机械设计基础

绪论1

0.1概述1

0.1.1机器、机构和机械1

0.1.2课程简介2

0.2当前机械设计的动态3

第一篇常用机构

第1章平面机构运动6

1.1平面机构的组成6

1.1.1构件和零件6

1.1.2运动副及其分类7

1.2平面机构的运动简图8

1.2.1机构运动简图的概念8

1.2.2平面机构运动简图的绘制8

1.3平面机构的自由度10

1.3.1平面运动构件自由度及其约束10

1.3.2平面机构自由度的计算11

1.3.3机构具有确定运动的条件11

1.3.4复合铰链、局部自由度和虚约束12

本章小结14

思考与练习题14

第2章平面连杆机构16

2.1铰链四杆机构及其应用16

2.1.1铰链四杆机构的组成16

2.1.2铰链四杆机构的基本形式及其应用17

2.2铰链四杆机构的其他形式及其应用19

2.2.1曲柄滑块机构及其应用19

2.2.2导杆机构及其应用20

2.2.3摇块机构和定块机构及其应用21

2.3平面四杆机构的工作特性22

2.3.1铰链四杆机构中曲柄存在的条件22

2.3.2急回特性24

2.3.3传力特性24

本章小结27

思考与练习题27

第3章凸轮机构28

3.1凸轮机构的组成及应用28

3.1.1凸轮机构的组成28

3.1.2凸轮机构的分类29

3.1.3凸轮机构的应用30

3.2凸轮机构的运动特性31

3.2.1凸轮机构的运动分析31

3.2.2从动件常用的运动规律32

3.3盘状凸轮轮廓曲线的绘制34

3.3.1图解法绘制凸轮轮廓曲线的基本原理34

3.3.2对心直动尖顶从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制35

3.3.3对心直动滚子从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制36

3.4凸轮机构的常用材料和结构37

3.4.1凸轮常用材料37

3.4.2凸轮的结构37

本章小结38

思考与练习题39

第4章间歇运动机构40

4.1棘轮机构40

4.1.1棘轮机构的组成及工作原理40

4.1.2棘轮机构的类型及特点40

4.1.3棘轮机构的应用实例41

4.2槽轮机构43

4.2.1槽轮机构的组成及工作原理43

4.2.2槽轮机构的类型及特点43

4.2.3槽轮机构的应用44

4.3不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构简介44

4.3.1不完全齿轮机构44

4.3.2凸轮式间歇运动机构45

本章小结45

思考与练习题45

第二篇常用机械传动

第5章挠性件传动48

5.1带传动概述48

5.1.1带传动的类型48

5.1.2带传动的特点及应用49

5.2V带传动的基本参数49

5.3V带和V带轮51

5.3.1普通V带的结构和尺寸51

5.3.2V带轮的材料和结构52

5.4带传动的工作能力分析53

5.4.1带传动的受力分析53

5.4.2带传动的应力分析54

5.4.3带传动的弹性滑动和传动比55

5.5V带传动选用计算56

5.5.1带传动的失效形式和设计准则56

5.5.2带传动参数选择及设计计算56

5.6带传动的张紧、安装与维护62

5.6.1带传动的张紧62

5.6.2带传动的安装和维护63

5.7链传动概述63

5.7.1链传动的类型、特点及应用63

5.7.2滚子链及其链轮64

5.7.3链传动的运动特性66

5.7.4链传动的张紧与维护67

5.8其他常用挠性件传动简介68

5.8.1同步带传动68

5.8.2高速带传动68

5.8.3齿形链传动68

本章小结69

思考与练习题69

第6章齿轮传动70

6.1概述70

6.1.1齿轮传动的特点和应用70

6.1.2齿廓啮合基本定律72

6.2渐开线标准直齿圆柱齿轮73

6.2.1渐开线的形成及基本性质73

6.2.2渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸74

6.2.3几何尺寸计算76

6.2.4内齿轮和齿条77

6.2.5公法线长度78

6.3渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动78

6.3.1正确啮合条件78

6.3.2标准齿轮的标准安装79

6.3.3连续传动条件80

6.4渐开线齿轮的切齿原理及变位齿轮简介80

