機械設計基礎

緒論.1
0.1本課程概述1
0.1.1前言1
0.1.2本課程的研究對象和內容1
0.1.3本課程的任務1
0.1.4本課程在機械工程中的意義和應用2
0.1.5本課程的學習方法2
0.2機械概述2
0.2.1機器.機構和機械2
0.2.2零件.部件和構件3
0.2.3機器的組成和機械的分類4
思考與練習題4
第一篇力學基礎
第1章靜力學分析基礎7
1.1靜力學分析的基本概念7
1.1.1力的概念7
1.1.2剛體的概念7
1.2靜力學公理8
1.3約束和約束反力9
1.4受力圖12
思考與練習題14
第2章平面力系16
2.1平面匯交力系16
2.1.1力的分解16
2.1.2力在坐標軸上的投影16
2.1.3合力投影定理17
2.1.4平面匯交力系的平衡條件17
2.2力矩與平面力偶系20
2.2.1力對點之矩20
2.2.2力偶及其性質21
2.2.3平面力偶系的合成與平衡22
2.3平面任意力系24
2.3.1平面任意力系的簡化24
2.3.2平面任意力系的平衡26
2.4考慮摩擦力的平衡問題31
2.4.1摩擦現(xiàn)象31
2.4.2滑動摩擦31
2.4.3摩擦角與自鎖現(xiàn)象33
2.4.4考慮摩擦的平衡問題33
思考與練習題35
第3章空間力系39
3.1力的投影和力對軸之矩39
3.1.1力在空間直角坐標軸的投影和分解39
3.1.2力對軸之矩40
3.1.3合力矩定理41
3.2空間力系的平衡42
3.2.1空間力系的簡化與簡化結果分析42
3.2.2空間力系的平衡方程及其應用44
3.2.3空間力系平衡問題的平面解法45
思考與練習題48
第4章構件的軸向拉伸與壓縮51
4.1拉伸與壓縮時橫截面上的內力和應力51
4.1.1拉伸與壓縮時橫截面上的內力51
4.1.2拉伸與壓縮時橫截面上的應力54
4.2拉伸與壓縮時的強度計算55
4.2.1材料的許用應力55
4.2.2拉伸與壓縮時的強度條件56
4.3材料在拉伸與壓縮時的力學性能58
4.3.1低碳鋼的拉伸實驗58
4.3.2低碳鋼的壓縮實驗61
4.3.3其他塑性材料的拉伸實驗61
4.3.4鑄鐵的拉伸與壓縮試驗62
4.4桿件拉伸與壓縮時的變形63
4.4.1桿件拉伸與壓縮時的變形和應變63
4.4.2泊松比64
4.4.3虎克定律64
思考與練習題66
第5章剪切和擠壓70
5.1剪切70
5.1.1剪切的概念70
5.1.2剪切時的內力.應力和剪切強度條件71
5.2擠壓72
5.2.1擠壓的概念72
5.2.2擠壓變形的強度條件73
思考與練習題75
第6章扭轉變形77
6.1扭矩和扭矩圖77
6.1.1扭轉的概念77
6.1.2外力偶矩的計算78
6.1.3扭矩和扭矩圖78
6.2扭轉變形的應力分析79
6.2.1橫截面上的應力79
6.2.2極慣性矩和抗扭截面模量的計算81
6.3圓軸扭轉時的強度計算82
思考與練習題84
第7章彎曲86
7.1平面彎曲的概念86
7.1.1彎曲的概念86
7.1.2平面彎曲86
7.2梁的內力與彎矩圖87
7.2.1梁的內力——彎矩和剪力87
7.2.2彎矩圖89
7.3純彎曲時的正應力92
7.3.1正應力的分布規(guī)律92
7.3.2最大正應力的計算公式94
7.3.3截面的軸慣性矩Iz和抗彎截面模量Wz95
7.4梁彎曲時的強度計算95
7.5梁的剛度概念97
7.6提高梁彎曲強度和剛度的措施100
思考與練習題102
第二篇機械原理
第8章平面機構的運動簡圖107
8.1平面運動副107
8.1.1運動副的概念107
8.1.2運動副的類型及其特點108
8.2平面機構的運動簡圖109
8.2.1平面機構運動簡圖的概念109
8.2.2構件的分類109
8.2.3平面機構運動簡圖的繪制110
8.3機構具有確定相對運動的條件112
8.3.1平面機構自由度計算公式112
8.3.2計算平面機構自由度時,特殊情況的處理113
思考與練習題114
第9章平面連桿機構..116
9.1平面四桿機構的類型116
9.1.1鉸鏈四桿機構116
9.1.2含有一個移動副的四桿機構118
9.2鉸鏈四桿機構的基本性質120
9.2.1周轉副存在條件120
9.2.2急回運動特性121
9.2.3壓力角和傳動角122
9.2.4死點位置123
9.3平面四桿機構的設計123
9.3.1按給定連桿位置設計四桿機構123
9.3.2按給定行程速比系數(shù)K設計四桿機構124
思考與練習題125
第10章凸輪機構128
10.1凸輪機構的應用與分類128
10.1.1凸輪機構的組成.應用和特點128
10.1.2凸輪機構的分類129
10.2從動件常用的運動規(guī)律130
10.2.1凸輪輪廓曲線與從動件運動規(guī)律的關系130
10.2.2從動件的常用運動規(guī)律131
10.3移動從動件盤形凸輪輪廓曲線的圖解設計132
10.3.1尖頂對心移動從動件盤形凸輪輪廓曲線的設計132
10.3.2滾子對心移動從動件盤形凸輪輪廓曲線的設計134
10.3.3凸輪機構設計中應注意的幾個問題134
思考與練習題137
第11章間歇運動機構139
11.1棘輪機構139
11.1.1棘輪機構的工作原理及類型139
11.1.2棘輪轉角的調節(jié)方法141
