目錄

第1篇機(jī)械設(shè)計(jì)概論和機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)

第1章機(jī)械設(shè)計(jì)概論1

1.1課程概論1

1.1.1機(jī)械的概念和組成1

1.1.2機(jī)械工作原理分析實(shí)例2

1.1.3機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展概述4

1.1.4本課程的內(nèi)容、基本要求和學(xué)習(xí)特點(diǎn)5

1.2機(jī)械設(shè)計(jì)過程5

1.3功能原理設(shè)計(jì)7

1.3.1功能原理設(shè)計(jì)的特點(diǎn)7

1.3.2功能分析8

1.3.3功能類型和求解思路8

1.3.4機(jī)械功能結(jié)構(gòu)分析實(shí)例10

1.4機(jī)械設(shè)計(jì)約束11

1.4.1承載能力約束11

1.4.2技術(shù)性能約束14

1.4.3標(biāo)準(zhǔn)化約束15

1.4.4產(chǎn)品成本約束16

1.4.5可持續(xù)發(fā)展約束16

1.5機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)16

1.5.1零件的相關(guān)與結(jié)構(gòu)要素17

1.5.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求17

1.5.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的構(gòu)型變換19

1.5.4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則20

1.5.5機(jī)械結(jié)構(gòu)的合理性分析實(shí)例28

思考和實(shí)訓(xùn)習(xí)題30

第2章機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析32

2.1平面機(jī)構(gòu)的組成32

2.1.1機(jī)構(gòu)的組成32

2.1.2運(yùn)動(dòng)副的自由度和運(yùn)動(dòng)鏈34

2.2平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖35

2.2.1平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的關(guān)聯(lián)要素35

2.2.2平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖和示意圖繪制實(shí)例38

2.3平面機(jī)構(gòu)自由度和運(yùn)動(dòng)確定性39

2.3.1平面機(jī)構(gòu)的自由度39

2.3.2機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算中的特殊情況處理39

2.3.3平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件40

2.3.4平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算和分析實(shí)例41

思考和實(shí)訓(xùn)習(xí)題43

第2篇常 用 機(jī) 構(gòu)

第3章平面連桿機(jī)構(gòu)47

3.1平面連桿機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用47

3.1.1鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)48

3.1.2鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型判別實(shí)例51

3.1.3滑塊四桿機(jī)構(gòu)52

3.1.4運(yùn)動(dòng)副變換54

3.1.5滑塊四桿機(jī)構(gòu)類型分析實(shí)例56

3.2平面連桿機(jī)構(gòu)的基本特性57

3.2.1急回特性57

3.2.2傳力分析58

3.2.3平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)幾何分析實(shí)例61

��3.3平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析62

3.4平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)62

3.4.1按照給定連桿位置設(shè)計(jì)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)62

3.4.2按照給定行程速度變化系數(shù)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)63

3.4.3鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)圖解法設(shè)計(jì)和分析實(shí)例64

3.4.4鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)幾何方程65

3.4.5按照給定的兩連架桿對應(yīng)位置設(shè)計(jì)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)66

