机械学基础

0绪论

0.1机器的组成

O.1.1按功能分析机器的组成

0.1.2按结构分析机器的组成

0.2机械设计的基本要求与一般过程

0.2.1机械设计的基本要求

0.2.2机械设计的一般过程

0.3本课程的研究内容和学习方法

1机械设计的力学基础知识

1.1载荷和应力

1.1.1机械零部件的工作能力

1.1.2机械零件的强度

1.1.3载荷

1.1.4应力

1.2机械零部件失效形式与设计准则

1.2.1失效与防止失效的对策

1.2.2失效分析与设计准则

2机械工程材料及钢的热处理

2.1金属材料的力学性能

2.1.1强度与塑性

2.1.2硬度

2.1.3韧性

2.1.4线膨胀系数α

2.2常用金属材料

2.2.1铸铁

2.2.2碳素钢

2.2.3合金钢

2.2.4有色金属材料

2.3常用非金属材料

2.3.1塑料

2.3.2橡胶

2.3.3工业陶瓷

2.3.4复合材料

2.4钢的热处理

2.4.1概述

2.4.2钢的退火与正火

2.4.3钢的淬火与回火

2.4.4钢的表面淬火

2.4.5钢的化学处理

2.4.6金属零件的表面处理

2.5机械零件的选材

2.5.1选材的一般原则

2.5.2工艺性原则

2.5.3经济性原则

2.5.4选材的一般步骤和应注意的问题

3机械零件设计制造的结构工艺性

3.1机械零件结构设计的任务、特点、内容及过程

3.1.1机械结构设计的任务和特点

3.1.2机械结构设计的内容和过程

3.2机械结构设计的设计准则

3.2.1实现预期功能的设计准则

3.2.2满足强度要求的设计准则

3.2.3满足结构刚度的设计准则

3.2.4考虑加工工艺的设计准则

3.2.5考虑装配工艺的设计准则

3.2.6考虑造型设计的准则

3.3机械零件结构工艺性

3.3.1零件热处理的结构工艺性

3.3.2铸件的结构工艺性

3.3.3锻件的结构工艺性

3.3.4焊接件的结构工艺性

3.3.5零件切削加工结构工艺性

3.3.6零部件装配结构工艺性

4机械精度设计基础

4.1概述

4.1.1互换性的含义

4.1.2互换性的作用

4.1.3误差与公差

4.2尺寸公差与配合

4.2.1公差与技术配合术语和定义

4.2.2标准公差与基本偏差

4.2.3公差与配合在图上的标注

4.2.4公差与配合的选用

4.3表面粗糙度

4.3.1表面粗糙度的概念

4.3.2表面粗糙度的评定

4.3.3表面粗糙度的选用与标注

4.4形状与位置公差

4.4.1概述

4.4.2形位公差项目及其选用原则

5机构的组成原理及平面连杆机构

5.1平面机构的运动简图及自由度

5.1.1机构的组成

5.1.2平面机构的运动简图

5.2机构的自由度计算

5.2.1平面机构自由度计算公式

5.2.2计算平面机构自由度时应注意的几个问题

5.3铰链四杆机构的基本形式及其演化

5.3.1铰链四杆机构的基本形式

5.3.2铰链四杆机构的演化

5.4平面连杆机构曲柄存在的条件和特性

5.4.1铰链四杆机构曲柄存在的条件

5.4.2急回运动特性

5.4.3压力角与传动角

5.4.4死点位置

5.5平面连杆机构的设计

5.5.1按照给定的行程速比系数设计四杆机构+

5.5.2按给定连杆位置设计四杆机构

习题

6凸轮机构

6.1凸轮机构的应用和类型

6.1.1凸轮机构的应用

6.1.2凸轮机构的分类

6.2从动件的常用运动规律

6.3凸轮机构的压力角

6.3.1凸轮机构的压力角及其许用值

6.3.2压力角与凸轮机构尺寸的关系

6.4图解法设计凸轮轮廓曲线

6.4.1凸轮轮廓设计的基本原理

6.4.2用图解法设计凸轮廓线

习题

7带传动与链传动

7.1带传动的类型和特点

7.1.1带传动的类型

7.1.2V带的类型与结构

7.1.3带传动的几何关系

7.2带传动的工作情况分析

7.2.1带传动的受力分析

7.2.2带传动的应力分析

7.2.3带传动的弹性滑动和打滑

7.2.4带传动常用的张紧方法

7.3普通V带传动的设计计算

7.3.1带传动承载能力计算

7.3.2普通V带传动的设计计算

7.3.3V带轮结构设计

7.4链传动

7.4.1链传动的类型、特点和应用

7.4.2传动链的结构特点

习题

8齿轮传动机构

8.1齿轮机构的基本类型

8.2齿廓实现定角速比的条件

8.3渐开线齿廓

8.3.1渐开线的形成及特性

8.3.2渐开线齿廓满足定角速比要求

8.4齿轮各部分名称及渐开线标准齿轮

