机械设计与分析基础电子书

前言

第1章 机械系统及常识

1.1 机械的组成

1.1.1 机器和机构

1.1.2 构件和零件

1.2 机械零件常用材料及其性能

1.2.1 材料的力学性能

1.2.2 常用材料及牌号

1.2.3 常用热处理方法

1.3 机械分析的一般程序和基本方法

1.3.1 机械分析的一般程序

1.3.2 机械分析的基本方法

实践训练

第2章 机械传动系统的运动分析

2.1 机构的组成及运动简图

2.1.1 构件的运动形式

2.1.2 运动副及其分类

2.1.3 运动链与机构

2.1.4 平面机构运动简图

2.2 平面机构具有确定运动的条件

2.2.1 平面机构自由度的计算

2.2.2 运动链的可动性及运动确定性的条件

2.2.3 平面机构自由度计算中的特殊情况

2.3 机械传动系统概述

2.3.1 机械传动的运动和动力参数

2.3.2 机械传动系统的基本功能

2.3.3 机械传动系统运动方案分析实例

实践训练

第3章 机构静力分析与应用

3.1 静力分析的基本概念

3.1.1 力及其性质

3.1.2 力矩及其性质

3.1.3 力偶及其性质

3.1.4 力的平移定理

3.2 平面机构中约束类型及约束反力

3.2.1 柔性约束

3.2.2 运动副约束

3.2.3 固定端约束

3.2.4 构件的受力分析与受力图

3.3 平面机构中约束反力的求解

3.3.1 平面力系的简化与平衡

3.3.2 应用平衡方程求解约束反力

3.4 运动副的摩擦与自锁

3.4.1 滑动摩擦

3.4.2 滚动摩擦

3.4.3 运动副中的自锁现象

3.4.4 机构中摩擦问题的实例分析

3.5 回转件平衡的动态静力分析

3.5.1 回转件平衡的目的

3.5.2 回转件平衡的类型

3.5.3 回转件的平衡计算

实践训练

第4章 机械零件工作能力分析与应用

4.1 零件轴向拉（压）变形时工作能力分析

4.1.1 轴向拉伸或压缩的概念

4.1.2 内力分析与应力分析

4.1.3 材料的力学性能

4.1.4 轴向拉（压）强度分析实例

4.1.5 轴向拉（压）变形简介

4.1.6 压杆稳定性的概念

4.1.7 应力集中的概念

4.2 零件剪切与挤压变形时工作能力分析

4.2.1 剪切与挤压的概念

4.2.2 剪切与挤压强度分析实例

4.3 零件弯曲变形时工作能力分析

4.3.1 平面弯曲的概念

4.3.2 内力分析与应力分析

4.3.3 梁的弯曲强度分析实例

4.3.4 弯曲刚度简介

4.3.5 提高零件弯曲强度和刚度的措施

4.4 零件扭转变形时工作能力分析

4.4.1 扭转的概念

4.4.2 内力分析与应力分析

4.4.3 轴的扭转强度分析实例

4.4.4 扭转刚度简介

4.5 零件组合变形时工作能力分析

4.5.1 拉伸（压缩）与弯曲组合时强度分析实例

4.5.2 弯扭组合时强度分析实例

4.6 零件疲劳强度简介

4.6.1 交变应力的概念

4.6.2 交变应力的循环特性

4.6.3 疲劳破坏

4.6.4 提高疲劳强度的措施

实践训练

第5章 常用机构的结构分析与应用

5.1 平面连杆机构

5.1.1 铰链四杆机构及其演化

5.1.2 平面四杆机构的基本特性

5.1.3 实现运动要求的机构参数图解法实例

5.1.4 构件和运动副的结构

5.2 凸轮机构

5.2.1 凸轮机构应用及分类

5.2.2 从动件的常用运动规律

5.2.3 凸轮轮廓的图解法

5.2.4 基本尺寸的确定

5.2.5 凸轮机构的材料与结构

5.3 螺旋机构

5.3.1 螺纹

5.3.2 螺旋机构的类型及应用

5.4 间歇运动机构

5.4.1 棘轮机构

5.4.2 槽轮机构

5.4.3 不完全齿轮机构

5.4.4 凸轮式间歇运动机构

实践训练

第6章 挠性传动的结构分析与应用

6.1 带传动概述

6.1.1 带传动的类型、特点和应用

6.1.2 V带及V带轮

6.2 带传动的失效分析

6.2.1 带传动的受力分析

6.2.2 带的应力分析

6.2.3 带传动的弹性滑动与传动比

6.3 普通V带传动的工作能力计算

6.3.1 工作能力计算准则

6.3.2 工作能力计算方法和步骤

6.4 V带传动的张紧、使用与维护

6.4.1 张紧方法及预紧力F0的控制

6.4.2 V带传动的使用与维护

实践训练

第7章 齿轮传动的结构分析与应用

7.1 概述

7.1.1 齿轮传动的特点及类型

7.1.2 齿轮传动的基本要求

7.2 渐开线直齿圆柱齿轮

7.2.1 渐开线齿廓及其啮合特性

7.2.2 渐开线齿轮及基本参数和几何尺寸

7.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动

7.4 渐开线齿轮切齿原理及变位齿轮简介

7.4.1 轮齿切制原理与方法

