機械設計基礎（第三版）目錄

目 錄

第1篇 機械設計概論和機構(gòu)結(jié)構(gòu)

第1章 機械設計概論1

1.1 課程概論1

1.1.1 機械的概念和組成1

1.1.2 機械設計發(fā)展概述4

1.1.3 本課程的內(nèi)容、基本要求和學習特點5

1.2 機械設計過程6

1.3 功能原理設計8

1.3.1 功能原理設計的特點8

1.3.2 功能分析8

1.3.3 功能類型和求解思路9

1.4 機械設計約束12

1.4.1 承載能力約束12

1.4.2 技術(shù)性能約束15

1.4.3 標準化約束16

1.4.4 產(chǎn)品成本約束16

1.4.5 可持續(xù)發(fā)展約束16

1.5 機械結(jié)構(gòu)設計17

1.5.1 零件的相關(guān)與結(jié)構(gòu)要素17

1.5.2 結(jié)構(gòu)設計的基本要求18

1.5.3 結(jié)構(gòu)設計的構(gòu)型變換20

1.5.4 結(jié)構(gòu)設計準則21

思考和實訓習題30

第2章 現(xiàn)代設計方法應用概述32

2.1 計算機輔助設計32

2.1.1 概述32

2.1.2 編制CAD程序的方法34

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2.2.1 概述39

2.2.2 優(yōu)化設計的數(shù)學模型40

2.2.3 優(yōu)化問題的數(shù)值解法42

2.2.4 運用Matlab優(yōu)化工具箱函數(shù)求解優(yōu)化設計問題概述43

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2.3.1 創(chuàng)新設計的實質(zhì)46

2.3.2 創(chuàng)造性思維的特點和類型46

2.3.3 創(chuàng)新設計的概念和解決原理48

2.3.4 機械創(chuàng)新設計應用實例49

思考和實訓習題51

第3章 機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析54

3.1 平面機構(gòu)的組成54

3.2 平面機構(gòu)運動簡圖58

3.3 平面機構(gòu)自由度和運動確定性61

3.3.1 平面機構(gòu)的自由度61

3.3.2 機構(gòu)自由度計算中的特殊情況處理61

3.3.3 平面機構(gòu)具有確定運動的條件62

思考和實訓習題65

第2篇 常 用 機 構(gòu)

