機械設計基礎（第三版）

第1章 緒論 1
1.1 機構、機器與機械的概念 1
1.1.1 機器與機構 1
1.1.2 零件和構件 3
1.1.3 本章重點概念關系匯總 3
1.2 本課程的性質(zhì)、內(nèi)容和任務 4
1.2.1 本課程的性質(zhì) 4
1.2.2 本課程的內(nèi)容和任務 4
1.3 本課程的學習方法 4
1.3.1 注重實踐性以及綜合能力的培養(yǎng) 4
1.3.2 注意本課程自身的系統(tǒng)性 4
1.3.3 學習理論的同時要堅持聯(lián)系實際 4
1.3.4 重視結構設計 4
1.3.5 繼承傳統(tǒng)、與時俱進、努力創(chuàng)新 5
1.4 機械設計的基本要求 5
1.4.1 使用要求 5
1.4.2 經(jīng)濟性要求 5
1.4.3 安全可靠性要求 5
1.4.4 工藝性要求 5
1.4.5 其他特殊性要求 5
1.5 機械零件設計的標準化、系列化及通用化 6
1.6 常用的現(xiàn)代化機械設計方法簡介 6
思考與練習 6
本章重點口訣 7
本章知識小結 7

第2章 平面機構的結構分析 8
2.1 平面機構的組成 8
2.1.1 自由度、運動副和約束 8
2.1.2 運動副的分類 8
2.2 平面機構運動簡圖 9
2.2.1 機構運動簡圖及作用 9
2.2.2 繪制機構運動簡圖的步驟 11
2.3 平面機構具有確定運動的條件及自由度 13
2.3.1 平面機構的自由度 13
2.3.2 平面機構具有確定運動的條件 14
2.3.3 計算機構自由度時應注意的事項 14
思考與練習 18
本章重點口訣 20
本章知識小結 20

第3章 平面連桿機構 21
3.1 概述 21
3.2 鉸鏈四桿機構的基本類型 23
3.2.1 曲柄搖桿機構 23
3.2.2 雙曲柄機構 23
3.2.3 雙搖桿機構 25
3.3 鉸鏈四桿機構的演化 26
3.3.1 移動副取代轉(zhuǎn)動副的演化 26
3.3.2 變更機架的演化 26
3.3.3 運動副元素逆換的演化 26
3.3.4 擴大回轉(zhuǎn)副的演化 28
3.4 鉸鏈四桿機構的基本特性 29
3.4.1 鉸鏈四桿機構曲柄存在條件 29
3.4.2 急回運動 30
3.4.3 壓力角和傳動角 30
3.4.4 死點 32
※3.5 平面四桿機構的設計 32
3.5.1 平面連桿機構設計的基本問題 32
3.5.2 按照給定的行程速比系數(shù)設計四桿機構 32
3.5.3 按給定連桿位置設計四桿機構 34
3.5.4 按照給定兩連架桿對應位置設計四桿機構 35
3.5.5 按給定點運動軌跡設計四桿機構 35
思考與練習 36
社會實踐活動——連桿機構的應用課外調(diào)查報告 37
本章重點口訣 37
本章知識小結 37

第4章 凸輪機構 39
4.1 凸輪機構的應用和分類 39
4.1.1 應用舉例 39
4.1.2 凸輪機構分類 40
4.1.3 凸輪機構的特點 41
4.2 從動件的常用運動規(guī)律 42
4.2.1 術語介紹 42
4.2.2 幾種常見的從動件運動規(guī)律 42
4.3 圖解法設計凸輪輪廓 44
4.3.1 繪制原理 44
4.3.2 幾種常見的凸輪輪廓的繪制 45
4.4 設計凸輪機構應注意的問題 47
4.4.1 滾子半徑的選擇 47
4.4.2 壓力角的確定 47
4.4.3 基圓半徑對凸輪機構的影響 48
思考與練習 49
本章重點口訣 50
本章知識小結 50

