機械設計基礎

緒論
0.1 本課程的研究對象、地位和作用
0.1.1 本課程的研究對象
0.1.2 本課程的地位和作用
0.2 機械設計概論
0.2.1 機器的組成
0.2.2 機器設計應滿足的基本要求
0.2.3 機器設計的一般程序
0.3 機械零件設計概述
0.3.1 機械零件的主要失效形式
0.3.2 機械零件設計應滿足的基本要求
0.3.3 機械零件的設計方法及一般步驟
0.4 機械零件的強度
0.4.1 機械零件的載荷種類
0.4.2 機械零件的應力
0.4.3 靜應力下機械零件的強度計算
0.4.4 變應力下機械零件的強度計算
0.4.5 安全系數
0.5 機械零件的材料及選用
0.5.1 機械零件常用材料
0.5.2 機械零件材料的選用
0.6 機械零件設計中的標准化
0.6.1 極限與配合
0.6.2 表面粗糙度
0.6.3 優先數系和優先數系標准
0.7 機械零件的摩擦、磨損和潤滑
0.7.1 機械零件的摩擦
0.7.2 機械零件的磨損
0.7.3 機械零件的潤滑
0.8 現代機械設計方法概述
習題與思考題
第1章 平面機構的結構分析
1.1 運動副及其分類
1.1.1 運動副
1.1.2 機構中構件的分類
1.2 機構運動簡圖
1.2.1 運動副及常用構件的畫法
1.2.2 機構運動簡圖的繪制
1.3 平面機構的自由度
1.3.1 平面機構的自由度計算
1.3.2 幾種特殊結構的處理
1.4 平面機構組成原理與結構分析
1.4.1 平面機構的高副低代
1.4.2 平面機構的組成原理
1.4.3 平面機構的結構分析
1.5 速度瞬心及其在機構速度分析中的應用
1.5.1 速度瞬心及速度瞬心的求法
1.5.2 瞬心在速度分析上的應用
習題與思考題
第2章 平面連桿機構
2.1 鉸鏈四桿機構的基本形式與特性
2.1.1 鉸鏈四桿機構的基本形式
2.1.2 鉸鏈四桿機構的基本特性
2.2 鉸鏈四桿機構存在曲柄的條件
2.2.1 鉸鏈四桿機構存在一個曲柄的條件
2.2.2 鉸鏈四桿機構存在曲柄的判別通則
2.3 鉸鏈四桿機構的演化
2.3.1 曲柄滑塊機構
2.3.2 導桿機構
2.3.3 曲柄搖塊機構
2.3.4 雙滑塊機構
2.3.5 偏心輪機構
2.4 平面機構的設計
2.4.1 圖解法設計平面四桿機構
2.4.2 圖譜綜合法設計平面四桿機構簡介
習題與思考題
第3章 凸輪機構
3.1 凸輪機構的類型與基本參數
3.1.1 凸輪機構的類型與應用
3.1.2 凸輪機構的基本概念與參數
3.2 從動件常用運動規律
3.2.1 等速運動規律
3.2.2 等加速-等減速運動規律
3.2.3 簡諧運動規律
3.3 凸輪機構輪廓的設計
3.3.1 圖解法設計凸輪輪廓
3.3.2 解析法設計凸輪輪廓
3.4 凸輪基本尺寸的確定
3.4.1 壓力角的確定
3.4.2 基圓半徑的確定
3.4.3 滾子半徑的確定
習題與思考題
第4章 間歇運動機構
4.1 槽輪機構
4.1.1 槽輪機構的工作原理
4.1.2 槽輪機構主要參數和基本尺寸計算
4.1.3 槽輪機構的特點
4.2 棘輪機構
4.2.1 棘輪機構的工作原理
4.2.2 棘輪機構的類型與應用
4.2.3 棘輪機構的轉角調節
4.2.4 棘輪機構設計
4.3 其他間歇運動機構
4.3.1 不完全齒輪機構
4.3.2 凸輪間歇運動機構
習題與思考題
第5章 機械的調速與平衡
