机械设计基础 第2版

0绪论1 1平面机构的结构分析与速度分析3 1．1平面机构的组成3 1．1．1运动副3 1．1．2运动副的分类3 1．1．3运动链3 1．1．4机构4 1．2平面机构运动简图4 1．2．1平面机构运动简图4 1．2．2平面机构运动简图的绘制6 1．3平面机构自由度的计算6 1．3．1平面机构自由度的计算公式6 1．3．2平面机构自由度的计算6 1．3．3机构具有确定运动的条件9 1．4平面机构的组成原理、结构分类及结构分析9 1．4．1平面机构的组成原理9 1．4．2平面机构的结构分类10 1．4．3平面机构的结构分析11 1．5速度瞬心及其在机构速度分析上的应用11 1．5．1速度瞬心11 1．5．2速度瞬心位置的确定12 1．5．3速度瞬心在速度分析上的应用13 习题14 2平面连杆机构及其设计16 2．1平面连杆机构的特点16 2．2平面四连杆机构的类型及应用17 2．2．1平面四杆机构的基本型式17 2．2．2平面四杆机构的演化19 2．3平面四杆机构的基本知识22 2．3．1四杆机构存在曲柄的条件22 2．3．2急回运动和行程速比系数23 2．3．3平面连杆机构的传动角与死点24 2．4平面四杆机构的设计27 2．4．1图解法设计四杆机构27 2．4．2解析法设计四杆机构30 习题31 3凸轮机构33 3．1凸轮机构的应用及分类33 3．1．1凸轮机构的应用33 3．1．2凸轮机构的分类34 3．2从动件常用运动规律36 3．2．1凸轮轮廓与从动件运动的关系36 3．2．2从动件的运动规律37 3．2．3从动件运动规律的选择42 3．3凸轮轮廓曲线设计42 3．3．1凸轮廓线设计方法的基本原理42 3．3．2图解法设计凸轮廓线43 3．3．3解析法设计凸轮廓线45 3．4凸轮机构基本尺寸的确定47 3．4．1凸轮机构的压力角47 3．4．2凸轮机构的基圆半径48 3．4．3凸轮机构的滚子半径的选择49 习题50 4齿轮机构52 4．1齿轮机构的特点和类型52 4．2齿廓曲线52 4．2．1齿廓啮合基本定律53 4．2．2齿廓曲线的选择54 4．3渐开线及渐开线齿轮传动的特点54 4．3．1渐开线的形成、特性及其方程54 4．3．2渐开线齿廓满足定传动比传动55 4．3．3渐开线齿廓传动的特点55 4．4渐开线标准齿轮的各部分名称、参数及尺寸计算56 4．4．1各部分名称及符号56 4．4．2标准直齿圆柱齿轮的基本参数56 4．4．3标准直齿轮的几何尺寸计算57 4．4．4标准齿条的特点58 4．4．5任意圆上的齿厚58 4．5渐开线齿轮的加工方法及变位齿轮59 4．5．1齿轮轮齿的加工方法59 4．5．2根切60 4．5．3变位齿轮61 4．6渐开线齿轮的啮合传动61 4．6．1直齿圆柱齿轮正确啮合的条件61 4．6．2一对齿轮的啮合过程62 4．6．3齿轮传动的中心距及啮合角62 4．6．4直齿圆柱齿轮连续传动的条件63 4．7平行轴斜齿圆柱齿轮机构64 4．7．1斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成及其啮合特性64 4．7．2斜齿轮的基本参数65 4．7．3斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件及重合度66 4．7．4斜齿轮的当量齿数66 4．7．5斜齿轮的几何尺寸计算67 4．7．6斜齿轮的优缺点68 4．8直齿圆锥齿轮68 4．8．1圆锥齿轮概述68 4．8．2背锥和当量齿数68 4．8．3直齿圆锥齿轮几何尺寸计算69 习题70 5轮系71 5．1轮系的分类71 5．2定轴轮系传动比72 5．2．1平行轴定轴轮系传动比72 5．2．2空间定轴轮系传动比73 5．3周转轮系传动比73 5．4复合轮系75 5．5轮系的应用77 5．5．1轮系的齿数条件77 5．5．2轮系的功用77 5．6其它几种常用行星传动简介79 5．6．