11.1.3棘輪機構的特點及應用142
11.2槽輪機構143
11.2.1槽輪機構的工作原理及類型143
11.2.2槽輪機構的特點及應用144
思考與練習題144
第12章齒輪傳動145
12.1概述145
12.1.1齒輪傳動的特點和應用145
12.1.2齒輪傳動的類型145
12.1.3齒廓嚙合基本定律146
12.2漸開線齒輪148
12.2.1漸開線的形成及基本性質148
12.2.2漸開線標準直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸149
12.3漸開線標準直齒圓柱齒輪的嚙合傳動151
12.3.1漸開線齒輪嚙合傳動的特點151
12.3.2漸開線齒輪嚙合傳動的條件152
12.4漸開線齒輪的切齒原理及變位齒輪的概念154
12.4.1漸開線齒輪的切齒原理154
12.4.2根切現(xiàn)象與不發(fā)生根切時的最少齒數(shù)155
12.4.3變位齒輪的概念156
12.5漸開線直齒圓柱齒輪傳動的設計157
12.5.1失效形式157
12.5.2齒輪材料選擇158
12.5.3齒輪傳動精度等級選擇160
12.5.4直齒圓柱齒輪傳動設計160
12.6其他齒輪傳動166
12.6.1斜齒圓柱齒輪傳動166
12.6.2圓錐齒輪傳動169
12.6.3蝸桿傳動171
思考與練習題173
第13章輪系175
13.1概述175
13.1.1輪系的類型175
13.1.2輪系傳動比概念175
13.2定軸輪系傳動比計算176
13.2.1平面定軸輪系的傳動比計算176
13.2.2空間定軸輪系的傳動比計算176
13.3周轉輪系傳動比計算177
13.3.1周轉輪系的組成177
13.3.2周轉輪系的傳動比計算178
13.4復合輪系傳動比計算180
13.5輪系的功用181
思考與練習題184
第14章帶傳動186
14.1帶傳動概述186
14.1.1帶傳動的組成186
14.1.2帶傳動的主要類型186
14.1.3帶傳動的特點和應用187
14.1.4帶傳動的彈性滑動.打滑及其傳動比187
14.2普通V帶和V帶輪188
14.2.1普通V帶的結構和標準188
14.2.2V帶輪189
14.3普通V帶傳動的設計191
14.3.1帶傳動的失效形式和設計準則191
14.3.2單根V帶的基本額定功率191
14.3.3普通V帶傳動的設計計算193
14.3.4V帶傳動的設計計算實例196
14.3.5提高帶傳動工作能力的措施198
14.4V帶傳動的張緊.安裝和維護198
14.4.1V帶傳動的張緊198
14.4.2帶傳動的安裝和維護199
思考與練習題199
第15章聯(lián)接201
15.1鍵聯(lián)接201
15.1.1鍵聯(lián)接的類型和應用201
15.1.2平鍵聯(lián)接的選擇和強度計算204
15.2花鍵聯(lián)接205
15.3銷聯(lián)接206
15.4螺紋聯(lián)接206
15.4.1螺紋的類型及主要參數(shù)206
15.4.2螺紋聯(lián)接的基本類型.結構尺寸及應用208
15.4.3螺紋聯(lián)接件209
15.4.4螺紋聯(lián)接的預緊與防松211
15.4.5螺栓聯(lián)接的失效形式212
15.4.6提高螺栓聯(lián)接強度的措施213
15.4.7螺紋零件的其他用途213
思考與練習題214
第16章軸系零.部件215
16.1軸215
16.1.1軸的功用及分類215
16.1.2軸的常用材料及熱處理216
16.1.3軸的結構設計217
16.1.4軸的強度計算220
16.2滾動軸承225
16.2.1滾動軸承的結構.類型和代號226
16.2.2滾動軸承類型的選擇230
16.2.3滾動軸承尺寸的選擇230
16.2.4滾動軸承的組合設計240
16.3聯(lián)軸器與離合器244
16.3.1聯(lián)軸器245
16.3.2離合器249
思考與練習題250
第三篇現(xiàn)代設計技術概述
第17章現(xiàn)代設計技術253
17.1概述253
17.1.1現(xiàn)代設計技術的內涵與特點253
17.1.2現(xiàn)代設計技術的體系254
17.2設計方法學255
17.2.1工程設計的內容255
17.2.2功能分析法256
17.3產(chǎn)品創(chuàng)新設計260
17.3.1常規(guī)設計與創(chuàng)新設計260
17.3.2創(chuàng)新設計的特征與一般過程260
17.3.3創(chuàng)新思維261
17.3.4創(chuàng)新技法262
17.4反求工程設計264
17.4.1反求工程技術的研究內容265
17.4.2反求工程的設計程序266
17.4.3實物反求設計法266
17.5虛擬設計268
17.5.1虛擬設計的概念268
17.5.2虛擬設計系統(tǒng)的分類268
17.5.3虛擬設計在機械產(chǎn)品開發(fā)中的應用269
17.6綠色設計271
17.6.1綠色設計的概念及特點271
17.6.2綠色設計體系結構271
17.7現(xiàn)代設計技術的發(fā)展趨勢273
思考與練習題274
參考文獻...275