机械设计基础

第0章 绪论

0．1机械的组成

0．1．1机器与机构

0．1．2机构、部件、构件与零件

0．2本课程研究的内容和任务

0．2．1本课程研究的主要内容

0．2．2本课程的主要任务

0．3机械设计的基本要求和一般步骤

0．3．1机械设计的基本要求

0．3．2机械零件的设计准则

0．3．3机械零件设计的一般步骤

第一篇 常 用 机 构

第1章 平面机构的运动简图及自由度

1．1机构的组成

1．1．1运动副的概念

1．1．2自由度与约束条件

1．1．3平面运动副的分类

1．2平面机构运动简图

1．2．1机构运动简图的定义

1．2．2平面机构运动简图的绘制

1．2．3利用ADAMS进行颚式破碎机

的运动分析

1．2．4利用ADAMS进行单缸内燃机的运动分析

1．3平面机构的自由度

1．3．1平面机构自由度的计算

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

习题

第2章 平面连杆机构

2．1铰链四杆机构的基本类型与工作特性

2．1．1铰链四杆机构的基本类型

2．1．2铰链四杆机构的工作特性

2．1．3利用ADAMS进行牛头刨床机构的运动分析

2．2铰链四杆机构的曲柄存在条件

2．3平面四杆机构的演化

2．3．1曲柄滑块机构

2．3．2导杆机构

2．3．3摇块机构和定块机构

2．3．4偏心轮机构

2．4平面四杆机构的图解法设计

2．4．1按给定的行程速比系数Ｋ设计平面四杆机构

2．4．2按给定的连杆位置设计平面四杆机构

2．5利用ANSYS进行平面桁架结构的受力分析

习题

第3章 凸轮机构

3．1凸轮机构的组成和分类

3．1．1凸轮机构的组成

3．1．2凸轮机构的分类

3．2从动件的常用运动规律

3．2．1等速运动规律

3．2．2等加速等减速运动规律

3．2．3简谐运动规律

3．3图解法设计凸轮轮廓

3．3．1凸轮轮廓曲线设计的基本原理

3．3．2对心直动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计

3．3．3偏置直动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计

3．3．4利用ADAMS进行凸轮机构的设计与仿真

3．4凸轮机构基本参数的确定

3．4．1凸轮机构压力角及其许用值

3．4．2滚子半径的选择

3．4．3基圆半径的确定

习题

第4章 间歇运动机构

4．1棘轮机构

4．1．1棘轮机构的工作原理

4．1．2棘轮机构的类型

4．1．3棘轮机构的应用

4．2槽轮机构

4．2．1槽轮机构的组成及工作原理

4．2．2槽轮机构的分类及运用

4．3不完全齿轮机构

4．4凸轮间歇运动机构

习题

第二篇 机 械 传 动

第5章 齿轮传动

5．1齿轮传动的类型、特点及应用

5．1．1齿轮传动的类型

5．1．2齿轮传动的特点及应用

5．2齿廓啮合基本定律

5．3渐开线和渐开线齿廓的啮合特性

5．3．1渐开线及其性质

5．3．2渐开线齿廓满足定传动比传动的要求

5．3．3渐开线齿廓的啮合特性

5．4标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸

5．4．1齿轮各部分的名称及符号

5．4．2标准直齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸计算

5．5渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动

5．5．1正确啮合条件

5．5．2连续传动条件

5．5．3正确安装条件

5．6渐开线直齿圆柱齿轮的加工

5．6．1齿轮轮齿的加工方法

5．6．2轮齿的根切现象，齿轮的最小齿数

5．6．3变位齿轮简介

5．7轮齿的失效形式和齿轮材料

5．7．1轮齿的失效形式

5．7．2设计准则

5．7．3齿轮材料

5．8直齿圆柱齿轮的强度计算

5．8．1轮齿的受力分析和载荷计算

5．8．2齿根弯曲强度计算

5．8．3齿面接触疲劳强度计算

5．8．4轮齿的许用弯曲应力和许用接触应力

5．8．5齿轮强度计算中的参数选择

5．8．6利用ADAMS进行圆柱齿轮啮合的仿真分析

5．9斜齿圆柱齿轮传动

5．9．1斜齿圆柱齿轮齿廓的形成及啮合特点

5．9．2斜齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算

5．9．3斜齿轮正确啮合的条件和重合度

5．10直齿圆锥齿轮传动

5．10．1圆锥齿轮传动概述

5．10．2圆锥齿轮的齿廓曲线、背锥和当量齿数

5．10．3标准直齿圆锥齿轮的几何尺寸计算

5．11齿轮传动的润滑

习题

第6章 蜗杆传动

6．1概述

6．1．1蜗杆传动的特点

6．1．2蜗杆传动的类型

6．1．3利用ADAMS进行蜗杆传动啮合的运动仿真

6．2圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸

6．2．1圆柱蜗杆传动的主要参数

6．2．2蜗杆传动的几何尺寸计算

6．3蜗杆传动的失效形式、材料和结构

6．3．1蜗杆传动的失效形式及材料选择

6．3．2蜗杆、蜗轮的结构

6．4蜗杆传动的受力分析和强度计算

6．4．1蜗杆传动的受力分析

6．4．2蜗杆传动的强度计算

6．5蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算

6．5．1蜗杆传动的效率

6．5．2蜗杆传动的润滑

6．5．3热平衡计算