第5章 間歇運動機構 52
5.1 棘輪機構 52
5.1.1 棘輪機構的基本組成及工作原理 52
5.1.2 棘輪機構的常見類型及特點 52
5.1.3 棘輪機構的主要功能 54
5.2 槽輪機構 55
5.2.1 槽輪機構的基本組成及工作原理 55
5.2.2 槽輪機構的常見類型、特點及應用 55
5.3 不完全齒輪機構簡介 56
5.3.1 不完全齒輪機構的組成及工作原理 56
5.3.2 不完全齒輪機構的特點及應用 57
思考與練習 57
本章重點口訣 57
本章知識小結 58

第6章 鍵聯(lián)接與銷聯(lián)接 59
6.1 鍵聯(lián)接和花鍵聯(lián)接 59
6.1.1 鍵聯(lián)接的類型和結構 59
6.1.2 平鍵聯(lián)接計算 60
6.1.3 花鍵聯(lián)接 63
6.2 銷聯(lián)接 64
6.3 其他聯(lián)接簡介 65
思考與練習 66
本章重點口訣 66
本章知識小結 66

第7章 螺紋聯(lián)接與螺旋傳動 67
7.1 螺紋的形成、分類和參數(shù) 67
7.1.1 螺紋的形成 67
7.1.2 螺紋的分類 67
7.1.3 螺紋的參數(shù) 68
7.2 機械設備常用螺紋及螺紋的代號與標記 69
7.2.1 機械設備常用螺紋 69
7.2.2 螺紋的代號與標記 70
7.3 常用螺紋聯(lián)接件和螺紋聯(lián)接的基本類型 70
7.3.1 常用螺紋聯(lián)接件 70
7.3.2 螺紋聯(lián)接的基本類型 72
7.4 螺紋聯(lián)接的預緊和防松 72
7.4.1 螺紋聯(lián)接的預緊 72
7.4.2 螺紋聯(lián)接的防松 73
7.5 螺栓聯(lián)接的設計 74
7.5.1 螺紋聯(lián)接的強度計算 74
7.5.2 螺栓組的結構設計 78
7.5.3 提高螺栓聯(lián)接強度的措施 79
7.6 螺旋傳動 81
7.6.1 螺旋傳動的應用和類型 82
7.6.2 滾動螺旋簡介 83
思考與練習 84
本章重點口訣 84
本章知識小結 85

第8章 帶傳動 86
8.1 帶傳動的類型和特點 86
8.1.1 帶傳動的類型 86
8.1.2 帶傳動的特點 87
8.2 普通V帶和V帶輪 87
8.2.1 普通V帶 88
8.2.2 V帶輪 88
8.3 帶傳動的工作能力分析 91
8.3.1 帶傳動的受力分析 91
8.3.2 帶的應力分析 92
8.3.3 彈性滑動和打滑 93
8.4 普通V帶傳動的設計計算 94
8.4.1 帶傳動的失效形式及設計準則 94
8.4.2 單根V帶的基本額定功率和許用功率 94
8.4.3 普通V帶傳動的設計步驟和參數(shù)選擇 97
8.5 帶傳動的張緊、安裝與維護 102
8.5.1 帶傳動的張緊 102
8.5.2 帶傳動的安裝與維護 103
思考與練習 103
本章重點口訣 104
本章知識小結 104

※第9章 鏈傳動 105
9.1 鏈傳動特點及應用 105
9.2 鏈條 106
9.2.1 鏈條的種類 106
9.2.2 滾子鏈基本參數(shù)和尺寸 106
9.3 滾子鏈鏈輪 107
9.4 鏈傳動的運動分析和受力分析 108
9.4.1 平均傳動比 108
9.4.2 瞬時鏈速和傳動比 108
9.5 鏈傳動的主要參數(shù)以及鏈傳動的布置 109
9.5.1 鏈傳動的主要參數(shù)及選擇 109
9.5.2 鏈傳動的布置 110
思考與練習 111
本章重點口訣 111
本章知識小結 111

