機械設計基礎

目錄
第1章 緒論 1
1.1 機器的組成 1
1.2 機械應滿足的基本要求及機械設計的一般程序 2
1.2.1 機械應滿足的基本要求 2
1.2.2 機械設計的一般程序 2
1.3 機械零件設計概述 3
1.3.1 機械零件的失效與設計準則 3
1.3.2 機械零件的設計方法 5
1.3.3 機械零件的常用材料和選擇原則 9
1.4 本課程的性質、研究內容和任務 11
習題 11
第2章 平面機構基礎 12
2.1 機構的組成 12
2.1.1 構件 12
2.1.2 運動副 13
2.2 平面機構的運動簡圖 14
2.3 平面機構的自由度 17
2.3.1 平面機構自由度計算公式 17
2.3.2 計算平面機構自由度的注意事項 18
習題 21
第3章 連桿機構 23
3.1 鉸鏈四桿機構的基本形式和特性 23
3.1.1 曲柄搖桿機構 23
3.1.2 雙曲柄機構 26
3.1.3 雙搖桿機構 27
3.2 鉸鏈四桿機構存在曲柄的條件 28
3.3 鉸鏈四桿機構的演化 29
3.3.1 回轉副轉化成移動副 29
3.3.2 取不同構件為機架 29
3.3.3 雙移動副四桿機構 30
3.3.4 擴大回轉副 31
3.3.5 四桿機構的組合 32
3.4 平面四桿機構的設計 32
3.4.1 按照給定連桿位置設計四桿機構 32
3.4.2 按照給定的行程速比系數(shù)設計四桿機構 33
3.4.3 按照給定兩連架桿對應位置設計四桿機構 34
3.4.4 按照給定點的運動軌跡設計四桿機構 34
習題 36
第4章 凸輪機構 38
4.1 凸輪機構的應用和分類 38
4.1.1 凸輪機構的應用 38
4.1.2 凸輪機構的分類 38
4.2 從動件常用運動規(guī)律 40
4.2.1 凸輪機構的基本概念 40
4.2.2 從動件常用運動規(guī)律 41
4.3 凸輪輪廓設計 44
4.3.1 反轉法原理 44
4.3.2 圖解法設計凸輪輪廓 44
4.4 凸輪機構設計中應注意的幾個問題 47
4.4.1 凸輪機構的壓力角 47
4.4.2 基圓半徑 48
4.4.3 滾子半徑 48
習題 49
第5章 間歇運動機構 50
5.1 棘輪機構 50
5.1.1 棘輪機構的工作原理 50
5.1.2 棘輪機構的類型、特點和應用 50
5.1.3 棘輪機構主要參數(shù)和工作條件 52
5.2 槽輪機構 53
5.2.1 槽輪機構的工作原理 53
5.2.2 槽輪機構的主要參數(shù) 54
5.3 其他間歇運動機構 54
5.3.1 不完全齒輪機構 54
5.3.2 凸輪間歇運動機構 55
習題 56
第6章 齒輪傳動 57
6.1 齒輪傳動的特點和分類 57
6.2 齒廓嚙合的基本定律 58
6.3 漸開線齒廓 59
6.3.1 漸開線及其性質 59
6.3.2 漸開線齒廓符合齒廓嚙合基本定律 59
6.4 漸開線標準直齒圓柱齒輪 61
6.4.1 直齒圓柱齒輪各部分的名稱及
基本參數(shù) 61
6.4.2 標準齒輪 62
6.5 漸開線標準齒輪的嚙合 63
6.5.1 正確嚙合條件 63
6.5.2 標準安裝 63
6.5.3 連續(xù)傳動條件 64
6.6 漸開線直齒圓柱齒輪的加工 64
6.6.1 齒輪加工的基本原理 64
6.6.2 根切和最少齒數(shù) 66
6.6.3 變位齒輪 68
6.6.4 齒輪加工精度 69
6.7 齒輪的失效和齒輪材料 70
6.7.1 齒輪的失效 70
6.7.2 齒輪的材料 71
6.8 直齒圓柱齒輪的受力分析與強度計算 72
6.8.1 受力分析和計算載荷 72
6.8.2 齒面接觸疲勞強度計算 73
6.8.3 齒根的彎曲強度計算 75
6.8.4 齒輪傳動的主要參數(shù)選擇 77
6.9 斜齒圓柱齒輪傳動 79
6.9.1 斜齒圓柱齒輪齒廓曲面的形成及嚙合特點 79
6.9.2 斜齒圓柱齒輪傳動的基本
參數(shù)和幾何尺寸計算 80
6.9.3 斜齒圓柱齒輪的重合度 81
6.9.4 斜齒圓柱齒輪的當量齒輪 82
6.9.5 斜齒圓柱齒輪的受力分析 82
6.9.6 斜齒圓柱齒輪的強度計算 83
6.10 錐齒輪傳動 85
6.10.1 錐齒輪概述 85
6.10.2 直齒錐齒輪齒廓特點 86
6.10.3 標準直齒錐齒輪傳動的幾何計算 86
6.10.4 直齒錐齒輪傳動的受力分析 87
6.11 齒輪結構 88
6.12 齒輪傳動的效率和潤滑 90
6.12.1 齒輪傳動的效率 90
6.12.2 齒輪傳動的潤滑 91
習題 91
第7章 蝸桿傳動 93
7.1 蝸桿傳動的特點和類型 93
7.2 圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸 94
7.2.1 圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù) 94
7.2.2 圓柱蝸桿傳動的幾何計算 96
7.3 蝸桿傳動的失效形式、材料和結構 97
7.3.1 失效形式 97
7.3.2 蝸桿傳動的材料選擇 97
7.3.3 蝸桿和蝸輪的結構 97
7.4 蝸桿傳動的受力分析和強度計算 98
7.4.1 蝸桿傳動的受力分析 98
