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引论 机械设计的目标指向1

0.1 机械设计所面临的问题1

0.2 机械设计要解决的问题1

0.2.1 机械设计要求、内容及步骤分析1

0.2.2 机械零件的工艺性及标准化要求3

0.3 机械设计后续需要解决的问题3

0.3.1 机械设计方法的发展趋势3

0.3.2 运用现代科技成果促进机械设计方法升级4

项目1 静力学基础知识5

任务1.1 静力学基本概念5

1.1.1 力与力系6

1.1.2 刚体6

1.1.3 平衡力系6

1.1.4 二力平衡与二力构件7

1.1.5 加减平衡力系公理7

1.1.6 三力平衡汇交与三力构件7

任务1.2 力的投影与分解8

1.2.1 平面力的投影与分解9

1.2.2 空间力的投影与分解10

任务1.3 力矩与力偶12

1.3.1 平面力对点之矩12

1.3.2 空间力对轴之矩13

1.3.3 平面力偶13

任务1.4 力的滑移性与平移性的分析15

1.4.1 力的滑移性16

1.4.2 力的平移性16

项目2 平面机构受力分析及自由度的计算18

任务2.1 运动副与常见约束分析18

2.1.1 构件的自由度19

2.1.2 运动副及其分类20

2.1.3 工程常见约束分析21

任务2.2 平面机构运动简图及自由度的计算24

2.2.1 平面机构运动简图25

2.2.2 平面机构自由度的计算27

任务2.3 平面机构受力分析30

项目3 构件静力问题的分析与解决34

任务3.1 平面力系问题的分析与解决34

3.1.1 平面汇交力系的合成与平衡35

3.1.2 平面力偶系的合成与平衡37

3.1.3 平面任意力系的合成与平衡38

任务3.2 构件空间力系问题的分析43

3.2.1 空间力系的合成与平衡44

3.2.2 空间力系平衡问题的平面求解46

项目4 平面机构运动的分析48

任务4.1 点与刚体基本运动的分析48

4.1.1 点的运动的分析49

4.1.2 刚体的基本运动的分析52

任务4.2 刚体的平面运动分析57

4.2.1 刚体平面运动方程57

4.2.2 平面图形内各点的速度分析58

项目5 平面四杆机构的分析与设计62

任务5.1 铰链四杆机构的基本形式分析63

5.1.1 曲柄摇杆机构63

5.1.2 双曲柄机构64

5.1.3 双摇杆机构64

任务5.2 铰链四杆机构曲柄存在条件的分析65

任务5.3 铰链四杆机构的演化67

5.3.1 曲柄滑块机构68

5.3.2 偏心轮机构68

5.3.3 曲柄滑块机构的演化69

任务5.4 铰链四杆机构特性的分析71

5.4.1 急回特性71

5.4.2 压力角和传动角72

5.4.3 死点72

任务5.5 平面四杆机构的设计74

5.5.1 按给定连杆的三个位置设计四杆机构74

5.5.2 按给定连杆的两个位置设计四杆机构74

5.5.3 按给定的行程变化系数K设计四杆机构75

任务5.6 平面四杆机构组成构件承载能力的分析76

5.6.1 构件承载能力分析的基础知识76

5.6.2 构件强度、刚度的设计准则79

5.6.3 构件拉伸（压缩）变形强度、刚度的设计80

5.6.4 弯曲变形杆件的内力分析85

5.6.5 弯曲变形下的强度与刚度设计89

5.6.6 受压缩杆件的稳定性分析94

项目6 凸轮机构的分析与设计102

任务6.1 凸轮机构的应用和类型102

6.1.1 凸轮机构的应用103

6.1.2 凸轮机构的分类104

任务6.2 从动件常用的运动规律105

6.2.1 凸轮机构的基本尺寸和运动参数105

6.2.2 从动件常用的运动规律106

6.2.3 从动件运动规律的选择107

任务6.3 盘形凸轮设计108

6.3.1 盘形凸轮轮廓曲线的设计108

6.3.2 凸轮机构基本尺寸的确定110

6.3.3 凸轮机构的材料111

6.3.4 凸轮的结构形式112

项目7 齿轮系传动的分析与设计114

任务7.1 齿轮传动的分析与设计115

7.1.1 齿轮传动的特点和基本类型116

7.1.2 渐开线齿廓116

7.1.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸计算118

7.1.4 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动123

7.1.5 渐开线齿轮的切削原理与根切现象126

7.1.6 变位齿轮传动129

7.1.7 渐开线斜齿圆柱齿轮传动131

7.1.8 直齿圆锥齿轮传动135

7.1.9 齿轮的结构、精度等级及润滑138

任务7.2 蜗杆传动的分析142

7.2.1 蜗杆传动的类型和特点142

