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第一章 绪论1

第一节 概述1

一、机械的分类1

二、机器的功能组成及结构特征1

第二节 本课程的内容、性质和任务3

一、本课程的研究内容3

二、本课程的性质和任务3

第三节 机械设计的基本要求和一般过程4

一、机械设计应满足的基本要求4

二、机械设计的一般过程4

第四节 机械零件常用材料5

一、常用金属材料5

二、常用非金属材料10

第五节 常用金属材料的主要性能指标及概念12

一、金属材料的静态力学性能12

二、金属材料的动态力学性能15

三、其他性能简介16

【练习题】16

第二章 平面机构的运动简图和自由度18

第一节 平面机构的组成18

一、平面机构的组成要素18

二、平面运动副的分类19

三、平面机构中构件的类型20

第二节 平面机构运动简图的绘制22

一、平面机构运动副的符号22

二、构件的表示方法23

第三节 平面机构自由度的计算25

一、平面机构的自由度25

二、机构具有确定运动的条件25

三、计算平面机构自由度时的注意事项26

【练习题】29

第三章 平面连杆机构32

第一节 平面连杆机构的应用32

一、铰链四杆机构的基本类型及应用32

二、铰链四杆机构类型的判别34

第二节 铰链四杆机构的演化型式及应用35

一、曲柄滑块机构35

二、导杆机构35

三、偏心轮机构38

第三节 平面四杆机构的设计38

一、按给定连杆位置设计四杆机构38

二、按给定的行程速比系数设计四杆机构39

【练习题】40

第四章 凸轮机构42

第一节 凸轮机构的应用和分类42

一、凸轮机构的组成、特点和应用42

二、凸轮机构的分类43

第二节 从动件的运动规律44

一、凸轮机构的基本参数44

二、常用从动件运动规律45

第三节 盘形凸轮轮廓曲线的设计方法46

一、对心移动尖顶从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计47

二、对心移动滚子从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计48

三、偏置移动尖顶从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计49

第四节 凸轮机构基本尺寸的确定49

一、压力角50

二、基圆半径的选取50

三、滚子半径的选取51

四、平底从动件平底尺寸的确定51

五、凸轮的结构及材料51

【练习题】52

第五章 间歇运动机构54

第一节 槽轮机构54

一、槽轮机构工作原理54

二、槽轮机构主要参数55

第二节 棘轮机构55

一、棘轮机构的工作原理及其应用55

二、棘爪工作条件57

第三节 不完全齿轮机构57

一、不完全齿轮机构的组成57

二、不完全齿轮机构的特点和应用58

第四节 凸轮式间歇运动机构58

一、凸轮式间歇运动机构的工作原理及类型58

二、凸轮式间歇运动机构的特点和应用59

【练习题】59

第六章 齿轮机构60

第一节 齿轮机构的特点和类型60

一、齿轮机构的特点60

二、齿轮机构的类型60

第二节 齿廓啮合基本定律62

第三节 渐开线齿廓63

一、渐开线的形成及其特性63

二、渐开线齿廓满足定传动比的要求64

三、中心距可分性64

四、齿廓间正压力的方向不变65

五、齿廓间存在相对滑动65

第四节 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算65

一、齿轮各部分名称和符号65

二、渐开线标准齿轮的基本参数66

三、渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸68

四、标准齿条69

五、内齿轮69

第五节 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合70

一、渐开线齿轮正确啮合的条件70

二、标准安装和标准中心距71

三、渐开线齿轮连续传动的条件71

第六节 渐开线齿轮的切齿原理72

一、仿形法加工齿轮72

二、范成法加工齿轮73

第七节 根切现象、最少齿数及变位齿轮75

一、根切现象和最少齿数75

