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1绪论1

1.1本课程研究的对象1

1.2机械设计的基本要求和一般过程3

1.2.1机械设计的基本要求3

1.2.2机械设计的一般过程3

1.3机械设计的内容4

1.4学习本课程的目的4

习题5

2平面连杆机构及其设计6

2.1铰链四杆机构的类型及应用6

2.1.1曲柄摇杆机构6

2.1.2双曲柄机构7

2.1.3双摇杆机构8

2.2铰链四杆机构的特性9

2.2.1铰链四杆机构的曲柄存在条件9

2.2.2压力角和传动角10

2.2.3急回运动11

2.2.4死点位置12

2.3铰链四杆机构的演化12

2.3.1将转动副转化成移动副13

2.3.2扩大转动副14

2.3.3取不同的构件为架14

2.4平面四杆机构的设计15

2.4.1作图法15

2.4.2解析法19

2.4.3实验法20

小结21

习题21

3凸轮机构24

3.1凸轮机构的应用、特点与分类24

3.1.1凸轮机构的应用和特点24

3.1.2凸轮机构的分类25

3.2从动件的常用运动规律26

3.2.1等速运动规律27

3.2.2等加速等减速运动规律28

3.2.3简谐运动规律29

3.2.4改进型运动规律简介30

3.2.5从动件运动规律的选择30

3.3盘形凸轮轮廓设计——图解法31

3.3.1对心移动尖顶从动件盘形凸轮轮廓的设计31

3.3.2对心移动滚子从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计32

3.3.3对心平底从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计32

3.3.4偏置移动尖顶从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计33

3.3.5摆动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计33

3.4凸轮机构设计应注意的问题34

3.4.1滚子半径的选择34

3.4.2压力角的校核35

3.4.3基圆半径的确定36

小结37

习题38

4齿轮机构40

4.1齿轮传动的特点和类型40

4.1.1齿轮传动的特点40

4.1.2齿轮传动的类型40

4.2齿廓啮合基本定律41

4.3渐开线及渐开线齿廓42

4.3.1渐开线的形成及性质42

4.3.2渐开线齿廓符合齿廓啮合基本定律43

4.3.3渐开线齿廓的压力角44

4.3.4啮合线、啮合角、齿廓间的压力作用线44

4.3.5渐开线齿轮的可分性45

4.4渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称、主要参数和几何尺寸的计算45

4.4.1齿轮各部分的名称及代号45

4.4.2齿轮主要参数46

4.4.3标准齿轮47

4.5渐开线直齿圆柱齿轮的啮合特性48

4.5.1渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件48

4.5.2齿轮传动的标准中心距48

4.5.3渐开线齿轮连续传动的条件49

4.6渐开线齿轮的加工原理和根切现象50

4.6.1渐开线齿轮的加工原理50

4.6.2渐开线齿轮的根切现象52

4.7变位齿轮及变位齿轮传动53

4.7.1变位齿轮53

4.7.2变位齿轮传动53

4.8内齿轮传动54

4.9齿轮齿条传动54

4.10斜齿圆柱齿轮传动55

4.10.1斜齿圆柱齿轮的形成及啮合特性55

4.10.2斜齿圆柱齿轮的主要参数及其主要尺寸56

4.10.3斜齿圆柱齿轮正确啮合条件58

4.11直齿圆锥齿轮传动58

4.11.1直齿圆锥齿轮的主要参数59

4.11.2直齿圆锥齿轮的几何尺寸计算60

4.11.3直齿圆锥齿轮正确啮合条件和传动比61

4.12齿轮传动的精度等级61

小结62

习题62

5轮系64

5.1轮系概述64

5.1.1轮系的分类64

5.1.2轮系的传动比65

5.1.3从动轮转动方向65

5.2轮系传动比的计算66

5.2.1定轴轮系的传动比计算66

5.2.2周转轮系的传动比计算67

5.2.3混合轮系的传动比计算69

5.3轮系的应用71

5.3.1减速器71

5.3.2特殊的行星传动74

5.3.3轮系其他应用76

小结77

习题78

6间歇运动机构81

6.1槽轮机构81

6.1.1槽轮机构的工作原理81

6.1.2槽轮机构的主要参数81

6.2棘轮机构83

6.2.1棘轮机构的工作原理及应用83

6.2.2棘爪工作条件84

6.2.3棘轮机构的使用特点85

6.3凸轮式间隙运动机构85

6.4不完全齿轮机构86

小结87

习题87

7机械零件设计概述89

7.1机械零件的载荷和应力89

7.1.1载荷的分类89

7.1.2应力的分类89

7.1.3机械零件的失效和工作能力计算准则92

7.2机械零件的强度92

7.2.1静应力下的强度92

7.2.2变应力下的强度93

7.3机械常用材料及制造工艺性94

7.3.1机械零件的常用材料94

7.3.2机械材料选用的原则96

7.3.3公差配合和表面粗糙度的选择96

7.3.4机械零件的工艺性和标准化97

小结97

习题98

8连接99

8.1键连接和花键连接99

8.1.1键连接99

8.1.2花键连接103

8.2销连接104

8.3螺纹连接105

8.3.1机械制造中的螺纹105

8.3.2螺旋副的受力分析、效率和自锁108

8.3.3螺纹连接件和螺纹连接的主要类型111

8.3.4螺纹连接的预紧和防松114

8.3.5螺栓连接的强度计算117

8.3.6提高螺栓连接强度的措施124