7.2.2 蜗杆传动的主要参数和尺寸143

任务7.3 齿轮系传动的分析147

7.3.1 齿轮系及其分类148

7.3.2 定轴轮系传动比的计算149

7.3.3 行星齿轮系传动比的计算151

7.3.4 组合齿轮系传动比的计算153

7.3.5 齿轮系的应用154

项目8 齿轮系传动承载能力的分析与设计158

任务8.1 动载荷作用下构件承载能力的分析158

8.1.1 交变应力分析159

8.1.2 疲劳破坏分析160

任务8.2 齿轮传动的承载能力分析161

8.2.1 齿轮传动的失效形式与设计准则162

8.2.2 齿轮常用材料及许用应力163

8.2.3 齿轮传动的强度分析与设计167

8.2.4 设计实例173

任务8.3 蜗杆传动的承载分析177

8.3.1 蜗杆传动的失效形式、设计准则和常用材料177

8.3.2 蜗杆传动的强度计算178

8.3.3 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算180

8.3.4 蜗杆和蜗轮的结构183

8.3.5 蜗杆传动的安装和维护185

项目9 连接件的分析与设计187

任务9.1 连接件的强度分析188

9.1.1 连接件的特点189

9.1.2 连接件的剪切与挤压假定计算189

任务9.2 螺纹及键、销连接的分析192

9.2.1 螺纹连接的基本知识192

9.2.2 螺纹连接的预紧和防松195

9.2.3 螺栓连接的强度计算197

9.2.4 螺纹连接件的材料和螺栓连接的许用应力205

9.2.5 提高螺栓连接强度的措施206

9.2.6 螺旋传动208

9.2.7 键连接和花键连接210

9.2.8 销连接213

项目10 轴类零件的分析与设计215

任务10.1 轴的结构分析215

10.1.1 轴的类型与材料概述216

10.1.2 轴的结构设计217

任务10.2 轴的承载能力分析222

10.2.1 轴变形的基本形式223

10.2.2 扭转变形的内力分析223

10.2.3 圆轴扭转强度的设计225

10.2.4 复杂受力时圆轴的强度设计228

10.2.5 扭转变形下的刚度设计230

10.2.6 轴的设计实例232

项目11 柔性传动及间歇运动机构的分析与设计238

任务11.1 带传动的分析与设计239

11.1.1 带传动的类型、特点和应用239

11.1.2 V带和带轮的结构240

11.1.3 带传动的受力分析和应力分析243

11.1.4 带传动的弹性滑动和传动比245

11.1.5 V带传动的设计246

11.1.6 带传动的张紧、安装与维护252

任务11.2 链传动的分析与设计253

11.2.1 链传动的特点和应用253

11.2.2 链传动的结构及参数254

11.2.3 链传动的运动特性分析256

11.2.4 链传动的布置、张紧及润滑257

任务11.3 间歇运动机构的分析与设计259

11.3.1 棘轮机构259

11.3.2 槽轮机构262

11.3.3 不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构263

项目12 轴承零件的分析与设计265

任务12.1 滑动轴承的分析与设计265

12.1.1 滑动轴承的工作原理266

12.1.2 滑动轴承的分类和结构特点266

12.1.3 滑动轴承的材料和轴瓦的结构268

任务12.2 滚动轴承的分析与设计270

12.2.1 滚动轴承的组成、类型及特点270

12.2.2 滚动轴承的代号273

12.2.3 滚动轴承类型的选择274

12.2.4 滚动轴承的工作能力计算276

12.2.5 滚动轴承的组合设计283

项目13 其他常用零部件的分析与设计289

任务13.1 联轴器的分析与设计289

13.1.1 刚性联轴器290

13.1.2 无弹性元件的可位移联轴器291

13.1.3 弹性联轴器292

13.1.4 联轴器的选择292

任务13.2 典型的离合器与制动器294

13.2.1 离合器294

13.2.2 制动器296

项目14 机械的润滑和密封简介298

任务14.1 润滑剂及其选择298

14.1.1 润滑剂的类型299

14.1.2 润滑剂的选择300

任务14.2 润滑方法和润滑装置301

14.2.1 油润滑装置301

14.2.2 脂润滑装置303

14.2.3 固体润滑装置303

14.2.4 气体润滑装置303

任务14.3 密封方法和密封装置303

14.3.1 静密封304

14.3.2 动密封304

14.3.3 密封装置的选择306

附录308

附录1 常见界面几何性质308

附录2 型钢规格表309

参考文献322