8.5渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动

8.5.1渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件

8.5.2渐开线直齿圆柱齿轮连续传动的条件

8.6渐开线齿廓的根切与变位

8.6.1齿轮加工的基本原理

8.6.2轮齿的根切现象

8.6.3变位齿轮的概念

8.7斜齿圆柱齿轮传动

8.7.1斜齿圆柱齿轮的啮合特点

8.7.2斜齿圆柱齿轮的几何关系及尺寸计算

8.7.3斜齿轮传动正确啮合的条件

8.7.4当量齿轮和当量齿数

8.8锥齿轮传动

8.8.1锥齿轮概述

8.8.2直齿锥齿轮的几何关系和几何尺寸计算

8.9蜗杆传动的特点和类型

8.9.1蜗杆传动的特点

8.9.2普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸

8.10轮系

8.10.1轮系的类型

8.10.2定轴轮系的传动比计算

8.10.3周转轮系的传动比计算

8.10.4复合轮系的传动比计算

习题

9间歇运动机构

9.1棘轮机构

9.1.1棘轮机构的工作原理

9.1.2棘轮机构的特点和应用

9.1.3棘轮机构的设计

9.2槽轮机构

9.2.1槽轮机构的工作原理

9.2.2槽轮机构的主要参数选择及几何尺寸

习题

10连接

10.1可拆连接

10.1.1螺纹连接

10.1.2键连接

10.1.3销连接

10.2不可拆连接

10.2.1铆接

10.2.2焊接

10.3螺旋传动

10.3.1概述

10.3.2螺旋传动的设计计算

习题

11齿轮传动设计

11.1齿轮的失效形式和设计准则

11.1.1齿轮的失效形式

11.1.2设计准则

11.2齿轮材料、热处理和精度等级

11.2.1齿轮材料及热处理

11.2.2齿轮传动的精度

11.3直齿圆柱齿轮的强度计算

11.3.1受力分析和计算载荷

11.3.2齿面接触强度计算

11.3.3齿根弯曲强度计算

11.3.4齿轮传动主要参数选择

11.4斜齿圆柱齿轮的强度计算

11.4.1受力分析

11.4.2齿面接触强度计算

11.4.3轮齿弯曲强度计算

11.5齿轮的结构设计

11.6齿轮传动的效率和润滑

11.6.1齿轮传动的效率

11.6.2齿轮传动的润滑

习题

12轴与联轴器

12.1轴

12.1.1轴的分类和材料

12.1.2轴径的初步估算

12.1.3轴的结构设计

12.1.4轴的强度计算

12.1.5轴的刚度计算

12.2联轴器

12.2.1刚性联轴器

12.2.2弹性联轴器

12.2.3联轴器的选择

习题

13轴承

13.1滑动轴承

13.1.1摩擦状态

13.1.2滑动轴承的结构形式

13.1.3轴承材料

13.1.4轴瓦结构

13.1.5润滑剂和润滑装置

13.2滚动轴承

13.2.1滚动轴承的基本类型和特性

13.2.2滚动轴承的代号

13.2.3滚动轴承的选择计算

13.2.4滚动轴承的组合设计

13.2.5滚动轴承的润滑和密封

习题

14弹簧

14.1弹簧的功用和类型

14.1.1弹簧的主要功用

14.1.2弹簧的类型

14.2螺旋弹簧的材料、许用应力和制造

14.2.1弹簧的材料

14.2.2弹簧的许用应力

14.2.3弹簧的制造

14.3圆柱螺旋弹簧的设计

14.3.1弹簧的端部结构

14.3.2弹簧的应力、变形和载荷-变形图

14.3.3圓柱螺旋弹簧主要参数及几何尺寸计算

14.3.4圆柱螺旋弹簧的设计计算

习题

参考文献

　　本书以注重电类专业的知识结构、系统性和连贯性为主导思想，阐述了机械设计申力学基本知识、常用工程材料及热处理方法、机械设计的结构工艺性、公差与技术配合基础、通用机构的工作原理分析及设计、通用机械零部件的设计理论。本书力求通过课堂讲授结合实验和课程设计等实践环节，使电类专业学生具有常见机械结构分析和设计能力，以达到社会对高素质、创新人才的需要。　　本书涵盖了与通用机械零部件设计相关的力学基本知识和概念、机械工程常用材料的性能及热处理方法、公差与技术配合的基本概念、机械零部件的结构工艺性等内容。同时本书也系统地阐述了通用机构及通用机械零部件的工作原理与设计理论，内容包括：机构的组成原理及平面杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇机构、带传动与链传动、轴承、轴及联轴器等。　　本书适用于自动化、测控技术、通信和电器工程等非机械类专业本科学生学习，可作为技术基础课“机械学基础”或“机械设计基础”参考教材。