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机械设计基础

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内容简介

《高等院校十一五机械类统编教材》编委会名单

出版说明

前言

目录

绪论

0.1 机械的组成

0.2 本课程的内容、性质和任务

0.2.1 本课程的内容

0.2.2 本课程的性质和任务

0.3 机械设计的基本要求和一般程序

0.3.1 机械设计应满足的基本要求

0.3.2 机械设计的一般程序

小结

习题0

第1章 平面机构的自由度和速度分析

1.1 运动副及其分类

1.1.1 构件的自由度

1.1.2 运动副的分类及其表达方法

1.2 平面机构运动简图

1.2.1 构件的分类及其表示方法

1.2.2 平面机构运动简图

1.3 平面机构的自由度

1.3.1 平面机构的自由度计算公式

1.3.2 平面机构具有确定运动的条件

1.3.3 计算平面机构自由度时应注意的事项

1.4 速度瞬心及其在机构速度分析上的应用

1.4.1 速度瞬心及其求法

1.4.2 速度瞬心在机构速度分析上的应用

小结

习题1

第2章 平面连杆机构

2.1 铰链四杆机构的基本形式、特性及应用

2.1.1 曲柄摇杆机构

2.1.2 双曲柄机构

2.1.3 双摇杆机构

2.2 铰链四杆机构的曲柄存在条件

2.3 铰链四杆机构的演化

2.3.1 转动副转化成移动副

2.3.2 取不同的构件为机架

2.3.3 扩大转动副

2.4 平面四杆机构的设计

2.4.1 按给定的行程速比系数K设计四杆机构

2.4.2 按给定连杆的2个或3个位置设计四杆机构

2.4.3 按给定的两连架杆对应位置设计四杆机构

2.4.4 按给定的运动轨迹设计四杆机构

小结

习题2

第3章 凸轮机构

3.1 概述

3.1.1 凸轮机构的应用

3.1.2 凸轮机构的分类

3.1.3 凸轮机构的设计任务

3.2 从动件的常用运动规律

3.2.1 等速运动规律（一次多项式运动规律）

3.2.2 等加速、等减速运动规律（二次多项式运动规律）

3.2.3 简谐运动规律（余弦加速度运动规律）

3.3 图解法设计凸轮轮廓

3.3.1 直动尖顶从动件盘形凸轮

3.3.2 对心直动滚子从动件盘形凸轮

3.3.3 对心直动平底从动件盘形凸轮

3.3.4 摆动从动件盘形凸轮

3.4 凸轮机构基本参数的确定

3.4.1 凸轮机构的压力角

3.4.2 滚子从动件滚子半径的选择

3.4.3 平底从动件平底尺寸的确定

小结

习题3

第4章 齿轮机构

4.1 齿轮机构的特点和分类

4.2 齿廓啮合基本定律

4.3 渐开线齿廓

4.3.1 渐开线的形成和性质

4.3.2 渐开线齿廓的啮合特点

4.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的尺寸计算

4.4.1 外齿轮

4.4.2 内齿轮

4.4.3 齿条

4.5 渐开线直齿圆柱齿轮机构的啮合传动

4.5.1 正确啮合条件

4.5.2 标准中心距

4.5.3 连续传动的条件

4.6 渐开线齿轮的切齿原理

4.6.1 成型法

4.6.2 范成法

4.7 渐开线齿廓的根切现象、最少齿数及变位齿轮

4.7.1 根切现象及产生原因

4.7.2 渐开线标准直齿轮不发生根切的最少齿数

4.7.3 变位齿轮

4.8 斜齿圆柱齿轮机构

4.8.1 斜齿圆柱齿轮齿面的形成及啮合特点

4.8.2 斜齿圆柱齿轮的几何参数和尺寸计算

4.8.3 斜齿轮的啮合传动和重合度

4.8.4 斜齿轮的当量齿数

4.8.5 斜齿轮的传动特点

4.9 圆锥齿轮机构

4.9.1 直齿圆锥齿轮齿面的形成

4.9.2 背锥和当量齿数

4.9.3 直齿锥齿轮几何尺寸计算

小结

习题4

第5章 轮系

5.1 轮系及其分类

5.1.1 定轴轮系

5.1.2 周转轮系

5.1.3 复合轮系

5.2 定轴轮系传动比的计算

5.2.1 一对齿轮的传动比

5.2.2 定轴轮系传动比大小的计算

5.2.3 定轴轮系首末轮转向关系的确定

5.3 周转轮系及其传动比的计算

5.3.1 周转轮系的组成及分类

5.3.2 周转轮系的传动比计算

5.4 复合轮系的传动比计算

5.5 轮系的功用

小结

习题5

第6章 间歇运动机构

6.1 棘轮机构

6.1.1 棘轮机构的工作原理及组成

6.1.2 棘轮机构的类型、特点和应用

6.1.3 棘爪的工作条件

6.2 槽轮机构

6.2.1 槽轮机构的工作原理及组成

6.2.2 槽轮机构的主要参数

6.3 不完全齿轮机构

