机械设计基础

绪论.1
0.1本课程概述1
0.1.1前言1
0.1.2本课程的研究对象和内容1
0.1.3本课程的任务1
0.1.4本课程在机械工程中的意义和应用2
0.1.5本课程的学习方法2
0.2机械概述2
0.2.1机器.机构和机械2
0.2.2零件.部件和构件3
0.2.3机器的组成和机械的分类4
思考与练习题4
第一篇力学基础
第1章静力学分析基础7
1.1静力学分析的基本概念7
1.1.1力的概念7
1.1.2刚体的概念7
1.2静力学公理8
1.3约束和约束反力9
1.4受力图12
思考与练习题14
第2章平面力系16
2.1平面汇交力系16
2.1.1力的分解16
2.1.2力在坐标轴上的投影16
2.1.3合力投影定理17
2.1.4平面汇交力系的平衡条件17
2.2力矩与平面力偶系20
2.2.1力对点之矩20
2.2.2力偶及其性质21
2.2.3平面力偶系的合成与平衡22
2.3平面任意力系24
2.3.1平面任意力系的简化24
2.3.2平面任意力系的平衡26
2.4考虑摩擦力的平衡问题31
2.4.1摩擦现象31
2.4.2滑动摩擦31
2.4.3摩擦角与自锁现象33
2.4.4考虑摩擦的平衡问题33
思考与练习题35
第3章空间力系39
3.1力的投影和力对轴之矩39
3.1.1力在空间直角坐标轴的投影和分解39
3.1.2力对轴之矩40
3.1.3合力矩定理41
3.2空间力系的平衡42
3.2.1空间力系的简化与简化结果分析42
3.2.2空间力系的平衡方程及其应用44
3.2.3空间力系平衡问题的平面解法45
思考与练习题48
第4章构件的轴向拉伸与压缩51
4.1拉伸与压缩时横截面上的内力和应力51
4.1.1拉伸与压缩时横截面上的内力51
4.1.2拉伸与压缩时横截面上的应力54
4.2拉伸与压缩时的强度计算55
4.2.1材料的许用应力55
4.2.2拉伸与压缩时的强度条件56
4.3材料在拉伸与压缩时的力学性能58
4.3.1低碳钢的拉伸实验58
4.3.2低碳钢的压缩实验61
4.3.3其他塑性材料的拉伸实验61
4.3.4铸铁的拉伸与压缩试验62
4.4杆件拉伸与压缩时的变形63
4.4.1杆件拉伸与压缩时的变形和应变63
4.4.2泊松比64
4.4.3虎克定律64
思考与练习题66
第5章剪切和挤压70
5.1剪切70
5.1.1剪切的概念70
5.1.2剪切时的内力.应力和剪切强度条件71
5.2挤压72
5.2.1挤压的概念72
5.2.2挤压变形的强度条件73
思考与练习题75
第6章扭转变形77
6.1扭矩和扭矩图77
6.1.1扭转的概念77
6.1.2外力偶矩的计算78
6.1.3扭矩和扭矩图78
6.2扭转变形的应力分析79
6.2.1横截面上的应力79
6.2.2极惯性矩和抗扭截面模量的计算81
6.3圆轴扭转时的强度计算82
思考与练习题84
第7章弯曲86
7.1平面弯曲的概念86
7.1.1弯曲的概念86
7.1.2平面弯曲86
7.2梁的内力与弯矩图87
7.2.1梁的内力——弯矩和剪力87
7.2.2弯矩图89
7.3纯弯曲时的正应力92
7.3.1正应力的分布规律92
7.3.2最大正应力的计算公式94
7.3.3截面的轴惯性矩Iz和抗弯截面模量Wz95
7.4梁弯曲时的强度计算95
7.5梁的刚度概念97
7.6提高梁弯曲强度和刚度的措施100
思考与练习题102
第二篇机械原理
第8章平面机构的运动简图107
8.1平面运动副107
8.1.1运动副的概念107
8.1.2运动副的类型及其特点108
8.2平面机构的运动简图109
8.2.1平面机构运动简图的概念109
8.2.2构件的分类109
8.2.3平面机构运动简图的绘制110
8.3机构具有确定相对运动的条件112
8.3.1平面机构自由度计算公式112
8.3.2计算平面机构自由度时,特殊情况的处理113
思考与练习题114
第9章平面连杆机构..116
9.1平面四杆机构的类型116
9.1.1铰链四杆机构116
9.1.2含有一个移动副的四杆机构118
9.2铰链四杆机构的基本性质120
9.2.1周转副存在条件120
9.2.2急回运动特性121
9.2.3压力角和传动角122
9.2.4死点位置123
9.3平面四杆机构的设计123
9.3.1按给定连杆位置设计四杆机构123
9.3.2按给定行程速比系数K设计四杆机构124
思考与练习题125
第10章凸轮机构128
10.1凸轮机构的应用与分类128
10.1.1凸轮机构的组成.应用和特点128
10.1.2凸轮机构的分类129
10.2从动件常用的运动规律130
10.2.1凸轮轮廓曲线与从动件运动规律的关系130
10.2.2从动件的常用运动规律131
10.3移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的图解设计132
10.3.1尖顶对心移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计132
10.3.2滚子对心移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计134
