緒論 1 0.1 名詞術(shù)語 1 0.2 機械設(shè)計的基本要求及一般程序 3 0.2.1 機械設(shè)計的基本要求 3 0.2.2 機械設(shè)計的一般程序 4 0.3 “機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程的內(nèi)容、 性質(zhì)和任務(wù) 5 0.3.1 課程內(nèi)容 5 0.3.2 課程性質(zhì)與先修知識 5 0.3.3 課程任務(wù) 5 0.4 課程特點與學(xué)習(xí)方法 6 第1章 機構(gòu)構(gòu)形理論與機構(gòu)速度分析 7 1.1 運動副及其分類 7 1.2 平面機構(gòu)運動簡圖 9 1.3 平面機構(gòu)的自由度 11 1.3.1 平面機構(gòu)自由度計算公式 12 1.3.2 構(gòu)件組合具有確定運動的條件 12 1.3.3 計算機構(gòu)自由度的注意事項 13 1.4 速度瞬心及其在速度分析上的應(yīng)用 15 1.4.1 速度瞬心及其求法 15 1.4.2 瞬心法在速度分析上的應(yīng)用 17 1.5 用相對運動圖解法求機構(gòu)速度 18 1.5.1 同一構(gòu)件兩點之間的速度分析 19 1.5.2 兩構(gòu)件以移動副相聯(lián)的重合點間的速度分析 20 習(xí)題 22 第2章 平面連桿機構(gòu) 25 2.1 鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式和工作特性 25 2.1.1 鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式 25 2.1.2 鉸鏈四桿機構(gòu)的工作特性 27 2.2 鉸鏈四桿機構(gòu)存在曲柄的條件 31 2.3 平面四桿機構(gòu)的演化 32 2.3.1 曲柄滑塊機構(gòu) 32 2.3.2 導(dǎo)桿機構(gòu) 33 2.3.3 搖塊機構(gòu)和定塊機構(gòu) 33 2.3.4 雙滑塊機構(gòu) 34 2.3.5 偏心輪機構(gòu) 35 2.4 平面四桿機構(gòu)的設(shè)計 36 2.4.1 按照給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計四桿機構(gòu) 36 2.4.2 按照給定的連桿位置設(shè)計四桿機構(gòu) 38 2.4.3 按照給定連架桿的對應(yīng)位置設(shè)計四桿機構(gòu) 38 2.4.4 按照給定點的運動軌跡設(shè)計四桿機構(gòu) 40 習(xí)題 41 第3章 凸輪機構(gòu) 44 3.1 概述 44 3.1.1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用 44 3.1.2 凸輪機構(gòu)的分類 45 3.1.3 凸輪機構(gòu)的特點 45 3.2 從動件的常用運動規(guī)律 46 3.2.1 等速運動規(guī)律 47 3.2.2 等加速等減速運動規(guī)律 48 3.2.3 簡諧運動規(guī)律 49 3.3 凸輪輪廓設(shè)計的圖解法 50 3.3.1 反轉(zhuǎn)法的原理 50 3.3.2 直動從動件盤形凸輪輪廓曲線設(shè)計 50 3.3.3 擺動從動件盤形凸輪輪廓曲線設(shè)計 52 3.4 凸輪輪廓設(shè)計的解析法 52 3.5 凸輪機構(gòu)設(shè)計應(yīng)注意的問題 54 3.5.1 滾子半徑的選擇 54 3.5.2 壓力角的校核 54 3.5.3 基圓半徑的確定 55 習(xí)題 55 第4章 齒輪機構(gòu) 58 4.1 概述 58 4.2 齒廓實現(xiàn)定角速比傳動的條件 58 4.3 漸開線及漸開線齒廓 59 4.3.1 漸開線的形成及性質(zhì) 59 4.3.2 漸開線齒廓的定角速比 60 4.3.3 漸開線齒廓的壓力角 61 4.3.4 嚙合線、 嚙合角、 齒廓間的壓力作用線 61 4.3.5 漸開線齒輪的可分性 61 4.4 漸開線齒輪各部分的名稱和尺寸計算 61 4.4.1 齒輪參數(shù) 61 4.4.2 幾何尺寸計算 63 4.5 漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的嚙合 64 4.5.1 正確嚙合條件 65 4.5.2 標(biāo)準(zhǔn)中心距 65 4.5.3 重合度條件 66 4.6 漸開線齒輪的切齒原理 66 4.6.1 齒輪輪齒的加工方法 66 4.6.2 輪齒的根切現(xiàn)象和最小齒數(shù) 68 4.6.3 變位齒輪傳動簡介 68 4.7 斜齒圓柱齒輪傳動 69 4.7.1 斜齒圓柱齒輪的形成及嚙合特性 69 4.7.2 斜齒圓柱齒輪的幾何參數(shù)和尺寸計算 