本書是根據普通高等教育“十一五”規劃教材的要求進行修訂的。為滿足培養學生工程實踐能力和創新意識的需要,本次修訂工作突出了各類機構和零部件的系統性,注重機械設計基本理論和方法的講述。對于連桿、凸輪等非勻速傳動機構,在分析運動關系的基礎上,增補了材料選擇和結構設計內容;在帶傳動中,介紹了同步帶的設計計算;各章還增加了實踐教學環節的內容。如此編排的目的在于培養學生的工程意識和機械設計能力。全書除緒論外,共十九章,內容包括:平面機構的結構分析,平面連桿機構,凸輪機構,齒輪機構,輪系,間歇運動機構、組合機構,回轉體的平衡,機器速度的波動及調節,機械零件設計概論,聯接,帶傳動,鏈傳動,齒輪傳動,蝸桿傳動,軸,滑動軸承,滾動軸承,聯軸器和離合器,彈簧。本書為高等工科院校近機類、機械類(專科)專業機械設計基礎課程的教材,較適宜的授課學時為70學時左右,也可供大、中專相關專業師生及工程技術人員參考。
本書是在普通高等教育“十一五”國家級規劃教材《機械設計基礎》第4版的基礎上進行修訂的。
在保持原有教材“培養學生工程意識和工程設計能力”特色的基礎上,根據教育部高等學校機械基礎課程教學指導委員會最新修訂的“機械設計基礎課程教學基本要求”,以及各校使用本教材以后提出的改進建議,為適應目前高等工科教育教學的發展,本次修訂對基本內容做了進一步的精選和刪減,以使內容精煉,適用面廣,便于教學。
修訂后的教材基本保留了第4版的體系結構和基本內容。修訂的主要方面和內容如下:
(1)將第4版中的第七章和第八章內容精選、整合為一章,刪去了“機械零件設計概論”
一章。
(2)在齒輪傳動、蝸桿傳動兩章中,按照新標準和規范,對其設計與計算等內容進行了調整,使其設計內容更加簡潔、易懂,使用更方便。
(3)在滑動軸承一章中,刪去了流體摩擦徑向滑動軸承的計算,調整了流體動壓潤滑基本原理的內容。
(4)全書采用新標準和規范,對第4版的圖、表做了調整和更換。
參加本書修訂工作的有:河北科技大學郭聚東(第一章、第二章)、石家莊鐵道大學范曉珂(第三章、第十七章)、河北科技大學馮運(第四章、第五章)、河北工業大學吳曉龍(第七章)、河北科技大學葛杏衛(第八章)、河北工業大學王曉慧(第九章、第十章)、河北工業大學李洪來(第十三章)、廣東工業大學南海研究院鄧必懋(第十五章)、河北工業大學李春書(緒論、第六章、第十一章、第十二章),河北工程大學關志剛(第十四章)及北京建筑大學楊建偉(第十六章)。
本書由范順成、李春書擔任主編,郭聚東擔任副主編。全書由天津大學張策教授和上海交通大學來新民教授擔任主審。
編者懇請廣大讀者對書中錯誤和不妥之處提出批評指正。對本書的意見請寄天津市紅橋區丁字沽一號路河北工業大學機械工程學院(300130)。
編者
前言
緒論1
第一節 引言1
第二節 本課程研究的對象和內容1
第三節 本課程的性質和任務3
第四節 機械設計的基本要求和
一般程序3
第一章 平面機構的結構分析5
第一節 平面機構的組成5
第二節 平面機構的運動簡圖6
第三節 平面機構具有確定運動的條件8
實踐教學環節12
習題12
第二章 平面連桿機構14
第一節 平面連桿機構的應用和類型14
第二節 四桿機構的基本特性21
第三節 平面連桿機構的設計25
第四節 平面連桿機構的結構設計29
實踐教學環節32
習題32
第三章 凸輪機構34
第一節 凸輪機構的應用和分類34
第二節 從動件常用運動規律37
第三節 圖解法設計盤形凸輪輪廓40
第四節 用解析法設計凸輪輪廓的
基本方法44
第五節 凸輪機構設計中的幾個問題45
實踐教學環節51
習題52
第四章 齒輪機構53
第一節 齒輪機構的分類53
第二節 漸開線及漸開線齒廓54
第三節 標準直齒圓柱齒輪各部分名稱及
尺寸計算56
第四節 漸開線標準齒輪的嚙合傳動58