3.5多桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用67

思考和實(shí)訓(xùn)習(xí)題69

第4章凸輪機(jī)構(gòu)72

4.1凸輪機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用72

4.1.1凸輪機(jī)構(gòu)的組成和類型72

4.1.2凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用75

4.2從動(dòng)件基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律75

4.2.1從動(dòng)件基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)方程和線圖76

4.2.2從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇79

4.3凸輪輪廓設(shè)計(jì)81

4.3.1用圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓81

4.3.2用解析法設(shè)計(jì)凸輪輪廓84

��4.3.3凸輪機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)實(shí)例87

4.4凸輪機(jī)構(gòu)基本參數(shù)和尺寸的確定87

4.4.1凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角及許用值87

��4.4.2對心移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)最大壓力角的計(jì)算88

4.4.3凸輪基圓半徑的確定88

4.4.4滾子半徑的確定89

4.4.5圖解法確定凸輪壓力角實(shí)例90

4.5凸輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、材料和工作圖91

4.5.1凸輪和從動(dòng)件的結(jié)構(gòu)91

4.5.2凸輪和從動(dòng)件的材料及選擇93

4.5.3凸輪工作圖94

思考和實(shí)訓(xùn)習(xí)題95

第5章輪系97

5.1定軸輪系97

5.1.1定軸輪系傳動(dòng)比97

5.1.2定軸輪系傳動(dòng)比符號的確定方法98

5.1.3定軸輪系各級傳動(dòng)比的分配98

5.2行星輪系99

5.2.1行星輪系的分類99

5.2.2行星輪系的傳動(dòng)比100

5.2.3行星輪系傳動(dòng)比符號的確定方法101

5.3組合輪系101

5.3.1組合輪系的分析與綜合102

5.3.2組合輪系計(jì)算實(shí)例102

5.4輪系的應(yīng)用103

5.4.1輪系的應(yīng)用特點(diǎn)103

5.4.2輪系應(yīng)用分析實(shí)例106

��5.5其他行星傳動(dòng)簡介107

思考和實(shí)訓(xùn)習(xí)題107

第6章其他常用機(jī)構(gòu)109

6.1棘輪機(jī)構(gòu)109

6.1.1棘輪機(jī)構(gòu)的組成和工作原理109

6.1.2棘輪機(jī)構(gòu)的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用110

6.1.3棘輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用實(shí)例111

6.1.4棘輪機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)和幾何尺寸113

6.1.5棘輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例114

6.2槽輪機(jī)構(gòu)115

6.2.1槽輪機(jī)構(gòu)的組成和工作原理116

6.2.2槽輪機(jī)構(gòu)的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用116

6.2.3槽輪機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)和幾何尺寸117

6.2.4槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性119

6.2.5槽輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例120

6.3螺旋機(jī)構(gòu)122

6.3.1螺旋機(jī)構(gòu)的工作原理和類型122

6.3.2螺紋的形成和分類123

6.3.3螺紋的基本參數(shù)和幾何尺寸126

6.3.4螺旋機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析127

6.3.5螺旋副的效率和自鎖128

6.3.6螺旋機(jī)構(gòu)計(jì)算實(shí)例129

6.3.7滑動(dòng)螺旋副的材料和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)129

��6.4機(jī)構(gòu)的組合與應(yīng)用131

6.5機(jī)構(gòu)的選型與應(yīng)用131

6.5.1機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性和選型131

6.5.2機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)分析實(shí)例132

思考和實(shí)訓(xùn)習(xí)題135

第3篇機(jī) 械 傳 動(dòng)

第7章帶傳動(dòng)139

7.1帶傳動(dòng)的工作原理和應(yīng)用139

7.1.1帶傳動(dòng)的工作原理139

7.1.2帶傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用139

7.2帶傳動(dòng)的受力分析和應(yīng)力分析141

7.2.1帶傳動(dòng)的受力分析141

7.2.2帶傳動(dòng)的應(yīng)力分析142

7.3帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)與失效形式143

7.3.1帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)143

7.3.2帶傳動(dòng)的失效形式144

7.4V帶和V帶輪145

7.4.1V帶結(jié)構(gòu)和基本尺寸145

7.4.2V帶輪的材料、結(jié)構(gòu)與工作圖147

7.5帶傳動(dòng)的安裝和張緊150

7.5.1帶傳動(dòng)的安裝和初拉力測定150

7.5.2V帶傳動(dòng)受力分析實(shí)例151

7.6V帶傳動(dòng)選用計(jì)算152

7.6.1V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和V帶的許用功率152

7.6.2V帶傳動(dòng)選用計(jì)算的主要步驟156

7.6.3V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例160

思考和實(shí)訓(xùn)習(xí)題162

第8章鏈傳動(dòng)164

8.1鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)、類型和傳動(dòng)件結(jié)構(gòu)參數(shù)164

8.1.1鏈傳動(dòng)的組成、特點(diǎn)和類型164

8.1.2鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)件結(jié)構(gòu)參數(shù)165