10.3.3凸轮机构设计中应注意的几个问题134
思考与练习题137
第11章间歇运动机构139
11.1棘轮机构139
11.1.1棘轮机构的工作原理及类型139
11.1.2棘轮转角的调节方法141
11.1.3棘轮机构的特点及应用142
11.2槽轮机构143
11.2.1槽轮机构的工作原理及类型143
11.2.2槽轮机构的特点及应用144
思考与练习题144
第12章齿轮传动145
12.1概述145
12.1.1齿轮传动的特点和应用145
12.1.2齿轮传动的类型145
12.1.3齿廓啮合基本定律146
12.2渐开线齿轮148
12.2.1渐开线的形成及基本性质148
12.2.2渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸149
12.3渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动151
12.3.1渐开线齿轮啮合传动的特点151
12.3.2渐开线齿轮啮合传动的条件152
12.4渐开线齿轮的切齿原理及变位齿轮的概念154
12.4.1渐开线齿轮的切齿原理154
12.4.2根切现象与不发生根切时的最少齿数155
12.4.3变位齿轮的概念156
12.5渐开线直齿圆柱齿轮传动的设计157
12.5.1失效形式157
12.5.2齿轮材料选择158
12.5.3齿轮传动精度等级选择160
12.5.4直齿圆柱齿轮传动设计160
12.6其他齿轮传动166
12.6.1斜齿圆柱齿轮传动166
12.6.2圆锥齿轮传动169
12.6.3蜗杆传动171
思考与练习题173
第13章轮系175
13.1概述175
13.1.1轮系的类型175
13.1.2轮系传动比概念175
13.2定轴轮系传动比计算176
13.2.1平面定轴轮系的传动比计算176
13.2.2空间定轴轮系的传动比计算176
13.3周转轮系传动比计算177
13.3.1周转轮系的组成177
13.3.2周转轮系的传动比计算178
13.4复合轮系传动比计算180
13.5轮系的功用181
思考与练习题184
第14章带传动186
14.1带传动概述186
14.1.1带传动的组成186
14.1.2带传动的主要类型186
14.1.3带传动的特点和应用187
14.1.4带传动的弹性滑动.打滑及其传动比187
14.2普通V带和V带轮188
14.2.1普通V带的结构和标准188
14.2.2V带轮189
14.3普通V带传动的设计191
14.3.1带传动的失效形式和设计准则191
14.3.2单根V带的基本额定功率191
14.3.3普通V带传动的设计计算193
14.3.4V带传动的设计计算实例196
14.3.5提高带传动工作能力的措施198
14.4V带传动的张紧.安装和维护198
14.4.1V带传动的张紧198
14.4.2带传动的安装和维护199
思考与练习题199
第15章联接201
15.1键联接201
15.1.1键联接的类型和应用201
15.1.2平键联接的选择和强度计算204
15.2花键联接205
15.3销联接206
15.4螺纹联接206
15.4.1螺纹的类型及主要参数206
15.4.2螺纹联接的基本类型.结构尺寸及应用208
15.4.3螺纹联接件209
15.4.4螺纹联接的预紧与防松211
15.4.5螺栓联接的失效形式212
15.4.6提高螺栓联接强度的措施213
15.4.7螺纹零件的其他用途213
思考与练习题214
第16章轴系零.部件215
16.1轴215
16.1.1轴的功用及分类215
16.1.2轴的常用材料及热处理216
16.1.3轴的结构设计217
16.1.4轴的强度计算220
16.2滚动轴承225
16.2.1滚动轴承的结构.类型和代号226
16.2.2滚动轴承类型的选择230
16.2.3滚动轴承尺寸的选择230
16.2.4滚动轴承的组合设计240
16.3联轴器与离合器244
16.3.1联轴器245
16.3.2离合器249
思考与练习题250
第三篇现代设计技术概述
第17章现代设计技术253
17.1概述253
17.1.1现代设计技术的内涵与特点253
17.1.2现代设计技术的体系254
17.2设计方法学255
17.2.1工程设计的内容255
17.2.2功能分析法256
17.3产品创新设计260
17.3.1常规设计与创新设计260
17.3.2创新设计的特征与一般过程260
17.3.3创新思维261
17.3.4创新技法262
17.4反求工程设计264
17.4.1反求工程技术的研究内容265
17.4.2反求工程的设计程序266
17.4.3实物反求设计法266
17.5虚拟设计268
17.5.1虚拟设计的概念268
17.5.2虚拟设计系统的分类268
17.5.3虚拟设计在机械产品开发中的应用269
17.6绿色设计271
17.6.1绿色设计的概念及特点271
17.6.2绿色设计体系结构271
17.7现代设计技术的发展趋势273
思考与练习题274
参考文献...275