精密机械设计基础

第1章精密机械设计基础概论1
1.1精密机械的概念1
1.1.1精密机械的组成1
1.1.2机器和机构1
1.1.3构件和零件2
1.2精密机械设计的基本要求和一般程序2
1.2.1机械零件的失效形式及设计准则2
1.2.2机械产品设计的内容和要求2
1.2.3机械零件设计一般步骤3
1.3机械创新设计3
第2章静力学基础7
2.1静力学公理7
2.2约束和约束反力9
2.2.1柔索约束9
2.2.2光滑面约束9
2.2.3光滑铰链约束10
2.2.4连杆约束11
2.2.5固定端约束11
2.3物体受力分析和受力图12
2.4平面汇交力系的合成13
2.4.1力在平面直角坐标轴上的投影13
2.4.2合力投影定理14
2.4.3平面汇交力系的合成14
2.5力矩与平面力偶系14
2.5.1力对点之矩14
2.5.2力偶及其性质16
2.5.3平面力偶系的合成与平衡17
2.6平面力系的化简与平衡方程18
2.6.1平面力系的简化18
2.6.2平面一般力系的平衡19
2.6.3物体系统（以下简称“物系”）的平衡问题20
第3章材料力学基础26
3.1材料力学概述26
3.1.1材料力学的任务26
3.1.2材料力学的研究对象和基本假设26
3.1.3杆件变形的基本形式26
3.1.4内力、截面法、应力27
3.2杆的拉伸与压缩29
3.2.1轴向拉伸或压缩时横截面上的内力29
3.2.2轴向拉伸或压缩时横截面上的应力29
3.2.3轴向拉伸或压缩时的强度计算30
3.3剪切和挤压32
3.3.1剪切和挤压的概念32
3.3.2剪切和挤压的实用计算32
3.4扭转34
3.4.1外力偶矩的计算、扭矩和扭矩图34
3.4.2圆轴扭转时横截面上的应力36
3.4.3圆截面的极惯性矩和抗扭截面模量的计算38
3.4.4圆轴扭转时的强度条件38
3.5弯曲39
3.5.1弯曲的概念39
3.5.2梁的内力——剪力和弯矩40
3.5.3剪力图和弯矩图41
3.5.4弯曲正应力43
3.5.5弯曲的强度计算43
第4章平面连杆机构49
4.1平面机构的运动简图及其自由度49
4.1.1运动副及其分类49
4.1.2机构中构件的分类50
4.1.3平面机构的运动简图50
4.1.4机构的自由度52
4.2平面连杆机构的类型及应用54
4.2.1铰链四杆机构55
4.2.2铰链四杆机构的演化57
4.3四杆机构的基本特性59
4.3.1急回特性与行程速比系数60
4.3.2压力角与传动角60
4.3.3死点位置61
4.4平面回杆机构的设计62
4.4.1按照给定的行程速比系数设计四杆机构62
4.4.2按给定连杆位置设计四杆机构63
第5章凸轮机构67
5.1凸轮机构的应用67
5.2从动件常用的运动规律68
5.3凸轮机构的压力角70
5.4凸轮的基圆半径70
5.5按给定运动规律设计盘形凸轮轮廓71
5.5.1反转法原理71
5.5.2对心直动尖顶从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计72
5.5.3对心直动滚子从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计72
5.5.4滚子半径的选择72
第6章带传动76
6.1带传动概述76
6.1.1带传动的主要类型76
6.1.2带传动的特点和应用77
6.2普通V带与V带轮77
6.2.1普通V带77
6.2.2V带轮79
6.3带传动工作能力分析81
6.3.1带传动中的受力分析81
6.3.2带传动的应力分析82
6.3.3带传动的弹性滑动和传动比83
6.4V带传动的设计84
6.4.1带传动的主要失效形式84
6.4.2设计准则和单根V带的额定功率84
6.4.3设计步骤和参数选择86
6.5带传动的安装、维护和张紧90
6.5.1V带传动的安装和维护90
6.5.2V带传动的张紧90
第7章齿轮传动94
7.1齿轮传动的特点和基本类型94
7.2渐开线齿廓95
7.2.1渐开线的形成95
7.2.2渐开线的性质95
7.2.3渐开线齿廓的啮合特点95
7.3渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸计算97
7.3.1齿轮各部名称与符号97
7.3.2渐开线齿轮主要参数98
7.3.3渐开线标准齿轮的公法线长度和分度圆弦齿厚99
7.4渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动100
7.4.1正确啮条件100
7.4.2连续传动条件100
7.4.3标准齿轮安装101