8.2鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析和受力分析169

8.2.1鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析169

8.2.2鏈傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)分析計(jì)算實(shí)例171

8.2.3鏈傳動(dòng)的受力分析172

8.3鏈傳動(dòng)的選用計(jì)算173

8.3.1鏈傳動(dòng)的失效形式173

8.3.2滾子鏈的功率曲線174

8.3.3鏈傳動(dòng)基本參數(shù)的選擇177

8.3.4鏈傳動(dòng)選用計(jì)算實(shí)例178

8.4鏈傳動(dòng)的布置、張緊和潤滑180

8.4.1鏈傳動(dòng)的布置180

8.4.2鏈傳動(dòng)的張緊181

8.4.3鏈傳動(dòng)的潤滑182

思考和實(shí)訓(xùn)習(xí)題182

第9章齒輪傳動(dòng)184

9.1齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)和類型184

9.1.1齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)184

9.1.2齒輪傳動(dòng)的類型184

9.2齒輪嚙合基本定律與漸開線齒廓186

9.2.1齒廓嚙合基本定律186

9.2.2齒廓間的相對滑動(dòng)186

9.2.3漸開線齒廓187

9.3漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù)和尺寸188

9.3.1齒輪的基本尺寸188

9.3.2漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù)189

9.3.3標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本尺寸計(jì)算190

9.3.4齒輪基本尺寸計(jì)算實(shí)例191

9.4漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)191

9.4.1漸開線齒廓傳動(dòng)特性191

9.4.2漸開線齒輪的正確嚙合條件193

9.4.3漸開線齒輪的連續(xù)傳動(dòng)條件193

9.4.4內(nèi)齒輪和齒條195

9.5漸開線齒形的加工和檢驗(yàn)尺寸196

9.5.1漸開線齒形的加工原理196

9.5.2漸開線齒廓的根切問題198

9.5.3漸開線齒輪的檢驗(yàn)尺寸199

9.6變位齒輪傳動(dòng)200

9.6.1變位齒輪的概念200

9.6.2變位齒輪的齒形特點(diǎn)和尺寸變動(dòng)201

9.6.3變位齒輪的傳動(dòng)類型和應(yīng)用202

9.6.4變位齒輪計(jì)算實(shí)例204

9.7斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)205

9.7.1斜齒圓柱齒輪齒面的形成和特點(diǎn)205

9.7.2斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和尺寸206

9.7.3斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù)208

��9.7.4交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)209

9.8圓錐齒輪傳動(dòng)209

9.8.1直齒圓錐齒輪齒廓曲面的形成209

9.8.2圓錐齒輪的背錐和當(dāng)量齒數(shù)209

9.8.3直齒圓錐齒輪的基本參數(shù)和尺寸210

��9.8.4圓柱圓錐齒輪傳動(dòng)簡介212

9.9齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)212

9.9.1齒輪輪齒的失效形式、常用材料和設(shè)計(jì)約束212

9.9.2圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析215

9.9.3圓柱齒輪承載能力計(jì)算217

9.9.4圓柱齒輪傳動(dòng)的精度等級及選用221

9.9.5齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和計(jì)算實(shí)例222

��9.9.6圓柱齒輪傳動(dòng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)225

9.9.7直齒圓錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算225

9.9.8直齒圓錐齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例227

9.10齒輪結(jié)構(gòu)、工作圖和傳動(dòng)潤滑228

9.10.1齒輪結(jié)構(gòu)228

9.10.2齒輪工作圖229

9.10.3齒輪傳動(dòng)的潤滑230

��9.11圓弧齒輪傳動(dòng)簡介232

思考和實(shí)訓(xùn)習(xí)題232

第10章蝸桿傳動(dòng)237

10.1蝸桿傳動(dòng)概述237

10.1.1蝸桿傳動(dòng)的類型237

10.1.2蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用238

10.2蝸桿傳動(dòng)的基本參數(shù)和尺寸238

10.2.1蝸桿傳動(dòng)的基本參數(shù)238

10.2.2蝸桿傳動(dòng)的基本尺寸241

10.2.3蝸桿傳動(dòng)的變位241

10.2.4蝸桿傳動(dòng)變位計(jì)算實(shí)例242

10.3蝸桿傳動(dòng)的承載能力計(jì)算243

10.3.1蝸桿傳動(dòng)的失效形式243

10.3.2蝸桿傳動(dòng)的材料和許用應(yīng)力243

10.3.3蝸桿傳動(dòng)的受力分析244

10.3.4蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度條件245

10.4蝸桿傳動(dòng)的效率、潤滑和熱平衡246

10.4.1蝸桿傳動(dòng)的滑動(dòng)速度246

10.4.2蝸桿傳動(dòng)的效率246

10.4.3蝸桿傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)和效率計(jì)算實(shí)例247