7.4.2 根切现象和最少齿数

7.4.3 变位齿轮的概念

7.5 齿轮传动的失效分析、计算准则和材料选择

7.5.1 主要失效形式

7.5.2 工作能力计算准则

7.5.3 齿轮材料的选择

7.5.4 配对齿轮齿面硬度的组合及应用

7.6 标准直齿圆柱齿轮传动的工作能力计算

7.6.1 轮齿的受力分析和计算载荷

7.6.2 齿轮传动的强度计算

7.6.3 齿轮主要参数对齿轮传动的影响

7.7 标准斜齿圆柱齿轮传动及工作能力计算

7.7.1 斜齿圆柱齿轮传动的特点

7.7.2 斜齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸

7.7.3 斜齿圆柱齿轮的啮合传动

7.7.4 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算

7.8 直齿锥齿轮传动简介

7.8.1 直齿锥齿轮的齿廓和当量齿数

7.8.2 直齿锥齿轮的基本参数和几何尺寸

7.8.3 直齿锥齿轮传动的受力分析

7.9 蜗杆传动简介

7.9.1 蜗杆传动的特点及类型

7.9.2 蜗杆传动的基本参数和几何尺寸

7.9.3 蜗杆传动工作能力计算准则

7.9.4 蜗杆和蜗轮的材料

7.9.5 蜗杆传动的润滑与散热

7.10 齿轮的结构和齿轮传动的使用与维护

7.10.1 齿轮的结构

7.10.2 齿轮传动的使用与维护

7.11 轮系

7.11.1 轮系的类型

7.11.2 定轴轮系的传动比计算

7.11.3 周转轮系的传动比计算

7.11.4 复合轮系的传动比计算

7.11.5 轮系的功用简介

实践训练

第8章 轴的结构分析与应用

8.1 轴的功用及分类

8.2 轴的失效形式、计算准则和材料选择

8.2.1 主要失效形式

8.2.2 工作能力计算准则

8.2.3 轴的材料选择

8.3 轴的结构分析

8.3.1 轴上零件的装配方案

8.3.2 轴上零件的定位与固定

8.3.3 各轴段的直径和长度

8.3.4 轴的结构工艺性

8.3.5 提高轴的强度和刚度的常用措施

8.4 轴的工作能力计算

8.4.1 抗扭强度计算

8.4.2 弯扭合成强度计算

8.5 轴的使用与维护

实践训练

第9章 轴承的结构分析与应用

9.1 概述

9.2 滚动轴承的类型、代号及选用

9.2.1 滚动轴承的基本结构

9.2.2 滚动轴承的结构特性及分类

9.2.3 滚动轴承的类型

9.2.4 滚动轴承代号

9.2.5 滚动轴承的选择

9.3 滚动轴承的失效形式和选择计算

9.3.1 失效形式和计算准则

9.3.2 滚动轴承的寿命计算

9.3.3 滚动轴承的静强度计算

9.4 轴承装置的结构分析

9.4.1 轴系支承结构形式

9.4.2 轴承的定位与固定

9.4.3 轴系的调整

9.4.4 轴承的装拆

9.4.5 保证支承部分的刚度和同轴度

9.4.6 滚动轴承的润滑与密封

9.5 滑动轴承简介

9.5.1 滑动轴承的类型

9.5.2 滑动轴承的典型结构

9.5.3 滑动轴承的材料

9.5.4 滑动轴承的润滑

实践训练

第10章 连接的结构分析与应用

10.1 轴毂连接

10.1.1 轴毂连接方法及其特点

10.1.2 键联结的类型、特点和应用

10.1.3 平键的选择和强度计算

10.2 螺纹联接

10.2.1 螺纹联接的类型、特点和应用

10.2.2 螺纹联接件的类型、特点和应用

实践训练

第11章 机械零部件精度分析与应用

11.1 概述

11.1.1 几何精度与互换性

11.1.2 标准化与优先数系

11.1.3 几何参数的误差与公差

11.2 尺寸精度及选用

11.2.1 极限与配合的术语和定义

11.2.2 极限与配合国家标准

11.2.3 极限与配合的选用

11.3 几何公差及选用

11.3.1 基本术语和定义

11.3.2 几何公差带定义、标注和解释

11.3.3 几何公差数值及应用

11.3.4 公差原则简介

11.4 表面粗糙度及选用

11.4.1 表面结构的概念

11.4.2 表面粗糙度对零件功能的影响

11.4.3 表面粗糙度参数值

11.4.4 表面粗糙度选用举例

11.5 典型零部件精度分析

11.5.1 滚动轴承精度分析及实例

11.5.2 平键联结精度分析及实例

11.5.3 圆柱齿轮精度分析及实例

11.5.4 轴的精度分析及实例

实践训练

参考文献

减速器的测绘与综合分析项目

任务1 减速器装配体测绘

任务2 选配电动机

任务3 减速器各轴的运动和动力参数计算

任务4 齿轮传动的工作能力计算

任务5 减速器轴系结构分析

任务6 减速器轴的工作能力计算

任务7 滚动轴承寿命计算

任务8 减速器轴系结构精度分析

任务9 绘制减速器装配图

任务10 撰写项目说明书