5.1 機械的運轉過程與速度波動的調節
5.1.1 機械的運轉過程
5.1.2 機械速度波動的類型及調節方法
5.2 飛輪的近似設計方法
5.2.1 機械運轉的基本參數
5.2.2 飛輪轉動慣量的計算
5.2.3 飛輪主要尺寸的計算
5.3 剛性回轉件的平衡
5.3.1 靜平衡計算
5.3.2 靜平衡試驗
5.3.3 動平衡計算
5.3.4 動平衡試驗
習題與思考題
第6章 帶傳動與鏈傳動
6.1 帶傳動的類型與應用
6.1.1 帶傳動的類型與應用
6.1.2 帶傳動的幾何參數
6.2 帶傳動的受力分析
6.2.1 帶傳動的受力分析
6.2.2 歐拉公式
6.3 傳動帶的應力分析及實例
6.4 帶傳動的彈性滑動與傳動比
6.5 普通V帶傳動的設計計算與實例分析
6.5.1 V帶的結構、型號與規格
6.5.2 單根普通V帶的許用功率
6.5.3 普通V帶型號與根數的確定
6.5.4 V帶傳動主要參數的確定
6.5.5 V帶傳動設計實例分析
6.6 V帶帶輪的結構
6.7 帶傳動的張緊、正確安裝與維護
6.8 同步齒形帶傳動簡介
6.9 鏈傳動的特點與應用
6.10 鏈和鏈輪
6.11 鏈傳動的運動分析和受力分析
6.11.1 鏈傳動的運動分析
6.11.2 鏈傳動的受力分析
6.12 滾子鏈傳動的計算
6.12.1 滾子鏈傳動的失效形式
6.12.2 單排滾子鏈傳遞的功率
6.12.3 鏈傳動的主要參數選擇
6.12.4 鏈傳動設計實例分析
6.13 鏈傳動的合理布置和潤滑
習題與思考題
第7章 齒輪傳動
7.1 齒輪傳動的特點和基本類型
7.1.1 齒輪傳動的特點
7.1.2 齒輪傳動的基本類型
7.2 齒廓嚙合基本定律
7.2.1 齒輪傳動的傳動比
7.2.2 齒廓嚙合基本定律
7.3 漸開線及其漸開線齒輪
7.3.1 漸開線的形成及其特性
7.3.2 漸開線齒廓的嚙合特點
7.4 漸開線標准直齒圓柱齒輪的主要參數及幾何尺寸計算
7.4.1 齒輪各部分結構及名稱
7.4.2 標准齒輪的基本參數及幾何尺寸
7.4.3 齒條
7.4.4 徑節制齒輪
7.5 漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動
7.5.1 齒輪正確嚙合條件
7.5.2 齒輪標准安裝條件
7.5.3 齒輪連續傳動條件
7.6 漸開線齒廓切削加工的原理
7.6.1 成形法
7.6.2 范成法
7.7 漸開線齒廓的根切現象與標准外齒輪的最少齒數
7.7.1 根切現象
7.7.2 標准外齒輪的最少齒數
7.7.3 變位齒輪
7.8 齒輪傳動的失效形式及計算准則
7.8.1 齒輪傳動的失效形式
7.8.2 齒輪傳動的計算准則
7.9 齒輪的常用材料及熱處理
7.9.1 對齒輪材料的基本要求
7.9.2 齒輪的常用材料及其熱處理
7.9.3 齒輪材料的許用應力
7.10 直齒圓柱齒輪傳動的強度計算
7.10.1 直齒圓柱齒輪傳動的受力分析
7.10.2 齒輪傳動的計算載荷
7.10.3 直齒圓柱齒輪傳動的接觸疲勞強度計算
7.10.4 直齒圓柱齒輪傳動的齒根彎曲疲勞強度計算
7.10.5 直齒圓柱齒輪傳動的設計計算實例
7.11 平行軸斜齒圓柱齒輪傳動
7.11.1 斜齒輪齒廓的形成
7.11.2 斜齒圓柱基本參數及幾何尺寸計算
7.11.3 斜齒輪正確嚙合條件