二、变位齿轮75

第八节 渐开线斜齿圆柱齿轮机构76

一、齿廓曲面的形成及其啮合特点76

二、斜齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算77

三、斜齿轮传动的重合度78

四、斜齿圆柱齿轮正确啮合的条件79

五、斜齿轮的当量齿轮与当量齿数79

六、斜齿轮传动主要特点80

第九节 直齿圆锥齿轮机构81

一、圆锥齿轮传动的应用、特点和分类81

二、直齿圆锥齿轮齿廓曲面的形成82

三、圆锥齿轮的背锥和当量齿数82

四、直齿圆锥齿轮的基本参数和几何尺寸计算83

【练习题】84

第七章 齿轮系86

第一节 定轴轮系及其传动比计算87

一、一对齿轮的传动比87

二、定轴轮系传动比的计算88

第二节 周转轮系及其传动比计算90

一、周转轮系的分类90

二、周转轮系传动比计算90

第三节 混合轮系及其转动比计算93

第四节 轮系的应用94

一、实现远距离传动94

二、获得大传动比94

三、实现变速传动95

四、实现运动的合成与分解95

五、实现换向传动96

第五节 其他行星齿轮传动简介97

一、渐开线少齿差行星齿轮传动97

二、摆线针轮行星轮系传动98

三、谐波齿轮传动99

第六节 减速器100

一、常用减速器的主要类型、特点和应用100

二、减速器传动比的分配101

三、减速器的结构102

【练习题】102

第八章 带传动与链传动104

第一节 带传动的特点和类型104

一、带传动的特点和应用104

二、带传动的类型104

第二节 V带的标准和带轮的结构105

一、V带的类型、结构和标准105

二、V带轮结构107

第三节 带传动的工作情况分析108

一、带传动的受力及应力108

二、带传动的弹性滑动和打滑110

第四节 V带传动的设计方法111

一、带传动的失效形式和设计准则111

二、单根V带所能传递的基本额定功率111

三、V带传动的设计111

第五节 带传动的张紧、使用和维护115

一、带传动的张紧115

二、带传动的使用和维护116

第六节 同步带传动的特点、结构和标准118

一、同步带传动特点118

二、同步带的结构和标准118

第七节 链传动的特点和类型122

一、链传动的特点和应用122

二、链传动的类型122

第八节 滚子链和链轮122

一、滚子链的结构122

二、滚子链的标准123

三、链轮124

第九节 链传动的运动特性125

一、平均链速和平均传动比125

二、瞬时链速和瞬时传动比125

第十节 滚子链传动的设计计算126

一、链传动的主要失效形式126

二、滚子链的额定功率曲线126

三、滚子链传动的设计计算127

四、参数选择和设计计算128

第十一节 链传动的布置、张紧和润滑129

一、链传动的布置129

二、链传动的张紧和润滑129

【练习题】131

第九章 齿轮传动132

第一节 概述132

一、齿轮传动的类型132

二、齿轮设计的一般步骤132

第二节 齿轮传动的失效形式及计算准则133

一、齿轮传动的失效形式133

二、齿轮传动的计算准则135

第三节 齿轮常用材料的选择135

一、齿轮常用材料及其热处理135

二、齿轮的精度等级137

第四节 齿轮传动的受力分析及计算载荷137

一、齿轮传动的受力分析138

二、齿轮传动的计算载荷140

第五节 直齿圆柱齿轮的弯曲强度计算140

一、齿根应力140

二、齿形系数141

三、齿轮的弯曲疲劳计算141

第六节 直齿圆柱齿轮齿面接触强度计算143

一、接触应力的计算143

二、抗触疲劳许用应力的计算144

三、齿轮主要参数的选择144

四、齿面接触强度计算146

第七节 斜齿圆柱齿轮传动148

一、斜齿轮齿面接触疲劳强度计算148

二、斜齿轮齿根弯曲强度计算148

第八节 齿轮的结构设计与润滑149

一、齿轮的结构设计149

二、齿轮传动的效率和润滑150

【练习题】152

第十章 蜗杆传动155

第一节 蜗杆传动的特点和类型155

一、蜗杆传动的特点和应用155

二、蜗杆传动的类型155

三、蜗杆传动的精度等级157

第二节 蜗杆机构的基本参数和几何尺寸计算157

一、蜗杆传动的基本参数157

二、蜗杆蜗轮的几何尺寸计算160

三、蜗杆传动正确啮合的条件160