7.4.2 蝸桿傳動的強度計算 99
7.5 蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡計算 100
7.5.1 蝸桿傳動的效率 100
7.5.2 蝸桿傳動的潤滑 101
7.5.3 蝸桿傳動的熱平衡計算 101
習題 103
第8章 輪系 104
8.1 輪系概述 104
8.1.1 輪系的分類 104
8.1.2 輪系的傳動比 104
8.1.3 從動輪轉動方向 105
8.2 輪系的傳動比計算 106
8.2.1 定軸輪系的傳動比 106
8.2.2 周轉輪系的傳動比 106
8.2.3 混合輪系的傳動比計算 108
8.3 輪系的功用 108
8.3.1 實現(xiàn)大傳動比 108
8.3.2 實現(xiàn)變速、換向傳動 109
8.3.3 實現(xiàn)運動的合成和分解 109
8.3.4 其他功用 110
習題 110
第9章 帶傳動與鏈傳動 112
9.1 帶傳動類型、特點和應用 112
9.1.1 帶傳動的類型與主要特點 112
9.1.2 V 帶標準與結構 113
9.1.3 帶傳動的幾何參數(shù) 114
9.2 帶傳動工作情況分析 115
9.2.1 帶傳動受力分析 115
9.2.2 帶的應力分析 116
9.2.3 帶傳動彈性滑動和打滑 117
9.3 普通V 帶傳動的設計計算 118
9.3.1 帶傳動的主要失效形式和設計準則 118
9.3.2 V 帶傳動設計計算和參數(shù)選擇 118
9.4 同步帶傳動簡介 122
9.5 帶輪設計 123
9.6 帶傳動的張緊裝置 124
9.7 鏈傳動類型和應用 127
9.7.1 鏈傳動的特點及應用 127
9.7.2 鏈傳動的類型 127
9.8 滾子鏈傳動 129
9.8.1 滾子鏈傳動的結構 129
9.8.2 滾子鏈標準 129
9.8.3 鏈輪 130
9.9 鏈傳動工作情況分析 132
9.9.1 鏈傳動的運動特性 132
9.9.2 鏈傳動的受力分析 133
9.10 滾子鏈傳動的設計 133
9.10.1 滾子鏈傳動的失效形式 133
9.10.2 滾子鏈的功率曲線 134
9.10.3 滾子鏈傳動參數(shù)的選擇 135
9.10.4 低速鏈傳動的設計 136
9.11 鏈傳動的布置和潤滑 136
9.11.1 鏈傳動的布置與張緊 136
9.11.2 鏈傳動的潤滑 137
習題 139
第10章 螺紋連接與螺旋傳動 140
10.1 螺紋 140
10.1.1 螺紋的形成及主要參數(shù) 140
10.1.2 螺紋副的受力分析、效率和自鎖 141
10.1.3 螺紋的類型 143
10.2 螺紋連接的類型和標準螺紋連接件 144
10.2.1 螺紋連接的主要類型 144
10.2.2 標準螺紋連接件 146
10.2.3 螺紋連接件的材料及許用應力 148
10.3 螺紋連接的預緊和防松 149
10.3.1 螺紋連接的預緊 149
10.3.2 螺紋連接的防松 150
10.4 螺栓連接的強度計算 151
10.4.1 普通螺栓連接的強度計算 151
10.4.2 加強桿螺栓連接的強度計算 155
10.5 提高螺紋連接強度的措施 156
10.5.1 改善螺紋牙間載荷分布不均的現(xiàn)象 156
10.5.2 減小影響螺栓疲勞強度的應力幅 157
10.5.3 避免附加應力 157
10.5.4 減小應力集中 158
10.5.5 采用合理的制造工藝 158
10.6 螺旋傳動 158
10.6.1 螺旋傳動類型與特點 158
10.6.2 滑動螺旋傳動設計 160
10.6.3 其他螺旋傳動簡介 164
習題 165
第11章 軸與軸轂連接 167
11.1 軸的概述 167
11.1.1 軸的功用與分類 167
11.1.2 軸的材料 168
11.1.3 軸設計的主要內容 169
11.2 軸的結構設計 170
11.2.1 軸上零件的裝配方案 170
11.2.2 軸上零件的定位 170
11.2.3 各軸段直徑和長度的確定 172
11.2.4 軸的結構工藝性 172
11.2.5 提高軸的承載能力的常用措施 173
11.3 軸的工作能力計算 174
11.3.1 軸的強度計算 174
11.3.2 軸的剛度計算 178
11.3.3 軸的臨界轉速 179
11.4 軸轂連接 180
11.4.1 鍵連接 180
11.4.2 花鍵連接 183
11.4.3 銷連接 183
11.4.4 成形連接 184
11.4.5 過盈連接 184
11.4.6 脹套連接 184
習題 185
第12章 滑動軸承 187
12.1 滑動軸承概述 187
12.1.1 摩擦狀態(tài) 187
12.1.2 滑動軸承特點 187
12.1.3 滑動軸承的分類 188
12.2 滑動軸承的結構 189
12.2.1 徑向滑動軸承 189
12.2.2 止推滑動軸承 190
12.3 軸瓦結構與材料 190
12.3.1 軸瓦結構 190
12.3.2 軸瓦材料 191
12.4 滑動軸承的潤滑 192
12.4.1 潤滑劑 193
12.4.2 潤滑方法和潤滑裝置 194
12.5 非液體摩擦滑動軸承的計算 195
12.5.1 向心軸承