7.11.4 斜齒輪傳動的重合度
7.11.5 當量齒數
7.11.6 斜齒輪傳動的特點
7.11.7 斜齒輪傳動的受力分析
7.11.8 斜齒輪傳動的強度計算
7.11.9 斜齒圓柱齒輪傳動的設計計算實例
7.12 直齒圓錐齒輪傳動
7.12.1 直齒圓錐齒輪的正確嚙合條件
7.12.2 直齒圓錐齒輪的背錐與當量齒數
7.12.3 直齒圓錐齒輪傳動的受力分析
7.12.4 直齒圓錐齒輪傳動的強度計算
7.13 齒輪結構設計
7.14 齒輪傳動的潤滑與傳動效率
7.14.1 齒輪傳動的潤滑
7.14.2 齒輪傳動的效率
習題與思考題
第8章 蝸桿傳動
8.1 蝸桿傳動的特點與類型
8.1.1 蝸桿傳動的特點
8.1.2 蝸桿傳動的類型
8.2 圓柱蝸桿傳動的主要參數及幾何尺寸
8.2.1 圓柱蝸桿傳動的主要參數
8.2.2 圓柱蝸桿傳動的幾何尺寸計算
8.3 蝸桿傳動的相對滑動速度和效率
8.3.1 蝸桿傳動的相對滑動速度
8.3.2 蝸桿傳動的效率
8.4 蝸桿傳動的失效形式、材料和結構
8.4.1 蝸桿傳動的失效形式
8.4.2 蝸桿傳動的常用材料
8.4.3 蝸桿傳動的結構
8.5 蝸桿傳動的強度計算
8.5.1 蝸桿傳動的受力分析
8.5.2 蝸輪齒面接觸疲勞強度計算
8.5.3 蝸輪齒根彎曲疲勞強度計算
8.6 蝸桿傳動的潤滑與熱平衡計算
8.6.1 蝸桿傳動的潤滑
8.6.2 蝸桿傳動的熱平衡計算
8.7 蝸桿傳動的設計計算實例
習題與思考題
第9章 輪系
9.1 輪系的分類
9.1.1 定軸輪系
9.1.2 周轉輪系
9.1.3 復合輪系
9.2 定軸輪系傳動比計算
9.2.1 定軸輪系傳動比大小的計算
9.2.2 定軸輪系中齒輪之間轉向關系的確定
9.2.3 定軸輪系各齒輪軸的轉速、功率及轉矩確定
9.3 周轉輪系傳動比計算
9.3.1 平行軸周轉輪系傳動比計算
9.3.2 非平行軸周轉輪系傳動比計算
9.4 復合輪系傳動比計算
9.5 輪系的運用
9.6 其他類型行星輪系簡介
習題與思考題
第10章 螺紋連接
10.1 螺紋連接的基本知識
10.1.1 螺紋的類型與基本參數
10.1.2 螺旋副受力分析、效率與自鎖
10.1.3 螺紋緊固件與螺紋連接基本類型
10.2 螺紋連接的預緊與防松
10.2.1 螺紋連接的預緊
10.2.2 螺紋連接的防松
10.3 螺栓連接的強度計算
10.3.1 松螺栓連接
10.3.2 緊螺栓連接
10.3.3 鉸制孔螺栓連接
10.3.4 螺紋連接件的材料與許用應力
10.3.5 螺栓組連接的設計計算實例
10.4 提高螺栓連接強度的措施
10.5 螺旋傳動簡介
習題與思考題
第11章 軸與軸轂連接
11.1 概述
11.1.1 軸的功用、分類及組成
11.1.2 軸的主要設計內容和設計要求
11.1.3 軸的設計步驟
11.2 軸的材料及選擇
11.3 軸的結構設計
11.3.1 軸上零件的布置和裝配
11.3.2 軸的最小直徑估算
11.3.3 各軸段直徑和長度的確定
11.3.4 軸上零件的軸向定位與固定
11.3.5 軸上零件的周向固定
11.3.6 軸的結構工藝性
11.3.7 提高軸的強度和剛度的措施
11.4 軸的強度計算
11.4.1 按扭轉強度計算
11.4.2 按彎扭合成強度計算
11.4.3 軸的安全系數校核計算
11.5 軸的剛度計算和振動穩定性概念