7.5渐开线齿轮的加工方法与根切现象102
7.5.1渐开线齿轮加工方法102
7.5.2根切现象及最少齿数103
7.6变位齿轮传动104
7.6.1标准齿轮的局限性104
7.6.2变位齿轮及最小变位系数104
7.6.3变位齿轮几何尺寸计算105
7.6.4齿轮传动类型106
7.7齿轮的失效形式与设计准则106
7.7.1失效形式106
7.7.2设计准则107
7.8齿轮常用材料及精度等级107
7.8.1齿轮的材料及热处理107
7.8.2许用应力109
7.8.3齿轮传动精度110
7.9渐开线直齿圆柱齿轮传动的强度计算112
7.9.1轮齿的受力分析112
7.9.2轮齿的计算载荷113
7.9.3齿面接触疲劳强度计算113
7.9.4齿根弯曲疲劳强度计算114
7.10平行轴斜齿圆柱齿轮传动117
7.10.1齿廓的形成及啮合特点117
7.10.2斜齿圆柱齿轮基本参数及几何尺寸计算117
7.10.3斜齿轮的正确啮合条件及重合度118
7.10.4当量齿数119
7.10.5斜齿圆柱齿轮的强度计算119
7.11直齿圆锥齿轮传动121
7.11.1圆锥齿轮传动特点121
7.11.2直齿圆锥齿轮齿廓曲面的形成122
7.11.3直齿圆锥齿轮传动的几何尺寸122
7.11.4直齿圆锥齿轮的强度计算123
7.12齿轮的结构设计及润滑125
7.12.1齿轮的结构设计125
7.12.2齿轮传动的润滑127
第8章蜗杆传动131
8.1蜗杆传动类型和特点131
8.1.1蜗杆传动的特点和应用131
8.1.2蜗杆传动的类型132
8.2蜗杆传动主要参数和几何尺寸计算132
8.2.1主要参数133
8.2.2蜗杆蜗轮的几何尺寸计算134
8.2.3蜗杆蜗轮的正确啮合条件136
8.3蜗杆传动的失效、材料和结构136
8.3.1蜗杆传动的失效形式136
8.3.2蜗杆、蜗轮常用材料136
8.3.3蜗杆、蜗轮的结构136
8.4蜗杆传动受力分析和强度的计算137
8.4.1蜗杆传动的受力分析137
8.4.2蜗杆传动强度计算138
8.5蜗杆传动的热平衡计算139
8.5.1蜗杆传动的效率139
8.5.2蜗杆传动的热平衡计算139
第9章轮系143
9.1齿轮系概述143
9.2定轴轮系传动比及其计算144
9.2.1传动比大小的计算144
9.2.2首、末轮转向的确定144
9.3周转轮系传动比及其计算145
9.4组合轮系传动比的计算147
9.5轮系的功用148
第10章连接153
10.1机械制造中常用的螺纹153
10.1.1螺纹的形成和螺纹参数153
10.1.2螺纹的类型、特点及应用154
10.2普通螺纹连接155
10.2.1螺纹连接的主要类型155
10.2.2常用螺纹连接件156
10.3螺纹连接的拧紧、防松及结构设计157
10.3.1螺纹连接的拧紧157
10.3.2螺纹连接的防松157
10.4螺栓连接的强度计算158
10.4.1普通螺栓的强度计算159
10.4.2铰制孔用螺栓连接的强度计算160
10.5滑动螺旋传动简介162
10.5.1普通螺旋传动162
10.5.2差动螺旋传动162
10.6键连接163
10.6.1键连接的类型、标准与应用163
10.6.2平键的选择及强度计算165
10.7花键和销连接167
10.7.1花键连接167
10.7.2销连接167
第11章轴和轴承1711
1.1轴的功用、类型及材料选择171
11.1.1轴的类型171
11.1.2轴的材料及选择172
11.2轴的结构设计173
11.2.1轴设计应满足的要求及设计步骤173
11.2.2最小轴径的估算173
11.2.3轴的结构设计174
11.2.4轴上零件的固定和定位175
11.2.5轴的结构工艺性177
11.3轴的强度计算178
11.4轴的设计179
11.5滚动轴承的基本知识181
11.5.1滚动轴承的结构181
11.5.2滚动轴承的类型及特点182
11.5.3滚动轴承的代号183
11.6滚动轴承类型的选择185
11.6.1滚动轴承的失效形式和计算准则185
11.6.2滚动轴承的选择计算185
11.6.3滚动轴承的组合设计190
11.7滑动轴承的结构和轴承材料192
11.7.1滑动轴承的结构形式192
11.7.2轴承材料193
第12章联轴器和离合器196
12.1联轴器196
12.1.1两轴之间的相对位移196
12.1.2联轴器的分类196
12.1.3常见的联轴器介绍197
12.1.4联轴器的选择199
12.2离合器200
12.2.1牙嵌离合器200
12.2.2摩擦离合器201
参考文献203