第10章 齒輪傳動 112
10.1 齒輪傳動的特點及類型 112
10.1.1 齒輪傳動的特點 112
10.1.2 齒輪傳動的分類與應用 112
10.1.3 齒輪傳動的基本要求 113
10.2 齒廓嚙合基本定律 113
10.3 漸開線齒形 114
10.3.1 漸開線的形成 114
10.3.2 漸開線的性質(zhì) 114
10.3.3 漸開線齒輪嚙合特點 115
10.4 漸開線直齒圓柱齒輪基本參數(shù)和幾何尺寸計算 116
10.4.1 齒輪各部分的名稱 116
10.4.2 漸開線直齒圓柱齒輪的基本參數(shù) 117
10.4.3 標準直齒圓柱齒輪幾何尺寸計算 118
10.4.4 標準齒輪的公法線長度 119
10.4.5 徑節(jié)制齒輪簡介 120
10.5 漸開線標準齒輪的嚙合傳動 120
10.5.1 正確嚙合的條件 120
10.5.2 重合度 120
10.6 漸開線齒輪的加工方法及根切現(xiàn)象 121
10.6.1 仿形法 121
10.6.2 范成法 122
10.6.3 范成法加工時的根切現(xiàn)象 123
10.7 變位齒輪傳動的基本知識 124
10.7.1 變位齒輪的概念 124
10.7.2 最小變位系數(shù) 124
10.7.3 變位齒輪幾何尺寸和傳動類型 125
10.8 齒輪傳動的失效形式 126
10.9 齒輪材料及熱處理 127
10.9.1 對齒輪材料的要求 127
10.9.2 齒輪的常用材料 128
10.10 齒輪傳動的精度 129
10.11 標準直齒圓柱齒輪傳動的強度計算 130
10.11.1 齒輪傳動設計準則 130
10.11.2 受力分析 130
10.11.3 計算載荷 131
10.11.4 齒面接觸疲勞強度計算 131
10.11.5 齒根彎曲疲勞強度計算 133
10.11.6 參數(shù)選擇 134
10.11.7 圓柱齒輪的結構設計 135
10.11.8 設計步驟 136
10.12 斜齒圓柱齒輪傳動 139
10.12.1 斜齒圓柱齒輪齒廓的形成及傳動特點 139
10.12.2 斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算 140
10.12.3 平行軸漸開線斜齒輪正確嚙合的條件和重合度 141
10.12.4 斜齒輪的當量齒數(shù) 141
10.12.5 斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算 142
10.13 圓錐齒輪傳動 145
10.13.1 圓錐齒輪概述 145
10.13.2 背錐和當量齒數(shù) 146
10.13.3 直齒圓錐齒輪幾何尺寸計算 147
10.13.4 直齒圓錐齒輪傳動的強度計算 148
思考與練習 148
本章重點口訣 149
本章知識小結 150

第11章 蝸桿傳動 152
11.1 概述 152
11.1.1 蝸桿、蝸輪的形成以及蝸桿傳動的特點 152
11.1.2 蝸桿傳動的分類 153
11.2 圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸 154
11.2.1 圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù) 154
11.2.2 圓柱蝸桿傳動的幾何尺寸計算 156
11.3 蝸桿傳動的失效形式、材料和結構 156
11.3.1 蝸桿傳動的失效形式 156
11.3.2 材料選擇 157
11.3.3 蝸桿及蝸輪的結構 157
11.4 蝸桿傳動的強度計算 157
11.4.1 蝸桿傳動的受力分析 157
11.4.2 蝸桿傳動的強度計算 158
11.5 蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡計算 159
11.5.1 蝸桿傳動的效率 159
11.5.2 蝸桿傳動的潤滑 160
11.5.3 蝸桿傳動的熱平衡計算 160
思考與練習 161
本章重點口訣 162
本章知識小結 162

第12章 輪系 163
12.1 輪系及其類型 163
12.1.1 定軸輪系 163
12.1.2 周轉(zhuǎn)輪系 163
12.2 定軸輪系傳動比計算 164
12.2.1 一對齒輪傳動的計算 164
12.2.2 定軸輪系傳動比的一般式 164
12.2.3 惰輪 165
12.2.4 定軸輪系傳動比計算 165
12.3 周轉(zhuǎn)輪系及其傳動比 168
※12.4 混合輪系傳動比的計算 170
12.5 輪系的功用 171
12.5.1 獲得大傳動比 171
12.5.2 實現(xiàn)遠距離的兩軸之間的傳動 172
12.5.3 實現(xiàn)變速傳動(多傳動比傳動)和換向要求 172
12.5.4 實現(xiàn)合成運動和分解運動 172
12.5.5 實現(xiàn)分路傳動 173
12.5.6 在尺寸及重量較小的情況下,實現(xiàn)大功率傳動 174
12.5.7 實現(xiàn)復雜的運動規(guī)律和運動軌跡 174
思考與練習 174
本章重點口訣 176
本章知識小結 176