习题

第7章 挠性传动

7．1带传动的类型、特点及运用

7．1．1带传动的类型

7．1．2带传动的特点与运用

7．2V带和带轮的结构

7．2．1普通V带的结构和尺寸标准

7．2．2V带轮的结构

7．3带传动的工作情况分析

7．3．1带传动的受力分析

7．3．2带传动的应力分析

7．4普通V带传动的计算

7．4．1带传动的失效形式和设计准则

7．4．2单根V带的基本额定功率P0

7．4．3带传动设计的原始数据及内容

7．4．4设计步骤和传动参数的选择

7．5带传动的张紧、安装及维护

7．5．1V带传动的张紧

7．5．2带传动的安装与维护

7．6链传动简介

7．6．1链传动的组成、特点、分类及应用

7．6．2滚子链的结构及标准

7．6．3链传动的运动特性

7．6．4链传动的设计简介及主要参数的选择

习题

第三篇 连接

第8章螺纹连接

8．1螺纹连接的基本知识

8．1．1螺纹的形成

8．1．2螺纹的类型和应用

8．1．3螺纹的主要参数

8．1．4螺纹连接的主要类型和应用

8．2螺纹连接的预紧和防松

8．2．1螺纹连接的预紧

8．2．2螺纹连接的防松

8．3螺栓连接的强度计算和结构设计

8．3．1普通螺栓连接的强度计算

8．3．2螺纹连接的结构设计要点

8．3．3利用ANSYS进行螺栓的强度校核

习题

第9章 键连接和销连接

9．1键连接

9．1．1键连接的类型与特点

9．1．2平键连接的尺寸选择和强度验算

9．1．3花键连接

9．1．4利用ANSYS进行平键的有限元分析

9．2销连接

习题

第四篇 轴系零部件

第10章 轴承

10．1轴承的分类

10．2滚动轴承的结构、类型和代号

10．2．1滚动轴承的结构

10．2．2滚动轴承的特性和类型

10．2．3滚动轴承的代号

10．3滚动轴承的寿命计算和尺寸选择

10．3．1滚动轴承的载荷分析

10．3．2滚动轴承的失效形式及设计准则

10．3．3基本额定寿命和基本额定动载荷

10．3．4滚动轴承的寿命计算

10．3．5角接触轴承的轴向载荷计算

10．3．6滚动轴承的静强度计算

10．4滚动轴承的组合设计

10．4．1轴系的轴向固定

10．4．2轴承组合的调整

10．4．3滚动轴承的配合

10．4．4滚动轴承的装拆

10．4．5滚动轴承的润滑和密封

10．5滑动轴承的类型及结构

10．5．1滑动轴承的类型与摩擦状态

10．5．2滑动轴承的结构

10．5．3轴瓦的结构及材料

10．5．4滑动轴承的润滑

10．6非液体摩擦滑动轴承的设计计算

10．6．1向心滑动轴承的计算

10．6．2推力滑动轴承的计算

习题

第11章 轴

11．1概述

11．1．1轴的类型

11．1．2轴的材料

11．2轴的结构设计

11．2．1轴的组成

11．2．2零件在轴上的固定方法

11．2．3轴的结构工艺性

11．2．4减小应力集中，提高轴的疲劳强度

11．2．5轴的结构尺寸

11．3轴的强度计算

11．3．1按扭转强度条件计算

11．3．2按弯扭合成强度条件计算

11．4轴的刚度计算

习题

第12章 联轴器、离合器和制动器

12．1联轴器

12．1．1刚性联轴器

12．1．2挠性联轴器

12．2离合器

12．2．1嵌合式离合器

12．2．2摩擦式离合器

12．2．3超越离合器

12．3制动器

12．3．1带式制动器

12．3．2块式制动器

12．3．3盘式制动器

习题

第五篇 减速器

第13章 轮系

13．1轮系及其分类

13．1．1定轴轮系

13．1．2周转轮系

13．1．3复合轮系

13．2定轴轮系传动比的计算

13．2．1一对齿轮啮合的传动比

13．2．2定轴轮系传动比的计算

13．3周转轮系传动比的计算

13．3．1周转轮系的组成

13．3．2周转轮系传动比的计算

13．4复合轮系传动比的计算

13．5轮系的应用

13．5．1轮系的应用

13．5．2利用ADAMS进行汽车后桥差速器轮系的设计与运动分析

习题

第14章 减速器设计与模态分析实例

14．1减速器的应用分析

14．1．1常用减速器的主要类型、特点和应用

14．1．2减速器的主要参数及传动比的分配原则

14．2减速器的结构

14．2．1减速器的轴系部件

14．2．2减速器箱体

14．2．3减速器的附件

14．3减速器的装配图

14．3．1装配图的作用和内容

14．3．2减速器的装配图

14．4深海潜艇的模态分析

14．4．1导入模型

14．4．2选择分析类型

14．4．3静力学分析

14．4．4模态分析

习题

参考文献

《机械设计基础/普通高等教育机械类应用型人才及卓越工程师培养规划教材》按照教育部高等学校机械基础课程教学指导分委员会制定的“机械设计基础课程教学基本要求”编写，并在此基础上适当地扩充了内容。《机械设计基础/普通高等教育机械类应用型人才及卓越工程师培养规划教材》共分为5篇，第一篇为第1~4章，属于常用机构基本知识，主要介绍自由度、平面连杆机构、凸轮机构及间歇运动机构的结构特点和运用等；第二篇为第5~7章，属于机械传动，包括齿轮传动、蜗杆传动和挠性传动的特点、运用及主要参数设计等；第三篇为第8～9章，属于连接部分，包括螺纹连接、销连接及键连接的基础知识；第四篇为第10～12章，属于轴系零部件部分，包括轴承、轴、联轴器、离合器和制动器的基本知识；第五篇为第13~～14章，包括轮系和减速器的设计等内容。各章节经典例题选用现代设计工具软件进行设计、优化分析，实现基础理论与现代工具的运用融合。章后附有习题，可辅助读者进行知识的巩固学习。

基础理论与工程应用案例并重，解答经典机械结构设计问题。