第五節 漸開線齒廓的切制原理62
第六節 漸開線齒廓的切齒干涉和標準齒輪
的最少齒數65
第七節 漸開線變位齒輪概述67
第八節 漸開線斜齒圓柱齒輪機構68
第九節 錐齒輪機構74
實踐教學環節77
習題77
第五章 輪系79
第一節 輪系的分類79
第二節 定軸輪系傳動比的計算80
第三節 周轉輪系傳動比的計算82
第四節 混合輪系傳動比的計算85
第五節 輪系的功用86
第六節 K-H-V型行星輪系簡介88
實踐教學環節91
習題91
第六章 間歇運動機構及組合機構93
第一節 棘輪機構93
第二節 槽輪機構96
第三節 其他間歇運動機構98
第四節 組合機構100
實踐教學環節101
習題101
第七章 機械的平衡和調速102
第一節 剛性轉子的平衡102
第二節 機械速度的波動及調節107
實踐教學環節112
習題113
第八章 連接114
第一節 螺紋114
第二節 螺旋副的受力分析、效率及
自鎖116
第三節 螺紋連接118
第四節 螺栓連接的強度計算124
第五節 螺紋連接的結構設計129
第六節 螺旋傳動133
第七節 鍵連接與花鍵連接136
第八節 銷連接及其他連接139
實踐教學環節141
習題141
第九章 帶傳動143
第一節 帶傳動的工作原理、類型和
幾何關系143
第二節 帶傳動的基本理論144
第三節 V帶及V帶輪147
第四節 普通V帶傳動的設計計算151
第五節 帶傳動的張緊裝置157
第六節 同步帶傳動及其他帶傳動簡介160
實踐教學環節166
習題166
第十章 鏈傳動167
第一節 鏈和鏈輪167
第二節 鏈傳動的運動分析和受力分析171
第三節 鏈傳動的設計計算174
第四節 鏈傳動的布置、張緊及潤滑179
實踐教學環節180
習題181
第十一章 齒輪傳動182
第一節 漸開線齒輪傳動強度設計
計算基礎182
第二節 直齒圓柱齒輪傳動的強度計算186
第三節 載荷系數及許用應力191
第四節 直齒圓柱齒輪傳動設計計算順序及
有關設計參數的選擇194
第五節 平行軸斜齒輪傳動的強度計算197
第六節 直齒錐齒輪傳動的強度計算200
第七節 齒輪結構與潤滑202
實踐教學環節205
習題205
第十二章 蝸桿傳動207
第一節 蝸桿傳動的特點和類型207
第二節 普通圓柱蝸桿傳動的主要
參數和幾何尺寸計算209
第三節 普通圓柱蝸桿傳動強度設計
計算基礎212
第四節 普通圓柱蝸桿傳動的
強度計算213
第五節 蝸桿傳動的效率、潤滑和
散熱計算216
第六節 蝸桿、蝸輪的結構219
實踐教學環節222
習題222
第十三章 軸223
第一節 軸的分類和設計要求223
第二節 軸的材料224
第三節 軸的基本直徑的估算226
第四節 軸的結構設計226
第五節 軸的強度計算229
第六節 軸的剛度計算234
實踐教學環節235
習題235
第十四章 滑動軸承237
第一節 滑動軸承的摩擦狀態及
應用特點237
第二節 滑動軸承的結構及材料238
第三節 不完全流體潤滑滑動軸承的
設計計算243
第四節 潤滑劑及潤滑裝置244
第五節 流體潤滑滑動軸承簡介248
實踐教學環節250
習題251
第十五章 滾動軸承252
第一節 滾動軸承的結構252
第二節 滾動軸承的主要類型、
代號及選擇253
第三節 滾動軸承的計算258
第四節 滾動軸承部件的結構設計267
實踐教學環節271
習題271
第十六章 聯軸器和離合器272
第一節 概述272
第二節 常用聯軸器類型及選擇272
第三節 常用離合器類型及選擇276
實踐教學環節277
習題277
第十七章 彈簧278
第一節 彈簧的類型和應用278
第二節 彈簧的材料和許用應力279
第三節 圓柱螺旋彈簧的設計計算282
實踐教學環節287
習題287
參考文獻288