6.4 凸轮间歇运动机构

小结

习题6

第7章 机械速度波动的调节

7.1 机械速度波动调节的目的和方法

7.1.1 机械速度波动调节的目的

7.1.2 机械速度波动调节的方法

7.2 机械运转的平均角速度和不均匀系数

7.2.1 平均角速度

7.2.2 不均匀系数

7.3 飞轮设计方法

7.3.1 转动惯量的计算

7.3.2 最大盈亏功的确定

7.3.3 飞轮尺寸的确定

小结

习题7

第8章 回转件的平衡

8.1 回转件平衡的目的

8.2 回转件的平衡计算

8.2.1 静平衡计算

8.2.2 动平衡计算

8.3 回转件的平衡试验

8.3.1 静平衡试验

8.3.2 动平衡试验

小结

习题8

第9章 机械零件设计概论

9.1 机械零件的主要失效形式

9.2 机械零件的工作能力及其设计准则

9.2.1 机械零件的工作能力

9.2.2 机械零件的设计准则

9.3 机械零件设计的一般步骤

9.3.1 机械零件设计应满足的基本要求

9.3.2 机械零件设计的一般步骤

9.4 机械零件的强度计算

9.4.1 应力的分类

9.4.2 静应力下机械零件的强度计算

9.4.3 变应力下机械零件的疲劳强度计算

9.5 机械零件的接触强度计算

9.5.1 接触应力和接触强度的概念

9.5.2 接触疲劳强度计算

9.6 机械零件常用材料及其选择

9.6.1 金属材料

9.6.2 非金属材料

9.6.3 材料选择原则

9.7 机械零件的工艺性及标准化

9.7.1 什么是工艺性

9.7.2 工艺性应当注意的几个主要方面

9.7.3 标准化、通用化、系列化的概念和意义

小结

习题9

第10章 连接

10.1 螺纹的形成、类型及主要参数

10.1.1 螺纹的形成

10.1.2 螺纹的类型和旋向

10.1.3 螺纹的主要参数

10.2 常用螺纹的种类、特点及应用

10.3 螺纹副的受力分析、效率和自锁

10.3.1 矩形螺纹

10.3.2 非矩形螺纹

10.3.3 非矩形螺纹的自锁条件和效率

10.4 螺纹连接的基本类型和标准连接件

10.4.1 螺纹连接的基本类型

10.4.2 标准连接件

10.5 螺纹连接的预紧和防松

10.5.1 螺纹连接的预紧

10.5.2 螺纹连接的防松

10.6 螺栓连接的计算

10.6.1 单个螺栓连接的失效形式和强度计算

10.6.2 螺栓材料及许用应力

10.7 螺栓组连接的受力分析

10.7.1 螺栓组连接的结构设计

10.7.2 受横向载荷的螺栓组连接

10.7.3 受轴向载荷的螺栓组连接

10.7.4 受旋转力矩的螺栓组连接

10.7.5 受翻转力矩的螺栓组连接

10.8 提高螺栓连接强度的措施

10.8.1 改善螺纹牙间载荷分布

10.8.2 降低总工作载荷的变化范围

10.8.3 改善头部的应力集中状况

10.8.4 避免或减小附加应力

10.8.5 采用合理的制造工艺

10.9 螺旋传动

10.9.1 螺旋传动的类型和特点

10.9.2 滑动螺旋传动的设计计算

10.10 键连接和花键连接

10.10.1 键连接的类型及应用

10.10.2 平键连接的强度计算

10.10.3 花键连接

10.11 销连接

小结

习题10

第11章 齿轮传动

11.1 齿轮传动的失效形式和设计准则

11.1.1 齿轮的工作条件与齿面硬度

11.1.2 齿轮传动的失效形式及设计准则

11.2 齿轮材料及其热处理

11.2.1 齿轮材料及其选用

11.2.2 齿轮的热处理

11.3 直齿圆柱齿轮传动的受力分析及计算载荷

11.3.1 轮齿的受力分析

11.3.2 计算载荷

11.4 直齿圆柱齿轮传动的齿面接触强度计算

11.4.1 齿面接触强度计算公式

11.4.2 许用接触应力

11.4.3 齿面接触强度计算说明

11.5 直齿圆柱齿轮传动的齿根弯曲强度计算

11.5.1 齿根弯曲强度计算公式

11.5.2 许用弯曲应力

11.5.3 齿根弯曲强度计算说明

11.5.4 齿轮主要参数的选择

11.6 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算

11.6.1 轮齿的受力分析

11.6.2 强度计算

11.7 直齿圆锥齿轮传动的强度计算

11.7.1 轮齿的受力分析

11.7.2 强度计算

11.8 齿轮的结构设计

11.8.1 齿轮轴

11.8.2 实心式齿轮和腹板式齿轮

11.8.3 轮辐式齿轮

11.9 齿轮传动的润滑与效率

11.9.1 齿轮传动的润滑

11.9.2 齿轮传动的效率

小结

习题11

第12章 蜗杆传动

12.1 概述

12.1.1 蜗杆传动的特点