8.4螺旋传动127

8.4.1螺旋传动的分类127

8.4.2滑动螺旋传动的设计128

小结130

习题131

9齿轮传动134

9.1齿轮的失效形式134

9.1.1齿面点蚀134

9.1.2齿面磨损134

9.1.3齿面胶合135

9.1.4轮齿折断135

9.1.5齿面塑性变形136

9.2齿轮材料及其热处理136

9.2.1锻钢136

9.2.2铸钢138

9.2.3铸铁138

9.2.4工程塑料138

9.3标准直齿圆柱齿轮传动的疲劳强度计算139

9.3.1轮齿受力分析139

9.3.2计算载荷140

9.3.3齿面接触疲劳强度计算142

9.3.4齿根弯曲疲劳强度计算145

9.3.5齿轮传动的许用应力146

9.3.6齿轮传动强度计算准则150

9.4斜齿圆柱齿轮传动的疲劳强度计算153

9.4.1斜齿圆柱齿轮传动受力分析153

9.4.2齿面接触疲劳强度计算154

9.4.3齿根弯曲疲劳强度计算155

9.5圆锥齿轮传动的疲劳强度计算160

9.5.1直齿圆锥齿轮传动受力分析160

9.5.2齿面接触疲劳强度计算161

9.5.3齿根弯曲疲劳强度计算162

9.6齿轮结构165

9.7齿轮传动的润滑及效率166

9.7.1齿轮传动的润滑166

9.7.2齿轮传动的效率167

小结168

习题168

10蜗杆传动170

10.1蜗杆传动概述170

10.1.1蜗杆传动的分类170

10.1.2蜗杆传动的失效形式171

10.1.3蜗杆传动的材料选择171

10.1.4蜗杆传动的结构设计172

10.2普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算173

10.2.1普通圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择173

10.2.2蜗杆传动的几何尺寸计算176

10.3蜗杆传动强度计算177

10.3.1蜗杆传动受力分析177

10.3.2蜗杆传动强度的计算179

10.3.3蜗杆轴的刚度校核181

10.4蜗杆传动的效率及润滑182

10.4.1蜗杆传动的效率182

10.4.2蜗杆传动的润滑183

10.5蜗杆传动热平衡计算184

小结186

习题187

11带传动与链传动189

11.1带传动概述189

11.1.1带传动的传动形式和类型189

11.1.2带传动的几何参数190

11.1.3带的类型191

11.1.4普通V带的结构和规格192

11.2带传动的工作能力分析196

11.2.1带传动的受力分析196

11.2.2带传动的弹性滑动和打滑197

11.2.3带传动的应力分析199

11.3普通V带传动的设计200

11.3.1 V带传动的失效形式和设计准则200

11.3.2 V带传动参数的选择202

11.3.3 V带传动的张紧与安装维护207

11.4链传动概述208

11.4.1链传动的特点和应用208

11.4.2链传动的分类209

11.4.3链轮212

11.5链传动的运动特性213

11.5.1传动比、链速的不均匀性213

11.5.2链传动的受力分析214

11.6滚子链传动的设计215

11.6.1滚子链传动的失效形式215

11.6.2功率曲线及额定功率216

11.6.3滚子链传动的设计计算和参数选择218

11.6.4链传动的布置、张紧和润滑221

小结224

习题225

12轴227

12.1轴的类型与材料227

12.1.1轴的功用和类型227

12.1.2轴的材料229

12.2轴的结构设计230

12.2.1制造安装要求230

12.2.2轴上零件的固定230

12.2.3结构工艺性要求232

12.2.4提高轴的刚度和强度的措施232

12.3轴的强度计算234

12.3.1按许用切应力计算234

12.3.2按许用弯曲应力计算235

小结238

习题239

13轴承240

13.1滑动轴承的类型240

13.2滑动轴承的结构形式242

13.2.1向心滑动轴承242

13.2.2推力轴承243

13.3轴承材料、轴瓦结构及润滑245

13.3.1轴承材料和轴瓦结构245

13.3.2滑动轴承的润滑248

13.4非液体润滑滑动轴承的计算251

13.4.1失效形式和设计约束条件251

13.4.2滑动轴承设计252

13.5滚动轴承的结构、类型及代号253

13.5.1滚动轴承的结构254

13.5.2滚动轴承的类型256

13.5.3滚动轴承的类型选择原则258

13.5.4滚动轴承代号259

13.6滚动轴承的失效形式及计算261

13.6.1滚动轴承的失效形式261

13.6.2滚动轴承的计算262

13.6.3角接触轴承的轴向载荷的计算269

13.7滚动轴承的组合结构设计271

13.7.1滚动轴承内、外圈的轴向固定272

13.7.2轴系的轴向固定272

13.7.3滚动轴承组合结构的调整273

13.7.4滚动轴承的配合274

13.7.5滚动轴承的装拆275

13.7.6支承部位的刚度和同轴度276

13.7.7角接触球轴承和圆锥滚子轴承的排列方式276

13.7.8滚动轴承的润滑277

13.7.9滚动轴承的密封277

13.8轴承的维护279

小结279

习题280

14联轴器、离合器和制动器281

14.1联轴器281

14.1.1联轴器的功用与分类281

14.1.2常用联轴器及其特点281

14.1.3联轴器的选择286

14.2离合器287

14.2.1牙嵌式离合器287

14.2.2齿嵌离合器289

14.2.3摩擦式离合器289

14.2.4自动离合器290

14.3制动器291

小结292

习题293

参考文献294