第三节 蜗杆传动的受力分析162

第四节 蜗杆传动的失效形式、计算准则、常用材料及结构163

一、蜗杆传动的失效形式163

二、蜗杆传动的计算准则163

三、蜗杆和蜗轮的材料163

四、蜗杆和蜗轮的结构164

第五节 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算165

一、蜗杆传动的效率165

二、蜗杆传动的润滑165

三、蜗杆传动的热平衡计算167

【练习题】168

第十一章 轴170

第一节 轴的类型170

一、按轴的承载情况分类170

二、按轴线形状分类170

第二节 轴的结构设计172

一、零件在轴上的轴向固定172

二、零件在轴上的周向定位174

第三节 轴的材料及选择174

第四节 轴毂联接175

一、键联接175

二、花键联接178

三、销联接179

第五节 轴过盈联接181

一、轴过盈联接的原理与装配方法181

二、轴过盈联接的特点181

【练习题】181

第十二章 轴承182

第一节 轴承概述182

第二节 滑动轴承182

一、滑动轴承的类型及特点182

二、轴瓦的结构与材料184

三、滑动轴承的润滑185

第三节 滚动轴承188

一、滚动轴承的构造和类型188

二、滚动轴承的代号189

三、滚动轴承的选用189

四、滚动轴承的组合设计192

五、滚动轴承的润滑和密封195

【练习题】197

第十三章 联轴器、离合器、制动器198

第一节 联轴器198

一、刚性联轴器198

二、弹性联轴器201

第二节 离合器203

一、牙嵌式离合器203

二、摩擦式离合器204

第三节 制动器205

一、块式制动器205

二、带式制动器206

【练习题】206

第十四章 螺纹联接207

第一节 螺纹的类型及应用207

一、螺纹的形成及类型207

二、螺纹的基本参数208

三、常用螺纹的特点及应用209

第二节 螺旋副的受力分析、效率与自锁209

一、螺旋副中的摩擦力209

二、螺旋副的受力分析、效率与自锁210

第三节 螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件211

一、螺纹联接的基本类型211

二、螺纹紧固件212

第四节 螺纹联接的预紧和防松213

一、螺纹联接的预紧213

二、螺纹联接的防松214

第五节 螺旋传动215

一、螺旋传动按其用途分类215

二、螺旋传动按其摩擦性质分类215

【练习题】216

第十五章 弹簧、起重机零件217

第一节 弹簧的功用和类型217

一、弹簧的功用217

二、弹簧的分类217

三、圆柱螺旋弹簧的结构218

第二节 弹簧的制造、材料和许用应力219

一、弹簧的制造219

二、弹簧的材料220

三、弹簧的许用应力220

第三节 钢丝绳221

一、钢丝绳的构造222

二、钢丝绳的分类222

三、钢丝绳的选用223

四、钢丝绳的使用与维护223

【练习题】224

第十六章 机械的调速与平衡225

第一节 机械速度波动的调节225

一、机械速度波动调节的目的和方法225

二、周期性速度波动的调节226

第二节 回转件的平衡229

一、回转件平衡的目的229

二、回转件的静平衡原理及其试验230

三、回转件的动平衡原理及其试验233

【练习题】235

实验实训236

【实验实训一】机器的组成认识236

【实验实训二】机构运动简图及测绘237

【实验实训三】凸轮制作238

【实验实训四】渐开线齿轮范成原理241

【实验实训五】减速器的结构分析和拆装243

【实验实训六】带传动、链传动、同步带传动特点246

【实验实训七】渐开线直齿圆柱齿轮参数的测定246

【实验实训八】蜗杆传动效率测定249

【实验实训九】轴系结构的测绘与分析252

【实验实训十】润滑与密封装置的分析253

【实验实训十一】滑动轴承与滚动轴承应用分析256

【实验实训十二】联轴器的安装与调试257

【实验实训十三】离合器的安装与调试258

【实验实训十四】螺纹联接件的应用258

【实验实训十五】弹簧的使用259

【实验实训十六】起重机零件的操作259

【实验实训十七】回转构件的静平衡259

【实验实训十八】回转构件的动平衡261

参考文献263