機械設計基礎

本書是根據高職高專人才培養目標和教育部《高職高專機械基礎教學基本要求》而編寫的。全書分為13章,包括緒論、基礎力學分析、平面機構的結構分析、平面連桿機構、凸輪機構、機械設計概述、帶傳動、齒輪傳動、齒輪系、聯接、軸承、軸和機電設備隨機技術文件的編制。本書突出實用性、應用性、職業性和現代性。

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0.1機械設計初步

0.2本課程的性質和基本要求

0.3本課程的特點和學習方法

1.1靜力學基礎

1.1.1靜力學基本概念

1.1.2靜力學公理

1.1.3力的投影與分解

1.2力矩與力偶

1.2.1力矩

1.2.2合力矩定理

1.2.3力偶及其性質

1.2.4平面力偶系的合成與平衡

1.3受力分析與受力圖

1.3.1約束與約束力

1.3.2約束類型

1.3.3受力圖

1.4平面匯交力系

1.4.1平面匯交力系的合成

1.4.2平面匯交力系的平衡方程和解題步驟

1.5平面一般力系

1.5.1概述

1.5.2平面一般力系向一點簡化

1.5.3平面一般力系的平衡條件與平衡方程

1.5.4物系平衡和機械的靜力計算

1.6空間力系

1.6.1概述

1.6.2空間力系的平衡條件與平衡方程

本章知識點提示

思考題

2.1機構的組成

2.1.1基本概念

2.1.2運動副及其分類

2.2平面機構的運動簡圖

2.2.1一般構件的表示方法

2.2.2機構運動簡圖的繪製

2.3平面機構的自由度

2.3.1平面機構自由度的計算公式及機構具有確定運動的條件

2.3.2計算平面機構自由度應注意的特殊情況

本章知識點提示

思考題

習題

3.1平面四杆機構及其應用

3.1.1鉸鏈四杆機構的形式

3.1.2鉸鏈四杆機構形式的判別

3.1.3含一個移動副的四杆機構

3.2平面四杆機構的基本特性

3.2.1急回特性

3.2.2傳力特性

3.3平面四杆機構的尺度綜合

3.3.1按照連桿的預定位置進行尺度綜合

3.3.2按照給定的兩連架杆的對應位置進行尺度綜合

3.3.3按照行程速度係數進行尺度綜合

3.4構件和運動副的結構

3.4.1構件的結構

3.4.2運動副的結構

3.5間歇運動機構概述

3.5.1棘輪機構

3.5.2槽輪機構

本章知識點提示

思考題

習題

4.1概述

4.1.1凸輪機構的應用和分類

4.1.2凸輪和滾子的材料

4.1.3凸輪的結構與安裝

4.2凸輪機構特性分析

4.2.1凸輪機構的運動分析

4.2.2從動件的常用運動規律

4.2.3凸輪機構的壓力角與基圓半徑的關係

4.3凸輪機構的尺度綜合方法

本章知識點提示

思考題

習題

5.1機械零件的工作能力及設計準則

5.1.1工作能力的基本要求

5.1.2設計計算準則

5.1.3變形固體及其假設

5.2材料的強度計算

5.2.1拉伸(壓縮)變形

5.2.2剪切(擠壓)變形

5.2.3彎曲變形

5.2.4圓軸扭轉

5.2.5組合變形

5.3材料的選擇及結構工藝性

本章知識點提示

思考題

習題

6.1概述

6.1.1帶傳動的特點

6.1.2帶傳動的主要類型及應用

6.2V帶的結構和標準

6.3V帶傳動的工作能力分析

6.3.1帶傳動的受力分析

6.3.2帶傳動的應力分析

6.3.3帶傳動的運動分析

6.3.4V帶傳動的設計準則

6.3.5單根V帶的基本額定功率

6.4V帶傳動設計

6.4.1V帶設計

6.4.2V帶輪設計

6.5V帶傳動的使用與維護

6.5.1V帶傳動的張緊裝置

6.5.2V帶傳動的使用與維護

6.6同步帶傳動

6.6.1同步帶傳動的特點及應用

6.6.2同步帶的類型和主要參數

6.7鏈傳動

6.7.1鏈傳動的主要類型

6.7.2鏈傳動的特點和應用

6.7.3鏈傳動的佈置、張緊和潤滑

本章知識點提示

思考題

習題

7.1齒輪傳動的類型、特點和齒廓齧合基本定律

7.1.1齒輪傳動的分類

7.1.2齒輪機構的特點

7.1.3齒廓齧合基本定律

7.2漸開線直齒圓柱齒輪

7.2.1漸開線的形成和性質

7.2.2漸開線齒廓滿足齒廓齧合基本定律

7.2.3漸開線齒廓齧合的特點

7.3漸開線齒輪各部分的名稱和幾何尺寸