70 4.7.3 斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒數(shù) 71 4.7.4 斜齒輪傳動的重合度 72 4.8 圓錐齒輪傳動 73 4.8.1 圓錐齒輪概述 73 4.8.2 背錐和當(dāng)量齒數(shù) 73 4.8.3 直齒圓錐齒輪幾何尺寸計算 74 習(xí)題 75 第5章 輪系 78 5.1 概述 78 5.1.1 輪系的分類 78 5.1.2 輪系的傳動比及其表達 78 5.2 定軸輪系傳動比的計算 80 5.3 周轉(zhuǎn)輪系的組成及其傳動比 81 5.3.1 周轉(zhuǎn)輪系的組成 81 5.3.2 周轉(zhuǎn)輪系傳動比的計算 82 5.4 復(fù)合輪系及其傳動比 85 5.5 輪系的應(yīng)用 86 5.6 幾種特殊的行星傳動簡介 89 5.6.1 漸開線少齒差行星傳動 89 5.6.2 擺線針輪行星傳動 90 5.6.3 諧波齒輪傳動 91 習(xí)題 92 第6章 間歇運動機構(gòu)與組合機構(gòu) 97 6.1 棘輪機構(gòu) 97 6.1.1 棘輪機構(gòu)的工作原理及應(yīng)用 97 6.1.2 棘爪的工作條件 99 6.1.3 棘輪機構(gòu)的使用特點 100 6.2 槽輪機構(gòu) 100 6.2.1 槽輪機構(gòu)的工作原理 100 6.2.2 槽輪機構(gòu)的主要參數(shù) 101 6.3 不完全齒輪機構(gòu) 102 6.4 組合機構(gòu) 103 6.4.1 串聯(lián)式組合機構(gòu) 103 6.4.2 并聯(lián)式組合機構(gòu) 104 6.4.3 復(fù)合式組合機構(gòu) 105 6.4.4 疊加式組合機構(gòu) 105 習(xí)題 106 第7章 機械動力學(xué)基礎(chǔ) 107 7.1 機械中的摩擦和機械效率 107 7.1.1 運動副中的摩擦 107 7.1.2 柔韌體的摩擦 114 7.1.3 機械效率和自鎖 115 7.2 機械速度波動的調(diào)節(jié) 119 7.2.1 速度波動的分類及調(diào)節(jié)方法 119 7.2.2 飛輪設(shè)計的近似方法 120 7.3 回轉(zhuǎn)件的平衡 124 7.3.1 回轉(zhuǎn)件的平衡計算 125 7.3.2 回轉(zhuǎn)件的平衡試驗 128 習(xí)題 130 第8章 機械零件設(shè)計概論 136 8.1 概述 136 8.1.1 零件設(shè)計的基本要求 136 8.1.2 機械零件的失效形式 136 8.1.3 機械零件的設(shè)計準(zhǔn)則 137 8.1.4 機械零件設(shè)計的一般步驟 138 8.2 零件的體積強度 138 8.2.1 應(yīng)力的分類與描述 139 8.2.2 靜應(yīng)力下零件的許用應(yīng)力 140 8.2.3 變應(yīng)力下零件的許用應(yīng)力 140 8.3 機械零件的接觸強度 144 8.4 零件的耐磨性 146 8.5 零件的常用材料與熱處理 147 8.5.1 機械零件的常用材料 147 8.5.2 鋼的常用熱處理工藝及其應(yīng)用 148 8.5.3 機械零件材料的選用原則 149 8.6 互換性簡介 150 8.6.1 公差與配合 150 8.6.2 表面粗糙度 152 8.6.3 優(yōu)先數(shù)系 153 8.7 零件的工藝性與機械設(shè)計的有關(guān)原則 154 8.7.1 機械零件結(jié)構(gòu)工藝性的基本原則 154 8.7.2 機械設(shè)計的若干原則 154 習(xí)題 155 第9章 聯(lián)接 158 9.1 概述 158 9.2 螺紋的形成與參數(shù) 158 9.2.1 螺紋的形成 159 9.2.2 螺紋的參數(shù) 159 9.3 螺旋副受力分析 160 9.4 機械制造常用螺紋 161 9.5 螺紋聯(lián)接的類型及其聯(lián)接件 164 9.5.1 螺紋聯(lián)接的基本類型 164 9.5.2 螺紋緊固件 165 9.6 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊與防松 167 9.6.1 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊 167 9.6.2 螺紋聯(lián)接的防松 167 9.7 螺栓聯(lián)接的強度計算 168 9.7.1 松螺栓聯(lián)接的強度計算 169 9.7.2 緊螺栓聯(lián)接的強度計算 170 9.8 螺栓的材料及其聯(lián)接的許用應(yīng)力 174 9.9 提高螺紋聯(lián)接強度的措施 175 9.10 螺旋傳動 178 9.10.1 