12.1.2 蜗杆传动的分类

12.2 圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸

12.2.1 圆柱蜗杆传动的主要参数

12.2.2 圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算

12.3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构

12.3.1 蜗杆传动的失效形式

12.3.2 蜗杆传动的材料

12.3.3 蜗杆和蜗轮的结构

12.4 蜗杆传动的受力分析和强度计算

12.4.1 蜗杆传动的受力分析

12.4.2 蜗杆传动的强度计算

12.5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算

12.5.1 蜗杆传动的效率

12.5.2 蜗杆传动的润滑

12.5.3 蜗杆传动的热平衡计算

小结

习题12

第13章 带传动和链传动

13.1 带传动的概述

13.1.1 带传动的类型

13.1.2 带传动的特点

13.2 带传动的基本理论

13.2.1 带传动中的力

13.2.2 带传动中的应力

13.2.3 带传动的弹性滑动和打滑

13.3 普通V带传动的设计计算

13.3.1 普通V带

13.3.2 带传动的设计准则

13.3.3 带传动的设计计算和参数选择

13.4 V带轮的结构设计

13.4.1 普通V带轮

13.4.2 带传动的张紧装置

13.5 同步带传动简介

13.6 链传动概述

13.6.1 链传动的类型

13.6.2 链传动的特点

13.7 滚子链的结构

13.7.1 链条

13.7.2 链轮

13.8 链传动的运动分析和受力分析

13.8.1 链传动的运动分析

13.8.2 链传动的受力分析

13.9 链传动的主要参数及其选择

13.9.1 链轮齿数

13.9.2 链的节距和排数

13.9.3 链传动的中心距和链节数

13.10 滚子链传动的设计计算

13.10.1 链传动的失效形式

13.10.2 功率曲线图

13.10.3 链传动的计算

13.11 链传动的润滑与布置

13.11.1 链传动的润滑

13.11.2 链传动的布置

小结

习题13

第14章 轴

14.1 概述

14.1.1 轴的功用和类型

14.1.2 轴设计的主要内容

14.1.3 轴的材料

14.2 轴的结构设计

14.2.1 制造安装和结构工艺性

14.2.2 轴上零件的定位和固定

14.2.3 提高轴强度的常用措施

14.3 轴的强度计算

14.3.1 轴的受力简图

14.3.2 轴的强度计算

小结

习题14

第15章 滚动轴承

15.1 概述

15.1.1 滚动轴承的基本结构

15.1.2 滚动轴承的特点

15.2 滚动轴承的基本类型和选择

15.2.1 滚动轴承的基本类型

15.2.2 滚动轴承的选择

15.3 滚动轴承的代号

15.3.1 基本代号

15.3.2 前置代号

15.3.3 后置代号

15.4 滚动轴承的选择计算

15.4.1 滚动轴承的失效形式及计算准则

15.4.2 轴承寿命

15.4.3 当量动载荷的计算

15.4.4 向心角接触轴承轴向力的计算

15.4.5 滚动轴承的静强度计算

15.5 滚动轴承的组合设计

15.5.1 轴承的固定

15.5.2 轴承的调整

15.5.3 轴承的配合

15.5.4 轴承装拆

15.6 滚动轴承的润滑和密封

15.6.1 滚动轴承的润滑

15.6.2 滚动轴承的密封

小结

习题15

第16章 滑动轴承

16.1 概述

16.1.1 滑动轴承的分类

16.1.2 滑动轴承的特点及应用

16.2 滑动轴承的结构形式

16.2.1 向心滑动轴承

16.2.2 推力滑动轴承

16.3 滑动轴承的失效形式及其材料

16.3.1 滑动轴承的主要失效形式

16.3.2 滑动轴承材料

16.4 滑动轴承的润滑

16.4.1 润滑剂

16.4.2 润滑装置

16.5 非液体摩擦滑动轴承的计算

16.5.1 向心滑动轴承

16.5.2 推力滑动轴承

16.6 液体动压润滑向心滑动轴承

16.6.1 动压润滑的形成原理和条件

16.6.2 液体动压润滑的基本方程

16.6.3 向心滑动轴承形成液体动压润滑的过程

小结

习题16

第17章 联轴器与离合器

17.1 联轴器

17.1.1 联轴器的分类

17.1.2 联轴器的选择

17.2 离合器

17.2.1 常用离合器的类型

17.2.2 离合器的选择

小结

习题17

附录A

参考文献