7.3.1齒輪各部分的名稱

7.3.2基本參數

7.3.3齒輪的幾何尺寸計算

7.4漸開線直齒圓柱齒輪的齧合傳動

7.4.1漸開線齒輪的正確齧合條件

7.4.2中心距

7.4.3連續性條件和重合度

7.4.4齒條與齒輪傳動

7.5斜齒圓柱齒輪傳動

7.5.1斜齒圓柱齒輪的形成及齧合特點

7.5.2斜齒圓柱齒輪傳動的主要特點

7.5.3斜齒圓柱齒輪的參數

7.6齒輪加工

7.6.1齒輪的加工方法

7.6.2根切現象和小齒數

7.7漸開線變位直齒圓柱齒輪傳動

7.7.1漸開線變位直齒圓柱齒輪

7.7.2變位直齒圓柱齒輪傳動的齧合角和中心距

7.7.3變位傳動的類型和特點

7.7.4選擇變位係數的基本要求

7.8圓柱齒輪的結構和精度

7.8.1圓柱齒輪的結構

7.8.2圓柱齒輪的精度

7.9齒輪傳動的失效形式及其材料選擇

7.9.1齒輪傳動的失效形式

7.9.2齒輪的材料選擇

7.10直齒圓柱齒輪傳動的強度計算

7.10.1輪齒受力分析

7.10.2齒面接觸疲勞強度計算

7.10.3齒根彎曲疲勞強度計算

7.10.4齒輪的許用應力

7.10.5齒輪傳動主要參數的選擇

7.11直齒圓錐齒輪傳動

7.12蝸桿傳動

7.12.1蝸桿傳動的組成和主要特點及類型

7.12.2蝸桿傳動的主要參數和幾何尺寸

7.12.3蝸桿傳動的傳動關係

7.12.4蝸桿機構的材料和結構

7.12.5常用各類齒輪的傳動選擇

本章知識點提示

思考題

習題

8.1輪系的類型與功用

8.1.1輪系的類型

8.1.2輪系的功用

8.2定軸輪系的傳動比

8.2.1定軸輪系中齒輪傳動方向的確定

8.2.2定軸輪系傳動比的計算

8.2.3定軸輪系的應用

8.3行星輪系的傳動比

8.3.1行星輪系的組成

8.3.2行星輪系傳動比的計算

8.4複合輪系傳動比

本章知識點提示

思考題

習題

9.1鍵、花鍵、銷和脹緊聯接

9.1.1鍵聯接

9.1.2花鍵聯接

9.1.3銷聯接

9.1.4脹緊聯接套

9.2螺紋聯接

9.2.1常用螺紋的類型和應用

9.2.2螺紋聯接的結構

9.2.3螺栓聯接的強度計算

9.3螺旋傳動簡介

9.3.1螺旋傳動的類型和應用

9.3.2滾珠絲槓機構

9.4聯軸器

9.4.1聯軸器的分類

9.4.2常用聯軸器

9.4.3聯軸器的選用

本章知識點提示

思考題

習題

10.1滾動軸承概述

10.2滾動軸承的類型及選擇

10.2.1滾動軸承的類型

10.2.2滾動軸承的代號

10.2.3滾動軸承的選擇

10.3滾動軸承的失效和計算準則

10.3.1滾動軸承的受載情況分析

10.3.2滾動軸承的失效

10.3.3滾動軸承的計算準則

10.4滾動軸承的壽命

10.4.1滾動軸承的壽命概念

10.4.2滾動軸承的壽命計算

10.5滾動軸承的組合設計

10.5.1滾動軸承的軸向固定

10.5.2軸承的調整

10.5.3軸承的潤滑與密封

10.5.4滾動軸承的配合與裝配

10.6滾動軸承的維護

10.7滑動軸承簡介

10.7.1滑動軸承的結構

10.7.2軸瓦和軸承襯

本章知識點提示

思考題

習題

11.1概述

11.1.1軸的分類

11.1.2軸的失效

11.1.3軸的設計過程

11.2軸的材料

11.3軸徑初步估算

11.3.1軸徑初步估算方法

11.3.2扭轉變形強度計算

11.4軸的結構及其設計

11.4.1軸的結構

11.4.2軸上零件的定位和固定

11.4.3軸的結構設計

11.5軸的強度計算

11.5.1軸的簡化

11.5.2按彎扭組合強度校核計算

11.5.3軸的設計實例

本章知識點提示

思考題

習題

12.1機電設備技術文件內容

12.1.1機電產品技術文件內容

12.1.2機電產品圖樣及設計文件編號原則

12.1.3機電產品文件目錄編制樣式範例

12.2機電設備隨機文件內容

12.2.1機電產品使用説明書

12.2.2合格證書格式

12.2.3裝箱單的內容

本章知識點提示

思考題

習題

盧鐵鋼：任黑龍江農業工程職業學院（國家優秀示範性高職院校）機械製造與自動化教研室教師。主要從事機械製造技術、機械設計基礎、CAD/CAM等課程的教學任務。