機械設計基礎

本書結合**的國家標準和近年來教學改革經驗和成果進行編寫。本書以機械傳動裝置和機械零件設計為主體，將工程力學、機械工程基礎課程相關內容有機地融入其中，使各部分內容相互滲透、交叉，打破了原課程的界限和體系，避免了課程內容相互獨立而造成的相關知識點重複和知識盲區，突出了機械設計與工程力學的緊密聯繫。

本書突出逆向工程應用型人才工程素質培養要求，系統性、實用性強。本書對相關領域的專業工程技術人員和研究人員也具有重要的參考價值。

第1章　數控車牀的組成與工作原理 （1）

1.1 機械設計基礎認知 （1）

1.1.1 本課程的研究對象 （1）

1.1.2 本課程研究的主要內容 （3）

1.1.3 本課程的主要任務 （3）

1.1.4 本課程在教學中的地位和作用 （3）

1.2 機械零件設計的基本準則及設計步驟 （3）

1.2.1 機械零件的失效及主要失效形式 （3）

1.2.2 機械零件設計的一般步驟 （4）

實訓1 分析單缸內燃機的機器與機構特徵 （5）

知識梳理與總結 （6）

自測題1 （6）

第2章　平面機構及自由度計算 （8）

2.1 機構的組成 （8）

2.1.1 運動副 （8）

2.1.2 構件 （9）

2.2 平面機構的運動簡圖與繪製步驟 （9）

實訓2 繪製顎式破碎機主體機構的運動簡圖 （11）

實訓3 繪製活塞泵的機構運動簡圖 （12）

2.3 平面機構的自由度 （12）

2.3.1 自由度和約束的概念 （12）

2.3.2 自由度的計算和機構具有確定運動的條件 （14）

2.3.3 平面機構中的特殊結構 （15）

實訓4 計算篩料機構的自由度 （16）

知識梳理與總結 （17）

自測題2 （17）

第3章　平面連桿機構 （22）

3.1 平面四杆機構的基本形式及其演化 （23）

3.1.1 鉸鏈四杆機構的基本形式 （23）

3.1.2 滑塊四杆機構的基本形式 （24）

3.1.3 滑塊四杆機構的演化及工程應用 （25）

3.2 平面四杆機構存在曲柄的條件及基本特性 （26）

3.2.1 鉸鏈四杆機構存在曲柄的條件 （26）

3.2.2 平面四杆機構的運動特性 （27）

3.2.3 平面四杆機構的傳力特性 （28）

3.3 平面四杆機構運動設計 （32）

3.3.1 按給定的連桿位置設計平面四杆機構 （32）

3.3.2 按給定的行程速比係數設計平面四杆機構 （33）

實訓5 確定顎式破碎機中各構件長度 （34）

知識梳理與總結 （35）

自測題3 （36）

第4章　凸輪機構 （39）

4.1 凸輪機構的類型及應用 （40）

4.1.1 凸輪機構的組成與特點 （40）

4.1.2 凸輪機構的分類及應用 （40）

4.2 凸輪機構的從動件常用運動規律 （41）

4.2.1 凸輪機構的運動分析 （41）

4.2.2 從動件的常用運動定律 （42）

4.3 反轉法繪製盤形凸輪輪廓曲線 （44）

實訓6 設計對心移動滾子從動件盤形凸輪機構 （46）

4.4 凸輪機構基本尺寸的確定 （47）

4.4.1 滾子半徑的確定 （47）

4.4.2 壓力角的確定 （48）

4.4.3 基圓半徑的確定 （48）

知識梳理與總結 （49）

自測題4 （49）

第5章　帶傳動與鏈傳動 （52）

5.1 帶傳動的類型與特點 （53）

5.1.1 帶傳動的類型和應用 （53）

5.1.2 帶傳動的特點 （54）

5.2 帶傳動的受力分析和應力分析 （54）

5.2.1 帶傳動的受力分析 （54）

5.2.2 帶傳動的應力分析 （55）

5.3 帶傳動的彈性滑動、打滑和失效形式 （57）

5.3.1 帶傳動的彈牲滑動和打滑 （57）

5.3.2 帶傳動的失效形式和設計準則 （58）

5.4 V帶與V帶輪 （58）

5.4.1 普通V帶的結構和尺寸標準 （58）

5.4.2 普通V帶輪的結構 （59）

實訓7 設計離心機普通V帶傳動系統 （62）

5.5 帶傳動的張緊、安裝與維護 （68）

5.5.1 帶傳動的張緊與調整 （68）

5.5.2 帶傳動的安裝與維護 （68）

5.6 鏈傳動 （69）

5.6.1 鏈傳動的組成、特點與分類 （69）

5.6.2 滾子鏈的結構及標準 （70）

5.6.3 鏈輪的結構 （71）

5.6.4 鏈輪的佈置和潤滑 （72）

知識梳理與總結 （74）

自測題5 （75）

第6章　齒輪傳動 （77）

6.1 齒輪傳動機構 （77）

6.1.1 齒輪傳動的類型 （77）

6.1.2 齒輪傳動的特點 （79）

6.2 漸開線的形成和性質 （79）

6.2.1 漸開線的形成 （79）

6.2.2 漸開線的性質 （79）

6.3 漸開線標準直齒圓柱的參數及幾何尺寸 （80）

6.3.1 直齒圓柱齒輪各部分的名稱和符號 （80）

6.3.2 標準直齒圓柱齒輪的基本參數和幾何尺寸計算 （81）

6.3.3 漸開線直齒圓柱齒輪公法線長度 （82）