第13章 軸 177
13.1 概述 177
13.1.1 軸的功用和類型 177
13.1.2 設計軸的基本要求 178
13.1.3 設計軸的一般步驟 178
13.2 軸的材料及選擇 179
13.3 軸的結構設計 180
13.3.1 軸的各部分名稱 180
13.3.2 擬定軸上零件的裝配方案 181
13.3.3 零件在軸上的定位和固定 181
13.3.4 確定各軸段的直徑和長度 184
13.3.5 軸的加工和裝配工藝性 184
13.3.6 提高軸疲勞強度的措施 187
13.3.7 軸的切削加工及結構設計工藝性圖例 188
13.3.8 軸的結構實例分析 192
13.4 軸的強度計算 193
13.4.1 初略計算(按扭轉(zhuǎn)強度估算和按經(jīng)驗公式估算) 193
13.4.2 概略計算(按彎扭合成進行強度計算) 195
13.5 軸的剛度校核 196
13.5.1 軸的彎曲剛度校核 196
13.5.2 軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核 197
13.6 軸的設計示例分析 197
思考與練習 202
本章重點口訣 203
本章知識小結 203

第14章 軸承 205
14.1 滑動軸承概述 205
14.1.1 滑動軸承的特點、應用及分類 205
14.1.2 滑動軸承的典型結構 205
14.1.3 滑動軸承的軸瓦結構和材料 207
14.1.4 滑動軸承的潤滑 209
14.2 滾動軸承的結構與材料 212
14.2.1 滾動軸承的基本結構 212
14.2.2 滾動軸承的材料 212
14.3 滾動軸承的主要類型、性能和特點 213
14.3.1 滾動軸承的主要類型 213
14.3.2 滾動軸承類型的選擇 214
14.4 滾動軸承的代號 216
14.4.1 基本代號 216
14.4.2 前置代號和后置代號 218
14.5 滾動軸承的失效形式和尺寸選擇 219
14.5.1 滾動軸承的失效形式 219
14.5.2 基本額定壽命和基本額定動載荷 220
14.5.3 滾動軸承壽命的計算公式 220
14.5.4 滾動軸承的當量動載荷 221
14.5.5 角接觸軸承的軸向載荷計算 222
14.5.6 滾動軸承的靜載荷的計算 224
14.6 軸承裝置的設計 226
14.6.1 滾動軸承的配置 226
14.6.2 滾動軸承的軸向緊固 227
14.6.3 滾動軸承的調(diào)整 228
14.6.4 滾動軸承的配合 229
14.6.5 滾動軸承的預緊 229
14.6.6 滾動軸承的裝拆 230
14.6.7 滾動軸承的潤滑 230
14.6.8 滾動軸承的密封 230
思考與練習 231
本章重點口訣 232
本章知識小結 232

第15章 聯(lián)軸器和離合器 234
15.1 聯(lián)軸器 234
15.1.1 聯(lián)軸器的組成和分類 234
15.1.2 固定式剛性聯(lián)軸器 235
15.1.3 可移式剛性聯(lián)軸器 236
15.1.4 彈性聯(lián)軸器 238
15.1.5 聯(lián)軸器的選擇 239
15.2 離合器 241
15.2.1 離合器的組成與分類 241
15.2.2 嵌入式離合器 242
15.2.3 摩擦式離合器 242
15.2.4 特殊功能離合器 243
思考與練習 243
本章重點口訣 244
本章知識小結 244

第16章 減速器 245
16.1 減速器的類型和特點 245
16.1.1 圓柱齒輪減速器 247
16.1.2 圓錐齒輪減速器 247
16.1.3 蝸桿減速器 248
16.2 減速器的結構 248
16.2.1 箱體 248
16.2.2 附件 249
16.3 減速器的潤滑 250
16.3.1 傳動零件的潤滑 250
16.3.2 軸承的潤滑 251
思考與練習 252
本章重點口訣 252
本章知識小結 252

參考文獻 253