10.4.4蝸桿傳動(dòng)的潤滑248

10.4.5蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算249

10.5蝸桿與蝸輪的結(jié)構(gòu)和工作圖250

10.5.1蝸桿結(jié)構(gòu)250

10.5.2蝸輪結(jié)構(gòu)250

10.5.3蝸桿和蝸輪工作圖250

10.5.4普通圓柱蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例252

思考和實(shí)訓(xùn)習(xí)題254

第4篇軸系零部件

第11章滑動(dòng)軸承257

11.1滑動(dòng)軸承的工作原理257

11.1.1滑動(dòng)軸承簡介257

11.1.2滑動(dòng)摩擦的類型257

11.1.3滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)中的基本問題258

11.2滑動(dòng)軸承的分類和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)258

11.2.1徑向滑動(dòng)軸承259

11.2.2推力滑動(dòng)軸承259

11.2.3特殊結(jié)構(gòu)軸承簡介260

11.3滑動(dòng)軸承的材料和軸瓦結(jié)構(gòu)261

11.3.1滑動(dòng)軸承的材料261

11.3.2軸瓦的結(jié)構(gòu)262

11.4滑動(dòng)軸承的潤滑和配合264

11.4.1潤滑劑及其選用原則264

11.4.2潤滑裝置265

11.4.3滑動(dòng)軸承潤滑方式的選擇265

11.4.4滑動(dòng)軸承的配合266

11.5非液體潤滑滑動(dòng)軸承的計(jì)算266

11.5.1徑向滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)計(jì)算267

11.5.2推力滑動(dòng)軸承工作能力驗(yàn)算267

11.5.3非液體潤滑滑動(dòng)軸承計(jì)算實(shí)例268

��11.6液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承和靜壓滑動(dòng)軸承簡介269

思考和實(shí)訓(xùn)習(xí)題269

第12章滾動(dòng)軸承270

12.1滾動(dòng)軸承的組成、類型和特點(diǎn)270

12.1.1滾動(dòng)軸承的組成270

12.1.2滾動(dòng)軸承的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用271

12.2滾動(dòng)軸承的代號及類型選擇275

12.2.1滾動(dòng)軸承的代號275

12.2.2滾動(dòng)軸承類型的選擇278

12.2.3滾動(dòng)軸承類型選擇實(shí)例279

12.3滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算279

12.3.1滾動(dòng)軸承的失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則279

12.3.2滾動(dòng)軸承的基本額定壽命和基本額定動(dòng)載荷280

12.3.3滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算基本公式281

12.3.4滾動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算282

12.3.5角接觸軸承的軸向載荷284

12.3.6滾動(dòng)軸承的靜強(qiáng)度計(jì)算285

12.3.7滾動(dòng)軸承選用計(jì)算實(shí)例286

��12.4陶瓷滾動(dòng)軸承與滾動(dòng)導(dǎo)軌簡介293

思考和實(shí)訓(xùn)習(xí)題293

第13章軸及軸系295

13.1軸的概述295

13.1.1軸的功用與分類295

13.1.2軸的設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的問題296

13.2軸的材料與強(qiáng)度計(jì)算296

13.2.1軸的材料與機(jī)械性能296

13.2.2軸徑的估算和強(qiáng)度計(jì)算298

13.2.3軸的設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例300

13.3軸及軸系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)303

13.3.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)303

13.3.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例306

13.3.3軸的工作圖307

13.3.4軸系結(jié)構(gòu)的組合設(shè)計(jì)307

思考和實(shí)訓(xùn)習(xí)題312

第14章聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器315

14.1聯(lián)軸器315

14.1.1固定式剛性聯(lián)軸器316

14.1.2移動(dòng)式剛性聯(lián)軸器318

14.1.3彈性聯(lián)軸器319

14.1.4聯(lián)軸器選用計(jì)算實(shí)例320

14.2離合器321

14.2.1嵌合式離合器321

14.2.2摩擦式離合器322

14.3制動(dòng)器324

14.3.1抱塊式制動(dòng)器324

14.3.2內(nèi)漲式制動(dòng)器324

14.3.3帶式制動(dòng)器325

思考和實(shí)訓(xùn)習(xí)題325

第5篇機(jī) 械 連 接

第15章連接327

15.1鍵連接327

15.1.1鍵連接的功用和分類327

15.1.2平鍵連接的選擇和計(jì)算330

15.1.3花鍵連接的類型、標(biāo)準(zhǔn)和選用331

15.2銷連接332

15.3螺紋連接333

15.3.1螺紋連接的基本類型和螺紋連接件333

15.3.2螺紋連接的預(yù)緊和防松337

15.3.3螺栓組的布置和受力分析339

15.3.4螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算345

15.3.5螺栓連接件的材料和許用應(yīng)力346

15.3.6提高螺栓連接強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)348

15.3.7螺栓連接計(jì)算實(shí)例350

思考和實(shí)訓(xùn)習(xí)題351

第16章彈簧353

16.1概述353

16.1.1彈簧的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用353

16.1.2彈簧的材料和制造353

16.2圓柱螺旋壓縮（拉伸）彈簧的幾何參數(shù)和特性曲線357

16.2.1圓柱螺旋彈簧的結(jié)構(gòu)357

16.2.2圓柱螺旋彈簧的基本參數(shù)和幾何尺寸357

16.2.3圓柱螺旋彈簧的特性曲線358

16.3圓柱螺旋彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算360

16.3.1強(qiáng)度計(jì)算360

16.3.2剛度計(jì)算361

16.3.3穩(wěn)定性校核361

16.3.4圓柱螺旋彈簧設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例362

��16.4非金屬彈簧簡介364

思考和實(shí)訓(xùn)習(xí)題364

參考文獻(xiàn)367