

4.2平面机构运动简图的绘制106

构件、运动副的符号107

机构运动简图的绘制110

4.3平面机构的自由度111

机构具有确定相对运动的条件111

平面机构自由度的计算111

计算机构自由度的注意事项112

思考题与习题115

第5章 平面连杆机构117

5.1四杆机构的形式117

四杆机构的基本形式117

平面四杆机构的演化119

5.2平面四杆机构的基本特性121

铰链四杆机构存在曲柄的条件121

压力角和传动角122

急回运动123

死点124

5.3图解法设计平面四杆机构124

按连杆上若干给定位置设计四杆机构125

按行程速度变化系数K设计四杆机构125

思考题与习题126

第6章 凸轮机构129

6.1凸轮机构的应用及分类129

凸轮机构的应用129

凸轮机构的分类130

6.2凸轮机构的工作原理和从动件的运动规律131

凸轮机构的工作原理及有关名词术语132

从动件的运动规律分析133

6.3凸轮轮廓设计135

凸轮廓线设计的基本原理135

用作图法设计凸轮廓线136

凸轮廓线设计的解析法139

6.4压力角、基圆半径和滚子半径139

凸轮机构中的作用力及凸轮机构压力角α140

凸轮基圆半径rb的确定141

滚子半径rT的确定、平底尺寸的确定141

6.5凸轮机构的结构设计142

凸轮和从动件的常用材料及技术要求142

凸轮结构设计143

思考题与习题145

第7章 其他常用机构147

7.1棘轮机构147

棘轮机构的工作原理和类型147

棘轮机构的特点和应用148

棘爪回转轴位置的确定149

棘轮轮齿工作齿面偏斜角α的确定149

7.2槽轮机构150

槽轮机构的工作原理和类型150

槽轮机构的运动系数151

7.3不完全齿轮机构151

思考题与习题152

第8章 齿轮、蜗杆和轮系154

8.1齿轮传动与渐开线154

齿轮传动的分类154

齿轮传动的特点155

渐开线的形成原理和基本性质155

渐开线齿廓的啮合特性156

8.2渐开线标准直齿圆柱齿轮157

齿轮各部分名称157

齿轮的基本参数159

标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算159

渐开线直齿圆柱齿轮的啮合160

8.3渐开线齿轮齿廓的切削加工162

渐开线齿轮齿廓切削加工的基本原理162

根切现象和最少齿数164

变位齿轮简介165

8.4斜齿圆柱齿轮传动166

齿廓曲面的形成及其啮合特点166

斜齿轮的主要参数和几何尺寸计算167

斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件169

斜齿圆柱齿轮的当量齿数169

8.5直齿圆锥齿轮传动170

直齿圆锥齿轮传动概述170

直齿圆锥齿轮的齿廓曲面、背锥和当量齿数170

直齿圆锥齿轮传动的正确啮合条件及几何尺寸计算172

8.6蜗杆传动173

蜗杆传动的类型和特点173

蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算175

蜗杆、蜗轮的材料和结构179

8.7轮系及其计算180

定轴轮系传动比计算181

轮系转向关系的确定182

周转轮系计算183

混合轮系186

轮系的功用187

8.8圆柱齿轮强度与结构设计189

齿轮传动的失效形式与设计准则189

齿轮常用材料192

圆柱齿轮传动的受力分析及强度计算194

齿轮的结构设计201

齿轮传动的润滑203

思考题与习题205

第9章 连接207

9.1螺纹连接207

螺纹的分类207

螺纹的参数208

9.2螺纹连接件及螺纹连接的基本类型209

螺纹连接的基本类型209

常用螺纹连接件210

螺纹连接件的选择及注意问题211

9.3轴毂连接214

键连接215

花键连接216

销连接217

过盈连接217

思考题与习题217

第10章 带传动和链传动219

10.1带传动主要类型、特点和应用219

10.2普通V带和V带轮220

普通V带的结构和尺寸标准220

普通V带轮的结构222

10.3带传动的基本理论222

带传动的受力分析223

带的应力分析225

带的弹性滑动与传动比227

10.4 V带传动的设计227

10.5带传动的安装、张紧和维护232

带传动的安装232

常见的张紧装置232

带传动的维护233

10.6链传动233

链传动的特点及应用233

滚子链与链轮235

链传动的安装及维护238

思考题与习题242

第11章 轴承243

11.1滚动轴承的结构、类型和代号243

滚动轴承的结构244

滚动轴承的特性和类型244

滚动轴承的代号247

11.2滚动轴承类型的选择249

滚动轴承的选择原则249

滚动轴承的工作能力计算250

11.3滚动轴承的组合设计257

滚动轴承的固定257

轴承组合的调整258

支承部位的刚度和同轴度260

滚动轴承的配合260

滚动轴承的安装与拆卸261

滚动轴承的润滑和密封262

11.4滑动轴承263

滑动轴承的结构263

轴瓦和轴承衬265

滑动轴承的润滑266

思考题与习题269

第12章 轴271

12.1概述271

轴的分类和功用271

轴的材料273

轴的设计内容及应考虑的主要问题274

12.2轴的基本直径估算274

按扭转强度估算直径274

按照经验公式估算276

12.3轴的结构设计276

拟订轴上零件的装配方案276

轴上零件的轴向定位277

轴上零件的周向定位279

确定各轴段的直径和长度280

轴的结构工艺性280

提高轴疲劳强度的措施282

12.4轴的强度校核282

按弯扭合成进行强度计算282

轴的设计示例284

12.5轴的刚度校核288

思考题与习题289

第13章 联轴器、离合器和弹簧290

13.1联轴器290

固定式联轴器290

可移式联轴器291

弹性联轴器293

联轴器的选择295

13.2常用离合器296

13.3弹簧297

弹簧的类型与功用298

圆柱形螺旋弹簧的基本几何参数299

弹簧的强度计算301

思考题与习题302

附录303

附录A部分型钢表303

附录B机械设计基础课程设计指导306

附录C机械设计基础课程设计任务书312

参考文献314