根據全國高校教學指導委員會關于“機械設計基礎”課程的“基本要求”的精神重新進行了修訂編寫。在修訂中，我們根據各高校意見對部分章節順序進行了調整，對基本理論及相關公式進行了簡化，同時，增加了部分例題。本教材力求做到概念把握準確，敘述深入淺出，主、次與薄、厚處理得當，辭章規范；強調“能比較”、“能選擇”、“能設計”的基本能力的培養，并在啟迪學生現代機構設計的思維和理念，提高讀解能力和設計能力方面有所突破。主要內容包括：機械設計概論，平面機構，凸輪機構，帶傳動與鏈傳動，齒輪，蝸桿傳動，螺紋聯接及滾動，滑動軸承與離合器等。本教材為70學時教學內容，適用于高等院校本科近機類、非機類各專業以及專科機械類各專業。為便于學生自學，本書配有1CD供讀者使用。
《機械設計基礎》是近機類專業必修的一門專業技術基礎課, 它在整個教學流程中起著承上啟下、舉足輕重的作用。本課程主要研究組成機械的一些通用零部件、常用機構等機械傳動裝置的工作原理、結構特點及基本的設計理論和方法。通過本課程的學習, 使近機類學生能夠認識并了解機械, 分析和掌握機械設計的基本方法, 并初步具備分析和設計零部件的能力。
本次修訂的主要特點: 1??)??根??據????國??家??機??械??工????業發展的新動向、新策略, 以開闊視野、擴展思路、增強工程實踐意識為主要抓手, 引入創新思維與實踐內容, 注重提高學生的創新意識和分析問題、解決問題的能力。
2) 在學生掌握機械設計共性規律和基本方法的前提下, 進一步淡化理論演繹、簡化公式推導, 力爭做到“ 由繁變簡” “ 由厚變薄” 。
3) 對多媒體課件進行了重新整合, 構筑了一種虛擬實際場景的教學氛圍, 進一步提高了本書的“ 可讀性” 和“ 自學性” 。
4) 進一步強調“ 能比較、能選擇、能設計” 的基本原則, 為學習后續的專業課程和新的技術學科打下堅實的基礎。
5) 對照最新國家標準進行了有針對性的修訂。
參加本次修訂工作的有: 朱東華( 第一、七、八章) 、李乃根( 第五、十、十二、十五、十六章) 、王秀葉( 第二、三、六、九、十四章) 、姜雪( 第四、十三章、多媒體課件編輯制作之一) 、趙娥( 第十一、十七章、多媒體課件編輯制作之二) 。張學軍負責本書的校對、添色及課件中課程設計指導部分的修訂, 劉金松負責本書各章節的匯總及課件中專業用語的英譯漢修訂。
本書由朱東華、李乃根、王秀葉擔任主編, 姜雪、趙娥擔任副主編, 張學軍、劉金松參編; 由清華大學吳宗澤教授擔任主審。在此, 謹對本書主審以及使用單位提出的寶貴意見和建議表示衷心的感謝!限于編者水平, 修訂后的教材難免還存在錯誤與不足, 再次希望廣大讀者給予斧正。
編 者2017 年3 月
目 錄
第3 版前言
第2 版前言
第1 版前言
第一章 緒論 1
第一節 本課程研究的對象和任務 1
第二節 本課程在教學中的地位與展望 2
第三節 課程的內容體系和基本要求 3
思考題 4
第二章 平面機構 5
第一節 平面機構的運動簡圖及其自由度 5
第二節 平面連桿機構的類型及應用 10
第三節 平面四桿機構存在曲柄的條件及
基本特性 15
第四節 平面四桿機構的設計 18
思考題 22
習題 23
第三章 凸輪機構 26
第一節 凸輪機構的應用和分類 26
第二節 從動件的常用運動規律 28
第三節 凸輪機構的壓力角和基圓半徑的選擇 32
第四節 圖解法設計凸輪輪廓 34
第五節 解析法設計凸輪輪廓 38
思考題 40
習題 40
第四章 間歇運動機構 41
第一節 棘輪機構 41
第二節 槽輪機構 44
思考題 46
習題 46
第五章 機械零件設計概論 47
第一節 機械零件的強度及設計準則 47
第二節 機械零件的常用材料及其選擇 49
第三節 機械零件的結構工藝性和標準化 54
思考題 55
第六章 帶傳動與鏈傳動 56