6.4 漸開線直齒圓柱齒輪的齧合傳動 （83）

6.4.1 漸開線齒廓齧合特性 （83）

6.4.2 正確齧合條件 （85）

6.4.3 連續傳動條件及重合度 （85）

6.5 漸開線齒廓的切削原理與根切現象 （86）

6.5.1 漸開線齒廓的切削原理 （86）

6.5.2 漸開線齒輪的根切現象及*少齒數 （87）

6.6 齒輪的失效形式與設計準則 （89）

6.6.1 齒輪的失效形式 （89）

6.6.2 設計準則 （89）

6.7 漸開線標準直齒圓柱齒輪傳動的強度計算 （90）

6.7.1 平面匯交力系合成的解析法 （90）

6.7.2 力矩 （92）

6.7.3 輪齒的受力分析 （93）

實訓8 設計牽引機單級直齒圓柱齒輪 （94）

6.8 漸開線斜齒圓柱齒輪傳動 （102）

6.8.1 斜齒圓柱齒輪傳動的齧合特點 （102）

6.8.2 斜齒圓柱齒輪的基本參數和幾何尺寸計算 （103）

6.8.3 斜齒輪正確齧合的條件和當量齒數 （103）

6.9 斜齒圓柱齒輪的強度計算 （104）

6.9.1 力在空間直角座標系的投影 （105）

6.9.2 力對軸的矩 （106）

6.9.3 受力分析 （107）

6.9.4 強度計算 （108）

6.10 直齒圓錐齒輪傳動 （108）

6.10.1 圓錐齒輪傳動概述 （108）

6.10.2 標準直齒圓錐齒輪的幾何尺寸計算 （109）

6.11 齒輪的結構設計和齒輪傳動的潤滑 （110）

6.11.1 齒輪的結構設計 （110）

6.11.2 齒輪傳動的潤滑 （112）

知識梳理與總結 （112）

自測題6 （114）

第7章　蝸桿傳動 （119）

7.1 蝸桿傳動的類型、特點、參數和尺寸 （119）

7.1.1 蝸桿傳動的類型和特點 （119）

7.1.2 蝸桿傳動的基本參數和幾何尺寸計算 （121）

7.2 蝸桿傳動的失效形式、設計準則和受力分析 （123）

7.2.1 蝸桿傳動的失效形式和設計準則 （123）

7.2.2 蝸桿傳動的受力分析 （124）

實訓9 設計**分度頭的蝸桿傳動 （124）

7.3 蝸桿傳動的潤滑、提高散熱能力的措施和結構 （133）

7.3.1 蝸桿傳動的潤滑 （133）

7.3.2 提高散熱能力的措施 （133）

7.3.3 蝸桿和蝸輪的結構 （133）

知識梳理與總結 （134）

自測題7 （135）

第8章　輪系 （138）

8.1 輪系及其分類 （139）

8.1.1 定軸輪系 （139）

8.1.2 行星輪系 （139）

8.1.3 組合輪系 （140）

8.2 定軸輪系傳動比的計算 （140）

8.2.1 一對齒輪的傳動比 （140）

8.2.2 定軸輪系傳動比的計算 （141）

8.3 行星輪系傳動比的計算 （142）

8.4 組合輪系傳動比的計算 （145）

8.5 輪系的應用 （147）

知識梳理與總結 （149）

自測題8 （150）

第9章　螺紋連接、軸轂連接與軸間連接 （153）

9.1 螺紋連接 （153）

9.1.1 螺紋連接的類型及應用場合 （155）

9.1.2 常用標準螺紋連接件 （156）

9.1.3 螺紋副的受力分析、效率和自鎖 （157）

9.1.4 螺紋連接的預緊和防松 （158）

9.1.5 杆件的受力分析 （160）

9.1.6 螺栓連接的強度計算 （163）

實訓10 設計粘膠自動篩濾機連接螺栓 （167）

9.2 軸轂連接 （169）

9.2.1 鍵連接 （170）

實訓11 設計粘膠自動篩濾機的鍵 （171）

9.2.2 花鍵連接 （173）

9.2.3 銷連接 （173）

9.3 軸間連接 （174）

9.3.1 聯軸器 （174）

實訓12 設計粘膠自動篩濾機的聯軸器 （176）

9.3.2 離合器 （178）

9.3.3 制動器 （179）

知識梳理與總結 （180）

自測題9 （180）

第10章　軸 （185）

10.1 軸的結構設計 （185）

10.1.1 軸的作用及類型 （185）

10.1.2 軸的材料 （187）

10.1.3 軸的結構 （187）

10.2 傳動軸的強度計算 （191）

10.2.1 扭轉時橫截面上的扭矩和扭矩圖 （191）

10.2.2 扭轉時橫截面上的應力 （192）

10.2.3 傳動軸扭轉時的強度計算 （194）

10.3 心軸的彎曲強度計算 （194）

10.3.1 軸的計算簡圖 （194）

10.3.2 心軸橫截面上的內力—剪力和彎矩 （195）

10.3.3 彎矩圖 （196）

10.3.4 平面彎曲時軸橫截面上的應力 （196）

10.3.5 彎曲強度計算 （198）

10.4 轉軸的彎扭組合變形強度計算 （198）

10.4.1 轉軸受力分析 （198）

10.4.2 轉軸的強度計算 （199）

實訓13 設計二級斜齒圓柱齒輪減速器輸出軸 （200）

知識梳理與總結 （204）

自測題10 （20）