螺旋傳動的類型和應(yīng)用 178 9.10.2 滑動螺旋傳動的設(shè)計 179 9.10.3 滾動螺旋傳動簡介 182 9.10.4 靜壓螺旋傳動簡介 182 9.11 鍵、 銷聯(lián)接 183 9.11.1 鍵聯(lián)接的類型及其應(yīng)用 183 9.11.2 花鍵聯(lián)接 186 9.11.3 銷聯(lián)接 187 習(xí)題 188 第10章 齒輪傳動 192 10.1 齒輪的失效形式 192 10.2 齒輪材料及其熱處理 194 10.3 齒輪傳動的精度 195 10.4 直齒圓柱齒輪的作用力和計算載荷 197 10.4.1 輪齒上的作用力 197 10.4.2 計算載荷 197 10.5 直齒圓柱齒輪的強度計算 198 10.5.1 齒面接觸疲勞強度計算 198 10.5.2 齒根彎曲疲勞強度計算 200 10.5.3 設(shè)計齒輪傳動的幾點說明 202 10.6 斜齒圓柱齒輪傳動 204 10.6.1 斜齒圓柱齒輪輪齒上的作用力 204 10.6.2 斜齒圓柱齒輪的強度計算 205 10.7 直齒圓錐齒輪傳動 208 10.7.1 直齒圓錐齒輪輪齒上的作用力 208 10.7.2 直齒圓錐齒輪的強度計算 209 10.8 齒輪的構(gòu)造 210 10.9 齒輪傳動的潤滑和效率 212 10.10 圓弧齒輪傳動簡介 214 10.10.1 嚙合原理概述 214 10.10.2 單圓弧齒輪的優(yōu)缺點 215 10.10.3 雙圓弧齒輪傳動 216 習(xí)題 216 第11章 蝸桿傳動 219 11.1 概述 219 11.2 蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸計算 220 11.2.1 圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù) 220 11.2.2 圓柱蝸桿傳動的幾何尺寸計算 223 11.3 蝸桿傳動的失效形式、 材料和結(jié)構(gòu) 224 11.3.1 蝸桿傳動的失效形式和材料 224 11.3.2 蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu) 225 11.4 蝸桿傳動的受力分析 226 11.5 蝸桿傳動的強度計算 227 11.6 蝸桿傳動的效率、 潤滑和熱平衡計算 228 11.6.1 蝸桿傳動的效率 228 11.6.2 蝸桿傳動的潤滑 229 11.6.3 蝸桿傳動的熱平衡計算 229 習(xí)題 231 第12章 帶傳動和鏈傳動 233 12.1 帶傳動概述 233 12.1.1 帶傳動的工作原理和類型 233 12.1.2 帶傳動的特點 234 12.1.3 帶傳動的尺寸計算 234 12.1.4 帶傳動的張緊 235 12.2 帶傳動的受力分析 235 12.3 帶的應(yīng)力分析 237 12.4 彈性滑動和傳動比 240 12.5 普通V帶傳動的計算 241 12.5.1 V帶的規(guī)格 241 12.5.2 單根普通V帶的許用功率 242 12.5.3 普通V帶的型號和根數(shù)的確定 244 12.5.4 主要參數(shù)的選擇 246 12.6 V帶帶輪的材料和結(jié)構(gòu) 248 12.7 同步帶傳動簡介 249 12.8 鏈傳動概述 250 12.9 鏈條和鏈輪 251 12.9.1 鏈條 251 12.9.2 鏈輪 253 12.10 鏈傳動的運動和受力分析 254 12.10.1 鏈傳動的運動分析 254 12.10.2 鏈傳動的動載荷 255 12.10.3 鏈傳動的受力分析 256 12.11 鏈傳動的主要參數(shù)及選擇 257 12.11.1 鏈輪齒數(shù) 257 12.11.2 鏈的節(jié)距 258 12.11.3 中心距和鏈長 258 12.12 滾子鏈傳動的計算 259 12.12.1 鏈傳動的失效形式 259 12.12.2 功率曲線圖 259 12.12.3 鏈傳動的計算 260 12.13 鏈傳動的潤滑和布置 262 12.13.1 鏈傳動的潤滑 262 12.13.2 鏈傳動的布置與張緊 263 習(xí)題 264 第13章 軸 267 13.1 概述 267 13.1.1 軸的分類 267 13.1.2 軸的設(shè)計 268 13.2 軸的材料 269 13.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 270 13.3.1 軸的毛坯 270 13.3.