第一節 帶傳動的類型和特點 56
第二節 帶傳動的受力分析 59
第三節 V 帶傳動的設計 63
第四節 V 帶輪設計及V 帶傳動的維護 69
第五節 同步帶傳動簡介 71
第六節 鏈傳動簡介 71
思考題 73
習題 73
第七章 齒輪傳動 74
第一節 齒輪傳動的特點和類型 74
第二節 齒廓實現定角速比的條件 75
第三節 漸開線齒廓 76
第四節 齒輪各部分名稱及漸開線標準齒輪的基本尺寸 78
第五節 漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動 80
第六節 漸開線齒輪的切齒原理及根切與變位 82
第七節 齒輪傳動的精度 86
第八節 齒輪的失效形式和設計準則 87
第九節 齒輪材料與熱處理方法 89
第十節 直齒圓柱齒輪的強度計算 90
第十一節 斜齒圓柱齒輪傳動 96
第十二節 錐齒輪傳動 101
第十三節 齒輪的結構設計 104
第十四節 齒輪傳動的潤滑方式 105
思考題 106
習題 107
第八章 蝸桿傳動 108
第一節 蝸桿傳動的特點和類型 108
第二節 普通圓柱蝸桿傳動的主要參數和幾何尺寸 110
第三節 蝸桿傳動的失效形式、設計準則和材料選擇 112
第四節 普通圓柱蝸桿的強度計算 113
第五節 蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡計算 115
第六節 蝸桿和蝸輪的結構 118
思考題 120
習題 120
第九章 輪系 122
第一節 輪系的分類及應用 122
第二節 定軸輪系及其傳動比 124
第三節 周轉輪系及其傳動比 126
第四節 復合輪系及其傳動比 129
第五節 幾種特殊行星輪系傳動簡介 129
思考題 132
習題 132
第十章 滾動軸承 134
第一節 滾動軸承的類型和代號 134
第二節 滾動軸承的選擇計算 140
第三節 滾動軸承的組合設計 147
第四節 滾動軸承的潤滑和密封 152
思考題 154
習題 155
第十一章 滑動軸承 156
第一節 摩擦狀態 156
第二節 潤滑劑和潤滑裝置 157
第三節 滑動軸承的結構形式 160
第四節 軸瓦及軸承襯材料 161
第五節 非液體摩擦滑動軸承的設計計算 164
第六節 液體動壓滑動軸承簡介. 166
第七節 靜壓軸承與空氣軸承簡介. 168
思考題 169
習題 170
第十二章 螺紋連接與螺旋傳動 171
第一節 螺紋概述 171
第二節 螺紋連接的基本類型和標準連接件 177
第三節 螺紋連接的預緊和防松 180
第四節 單個螺栓的受力分析和強度
計算 183
第五節 螺栓組連接的設計 189
第六節 螺旋傳動 191
思考題 194
習題 194
第十三章 軸及軸轂連接 196
第一節 軸的分類和材料 196
第二節 軸的結構設計 199
第三節 軸的設計計算 202
第四節 軸轂連接 205
思考題 210
習題 211
第十四章 聯軸器和離合器 212
第一節 聯軸器 212
第二節 離合器 217
思考題 220
習題 220
第十五章 彈簧 221
第一節 彈簧的功用和類型 221
第二節 圓柱螺旋彈簧的材料和許用應力 222
第三節 圓柱螺旋彈簧的設計 224
思考題 230
習題 230
第十六章 機械動力學 231
第一節 機械速度波動的調節 231
第二節 回轉件的平衡 234
思考題 238
習題 238
第十七章 創新設計與方案設計 239
第一節 創新設計概述 239
第二節 機械傳動方案設計的一般原則 243
第三節 方案評價與決策 246
思考題 251
習題 251
參考文獻 252
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