6.4.1渐开线齿轮的切齿原理80

6.4.2根切现象与最小齿数82

6.4.3变位齿轮的概念83

6.5齿轮传动的失效形式和材料选择84

6.5.1齿轮传动的失效形式84

6.5.2齿轮传动的材料选择86

6.6渐开线直齿圆柱齿轮传动的工作能力分析87

6.6.1齿轮受力分析87

6.6.2齿轮传动的精度及其选择88

6.6.3轮齿弯曲强度分析89

6.6.4齿轮传动设计步骤和参数选择91

6.6.5齿轮结构设计91

6.6.6齿轮传动的润滑和维护92

6.6.7齿轮传动设计应用实例93

6.7标准斜齿圆柱齿轮传动95

6.7.1斜齿圆柱齿轮的形成及啮合特点95

6.7.2斜齿圆柱齿轮的参数及几何尺寸计算96

6.7.3斜齿圆柱齿轮的工作能力分析98

6.8标准直齿圆锥齿轮传动100

6.8.1直齿圆锥齿轮齿廓曲面的形成及特点100

6.8.2圆锥齿轮的基本参数和几何尺寸计算101

6.9蜗杆传动102

6.9.1蜗杆传动的特点及类型102

6.9.2普通圆柱蜗杆传动的基本参数与几何尺寸计算103

本章小结105

思考与练习题106

第7章轮系107

7.1概述107

7.1.1轮系及其应用107

7.1.2轮系的类型108

7.2定轴轮系传动比的计算108

7.2.1一对齿轮的传动比108

7.2.2定轴轮系传动比的计算109

7.3周转轮系速比的计算112

7.3.1周转轮系的组成112

7.3.2周转轮系速比的计算112

7.4混合轮系及其传动比114

本章小结116

思考与练习题116

第三篇常用机械零件

第8章支承零、部件120

8.1轴120

8.1.1轴的功用与分类120

8.1.2轴的结构设计122

8.1.3轴的结构分析125

8.2轴的工作能力计算127

8.2.1按扭转强度条件计算127

8.2.2按弯扭合成强度条件计算128

8.3轴的设计方法129

8.3.1类比法129

8.3.2设计计算法130

8.4滚动轴承130

8.4.1滚动轴承的结构、类型130

8.4.2滚动轴承的代号133

8.4.3滚动轴承的选择135

8.5滑动轴承136

8.5.1滑动轴承的应用、类型及选用136

8.5.2滑动轴承的结构形式137

8.5.3轴瓦的结构和轴承的材料139

本章小结141

思考与练习题141

第9章联接143

9.1螺纹143

9.1.1螺纹的分类143

9.1.2螺纹联接145

9.2键、销联接149

9.2.1键联接的类型和应用149

9.2.2花键联接150

9.2.3销联接151

9.3联轴器与离合器151

9.3.1联轴器151

9.3.2离合器154

9.4精密传动零件155

9.4.1直线滚动导轨155

9.4.2滚珠丝杠155

本章小结156

思考与练习题156

第四篇生产项目综合实训

第10章生产项目减速器160

10.1减速器的类型和构造160

10.1.1常用减速器的主要类型、特点和应用161

10.1.2减速器传动比的分配161

10.1.3减速器的结构161

10.2减速器实例分析163

10.2.1传动装置的总体设计164

10.2.2传动件的设计计算167

10.2.3减速器装配图设计167

10.2.4减速器零件工作图的设计168

10.2.5编写设计说明书171

本章小结171

思考与练习题171

参考文献172

　　本书主要内容有常用机构、常用机械传动、常用机械零件、生产项目综合实训等4部分，共计10章，主要包括平面机构运动，平面连杆机构，凸轮机构，间歇运动机构，挠性件传动，齿轮传动，轮系，支承零、部件，联接以及生产项目减速器综合实训等内容。本书可作为高职高专、成人高校及本科举办的二级职业技术学院机电一体化、模具、数控、自动化等专业的教材，也可作为相关专业人员和相关技术人员的参考用书。　　本书是根据高等职业技术教育的要求而编写的。在编写理念上力求基础理论以应用为目的，以必需、够用为度，贯彻理论联系实际的原则，突出理论知识的应用，加强针对性和应用性。　　本书主要内容有常用机构、常用机械传动、常用机械零件、生产项目综合实训等4部分，共计10章，主要包括平面机构运动，平面连杆机构，凸轮机构，间歇运动机构，挠性件传动，齿轮传动，轮系，支承零、部件，联接以及生产项目减速器综合实训等内容。　　本书可作为高职高专、成人高校及本科举办的二级职业技术学院机电一体化、模具、数控、自动化等专业的教材，也可作为相关专业人员和相关技术人员的参考用书。