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0 绪论1

1 平面机构的结构分析与速度分析3

1.1 平面机构的组成3

1.1.1 运动副3

1.1.2 运动副的分类3

1.1.3 运动链3

1.1.4 机构4

1.2 平面机构运动简图4

1.2.1 平面机构运动简图4

1.2.2 平面机构运动简图的绘制6

1.3 平面机构自由度的计算6

1.3.1 平面机构自由度的计算公式6

1.3.2 平面机构自由度的计算6

1.3.3 机构具有确定运动的条件9

1.4 平面机构的组成原理、结构分类及结构分析9

1.4.1 平面机构的组成原理9

1.4.2 平面机构的结构分类10

1.4.3 平面机构的结构分析11

1.5 速度瞬心及其在机构速度分析上的应用11

1.5.1 速度瞬心11

1.5.2 速度瞬心位置的确定12

1.5.3 速度瞬心在速度分析上的应用13

习题14

2 平面连杆机构及其设计16

2.1 平面连杆机构的特点16

2.2 平面四连杆机构的类型及应用17

2.2.1 平面四杆机构的基本型式17

2.2.2 平面四杆机构的演化19

2.3 平面四杆机构的基本知识22

2.3.1 四杆机构存在曲柄的条件22

2.3.2 急回运动和行程速比系数23

2.3.3 平面连杆机构的传动角与死点24

2.4 平面四杆机构的设计27

2.4.1 图解法设计四杆机构27

2.4.2 解析法设计四杆机构30

习题31

3 凸轮机构33

3.1 凸轮机构的应用及分类33

3.1.1 凸轮机构概述33

3.1.2 凸轮机构的应用33

3.1.3 凸轮机构的分类34

3.2 从动件运动规律35

3.2.1 凸轮轮廓曲线与从动件运动规律之间的相互关系36

3.2.2 从动件的常用运动规律36

3.2.3 组合运动规律40

3.2.4 从动件运动规律的选取原则40

3.3 按给定运动规律设计盘形凸轮轮廓40

3.3.1 用图解法设计凸轮轮廓40

3.3.2 用解析法设计凸轮轮廓43

3.4 盘形凸轮机构基本尺寸的确定45

3.4.1 凸轮机构的压力角和自锁45

3.4.2 凸轮基圆半径的选择46

3.4.3 从动件滚子半径的选择46

习题47

4 齿轮机构49

4.1 齿轮机构的特点和类型49

4.2 齿廓曲线50

4.2.1 齿廓啮合基本定律50

4.2.2 齿廓曲线的选择51

4.3 渐开线及渐开线齿轮传动的特点51

4.3.1 渐开线的形成、特性及其方程51

4.3.2 渐开线齿廓满足定传动比传动52

4.3.3 渐开线齿廓传动的特点52

4.4 渐开线标准齿轮的各部分名称、参数及尺寸计算53

4.4.1 各部分名称及符号53

4.4.2 标准直齿圆柱齿轮的基本参数53

4.4.3 标准直齿轮的几何尺寸计算54

4.4.4 标准齿条的特点55

4.4.5 任意圆上的齿厚55

4.5 渐开线齿轮的加工方法及变位齿轮56

4.5.1 齿轮轮齿的加工方法56

4.5.2 根切57

4.5.3 变位齿轮58

4.6 渐开线齿轮的啮合传动58

4.6.1 直齿圆柱齿轮正确啮合的条件58

4.6.2 一对齿轮的啮合过程59

4.6.3 齿轮传动的中心距及啮合角59

4.6.4 直齿圆柱齿轮连续传动的条件60

4.7 平行轴斜齿圆柱齿轮机构61

4.7.1 斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成及其啮合特性61

4.7.2 斜齿轮的基本参数62

4.7.3 斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件及重合度63

4.7.4 斜齿轮的当量齿数63

4.7.5 斜齿轮的几何尺寸计算64

4.7.6 斜齿轮的优缺点65

4.8 直齿圆锥齿轮65

4.8.1 圆锥齿轮概述65

4.8.2 背锥和当量齿数65

4.8.3 直齿圆锥齿轮几何尺寸计算66

习题67

5 轮系68

5.1 轮系的分类68

5.2 定轴轮系传动比69

5.2.1 平行轴定轴轮系传动比69

5.2.2 空间定轴轮系传动比70

5.3 周转轮系传动比70

5.4 复合轮系72

5.5 轮系的应用74

5.5.1 轮系的齿数条件74

5.5.2 轮系的功用74

5.6 其它几种常用行星传动简介76