1渐开线少齿差行星传动79 5．6．2摆线针轮行星传动79 5．6．3谐波齿轮传动80 习题80 6其他常用机构82 6．1棘轮机构82 6．1．1棘轮机构的组成、工作原理82 6．1．2棘轮机构的类型和应用82 6．1．3棘轮机构的设计要点84 6．2槽轮机构85 6．2．1槽轮机构的工作原理和类型85 6．2．2槽轮机构的运动系数及运动特性86 6．3不完全齿轮机构87 6．4凸轮式间歇运动机构88 6．4．1圆柱凸轮间歇运动机构88 6．4．2蜗杆凸轮间歇运动机构88 6．5万向铰链机构88 6．6组合机构89 习题90 7机械的调速与平衡91 7．1机械运转的速度波动及其调节91 7．1．1引起机械速度波动的原因91 7．1．2机械运转的平均角速度和速度不均匀系数91 7．1．3周期性速度波动的调节92 7．1．4非周期性速度波动的调节95 7．2刚性转子的平衡96 7．2．1问题的提出96 7．2．2盘类转子的平衡96 7．2．3轴类转子的平衡98 习题101 8机械零件设计概论102 8．1机械零件的失效形式102 8．1．1整体断裂102 8．1．2过大的残余变形102 8．1．3表面破坏102 8．1．4破坏正常工作条件引起的失效102 8．2机械零件设计应满足的基本要求103 8．2．1避免在预定寿命期内失效的要求103 8．2．2结构工艺性要求103 8．2．3经济性要求103 8．2．4质量小的要求103 8．2．5可靠性要求104 8．3机械零件的设计准则104 8．3．1强度准则104 8．3．2刚度准则104 8．3．3寿命准则104 8．3．4振动稳定性准则104 8．3．5可靠性准则105 8．4机械零件常用材料及其选择105 8．4．1机械零件常用的材料105 8．4．2机械零件材料的选择原则106 8．5机械设计中的标准化106 8．6机械零件的许用应力107 8．6．1材料的疲劳特性107 8．6．2零件的极限应力线图110 8．6．3提高机械零件疲劳强度的措施111 8．7机械零件的接触强度111 8．8摩擦、磨损及润滑112 8．8．1摩擦112 8．8．2磨损113 8．8．3润滑115 习题116 9螺纹连接117 9．1螺纹117 9．1．1螺纹及螺纹的主要参数117 9．1．2螺纹分类、特点和应用118 9．2螺纹连接的基本类型和标准螺纹连接件120 9．2．1螺纹连接的基本类型120 9．2．2标准螺纹连接件121 9．3螺纹连接的预紧和防松124 9．3．1螺纹连接的预紧124 9．3．2螺纹连接的防松126 9．4螺栓组连接设计128 9．4．1螺栓组连接的结构设计128 9．4．2螺栓组连接受力分析130 9．5单个螺栓连接的强度计算134 9．5．1松螺栓连接强度计算134 9．5．2紧螺栓连接强度计算134 9．5．3螺栓连接件的许用应力138 9．6螺纹连接零件的常用材料和力学性能等级139 9．7提高螺栓连接强度的措施140 习题145 10啮合传动148 10．1齿轮传动的主要失效形式148 10．2齿轮材料及热处理选择150 10．2．1齿轮材料150 10．2．2齿轮热处理150 10．3齿轮传动的计算载荷152 10．3．1轮齿的受力分析152 10．3．2计算载荷153 10．4标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算154 10．4．1齿根弯曲疲劳强度计算154 10．4．2齿面接触疲劳强度计算156 10．4．3齿轮传动设计参数的选择157 10．5齿轮材料的许用应力与精度选择159 10．5．1齿轮传动的许用应力159 10．5．2齿轮精度的选择160 10．6标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算164 10．6．1标准斜齿圆柱齿轮传动重合度164 10．6．2齿根弯曲疲劳强度计算164 10．