
本书以“分析典型机器和设计简单机械传动装置”作为任务驱动,将任务中涉及的传动机构分析和零件设计内容,按所需要掌握的相关知识和技能划分为各个学习单元。每单元以一种典型机构或零件引领,由“准备知识”、“分析及计算知识”、“设计知识”和“应用训练”教学模块组成。本书中各个单元的教学内容,与机械设计基础课程的常规教材相兼容,具有通用性。本书强调课程的技术性、应用性和实践性特征,注重知识的应用和能力的训练。为方便课程教学和学习者自主学习,本书各个单元后附有应用训练部分参考答案。本书适合高等职业技术学院机械类、机电类、近机类及相关专业使用,可作为高等专科院校、成人高等教育学校教学或培训用书,也可供工程技术人员参考。
前言
导言1
01机械1
02学习目标及任务3
03学习指引4
第1单元机械设计概述6
11机械设计的总体过程6
12机械设计的基本要求7
13机械零件设计7
应用训练9
第1部分构件静力分析
第2单元静力分析基础11
21基本概念及力的性质 11
22平面汇交力系的合力13
23力对点之矩15
24力偶17
25约束与约束力18
26受力分析与受力图 20
应用训练22
第3单元平衡力系分析26
31平面力系的简化26
32平面力系的平衡方程及应用29
33静定与超静定问题及物系的平衡34
34摩擦与自锁38
35重心42
应用训练45
第2部分构件承载能力分析
第4单元拉伸与压缩50
41轴向拉伸与压缩50
42轴向拉伸与压缩的轴力与应力51
43材料在拉伸与压缩时的力学性能55
44杆件轴向拉伸与压缩时的强度计算58
45拉压杆超静定问题简介60
46压杆稳定的概念62
应用训练62
第5单元剪切与挤压66
51杆件的剪切与挤压66
52杆件剪切与挤压时的强度计算67
应用训练69
第6单元扭转71
61圆轴扭转的概念 71
62圆轴扭转的扭矩与应力72
63圆轴扭转的强度与刚度计算73
应用训练79
第7单元弯曲81
71平面弯曲81
72弯曲的内力——剪力和弯矩82
73梁纯弯曲时横截面上的应力86
74梁弯曲时的强度计算88
75梁的变形和刚度计算90
76提高梁的强度和刚度的措施93
应用训练94
第8单元交变应力与疲劳破坏98
81交变应力98
82材料的疲劳极限及其影响因素100
应用训练101
第3部分机械传动
第9单元机构的运动简图及自由度103
91运动副103
92机构的运动简图104
93平面机构自由度的计算106
应用训练109
第10单元平面连杆机构112
101平面四杆机构的基本类型及演化112
102平面四杆机构的基本特性118
103平面四杆机构的设计 121
应用训练124
第11单元凸轮机构127
111凸轮机构的特点、应用及类型127
112凸轮机构的运动分析和从动件的运动
规律129
113盘形凸轮轮廓曲线的设计131
114凸轮机构设计中的几个问题135
应用训练136
第12单元其他常用机构138
121棘轮机构 138
122槽轮机构141
123不完全齿轮机构142
124凸轮式间歇运动机构143
125螺旋机构144
应用训练148
第13单元齿轮传动149
131齿轮传动的类型和特点149
132渐开线与渐开线齿廓150
133渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称
及几何尺寸153
134渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合
传动160
135渐开线齿轮的加工与根切162
136变位齿轮传动165
137齿轮常见的失效形式与设计准则168
138齿轮常用材料及精度169
139直齿圆柱齿轮的强度计算171
1310直齿圆柱齿轮传动设计177
1311齿轮传动的润滑和维护183
1312斜齿圆柱齿轮传动184
1313锥齿轮传动190
应用训练192
第14单元蜗杆传动195
141蜗杆传动的特点和类型195
142普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何
尺寸计算196
143蜗杆传动的失效形式、材料和
精度199
144蜗杆传动的强度计算201
145蜗杆传动的效率、润滑和热平衡
计算202
146蜗杆和蜗轮的结构204
147设计计算实例 205
应用训练207
第15单元齿轮系209
151齿轮系的分类209
152定轴轮系传动比的计算210
153行星轮系传动比的计算213
154混合轮系传动比的计算215
155齿轮系的应用216
应用训练218
第16单元带传动和链传动221
161带传动的类型和特点221
162带传动的受力分析和应力分析 222
163带传动的弹性滑动与传动比224
164V带和带轮结构225
165V带传动的张紧及安装维护228
166普通V带传动的设计计算229
167普通V带传动的设计计算应用
实例234
168链传动236
应用训练241
第4部分支承与联接
第17单元轴244
171轴的分类和材料244
172最小轴径估算247
173轴的结构设计247
174轴的弯扭组合强度计算251
175轴的刚度计算252
176轴的设计实例253
应用训练257
第18单元轴承259
181滚动轴承的类型及特点259
182滚动轴承的选择264
183滚动轴承的寿命计算265
184滚动轴承的静强度和极限转速
验算272
185滚动轴承的组合结构设计273
186滑动轴承277
187轴承的润滑和密封281
188滚动轴承与滑动轴承的比较及
选用284
应用训练285
第19单元螺纹联接289
191螺纹联接的类型及应用289
192常用螺纹联接件290
193螺纹联接的预紧与防松292
194螺纹联接的结构设计293
195螺纹联接的强度计算294
196提高螺纹联接强度的措施295
应用训练296
第20单元键、销联接299
201键联接299
202花键联接304
203销联接304
204无键联接306
205铆接、焊接与胶接306
应用训练307
第21单元弹性零件309
211弹性零件的功用与类型309
212弹簧的材料与制造310
213圆柱形螺旋弹簧的结构、参数和
尺寸311
应用训练313
第22单元联轴器、离合器和制
动器315
221联轴器315
222离合器318
223制动器322
224联轴器、离合器和制动器的选用323
应用训练325
第23单元现代设计方法简介327
231计算机辅助设计327
232优化设计328
233可靠性设计329
234并行设计330
235有限元分析331
应用训练331
附录部分习题参考答案332
参考文献335