5.6.1 渐开线少齿差行星传动76

5.6.2 摆线针轮行星传动76

5.6.3 谐波齿轮传动77

习题77

6 其它常用机构79

6.1 棘轮机构79

6.1.1 棘轮机构的组成、工作原理79

6.1.2 棘轮机构的类型和应用79

6.1.3 棘轮机构的设计要点81

6.2 槽轮机构82

6.2.1 槽轮机构的工作原理和类型82

6.2.2 槽轮机构的运动系数及运动特性83

6.3 不完全齿轮机构84

6.4 凸轮式间歇运动机构85

6.4.1 圆柱凸轮间歇运动机构85

6.4.2 蜗杆凸轮间歇运动机构85

6.5 万向铰链机构85

6.6 组合机构86

习题87

7 机械的调速与平衡88

7.1 机械运转的速度波动及其调节88

7.1.1 引起机械速度波动的原因88

7.1.2 机械运转的平均角速度和速度不均匀系数88

7.1.3 周期性速度波动的调节89

7.1.4 非周期性速度波动的调节92

7.2 刚性转子的平衡93

7.2.1 问题的提出93

7.2.2 盘类转子的平衡93

7.2.3 轴类转子的平衡95

习题98

8 机械零件设计概论99

8.1 机械零件的失效形式99

8.1.1 整体断裂99

8.1.2 过大的残余变形99

8.1.3 表面破坏99

8.1.4 破坏正常工作条件引起的失效99

8.2 机械零件设计应满足的基本要求100

8.2.1 避免在预定寿命期内失效的要求100

8.2.2 结构工艺性要求100

8.2.3 经济性要求100

8.2.4 质量小的要求100

8.2.5 可靠性要求101

8.3 机械零件的设计准则101

8.3.1 强度准则101

8.3.2 刚度准则101

8.3.3 寿命准则101

8.3.4 振动稳定性准则101

8.3.5 可靠性准则102

8.4 机械零件常用材料及其选择102

8.4.1 机械零件常用的材料102

8.4.2 机械零件材料的选择原则103

8.5 机械设计中的标准化103

8.6 机械零件的许用应力104

8.6.1 材料的疲劳特性104

8.6.2 零件的极限应力线图107

8.6.3 提高机械零件疲劳强度的措施108

8.7 机械零件的接触强度108

8.8 摩擦、磨损及润滑109

8.8.1 摩擦109

8.8.2 磨损110

8.8.3 润滑112

习题113

9 螺纹连接114

9.1 螺纹114

9.1.1 螺纹及螺纹的主要参数114

9.1.2 螺纹分类、特点和应用115

9.2 螺纹连接的基本类型和标准螺纹连接件117

9.2.1 螺纹连接的基本类型117

9.2.2 标准螺纹连接件118

9.3 螺纹连接的预紧和防松121

9.3.1 螺纹连接的预紧121

9.3.2 螺纹连接的防松123

9.4 螺栓组连接设计125

9.4.1 螺栓组连接的结构设计125

9.4.2 螺栓组连接受力分析127

9.5 单个螺栓连接的强度计算131

9.5.1 松螺栓连接强度计算131

9.5.2 紧螺栓连接强度计算131

9.5.3 螺栓连接件的许用应力135

9.6 螺纹连接零件的常用材料和力学性能等级136

9.7 提高螺栓连接强度的措施137

习题142

10 啮合传动145

10.1 齿轮传动的主要失效形式145

10.2 齿轮材料及热处理选择147

10.2.1 齿轮材料147

10.2.2 齿轮热处理147

10.3 齿轮传动的计算载荷149

10.3.1 轮齿的受力分析149

10.3.2 计算载荷150

10.4 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算151

10.4.1 齿根弯曲疲劳强度计算151

10.4.2 齿面接触疲劳强度计算153

10.4.3 齿轮传动设计参数的选择154

10.5 齿轮材料的许用应力与精度选择156

10.5.1 齿轮传动的许用应力156

10.5.2 齿轮精度的选择157

10.6 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算161

10.6.1 标准斜齿圆柱齿轮传动重合度161

10.6.2 齿根弯曲疲劳强度计算161

10.6.3 齿面接触疲劳强度计算163

10.7 标准锥齿轮传动的强度计算166

10.7.1 设计参数167

10.7.2 轮齿的受力分析167

