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第1章机械设计概述1

1.1机械的概念1

1.1.1机械的组成和分类1

1.1.2机器与机构2

1.1.3零件与构件3

1.1.4部件3

1.1.5典型机器案例4

1.2机械设计概述5

1.2.1机械设计的一般程序5

1.2.2设计实例分析6

1.2.3机械零件设计概述8

1.2.4机械设计的新发展9

1.3设计基本事项10

1.3.1机械设计的基本要求10

1.3.2机械材料与设计之间的关系11

1.3.3产品的标准化和规格12

1.3.4机械零件设计的工艺性13

1.4知识产权15

1.4.1知识产权16

1.4.2工业产品与专利17

1.5本课程的性质、内容和任务17

1.5.1课程的性质和内容17

1.5.2课程任务18

1.5.3本课程的学习方法18

思考题与习题18

第2章平面连杆机构的设计20

2.1机构概述20

2.1.1设计任务书20

2.1.2平面机构的组成21

2.1.3平面机构运动简图22

2.1.4平面机构的自由度及具有确定运动的条件25

2.2机械力学基础30

2.2.1静力学基础知识30

2.2.2平面汇交力系36

2.2.3力矩平面力偶系44

2.2.4平面一般力系47

2.3平面连杆机构设计方案分析55

2.3.1铰链四杆机构的类型及应用55

2.3.2铰链四杆机构的演化及滑块四杆机构58

2.3.3平面四杆机构具有曲柄的条件63

2.3.4平面四杆机构的基本特性66

2.4轴向拉压杆的变形71

2.4.1材料力学基础71

2.4.2轴向拉伸与压缩74

2.5平面连杆机构设计的实施84

2.5.1平面连杆机构设计的实施计划84

2.5.2铰链四杆机构的设计85

2.5.3曲柄滑块机构的设计88

2.5.4导杆机构的设计89

2.6知识拓展与延伸（多杆机构应用简介）89

思考题与习题90

第3章凸轮机构的设计98

3.1凸轮机构概述98

3.1.1设计任务书98

3.1.2凸轮机构的组成、应用99

3.1.3凸轮机构的分类和特点100

3.2凸轮机构设计方案分析103

3.2.1凸轮机构的运动特性103

3.2.2凸轮机构的传力特性108

3.3凸轮机构设计的实施111

3.3.1凸轮轮廓曲线的设计111

3.3.2凸轮的结构、精度和材料114

3.4知识拓展与延伸117

3.4.1间隙运动机构117

3.4.2组合机构123

思考题与习题126

第4章极限与配合基础128

4.1概述128

4.2极限与配合129

4.2.1极限与配合的基本概念129

4.2.2极限与配合国家标准133

4.2.3极限与配合的选用136

4.3几何公差及公差原则145

4.3.1几何公差的基本概念146

4.3.2几何公差151

4.3.3公差原则及其应用160

4.3.4几何公差的选用163

4.4表面粗糙度165

4.4.1表面粗糙度概述165

4.4.2表面粗糙度的评定参数165

4.4.3表面粗糙度的标注167

4.4.4表面粗糙度的应用170

思考题与习题171

第5章键连接的设计175

5.1概述175

5.1.1设计任务书175

5.1.2机械连接概述176

5.2键连接设计的实施计划176

5.3键连接设计分解实施177

5.3.1键连接的类型177

5.3.2平键连接的强度计算180

5.3.3平键连接的公差配合185

5.3.4项目任务的实施187

5.4知识拓展与延伸188

5.4.1键连接设计禁忌188

5.4.2销连接190

思考题与习题191

第6章螺纹连接的设计194

6.1概述194

6.1.1设计任务书194

6.1.2螺纹195

6.2螺纹连接设计实施计划198

6.3螺纹连接设计分解实施199

6.3.1螺纹连接基本类型选择199

6.3.2常用螺纹连接件的选择200

6.3.3螺纹连接的结构设计203

6.3.4螺纹连接的预紧与防松205

6.3.5螺栓连接的强度计算207

6.3.6螺纹连接的公差配合210

6.4知识拓展与延伸212

6.4.1螺纹连接设计禁忌212

6.4.2螺旋传动216

思考题与习题220

第7章联轴器、离合器和制动器的选用222

7.1概述222

7.1.1设计任务书222

7.1.2轴间连接概述222

7.2联轴器的选用223

7.2.1联轴器的类型223

7.2.2联轴器的选型及强度校核229

7.2.3联轴器设计禁忌233

7.3离合器的选用236

7.3.1离合器的类型236

7.3.2离合器的设计禁忌241

7.4制动器的选用242

思考题与习题244

第8章带传动设计245

8.1概述245

8.1.1设计任务书245

8.1.2机械传动概述245

8.1.3带传动概述248

8.2带传动设计方案分析248

8.2.1带传动的工作原理、特点和应用248

8.2.2带传动的工作情况分析252

8.3带传动设计实施计划256

8.4带传动设计分解实施257

8.5知识拓展与延伸267

8.5.1V带传动的张紧与维护267

8.5.2啮合型带传动简介269

思考题与习题269

第9章链传动设计271

9.1概述271

9.1.1设计任务书271

9.1.2链传动的类型、特点及应用271

9.2滚子链传动设计方案分析272

9.2.1滚子链及链轮272

9.2.2滚子链传动的运动特性和受力分析275

9.2.3滚子链的主要失效形式278

9.3滚子链传动设计实施计划279

