《高職高專機電及電氣類專業“十二五”規劃教材·國家級精品課程系列教材:機械設計基礎》是以教育部《普通高等學校高職高專教育專業指導性目錄》中的機械類專業對于機械設計能力的要求為依據,結合筆者多年職業教育的經驗而編寫的。《高職高專機電及電氣類專業“十二五”規劃教材·國家級精品課程系列教材:機械設計基礎》分為三篇,共17章。主要內容包括靜力學分析基礎,平面力系,空間力系,構件的軸向拉伸與壓縮,剪切和擠壓,扭轉變形,彎曲,平面機構運動簡圖,平面連桿機構,凸輪機構,間歇運動機構,齒輪傳動,輪系,帶傳動,聯接,軸系零、部件,現代設計技術等。
緒論
0.1 本課程概述
0.1.1 前言
0.1.2 本課程的研究對象和內容
0.1.3 本課程的任務
0.1.4 本課程在機械工程中的意義和應用
0.1.5 本課程的學習方法
0.2 機械概述
0.2.1 機器、機構和機械
0.2.2 零件、部件和構件
0.2.3 機器的組成和機械的分類
思考與練習題
第一篇 力學基礎
第1章 靜力學分析基礎
1.1 靜力學分析的基本概念
1.1.1 力的概念
1.1.2 剛體的概念
1.2 靜力學公理
1.3 約束和約束反力
1.4 受力圖
思考與練習題
第2章 平面力系
2.1 平面匯交力系
2.1.1 力的分解
2.1.2 力在坐標軸上的投影
2.1.3 合力投影定理
2.1.4 平面匯交力系的平衡條件
2.2 力矩與平面力偶系
2.2.1 力對點之矩
2.2.2 力偶及其性質
2.2.3 平面力偶系的合成與平衡
2.3 平面任意力系
2.3.1 平面任意力系的簡化
2.3.2 平面任意力系的平衡
2.4 考慮摩擦力的平衡問題
2.4.1 摩擦現象
2.4.2 滑動摩擦
2.4.3 摩擦角與自鎖現象
2.4.4 考慮摩擦的平衡問題
思考與練習題
第3章 空間力系
3.1 力的投影和力對軸之矩
3.1.1 力在空間直角坐標軸的投影和分解
3.1.2 力對軸之矩
3.1.3 合力矩定理
3.2 空間力系的平衡
3.2.1 空間力系的簡化與簡化結果分析
3.2.2 空間力系的平衡方程及其應用
3.2.3 空間力系平衡問題的平面解法
思考與練習題
第4章 構件的軸向拉伸與壓縮
4.1 拉伸與壓縮時橫截面上的內力和應力
4.1.1 拉伸與壓縮時橫截面上的內力
4.1.2 拉伸與壓縮時橫截面上的應力
4.2 拉伸與壓縮時的強度計算
4.2.1 材料的許用應力
4.2.2 拉伸與壓縮時的強度條件
4.3 材料在拉伸與壓縮時的力學性能
4.3.1 低碳鋼的拉伸實驗
4.3.2 低碳鋼的壓縮實驗
4.3.3 其他塑性材料的拉伸實驗
4.3.4 鑄鐵的拉伸與壓縮試驗
4.4 桿件拉伸與壓縮時的變形
4.4.1 桿件拉伸與壓縮時的變形和應變
4.4.2 泊松比
4.4.3 虎克定律
思考與練習題
第5章 剪切和擠壓
5.1 剪切
5.1.1 剪切的概念
5.1.2 剪切時的內力、應力和剪切強度條件
5.2 擠壓
5.2.1 擠壓的概念
5.2.2 擠壓變形的強度條件
思考與練習題
第6章 扭轉變形
6.1 扭矩和扭矩圖
6.1.1 扭轉的概念
6.1.2 外力偶矩的計算
6.1.3 扭矩和扭矩圖
6.2 扭轉變形的應力分析
6.2.1 橫截面上的應力
6.2.2 極慣性矩和抗扭截面模量的計算
6.3 圓軸扭轉時的強度計算
思考與練習題
第7章 彎曲
7.1 平面彎曲的概念
7.1.1 彎曲的概念
7.1.2 平面彎曲
7.2 梁的內力與彎矩圖
7.2.1 梁的內力——彎矩和剪力
7.2.2 彎矩圖
7.3 純彎曲時的正應力,
7.3.1 正應力的分布規律
7.3.2 最大正應力的計算公式
7.3.3 截面的軸慣性矩Iz和抗彎截面模量Wz
7.4 梁彎曲時的強度計算
7.5 梁的剛度概念
7.6 提高梁彎曲強度和剛度的措施
思考與練習題
第二篇 機械原理
第8章 平面機構的運動簡圖
8.1 平面運動副
8.1.1 運動副的概念
8.1.2 運動副的類型及其特點
8.2 平面機構的運動簡圖
8.2.1 平面機構運動簡圖的概念
8.2.2 構件的分類
8.2.3 平面機構運動簡圖的繪制
8.3 機構具有確定相對運動的條件
8.3.1 平面機構自由度計算公式
8.3.2 計算平面機構自由度時,特殊情況的處理
思考與練習題
第9章 平面連桿機構
9.1 平面四桿機構的類型
9.1.1 鉸鏈四桿機構
9.1.2 含有一個移動副的四桿機構
9.2 鉸鏈四桿機構的基本性質
9.2.1 周轉副存在條件
9.2.2 急回運動特性
9.2.3 壓力角和傳動角
9.2.4 死點位置
9.3 平面四桿機構的設計
9.3.1 按給定連桿位置設計四桿機構
9.3.2 按給定行程速比系數K設計四桿機構
思考與練習題
第10章 凸輪機構
10.1 凸輪機構的應用與分類