11.5.1 軸的剛度計算
11.5.2 軸的振動穩定性概念
11.6 鍵連接與花鍵連接
11.6.1 鍵連接類型與結構形式
11.6.2 鍵連接的應用
11.6.3 平鍵連接的選擇與強度計算
11.6.4 花鍵連接簡介
11.7 銷連接
11.8 焊接、鉚接與過盈連接
11.8.1 焊接
11.8.2 鉚接
11.8.3 過盈連接
習題與思考題
第12章 軸承
12.1 軸承的類型與應用
12.2 滑動軸承
12.2.1 滑動軸承的結構
12.2.2 滑動軸承軸瓦的結構
12.3 滑動軸承的材料
12.4 滑動軸承的潤滑
12.4.1 潤滑劑
12.4.2 潤滑裝置
12.4.3 潤滑方式及其選擇
12.5 非液體摩擦滑動軸承的設計
12.5.1 向心滑動軸承的設計
12.5.2 推力滑動軸承的設計
12.5.3 向心滑動軸承設計的實例分析
12.6 滾動軸承的類型與代號
12.6.1 滾動軸承的典型結構
12.6.2 滾動軸承的基本類型與特點
12.6.3 滾動軸承的代號
12.6.4 滾動軸承類型的選擇
12.7 滾動軸承的工作情況分析
12.7.1 滾動軸承的受力分析
12.7.2 滾動軸承的失效形式
12.7.3 滾動軸承的壽命計算
12.7.4 向心角接觸軸承的軸向載荷計算
12.7.5 滾動軸承的靜載荷計算
12.7.6 滾動軸承的計算實例
12.8 滾動軸承的組合設計
12.8.1 滾動軸承的固定
12.8.2 滾動軸承組合件的軸向固定
12.8.3 滾動軸承組合件的調整
12.8.4 滾動軸承的預緊
12.8.5 滾動軸承的配合
12.8.6 滾動軸承的安裝與拆卸
12.8.7 滾動軸承的潤滑
12.8.8 滾動軸承的密封
習題與思考題
第13章 聯軸器、離合器及制動器
13.1 聯軸器
13.1.1 聯軸器的類型及其特點
13.1.2 剛性固定式聯軸器
13.1.3 剛性可移式聯軸器
13.1.4 彈性聯軸器
13.1.5 聯軸器的選擇及計算
13.2 離合器
13.2.1 離合器的功用
13.2.2 離合器的類型
13.2.3 離合器的性能要求
13.2.4 各型離合器的特點
13.2.5 離合器的選擇和計算
13.3 制動器
13.3.1 制動器的功用
13.3.2 制動器的類型
13.3.3 常用制動器簡介
13.3.4 制動器的選擇
習題與思考題
第14章 彈簧
14.1 彈簧的功用、類型及其特點
14.1.1 概述
14.1.2 彈簧的定義
14.1.3 彈簧的功用
14.1.4 彈簧的分類
14.2 圓柱螺旋彈簧
14.2.1 圓柱螺旋彈簧的結構形式
14.2.2 圓柱螺旋彈簧的幾何尺寸
14.3 彈簧的材料與制造
14.3.1 彈簧的材料
14.3.2 彈簧的制造
14.4 圓柱螺旋彈簧的設計
14.4.1 幾何參數計算
14.4.2 特性曲線
14.4.3 圓柱螺旋壓縮（拉伸）彈簧受載時的應力及變形
14.4.4 圓柱螺旋壓縮（拉伸）彈簧的剛度
14.4.5 圓柱螺旋壓縮彈簧的穩定性
14.4.6 受交變載荷螺旋彈簧的疲勞強度和靜強度
14.4.7 受交變載荷螺旋彈簧的振動頻率
14.4.8 圓柱螺旋壓縮（拉伸）彈簧的設計
14.5 其他彈簧簡介
14.5.1 板簧
14.5.2 平面渦卷彈簧
14.5.3 碟形彈簧
14.5.4 環形彈簧
14.5.5 空氣彈簧
習題與思考題
參考文獻