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1 绪论1

1.1　机械设计研究的对象1

1.2　机械设计的基本要求和机械零件设计的一般步骤2

1.2.1　机械设计的基本要求2

1.2.2　机械零件设计的一般步骤2

1.3　本课程的内容、性质和任务3

习题3

2　平面机构的运动简图及自由度4

2.1　概述4

2.2　机构的组成4

2.2.1　运动副4

2.2.2　运动链和机构5

2.3　平面机构运动简图6

2.3.1　机构运动简图6

2.3.2　机构运动简图的绘制7

2.4　平面机构自由度8

2.4.1　机构自由度的计算8

2.4.2　机构具有确定运动的条件8

2.4.3　计算平面机构自由度时应注意的特殊问题8

习题11

3　平面连杆机构14

3.1　概述14

3.2　平面连杆机构的基本形式及其演化14

3.2.1　平面连杆机构的基本形式14

3.2.2　平面连杆机构的演化16

3.3　平面连杆机构的基本特性18

3.3.1　铰链四杆机构有曲柄的条件18

3.3.2　急回特性19

3.3.3　压力角和传动角19

3.3.4　死点位置20

3.4　平面四杆机构的设计22

3.4.1　按给定连杆的位置设计四杆机构22

3.4.2　按给定行程速度变化系数K设计四杆机构22

3.4.3 用解析法按给定连架杆对应位置设计四杆机构23

习题24

4　凸轮机构27

4.1　概述27

4.1.1 凸轮机构的应用和特点27

4.1.2　凸轮机构的分类27

4.1.3　凸轮和滚子的材料28

4.2　从动件常用运动规律28

4.2.1　平面凸轮机构的基本尺寸和运动参数28

4.2.2　从动件常用运动规律29

4.3　凸轮轮廓曲线的设计31

4.3.1　反转法原理31

4.3.2　图解法设计凸轮轮廓曲线31

4.4　凸轮机构基本尺寸的确定32

4.4.1 凸轮机构的压力角32

4.4.2　基圆半径的确定33

4.4.3　滚子半径的确定33

4.4.4　平底长度的确定34

习题34

5 间歇运动机构35

5.1　概述35

5.2　棘轮机构35

5.2.1　棘轮机构的工作原理和类型35

5.2.2　棘轮机构的特点和应用37

5.3　槽轮机构37

5.3.1　槽轮机构的工作原理和类型37

5.3.2　槽轮机构的特点和应用38

5.4　不完全齿轮机构39

5.4.1 不完全齿轮机构的工作原理和类型39

5.4.2　不完全齿轮机构的特点和应用39

习题40

6　连接41

6.1　概述41

6.2　螺纹连接41

6.2.1 螺纹41

6.2.2　螺纹连接的主要类型和预紧、防松43

6.2.3　螺栓组连接的结构设计46

6.3　键连接和花键连接47

6.3.1　键连接的类型47

6.3.2 平键连接的选用和强度校核50

6.3.3　花键连接51

6.4　销连接52

习题53

7　带传动和链传动54

7.1 带传动54

7.1.1　概述54

7.1.2　V带和V带带轮55

7.1.3　带传动的工作情况分析58

7.1.4　V带传动的设计计算62

7.1.5　带传动的张紧和维护70

7.2　链传动73

7.2.1　概述73

7.2.2　滚子链和链轮73

7.2.3　滚子链传动的设计计算75

7.2.4　链传动的布置、张紧和润滑79

习题81

8　齿轮传动82

8.1　概述82

8.1.1　齿轮传动的特点82

8.1.2　齿轮传动的分类82

8.2　渐开线齿廓及其啮合特性83

8.2.1　齿廓实现定传动比传动的条件83

8.2.2　渐开线齿廓84

8.2.3　渐开线齿廓的啮合特性86

8.3　渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸计算87

8.3.1　外齿轮87

8.3.2　内齿轮89

8.3.3　齿条89

8.4 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动89

8.4.1　渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合条件89

8.4.2　渐开线齿轮传动的重合度90

8.5　渐开线齿轮的切削加工及根切现象91

8.5.1　齿廓切削基本原理91

8.5.2　齿轮加工的检验尺寸92

8.5.3　渐开线齿廓的根切现象和标准齿轮不发生根切的最少齿数93

8.6　变位齿轮传动94

8.6.1　变位齿轮及其分类94

8.6.2　变位齿轮的几何尺寸95

8.6.3　变位齿轮传动类型95

8.7　齿轮传动的失效形式和计算准则96

8.7.1　齿轮传动的失效形式96

8.7.2　齿轮传动的计算准则98

8.8　常用齿轮材料及其热处理98

8.9　直齿圆柱齿轮传动的载荷计算100

8.9.1　轮齿受力分析100

8.9.2　计算载荷与载荷系数101

8.10　标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算101

8.10.1　齿面接触疲劳强度计算101

8.10.2　齿根弯曲疲劳强度计算103

8.11　直齿圆柱齿轮传动的设计步骤105

8.11.1　主要参数选择105