6．3齿面接触疲劳强度计算166 10．7标准锥齿轮传动的强度计算169 10．7．1设计参数170 10．7．2轮齿的受力分析170 10．7．3齿根弯曲疲劳强度计算170 10．7．4齿面接触疲劳强度计算171 10．8齿轮的结构设计172 10．9齿轮传动的润滑173 10．9．1齿轮传动的润滑方式173 10．9．2润滑剂的选择174 10．10蜗杆传动的组成、特点及类型174 10．11蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算175 10．12蜗杆传动的主要失效形式、常用材料和结构178 10．13蜗杆传动的强度计算简介179 习题180 11带传动与链传动182 11．1引言182 11．2带传动183 11．2．1带传动的特点、组成、类型183 11．2．2普通V带和窄V带的型号及结构184 11．2．3V带带轮186 11．2．4带传动的工作情况分析188 11．2．5带传动的张紧191 11．2．6其它带传动简介192 11．3带传动案例设计与分析194 11．3．1设计要求与数据194 11．3．2设计内容194 11．3．3设计步骤、结果及说明194 11．4链传动200 11．4．1链传动的组成、特点及应用200 11．4．2滚子链的结构参数201 11．4．3套筒滚子链轮202 11．4．4套筒滚子链传动的工作情况分析204 11．4．5链传动的合理布置和张紧方法206 11．4．6链传动的使用和维护207 11．4．7其它链传动及链条简介208 11．5链传动案例设计与分析209 11．5．1设计要求与参数209 11．5．2设计内容209 11．5．3设计步骤、结果及说明209 习题213 12滑动轴承215 12．1液体动压润滑滑动轴承工作原理215 12．2滑动轴承的类型、特点及应用217 12．3滑动轴承的结构、失效形式及常用材料217 12．3．1滑动轴承的结构217 12．3．2滑动轴承的失效形式221 12．3．3滑动轴承的材料222 12．4滑动轴承的润滑225 12．4．1润滑剂及其选择225 12．4．2润滑方法和润滑装置226 12．4．3不完全液体润滑轴承的设计计算227 习题230 13滚动轴承231 13．1概述231 13．1．1滚动轴承的组成231 13．1．2滚动轴承的分类232 13．2常用滚动轴承的类型、代号及选择232 13．2．1常用滚动轴承的类型232 13．2．2滚动轴承的代号232 13．2．3滚动轴承的选择235 13．3滚动轴承的选择计算236 13．3．1滚动轴承内部的载荷分布及应力变化情况236 13．3．2滚动轴承的失效形式236 13．3．3滚动轴承的计算准则237 13．3．4轴承的寿命237 13．3．5基本额定动载荷237 13．3．6滚动轴承的寿命计算公式238 13．3．7滚动轴承的当量动载荷238 13．3．8角接触轴承轴向载荷Fa的计算239 13．3．9滚动轴承的静载荷计算240 13．4滚动轴承的组合设计244 13．4．1轴承的轴向固定244 13．4．2滚动轴承的配合与装拆246 13．4．3轴向位置及轴承游隙的调整246 13．4．4支承部分的刚度和同轴度246 13．4．5滚动轴承的润滑247 13．4．6滚动轴承的密封248 习题250 14轴及其连接252 14．1概述252 14．1．1轴的用途与分类252 14．1．2轴的材料252 14．2轴的结构设计255 14．2．1零件在轴上的定位255 14．2．2轴段的直径和长度的确定265 14．2．3轴的定位265 14．2．4提高轴的强度和刚度的措施266 14．2．5轴的结构工艺性267 14．3轴的强度计算267 14．3．1轴的强度校核计算267 14．3．2轴的刚度校核270 14．3．3轴的振动及振动稳定性的概念271 习题276 参考文献278