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求 271 13.4 軸的強度計算 276 13.4.1 按扭轉(zhuǎn)強度計算 276 13.4.2 按彎扭合成強度計算 276 13.5 軸的剛度計算 280 13.6 軸的臨界轉(zhuǎn)速的概念 281 習(xí)題 282 第14章 滾動軸承 283 14.1 概述 283 14.1.1 滾動軸承的主要類型、 結(jié)構(gòu)和特點 283 14.1.2 滾動軸承的代號 285 14.1.3 滾動軸承類型的選擇 287 14.2 滾動軸承的選擇計算 288 14.2.1 滾動軸承的載荷分析、 失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則 288 14.2.2 基本額定壽命和基本額定動載荷 289 14.2.3 當(dāng)量動載荷 289 14.2.4 基本額定壽命計算 291 14.2.5 角接觸軸承的載荷計算 292 14.2.6 滾動軸承的其他計算 294 14.3 滾動軸承的潤滑和密封 296 14.3.1 滾動軸承的潤滑 296 14.3.2 滾動軸承的密封 296 14.4 滾動軸承的組合設(shè)計 297 14.4.1 軸系的軸向固定 297 14.4.2 軸承間隙及軸系軸向位置的調(diào)整 299 14.4.3 滾動軸承的配合 301 14.4.4 滾動軸承的裝拆 301 習(xí)題 301 第15章 滑動軸承 303 15.1 摩擦狀態(tài)分析 303 15.2 滑動軸承的結(jié)構(gòu) 304 15.2.1 向心滑動軸承的結(jié)構(gòu) 304 15.2.2 推力滑動軸承的結(jié)構(gòu) 305 15.3 軸瓦和軸承襯材料 306 15.4 非液體摩擦滑動軸承的設(shè)計計算 308 15.4.1 徑向滑動軸承的計算 308 15.4.2 推力滑動軸承的計算 308 15.5 潤滑劑和潤滑裝置 309 15.5.1 潤滑劑 309 15.5.2 常用潤滑裝置 311 15.6 液體摩擦滑動軸承介紹 312 15.6.1 流體動壓向心滑動軸承 312 15.6.2 流體靜壓滑動軸承 314 習(xí)題 315 第16章 聯(lián)軸器、 離合器與制動器 316 16.1 概述 316 16.1.1 選擇聯(lián)軸器應(yīng)考慮的問題 316 16.1.2 聯(lián)軸器的類型 317 16.1.3 離合器的類型 317 16.1.4 聯(lián)軸器選用步驟 318 16.2 固定式聯(lián)軸器 319 16.2.1 凸緣聯(lián)軸器 319 16.2.2 套筒聯(lián)軸器 319 16.2.3 夾殼聯(lián)軸器 320 16.3 剛性可移式聯(lián)軸器 320 16.3.1 牙嵌聯(lián)軸器 320 16.3.2 齒式聯(lián)軸器 321 16.3.3 滑塊聯(lián)軸器 322 16.3.4 萬向聯(lián)軸器 322 16.3.5 滾子鏈聯(lián)軸器 323 16.4 非金屬彈性元件聯(lián)軸器 324 16.4.1 彈性套柱銷聯(lián)軸器 324 16.4.2 彈性柱銷聯(lián)軸器 325 16.4.3 彈性柱銷齒式聯(lián)軸器 325 16.4.4 梅花形彈性聯(lián)軸器 326 16.4.5 輪胎式聯(lián)軸器 326 16.5 金屬彈性元件聯(lián)軸器 326 16.5.1 蛇形彈簧聯(lián)軸器 327 16.5.2 徑向簧片聯(lián)軸器 328 16.6 牙嵌離合器 328 16.7 摩擦離合器 329 16.7.1 多圓盤摩擦離合器 329 16.7.2 圓錐面摩擦離合器 332 16.8 自動離合器 333 16.8.1 安全離合器 333 16.8.2 離心離合器 334 16.8.3 定向離合器 335 16.9 制動器 336 16.9.1 帶式制動器 336 16.9.2 塊式制動器 337 16.9.3 盤式制動器 337 習(xí)題 337 第17章 彈簧 339 17.1 概述 339 17.1.1 彈簧的功用 339 17.1.2 彈簧分類 339 17.2 圓柱螺旋拉、 壓彈簧的應(yīng)力與變形 340 17.2.1 圓柱螺旋彈簧的應(yīng)力計算 340 17.2.2 圓柱螺旋彈簧的變形計算 342 17.3 彈簧的材料、 許用應(yīng)力和制造 343 17.3.1 彈簧的材料 343 17.3.2 彈簧的許用應(yīng)力 344 17.3.3 彈簧的制造 344 17.4 圓柱螺旋拉、 壓彈簧的設(shè)計 345 17.4.1 圓柱螺旋彈簧的參數(shù)及幾何尺寸 345 17.4.2 圓柱螺旋彈簧的特性曲線和剛度 348 17.4.3 設(shè)計計算步驟 349 17.5 其他彈簧簡介 352 17.5.1 圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧 352 17.5.2 碟形彈簧 353 17.5.3 環(huán)形彈簧 354 習(xí)題 354 參考文獻 356