第4章 平面連桿機構(gòu)69

4.1 平面連桿機構(gòu)的類型和應用70

4.1.1 鉸鏈四桿機構(gòu)70

4.1.2 滑塊四桿機構(gòu)74

4.1.3 運動副變換77

4.2 平面連桿機構(gòu)的基本特性79

4.2.1 急回特性79

4.2.2 傳力分析80

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4.4 平面連桿機構(gòu)的運動設計85

4.4.1 按照給定連桿位置設計鉸鏈四桿機構(gòu)85

4.4.2 按照給定行程速度變化系數(shù)設計四桿機構(gòu)85

4.4.3 鉸鏈四桿機構(gòu)的運動幾何方程87

4.4.4 按照給定的兩連架桿對應位置設計鉸鏈四桿機構(gòu)88

4.5 多桿機構(gòu)的應用90

思考和實訓習題92第5章 凸輪機構(gòu)94

5.1 凸輪機構(gòu)的類型和應用94

5.1.1 凸輪機構(gòu)的組成和類型94

5.1.2 凸輪機構(gòu)的特點與應用97

5.2 從動件基本運動規(guī)律97

5.2.1 從動件基本運動規(guī)律的運動方程和線圖98

5.2.2 從動件運動規(guī)律的選擇101

5.3 凸輪輪廓設計103

5.3.1 用圖解法設計凸輪輪廓103

5.3.2 用解析法設計凸輪輪廓106

5.3.3 凸輪機構(gòu)的計算機輔助設計109

5.4 凸輪機構(gòu)基本參數(shù)和尺寸的確定112

5.4.1 凸輪機構(gòu)的壓力角及許用值112

5.4.2 凸輪基圓半徑的確定113

5.4.3 滾子半徑的確定114

5.5 凸輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、材料和工作圖117

5.5.1 凸輪和從動件的結(jié)構(gòu)117

5.5.2 凸輪和從動件的材料及選擇119

5.5.3 凸輪工作圖120

思考和實訓習題120

第6章 輪系123

6.1 定軸輪系123

6.1.1 定軸輪系傳動比124

6.1.2 定軸輪系傳動比符號的確定方法125

6.1.3 定軸輪系各級傳動比的分配125

6.2 行星輪系125

6.2.1 行星輪系的分類126

6.2.2 行星輪系的傳動比126

6.2.3 行星輪系傳動比符號的確定方法128

6.3 組合輪系128

6.4 輪系的功用129

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6.5.1 漸開線少齒差行星傳動133

6.5.2 擺線針輪行星傳動134

6.5.3 諧波齒輪傳動134

思考和實訓習題135

第7章 其他常用機構(gòu)137

7.1 棘輪機構(gòu)137

7.1.1 棘輪機構(gòu)的組成和工作原理137

7.1.2 棘輪機構(gòu)的類型、特點和應用138

7.1.3 棘輪機構(gòu)的應用實例139

7.1.4 棘輪機構(gòu)的基本參數(shù)和幾何尺寸141

7.2 槽輪機構(gòu)144

7.2.1 槽輪機構(gòu)的組成和工作原理144

7.2.2 槽輪機構(gòu)的類型、特點和應用144

7.2.3 槽輪機構(gòu)的基本參數(shù)和尺寸145

7.2.4 槽輪機構(gòu)的運動特性147

7.3 螺旋機構(gòu)150

7.3.1 螺旋機構(gòu)的工作原理和類型150

7.3.2 螺紋的形成和分類151

7.3.3 螺紋的基本參數(shù)和尺寸154

7.3.4 螺旋機構(gòu)的運動分析155

7.3.5 螺旋副的效率和自鎖156

7.3.6 滑動螺旋副的材料和結(jié)構(gòu)特點157

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7.4.1 機構(gòu)的串聯(lián)式組合159

