《普通高等教育“十一五”國家級規劃教材·國家精品課程主教材:精密機械設計基礎(第2版)》是普通高等教育“十一五”國家級規劃教材,以精密機械中常用機構和零部件為研究對象,從設計該類機構和零部件時應具備的基礎理論、基本技能和基本方法等方面介紹其工作原理、特點、應用范圍、選型、材料、精度和設計計算的一般原理和方法。
《普通高等教育“十一五”國家級規劃教材·國家精品課程主教材:精密機械設計基礎(第2版)》包括緒論和16章內容。第1~2章講述精密機械設計所需的力學基礎知識;第3~7章講述精密機械中常用機構的工作原理和運動特性等基本知識;第8~12章講述精密機械設計中所用材料的熱處理方法、常用機械零部件的特點和設計計算的知識;第13~15章講述在精密機械中常用彈性元件、基座和導軌的設計方法;第16章對精密機械設計中常用連接形式進行了介紹。
《普通高等教育“十一五”國家級規劃教材·國家精品課程主教材:精密機械設計基礎(第2版)》適合作為測控技術與儀器、光學工程、電子信息工程及機電類專業精密機械設計課程的教材,亦可供有關專業師生、工程技術人員參考使用。
第2版前言
本書為國家精品課程“精密機械設計”的主教材,被列為普通高等教育“十一五”國家級規劃教材,是儀器儀表類專業基礎課教學用書。
高等教育改革,對人才培養目標和培養模式、專業設置和教學計劃、課程體系和內涵、教學方法和手段等方面提出了新的要求。按照儀器儀表類專業改革“以綜合設計能力的培養為主線,相關課程整體優化”的總體思路,“精密機械設計”課程的任務應以培養學生對系統總體方案設計、機械零部件工作能力設計和結構設計的能力為主,使學生能夠掌握一般精密機械零部件工作能力的分析方法和設計方法。因此,“精密機械設計”課程的教學改革必須適應這種形勢,要符合培養學生較寬領域的基本知識、能力和素質的要求。
“精密機械設計”作為儀器儀表類專業的一門專業基礎課,主要任務是使學生初步掌握有關精密機械設計的基本原理和方法,進行精密機械中常用零部件的設計。作者試圖在滿足教學基本要求的情況下,貫徹少而精的原則,力求做到精選內容,適當拓寬知識面,反映學科成就。因此,本書從力學基礎知識、機械原理、金屬材料及熱處理、機械設計、現代設計方法實踐等闡述本課程的知識點,同時兼顧相關專業的要求,附錄中補充了機械制圖的基礎知識,可供相關專業作為專業基礎課教學的教材選用。
除緒論外,本書包括16章內容。第1~2章講述精密機械設計所需的力學基礎知識;第3~7章講述精密機械中常用機構的工作原理和運動特性等基本知識;第8~12章講述精密機械設計所用材料的熱處理方法、常用機械零部件的特點和設計計算的知識;第13~15章講述在精密機械常用彈性元件、基座和導軌的設計方法;第16章對精密機械設計中常用連接形式進行了介紹。
本書由許賢澤、戴書華編著,李忠兵、樂意、李軍維、馮燦、劉朋、康澤、徐逢秋、艾為桂、董琴琴、張夢薇、劉剛和王剛也參與了本書的編寫。全書由許賢澤統稿。
盛步云教授審閱了本書,并提出了許多寶貴意見,在此深表謝意!
書中引用了許多文獻資料,未能一一列出,在此謹致謝意。
限于作者的水平,謬誤及欠妥之處在所難免,作者衷心希望廣大讀者提出寶貴的意見,并對其不妥之處進行批評指正。
作者
緒論
第1章 精密機械零件的受力分析與平衡
1.1 力學的基本概念
1.2 約束、約束反力與受力圖
1.3 精密機械零件的受力平衡
習題1
第2章 精密機械零件受力變形與應力分析
2.1 精密機械零件的強度和剛度
2.2 桿件的拉伸與壓縮
2.3 機械零件的剪切
2.4 機械零件的扭轉
2.4.1 軸類零件的扭轉內力和應力
2.4.2 軸類零件的扭轉強度和剛度計算
2.5 梁類零件的平面彎曲
2.5.1 梁類零件的類型
2.5.2 梁類零件彎曲時的內力與應力
2.5.3 梁類零件彎曲的強度計算
習題2
第3章 平面機構的運動簡圖與自由度計算
3.1 運動副及其分類
3.2 平面機構運動簡圖
3.3 平面機構的自由度計算
習題3
第4章 平面連桿機構
4.1 鉸鏈四桿機構的基本形式和特性
4.1.1 曲柄搖桿機構
4.1.2 雙曲柄機構
4.1.3 雙搖桿機構
4.2 鉸鏈四桿機構曲柄存在的條件
4.3 鉸鏈四桿機構的演化
4.4 平面四桿機構的設計
習題4
第5章 凸輪機構
5.1 凸輪機構的應用和分類
5.1.1 凸輪機構的應用
5.1.2 凸輪機構的分類
5.2 從動件的常用運動規律
5.2.1 等速運動規律
5.2.2 等加速等減速運動規律
5.2.3 簡諧運動規律
5.3 圖解法設計盤形凸輪輪廓
5.4 凸輪機構基本尺寸的確定