10.1.1 凸輪機構的組成、應用和特點
10.1.2 凸輪機構的分類
10.2 從動件常用的運動規律
10.2.1 凸輪輪廓曲線與從動件運動規律的關系
10.2.2 從動件的常用運動規律
10.3 移動從動件盤形凸輪輪廓曲線的圖解設計
10.3.1 尖頂對心移動從動件盤形凸輪輪廓曲線的設計
10.3.2 滾子對心移動從動件盤形凸輪輪廓曲線的設計
10.3.3 凸輪機構設計中應注意的幾個問題
思考與練習題
第11章 間歇運動機構
11.1 棘輪機構
11.1.1 棘輪機構的工作原理及類型
11.1.2 棘輪轉角的調節方法
11.1.3 棘輪機構的特點及應用
11.2 槽輪機構
11.2.1 槽輪機構的工作原理及類型
11.2.2 槽輪機構的特點及應用
思考與練習題
第12章 齒輪傳動
12.1 概述
12.1.1 齒輪傳動的特點和應用
12.1.2 齒輪傳動的類型
12.1.3 齒廓嚙合基本定律
12.2 漸開線齒輪
12.2.1 漸開線的形成及基本性質
12.2.2 漸開線標準直齒圓柱齒輪的基本參數和幾何尺寸
12.3 漸開線標準直齒圓柱齒輪的嚙合傳動
12.3.1 漸開線齒輪嚙合傳動的特點
12.3.2 漸開線齒輪嚙合傳動的條件
12.4 漸開線齒輪的切齒原理及變位齒輪的概念
12.4.1 漸開線齒輪的切齒原理
12.4.2 根切現象與不發生根切時的最少齒數
12.4.3 變位齒輪的概念
12.5 漸開線直齒圓柱齒輪傳動的設計
12.5.1 失效形式
12.5.2 齒輪材料選擇
12.5.3 齒輪傳動精度等級選擇
12.5.4 直齒圓柱齒輪傳動設計
12.6 其他齒輪傳動
12.6.1 斜齒圓柱齒輪傳動
12.6.2 圓錐齒輪傳動
12.6.3 蝸桿傳動
思考與練習題
第13章 輪系
13.1 概述
13.1.1 輪系的類型
13.1.2 輪系傳動比概念
13.2 定軸輪系傳動比計算
13.2.1 平面定軸輪系的傳動比計算
13.2.2 空間定軸輪系的傳動比計算
13.3 周轉輪系傳動比計算
13.3.1 周轉輪系的組成
13.3.2 周轉輪系的傳動比計算
13.4 復合輪系傳動比計算
13.5 輪系的功用
思考與練習題
第14章 帶傳動
14.1 帶傳動概述
14.1.1 帶傳動的組成
14.1.2 帶傳動的主要類型
14.1.3 帶傳動的特點和應用
14.1.4 帶傳動的彈性滑動、打滑及其傳動比
14.2 普通V帶和V帶輪
14.2.1 普通V帶的結構和標準
14.2.2 V帶輪
14.3 普通V帶傳動的設計
14.3.1 帶傳動的失效形式和設計準則
14.3.2 單根V帶的基本額定功率
14.3.3 普通V帶傳動的設計計算
14.3.4 V帶傳動的設計計算實例
14.3.5 提高帶傳動工作能力的措施
14.4 V帶傳動的張緊、安裝和維護
14.4.1 V帶傳動的張緊
14.4.2 帶傳動的安裝和維護
思考與練習題
第15章 聯接
15.1 鍵聯接
15.1.1 鍵聯接的類型和應用
15.1.2 平鍵聯接的選擇和強度計算
15.2 花鍵聯接
15.3 銷聯接
15.4 螺紋聯接
15.4.1 螺紋的類型及主要參數
15.4.2 螺紋聯接的基本類型、結構尺寸及應用
15.4.3 螺紋聯接件
15.4.4 螺紋聯接的預緊與防松
15.4.5 螺栓聯接的失效形式
15.4.6 提高螺栓聯接強度的措施
15.4.7 螺紋零件的其他用途
思考與練習題
第16章 軸系零、部件
16.1 軸
16.1.1 軸的功用及分類
16.1.2 軸的常用材料及熱處理
16.1.3 軸的結構設計
16.1.4 軸的強度計算
16.2 滾動軸承
16.2.1 滾動軸承的結構、類型和代號
16.2.2 滾動軸承類型的選擇
16.2.3 滾動軸承尺寸的選擇
16.2.4 滾動軸承的組合設計
16.3 聯軸器與離合器
16.3.1 聯軸器
16.3.2 離合器
思考與練習題
第三篇 現代設計技術概述
第17章 現代設計技術
17.1 概述
17.1.1 現代設計技術的內涵與特點
17.1.2 現代設計技術的體系
17.2 設計方法學
17.2.1 工程設計的內容
17.2.2 功能分析法
17.3 產品創新設計
17.3.1 常規設計與創新設計
17.3.2 創新設計的特征與一般過程
17.3.3 創新思維
17.3.4 創新技法
17.4 反求工程設計
17.4.1 反求工程技術的研究內容
17.4.2 反求工程的設計程序
17.4.3 實物反求設計法
17.5 虛擬設計
17.5.1 虛擬設計的概念
17.5.2 虛擬設計系統的分類,
17.5.3 虛擬設計在機械產品開發中的應用
17.6 綠色設計
17.6.1 綠色設計的概念及特點
17.6.2 綠色設計體系結構
17.7 現代設計技術的發展趨勢
思考與練習題
參考文獻