7.4.2 機構(gòu)的并聯(lián)式組合160

7.4.3 機構(gòu)的反饋式組合161

7.4.4 機構(gòu)的復合式組合161

7.5 機構(gòu)的選型與應用162

思考和實訓習題166

第3篇 機 械 傳 動

第8章 帶傳動169

8.1 帶傳動的工作原理和應用170

8.1.1 帶傳動的工作原理170

8.1.2 帶傳動的類型、特點和應用170

8.2 帶傳動的受力分析和應力分析171

8.2.1 受力分析171

8.2.2 應力分析172

8.3 帶傳動的彈性滑動與失效形式173

8.4 V帶和V帶輪175

8.4.1 V帶結(jié)構(gòu)和基本尺寸175

8.4.2 V帶輪的材料、結(jié)構(gòu)與工作圖177

8.5 帶傳動的安裝和張緊180 8.6 V帶傳動選用計算182

8.6.1 設計準則和V帶的許用功率182

8.6.2 V帶傳動選用計算的主要步驟186

思考和實訓習題192

第9章 鏈傳動194

9.1 鏈傳動的特點、類型和傳動件結(jié)構(gòu)參數(shù)194

9.1.1 鏈傳動的組成、特點和類型194

9.1.2 鏈傳動的傳動件結(jié)構(gòu)參數(shù)196

9.2 鏈傳動的運動分析和受力分析200

9.2.1 鏈傳動的運動分析200

9.2.2 鏈傳動的受力分析202

9.3 鏈傳動的選用計算203

9.3.1 鏈傳動的失效形式203

9.3.2 滾子鏈的功率曲線204

9.3.3 鏈傳動基本參數(shù)的選擇207

9.3.4 鏈傳動選用計算內(nèi)容208

9.4 鏈傳動的布置、張緊和潤滑210

9.4.1 鏈傳動的布置210

9.4.2 鏈傳動的張緊211

9.4.3 鏈傳動的潤滑211

思考和實訓習題212

第10章 齒輪傳動213

10.1 齒輪傳動的特點和類型214

10.1.1 齒輪傳動的特點214

10.1.2 齒輪傳動的類型214

10.2 齒輪嚙合基本定律與漸開線齒廓215

10.2.1 齒廓嚙合基本定律215

10.2.2 齒廓間的相對滑動216

10.2.3 漸開線齒廓217

10.3 漸開線標準齒輪的基本參數(shù)和尺寸218

10.3.1 齒輪的基本尺寸218

10.3.2 漸開線標準齒輪的基本參數(shù)219

10.3.3 標準齒輪的基本尺寸計算219

10.4 漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動221

10.4.1 漸開線齒廓傳動特性221

10.4.2 漸開線齒輪的正確嚙合條件222

10.4.3 漸開線齒輪的連續(xù)傳動條件223

10.4.4 內(nèi)齒輪和齒條224

10.5 漸開線齒形的加工和尺寸檢驗225

10.5.1 漸開線齒形的加工原理225

10.5.2 漸開線齒廓的根切問題227

10.5.3 漸開線齒輪的尺寸檢驗228

10.6 變位齒輪傳動229

10.6.1 變位齒輪的概念229

10.6.2 變位齒輪的齒形特點和尺寸變動230

10.6.3 變位齒輪的傳動類型和應用231

10.7 斜齒圓柱齒輪傳動234

10.7.1 斜齒圓柱齒輪齒面的形成和特點234

10.7.2 斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和尺寸235

10.7.3 斜齒輪的當量齒數(shù)237

10.7.4 交錯軸斜齒輪傳動238

10.8 圓錐齒輪傳動239

10.8.1 直齒圓錐齒輪齒廓曲面的形成239

10.8.2 圓錐齒輪的背錐和當量齒數(shù)239

10.8.3 直齒圓錐齒輪的基本參數(shù)和尺寸240

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10.9 齒輪傳動設計243

10.9.1 齒輪輪齒的失效形式、常用材料和設計約束243

10.9.2 圓柱齒輪傳動的受力分析246

10.9.3 圓柱齒輪承載能力計算248

10.9.4 圓柱齒輪傳動的精度等級及選用252

10.9.5 齒輪傳動設計準則253

10.9.6 圓柱齒輪傳動的計算機輔助設計256

10.9.7 直齒圓錐齒輪的強度計算257

10.10 齒輪結(jié)構(gòu)、工作圖和傳動潤滑259

10.10.1 齒輪結(jié)構(gòu)259

10.10.2 齒輪工作圖260

10.10.3 齒輪傳動的潤滑260

"_blank" href="/item/圓弧齒輪傳動/772982" data-lemmaid="772982">圓弧齒輪傳動簡介262

思考和實訓習題263

第11章 蝸桿傳動266

11.1 蝸桿傳動概述266

11.1.1 蝸桿傳動的類型266

11.1.2 蝸桿傳動的特點和應用267

11.2 蝸桿傳動的基本參數(shù)和尺寸268

11.2.1 蝸桿傳動的基本參數(shù)268

11.2.2 蝸桿傳動的基本尺寸270

11.2.3 蝸桿傳動的變位271

11.3 蝸桿傳動的承載能力計算272

11.3.1 蝸桿傳動的失效形式272

11.3.2 蝸桿傳動的材料和許用應力272

11.3.3 蝸桿傳動的受力分析273

11.3.4 蝸桿傳動的強度條件274

11.4 蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡275

11.4.1 蝸桿傳動的滑動速度275

11.4.2 蝸桿傳動的效率275

11.4.3 蝸桿傳動的潤滑277

11.4.4 蝸桿傳動的熱平衡計算277

11.5 蝸桿與蝸輪的結(jié)構(gòu)和工作圖279

11.5.1 蝸桿結(jié)構(gòu)279

11.5.2 蝸輪結(jié)構(gòu)279

11.5.3 蝸桿和蝸輪工作圖280

思考和實訓習題283

第4篇 軸系零部件

第12章 滑動軸承285

12.1 滑動軸承的工作原理286

12.1.1 滑動軸承簡介286

12.1.2 滑動摩擦的類型286

12.1.3 滑動軸承設計中的基本問題287

12.2 滑動軸承的分類和結(jié)構(gòu)特點287

12.2.1 滑動軸承的分類287

12.2.2 推力滑動軸承288

12.2.3 特殊結(jié)構(gòu)軸承簡介289

12.3 滑動軸承的材料和軸瓦結(jié)構(gòu)289

12.3.1 滑動軸承的材料289