習題5
第6章 齒輪機構
6.1 齒輪機構的特點和分類
6.2 齒廓嚙合基本定理
6.3 漸開線齒廓
6.4 齒輪各部分名稱及漸開線標準直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計算
6.4.1 齒輪各部分名稱
6.4.2 標準直齒圓柱齒輪幾何尺寸的計算
6.5 漸開線標準直齒圓柱齒輪的嚙合傳動
6.6 漸開線齒輪的切齒原理與根切現象
6.6.1 漸開線齒輪的切齒原理
6.6.2 根切現象和最小齒數
6.6.3 變位齒輪
6.7 斜齒圓柱齒輪機構
6.7.1 斜齒圓柱齒輪齒廓曲面的形成及其嚙合特點
6.7.2 斜齒圓柱齒輪的基本參數和幾何尺寸的計算
6.7.3 斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件和重合度
6.7.4 斜齒圓柱齒輪的當量齒數
6.7.5 斜齒圓柱齒輪的優缺點
6.8 圓錐齒輪機構
6.9 蝸桿蝸輪機構
習題6
第7章 輪系
7.1 輪系的類型
7.2 定軸輪系傳動比計算
7.3 周轉輪系傳動比計算
7.4 復合輪系傳動比計算
7.5 輪系的功能
7.6 幾種特殊的行星齒輪傳動簡介
習題7
第8章 精密機械設計概論
8.1 精密機械設計的要求、程序與方法
8.1.1 精密機械設計的基本要求
8.1.2 精密機械設計的一般程序
8.1.3 精密機械設計方法
8.2 精密機械零件的強度
8.2.1 載荷和應力
8.2.2 靜應力作用下零件的強度
8.2.3 變應力作用下零件的強度
8.2.4 零件的接觸疲勞強度
8.3 精密機械零件的常用材料及鋼的熱處理
8.3.1 常用材料
8.3.2 鋼的熱處理
8.3.3 材料的選用原則
8.4 精密機械零件的結構工藝性
8.5 精密機械零件的剛度
習題8
第9章 齒輪傳動
9.1 齒輪傳動的失效形式及設計準則
9.2 齒輪材料及熱處理
9.3 齒輪傳動精度
9.4 直齒圓柱齒輪傳動的強度計算
9.4.1 受力分析
9.4.2 計算載荷
9.4.3 齒面接觸強度計算
9.4.4 齒根彎曲強度計算
9.5 斜齒圓柱齒輪傳動強度計算
9.6 直齒圓錐齒輪傳動
9.7 蝸桿傳動
9.8 齒輪傳動鏈的設計
9.8.1 齒輪傳動形式的選擇
9.8.2 傳動比的分配
9.8.3 齒數、模數的確定
9.8.4 齒輪傳動的空回及消除方法
9.8.5 齒輪傳動鏈的結構設計
習題9
第10章 帶傳動
10.1 帶傳動的類型和應用
10.2 帶傳動的受力分析
10.3 帶傳動中帶的應力分析
10.4 帶傳動的彈性滑動和打滑
10.5 普通V帶傳動的設計計算
10.5.1 單根普通V帶的許用功率
10.5.2 普通V帶的型號和根數的確定
10.5.3 主要參數的選擇
10.6 V帶輪設計及帶傳動張緊裝置
10.6.1 V帶輪設計
10.6.2 V帶傳動的張緊裝置
10.7 同步帶傳動簡介
10.7.1 概述
10.7.2 帶輪
10.7.3 同步帶傳動的設計計算
習題10
第11章?螺旋傳動
11.1 螺旋傳動的類別
11.2 螺旋傳動的計算
11.3 螺旋機構誤差分析
11.4 提高螺旋傳動精度的措施
11.5 螺旋傳動的結構形式
11.5.1 滑動螺旋傳動
11.5.2 滾珠螺旋傳動
習題11
第12章 軸
12.1 概述
12.2 軸的結構設計
12.3 軸的強度計算
12.4 軸的剛度計算
習題12
第13章 軸承
13.1 軸承的分類
13.2 滑動軸承的結構形式與軸承材料
13.3 滾動軸承的基本類型和特點
13.4 滾動軸承的代號
13.5 滾動軸承的選擇計算
13.6 滾動軸承的組合設計
習題13
第14章 彈性元件
14.1 彈性元件的類型、功能及材料
14.2 螺旋彈簧
14.3 片簧和熱敏雙金屬片簧
14.4 其他類型的彈性元件簡介
習題14
第15章 導軌和基座
15.1 導軌的作用、特點和分類
15.2 導軌設計的基本要求
15.3 導軌導向設計
15.4 滾動導軌
15.5 基座
15.5.1 基座的結構特點及主要技術要求
15.5.2 基座與支承件的結構設計
15.5.3 基座與支承件的材料選擇
習題15
第16章 連接
16.1 概述
16.2 螺紋的基本知識
16.3 螺紋連接的主要類型及應用
16.4 螺紋連接的預緊與防松
16.5 鍵連接和花鍵連接
16.5 銷連接
習題16
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