8.11.2　许用应力106

8.11.3　齿轮传动的设计计算步骤108

8.11.4　齿轮传动的精度等级选择110

8.12　标准斜齿圆柱齿轮传动113

8.12.1　斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成及其主要啮合特点113

8.12.2　斜齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸计算114

8.12.3　斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件与重合度115

8.12.4　轮齿受力分析116

8.12.5　齿面接触疲劳强度计算116

8.12.6　齿根弯曲疲劳强度计算117

8.13　标准直齿圆锥齿轮传动120

8.13.1　直齿圆锥齿轮传动概述120

8.13.2　直齿圆锥齿轮的基本参数及几何尺寸计算120

8.13.3　轮齿受力分析122

8.13.4　齿面接触疲劳强度计算122

8.13.5　齿根弯曲疲劳强度计算123

8.14　齿轮的结构和齿轮传动润滑123

8.14.1　齿轮结构设计123

8.14.2　齿轮传动润滑125

习题126

9　蜗杆传动128

9.1　概述128

9.1.1　蜗杆传动的特点及应用128

9.1.2　蜗杆传动的类型128

9.2　普通圆柱蜗杆传动的基本参数及几何尺寸计算129

9.2.1　基本参数及其选择129

9.2.2　几何尺寸计算131

9.3　蜗杆传动的工作情况分析131

9.3.1　蜗杆传动的受力分析131

9.3.2　齿面的滑动速度及蜗轮旋转方向的确定132

9.4　蜗杆传动的失效形式、计算准则及材料选择133

9.4.1　失效形式和计算准则133

9.4.2　材料选择133

9.5　普通圆柱蜗杆传动的强度计算134

9.5.1 蜗轮齿面接触疲劳强度计算134

9.5.2　蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算135

9.6　蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算136

9.6.1　蜗杆传动的效率136

9.6.2　蜗杆传动的润滑137

9.6.3　蜗杆传动的热平衡计算137

9.7　普通圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计138

9.7.1　普通圆柱蜗杆结构138

9.7.2　蜗轮结构138

习题140

10　轮系142

10.1　概述142

10.2　定轴轮系及其传动比142

10.2.1　平面定轴轮系的传动比143

10.2.2　空间定轴轮系的传动比143

10.3　周转轮系及其传动比144

10.3.1　周转轮系传动比计算的基本思路144

10.3.2　周转轮系传动比的计算方法144

10.4　复合轮系及其传动比145

10.5　轮系的应用146

习题149

11　轴151

11.1　概述151

11.1.1 轴的分类、特点和应用151

11.1.2　轴的材料及其选用152

11.2　轴的结构设计153

11.2.1　轴的结构设计应考虑的主要因素153

11.2.2　提高轴的强度和刚度的措施157

11.3　轴的强度计算157

11.3.1　按扭转强度计算158

11.3.2　按弯扭合成强度计算158

11.4　轴的刚度计算概念164

11.4.1　轴的弯曲刚度校核计算165

11.4.2　轴的扭转刚度校核计算165

习题165

12　轴承168

12.1　概述168

12.2　滚动轴承的结构、类型及特点168

12.2.1　滚动轴承的结构168

12.2.2　滚动轴承的常用类型、特点和应用169

12.3　滚动轴承的代号及类型选择172

12.3.1　滚动轴承的代号172

12.3.2　滚动轴承类型的选择174

12.4　滚动轴承的工作情况分析及计算174

12.4.1　滚动轴承的主要失效形式和计算准则174

12.4.2　滚动轴承的寿命计算175

12.4.3　滚动轴承的当量动载荷177

12.4.4　角接触向心轴承的轴向载荷Fa的确定178

12.5　滚动轴承的静强度计算180

12.6　滚动轴承的极限转速182

12.7　滚动轴承的组合设计185

12.7.1　轴承套圈的周向固定和配合185

12.7.2　轴承套圈的轴向固定186

12.7.3　轴系的轴向定位186

12.7.4　轴系的轴向调整189

12.7.5　轴承的安装和拆卸189

12.7.6　滚动轴承的预紧189

12.7.7　滚动轴承的润滑和密封190

12.8　滑动轴承概述192

12.8.1　滑动轴承的类型192

12.8.2　滑动轴承的结构192

12.8.3　轴瓦结构和轴承材料193

12.8.4　滑动轴承的润滑196

习题198

13　联轴器和离合器199

13.1　概述199

13.2　联轴器199

13.2.1　刚性联轴器200

13.2.2　挠性联轴器201

13.3　离合器203

13.3.1　牙嵌离合器203

13.3.2　圆盘摩擦离合器204

13.3.3　超越离合器205

习题206

参考文献207