9.4滚子链传动设计分解实施279

9.5知识拓展与延伸285

思考题与习题287

第10章齿轮传动设计288

10.1概述288

10.1.1设计任务书288

10.1.2齿轮传动的特点289

10.1.3齿轮传动的分类289

10.1.4齿轮传动的应用291

10.1.5齿轮传动分析291

10.2齿轮传动设计实施计划297

10.3渐开线直齿圆柱齿轮传动的设计298

10.3.1渐开线齿廓及其啮合原理298

10.3.2渐开线直齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸301

10.3.3渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动304

10.3.4渐开线齿轮的加工306

10.3.5渐开线直齿圆柱齿轮传动的强度设计310

10.3.6圆柱齿轮的结构314

10.4斜齿圆柱齿轮传动的设计317

10.4.1斜齿圆柱齿轮传动的啮合特点317

10.4.2斜齿轮的主要参数和几何尺寸计算318

10.4.3正确啮合条件与重合度320

10.4.4斜齿圆柱齿轮的当量齿数320

10.4.5公法线长度与分度圆弦齿厚321

10.4.6斜齿圆柱齿轮传动的设计计算322

10.5直齿锥齿轮传动的设计327

10.5.1概述327

10.5.2齿廓曲面与当量齿数327

10.5.3基本参数与几何尺寸计算328

10.5.4直齿锥齿轮传动的强度计算329

10.6知识拓展与延伸331

10.6.1圆柱齿轮传动的精度331

10.6.2齿轮传动设计的注意问题及禁忌338

思考题与习题342

第11章蜗杆传动设计344

11.1概述344

11.1.1设计任务书344

11.1.2蜗杆传动的使用与概况344

11.2蜗杆传动设计实施计划345

11.3蜗杆传动的设计346

11.3.1蜗杆传动的类型346

11.3.2蜗杆传动的基本参数与几何尺寸347

11.3.3蜗杆传动的受力分析和强度计算350

11.3.4蜗杆的结构设计352

11.3.5蜗杆传动的效率353

11.4知识拓展与延伸355

思考题与习题355

第12章齿轮系的传动比及其计算357

12.1概述357

12.1.1作业任务书357

12.1.2轮系的使用与概述357

12.2定轴轮系的传动比及其计算358

12.2.1一对啮合齿轮的传动比358

12.2.2定轴轮系的传动比358

12.3周转轮系的传动比及其计算361

12.3.1周转轮系的组成361

12.3.2周转轮系的传动比362

12.4组合轮系的传动比364

12.5知识拓展与延伸365

思考题与习题367

第13章滚动轴承的选用与设计369

13.1设计任务书369

13.2滚动轴承设计实施计划369

13.3滚动轴承的选型370

13.3.1滚动轴承的结构370

13.3.2滚动轴承的类型与特性371

13.3.3滚动轴承的代号373

13.3.4滚动轴承类型的选择375

13.4滚动轴承的寿命计算375

13.4.1滚动轴承的失效形式及计算准则375

13.4.2基本额定寿命与基本额定动载荷376

13.4.3滚动轴承的寿命计算377

13.4.4滚动轴承的当量动载荷378

13.4.5角接触轴承的轴向载荷379

13.5滚动轴承的组合设计382

13.5.1滚动轴承的定位与固定382

13.5.2滚动轴承轴系的支承结构设计383

13.5.3轴承组合位置的调整385

13.5.4滚动轴承的预紧385

13.5.5保证支承的刚度和同轴度386

13.5.6滚动轴承的配合387

13.5.7滚动轴承的润滑387

13.6知识拓展与延伸——滑动轴承介绍389

思考题与习题394

第14章轴的设计396

14.1设计任务书396

14.2轴设计的基本要求和实施步骤397

14.3轴的扭转分析397

14.3.1扭转的概念397

14.3.2圆轴扭转时横截面上的内力398

14.3.3圆轴扭转时横截面上的应力400

14.3.4圆轴扭转时的变形402

14.3.5圆轴扭转时的强度和刚度计算403

14.4轴的弯曲分析405

14.4.1平面弯曲405

14.4.2梁弯曲时横截面上的内力406

14.4.3弯矩图408

14.4.4纯弯曲时横截面上的应力409

14.4.5梁弯曲时的强度计算412

14.4.6梁弯曲时的变形414

14.5组合变形的强度计算414

14.5.1组合变形的概念414

14.5.2弯曲与拉伸（压缩）组合变形的强度计算415

14.5.3圆轴弯曲与扭转组合变形的强度计算417

14.6轴设计的分解实施419

14.6.1轴的类型419

14.6.2轴的材料及选择420

14.6.3轴径的初步估算422

14.6.4轴的结构设计423

14.6.5按弯扭合成校核轴的强度429

14.7轴的设计禁忌431

14.7.1轴强度计算禁忌431

14.7.2轴结构设计禁忌434

思考题与习题436

第15章机械中的摩擦、磨损、润滑与密封439

15.1摩擦与润滑439

15.1.1机械摩擦状态分析439

15.1.2润滑剂441

15.1.3常见润滑方式和润滑装置446

15.2磨损448

15.2.1磨损过程448

15.2.2磨损类型449

15.3密封449

15.3.1密封方式449

15.3.2密封件452

15.4知识拓展与延伸452

思考题与习题453

附录A各种标准数据摘录455

参考文献461