10.7.3 齿根弯曲疲劳强度计算167

10.7.4 齿面接触疲劳强度计算168

10.8 齿轮的结构设计169

10.9 齿轮传动的润滑170

10.9.1 齿轮传动的润滑方式170

10.9.2 润滑剂的选择171

10.10 蜗杆传动的组成、特点及类型171

10.11 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算172

10.12 蜗杆传动的主要失效形式、常用材料和结构175

10.13 蜗杆传动的强度计算简介176

习题177

11 挠性传动179

11.1 概述179

11.1.1 带传动简介179

11.1.2 链传动的特点、类型和应用181

11.1.3 链传动简介181

11.2 V带与V带轮182

11.2.1 V带的结构与标准182

11.2.2 开口传动的几何参数及计算183

11.2.3 V带轮结构184

11.3 滚子链和链轮185

11.3.1 滚子链185

11.3.2 滚子链链轮187

11.4 带传动工作情况分析188

11.4.1 带传动的力分析188

11.4.2 带传动的弹性滑动和打滑190

11.4.3 带传动的应力分析191

11.5 链传动的运动特性和受力分析192

11.5.1 链传动的多边形效应192

11.5.2 链传动的动载荷194

11.5.3 链传动的受力分析194

11.6 普通V带传动的设计195

11.6.1 失效形式和设计准则195

11.6.2 额定功率的修正195

11.6.3 普通V带传动的设计计算195

11.6.4 V带传动的张紧装置201

11.7 滚子链传动设计202

11.7.1 滚子链传动的主要失效形式202

11.7.2 链传动的额定功率202

11.7.3 滚子链传动的设计计算203

11.8 滚子链的布置、张紧和润滑207

11.8.1 链传动的布置207

11.8.2 链传动的张紧207

11.8.3 链传动的润滑208

11.9 挠性传动设计的实例分析210

习题211

12 滑动轴承212

12.1 液体动压润滑滑动轴承工作原理212

12.2 滑动轴承的类型、特点及应用214

12.3 滑动轴承的结构、失效形式及常用材料214

12.3.1 滑动轴承的结构214

12.3.2 滑动轴承的失效形式218

12.3.3 滑动轴承的材料219

12.4 滑动轴承的润滑222

12.4.1 润滑剂及其选择222

12.4.2 润滑方法和润滑装置223

12.4.3 不完全液体润滑轴承的设计计算224

习题227

13 滚动轴承228

13.1 概述228

13.1.1 滚动轴承的组成228

13.1.2 滚动轴承的分类229

13.2 常用滚动轴承的类型、代号及选择229

13.2.1 常用滚动轴承的类型229

13.2.2 滚动轴承的代号229

13.2.3 滚动轴承的选择232

13.3 滚动轴承的选择计算233

13.3.1 滚动轴承内部的载荷分布及应力变化情况233

13.3.2 滚动轴承的失效形式233

13.3.3 滚动轴承的计算准则234

13.3.4 轴承的寿命234

13.3.5 基本额定动载荷234

13.3.6 滚动轴承的寿命计算公式235

13.3.7 滚动轴承的当量动载荷235

13.3.8 角接触轴承轴向载荷Fα的计算236

13.3.9 滚动轴承的静载荷计算237

13.4 滚动轴承的组合设计241

13.4.1 轴承的轴向固定241

13.4.2 滚动轴承的配合与装拆243

13.4.3 轴向位置及轴承游隙的调整243

13.4.4 支承部分的刚度和同轴度243

13.4.5 滚动轴承的润滑244

13.4.6 滚动轴承的密封245

习题247

14 轴及其连接249

14.1 概述249

14.1.1 轴的用途与分类249

14.1.2 轴的材料249

14.2 轴的结构设计252

14.2.1 零件在轴上的定位252

14.2.2 轴段的直径和长度的确定262

14.2.3 轴的定位262

14.2.4 提高轴的强度和刚度的措施263

14.2.5 轴的结构工艺性264

14.3 轴的强度计算264

14.3.1 轴的强度校核计算264

14.3.2 轴的刚度校核267

14.3.3 轴的振动及振动稳定性的概念268

习题273

参考文献275