12.3.2 軸瓦的結(jié)構(gòu)290

12.4 滑動軸承的潤滑和配合292

12.4.1 潤滑劑及其選用原則292

12.4.2 潤滑裝置293

12.4.3 滑動軸承潤滑方式的選擇293

12.4.4 滑動軸承的配合294 12.5 非液體潤滑滑動軸承的計算294

12.5.1 徑向滑動軸承295

12.5.2 推力滑動軸承295

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12.6.1 液體動壓滑動軸承297

12.6.2 液體靜壓滑動軸承297

思考和實訓習題298

第13章 滾動軸承299

13.1 滾動軸承的組成、類型和特點299

13.1.1 滾動軸承的組成300

13.1.2 滾動軸承的類型、特點及應用300

13.2 滾動軸承的代號及類型選擇304

13.2.1 滾動軸承的代號304

13.2.2 滾動軸承類型的選擇307

13.3 滾動軸承壽命計算308

13.3.1 滾動軸承的失效形式及計算準則308

13.3.2 滾動軸承的基本額定壽命和基本額定動載荷309

13.3.3 滾動軸承的壽命計算公式310

13.3.4 滾動軸承的當量動載荷計算311

13.3.5 角接觸軸承的軸向載荷313

13.3.6 滾動軸承的靜強度計算314

"_blank" href="/item/滾動軸承/53483" data-lemmaid="53483">滾動軸承與滾動導軌簡介321

13.4.1 陶瓷滾動軸承321

13.4.2 滾動導軌322

思考和實訓習題323

第14章 軸及軸系324

14.1 軸的概述324

14.1.1 軸的功用與分類324

14.1.2 軸的設計中應考慮的問題325

14.2 軸的材料與強度計算326

14.2.1 軸的材料與機械性能326

14.2.2 軸徑的估算和強度計算327

14.3 軸及軸系的結(jié)構(gòu)設計331

14.3.1 軸的結(jié)構(gòu)設計331

14.3.2 軸的工作圖335

14.3.3 軸系的結(jié)構(gòu)設計336

思考和實訓習題341第15章 聯(lián)軸器、離合器與制動器343

15.1 聯(lián)軸器343

15.1.1 固定式剛性聯(lián)軸器344

15.1.2 移動式剛性聯(lián)軸器346

15.1.3 彈性聯(lián)軸器347

15.2 離合器348

15.2.1 嵌合式離合器348

15.2.2 摩擦式離合器349

15.3 制動器351

15.3.1 抱塊式制動器351

15.3.2 內(nèi)漲式制動器351

15.3.3 帶式制動器352

思考和實訓習題352

第5篇 機 械 連 接

第16章 連接355

16.1 鍵連接356

16.1.1 鍵連接的功用和分類356

16.1.2 平鍵連接的選擇和計算358

16.1.3 花鍵連接的類型、標準和選用359

16.2 銷連接360

16.3 螺紋連接361

16.3.1 螺紋連接的基本類型和螺紋連接件361

16.3.2 螺紋連接的預緊和防松365

16.3.3 螺栓組的布置和受力分析366

16.3.4 螺栓連接的強度計算372

16.3.5 螺栓連接件的材料和許用應力374

16.3.6 提高螺栓連接強度的結(jié)構(gòu)設計374

思考和實訓習題378

第17章 彈簧380

17.1 概述380

17.1.1 彈簧的類型、特點和應用380

17.1.2 彈簧的材料和制造380

17.2 圓柱螺旋壓縮(拉伸)彈簧的幾何參數(shù)和特性曲線383

17.2.1 圓柱螺旋彈簧的結(jié)構(gòu)383

17.2.2 基本參數(shù)和幾何尺寸384

17.2.3 圓柱螺旋彈簧的特性曲線385

17.3 圓柱螺旋彈簧的設計計算386

17.3.1 強度計算386

17.3.2 剛度計算387

17.3.3 穩(wěn)定性校核388

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17.4.1 橡膠彈簧389

17.4.2 空氣彈簧389

思考和實訓習題392

附錄A Matlab設計計算程序和應用實例393

A1 凸輪機構(gòu)設計和運動分析393

A2 圓柱齒輪傳動設計計算399

A3 轉(zhuǎn)軸強度計算406

參考文獻4092100433B

機械設計基礎”是高等職業(yè)技術(shù)教育和高等?？平逃龣C械設計與制造類和機電工程類專業(yè)的主干課程。

全書內(nèi)容分為5篇： 第1篇“機械設計概論和機構(gòu)結(jié)構(gòu)”主要介紹機械設計概論、現(xiàn)代設計方法應用概述及平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析，是機構(gòu)和機械設計的共性基礎知識；第2篇“常用機構(gòu)”主要從傳遞運動的角度介紹一些常用機構(gòu)（如平面連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、輪系及其他常用機構(gòu)）的工作原理、應用和運動設計方法；第3篇“機械傳動”主要從傳遞動力的角度講述一些常見的機械傳動（如帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動和蝸桿傳動等）的工作原理、標準規(guī)范和設計計算方法；第4篇 “軸系零部件”主要介紹軸系（包括滑動軸承、滾動軸承、軸及軸系、聯(lián)軸器、離合器和制動器等主要零部件）的工作原理、組合設計和選用計算方法；第5篇“機械連接”介紹常用機械連接（包括鍵、銷和螺紋連接）和彈性連接（彈簧）的工作原理、標準規(guī)范和計算方法。

本書在各個章節(jié)中都有許多機械設計計算、分析和作圖等的能力訓練案例，以及典型零件工作圖，并且摘錄了部分機械設計常用的標準和規(guī)范。書后還附有凸輪機構(gòu)設計和運動分析、圓柱齒輪傳動設計計算和轉(zhuǎn)軸強度計算等的Matlab程序及應用實例。

本書可以作為高等職業(yè)技術(shù)教育和高等?？平逃龣C械設計與制造類和機電工程類專業(yè)“機械設計基礎”課程的教材，也可供有關(guān)專業(yè)的讀者和工程技術(shù)人員參考。

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