機械設(shè)計基礎(chǔ)是高等學(xué)校機械類、近機類專業(yè)學(xué)生必修的一門技術(shù)基礎(chǔ)課,它在教學(xué)中起著承前啟后的作用,為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)的專業(yè)課打下必要的基礎(chǔ)。它主要研究機械中常用機構(gòu)和通用零部件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、基本設(shè)計理論和計算方法,以及材料的選用等內(nèi)容。本書共分16章,第1章-第7章主要介紹常用機構(gòu)的分析與設(shè)計,如連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)、輪系等常用機構(gòu);第8章為機械的平衡與調(diào)速,介紹機器的動力學(xué)問題;第9章-第14章介紹機械常用零部件的結(jié)構(gòu)特點和設(shè)計方法,主要介紹帶傳動、鏈傳動、連接、軸、軸承等通用零部件;第15章介紹機械傳動系統(tǒng)設(shè)計的過程和方法;第16章現(xiàn)代設(shè)計方法簡介,主要介紹優(yōu)化設(shè)計、有限元法和綠色設(shè)計等常用的現(xiàn)代設(shè)計方法。
本書是根據(jù)高等學(xué)校機械設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)基本要求, 以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為指導(dǎo)思想, 結(jié)合幾年來各校使用本教材的實踐經(jīng)驗和教學(xué)改革成果以及同行和讀者的建議, 按照“十二五”
江蘇省高等學(xué)校重點教材建設(shè)的要求而修訂的。
編者對《機械設(shè)計基礎(chǔ)》第2 版做了較全面、系統(tǒng)的修改和補充, 從滿足教學(xué)基本要求、貫徹少而精的原則出發(fā), 力求使其更加充實、完善, 重點突出、通俗易懂。與第2 版相比, 本次修訂主要更新和增補的內(nèi)容有:1) 對各章的結(jié)構(gòu)和基本概念進行了仔細推敲和更新, 力求嚴謹、確切, 便于教學(xué)。
2) 增加了現(xiàn)代機械設(shè)計方法一章內(nèi)容, 如優(yōu)化設(shè)計、有限元和計算機輔助設(shè)計等設(shè)計思想和工程應(yīng)用實例。還增加了復(fù)合材料、同步帶傳動、開式鏈機構(gòu)等新技術(shù)概念, 以適應(yīng)時代的發(fā)展要求, 反映學(xué)科發(fā)展的前沿動態(tài)。
3) 根據(jù)最新頒布的國家標準對帶傳動、鏈傳動、螺紋連接、滾動軸承、彈簧和金屬材料等內(nèi)容予以更新。
4) 對基本理論及有關(guān)公式的論證與推導(dǎo)予以簡化和刪減, 著重于其在設(shè)計中的應(yīng)用,如曲柄存在的條件、螺紋的形成、帶傳動的幾何關(guān)系等內(nèi)容, 使其更加清晰、明確。
5) 增補了一些例題和習(xí)題, 以加強對學(xué)生的訓(xùn)練。
本書第1 版于2001 年出版, 由鹽城工學(xué)院朱龍英、郁倩, 揚州大學(xué)顧玲, 江南大學(xué)陳偉明和南通大學(xué)楊玉萍編寫, 朱龍英擔任主編。參加本次修訂工作的有: 鹽城工學(xué)院朱龍英(第1~4、7、8、15、16 章)、郁倩(第5、6 章), 南通大學(xué)楊玉萍(第9 ~ 11 章) 和揚州大學(xué)陳靜(第12~14 章)。由朱龍英任主編, 楊玉萍和陳靜任副主編。
本書由南京航空航天大學(xué)朱如鵬教授和鹽城工學(xué)院周海教授審閱, 他們提出了寶貴的意見, 在此表示衷心的感謝。
由于編者水平有限, 殷切希望專家、同仁和讀者在使用過程中對本書提出批評指正。
編 者
前言
第1 章 緒論1
1. 1 本課程研究的對象和內(nèi)容1
1. 2 機械設(shè)計的基本要求和一般過程3
1. 3 機械零件的常用材料及選擇5
1. 4 機械零件的計算準則及一般設(shè)計
步驟10
1. 5 機械零件的結(jié)構(gòu)工藝性及標準化11
思考題及習(xí)題14
第2 章 平面機構(gòu)運動簡圖及其
自由度15
2. 1 機構(gòu)的組成15
2. 2 平面機構(gòu)運動簡圖17
2. 3 平面機構(gòu)的自由度18
思考題及習(xí)題23
第3 章 平面連桿機構(gòu)25
3. 1 鉸鏈四桿機構(gòu)的基本類型及運動特性25
3. 2 鉸鏈四桿機構(gòu)的演化30
3. 3 平面四桿機構(gòu)的運動設(shè)計33
思考題及習(xí)題37
第4 章 凸輪機構(gòu)39
4. 1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類39
4. 2 從動件常用的運動規(guī)律41
4. 3 凸輪機構(gòu)的壓力角和基圓半徑45
4. 4 圖解法設(shè)計凸輪輪廓47
4. 5 解析法設(shè)計凸輪輪廓50
思考題及習(xí)題51
第5 章 齒輪傳動53
5. 1 齒輪傳動的特點和類型53
5. 2 漸開線齒輪54
5. 3 漸開線標準直齒圓柱齒輪嚙合傳動60
5. 4 輪齒的切削加工與變位齒輪的概念62
5. 5 直齒圓柱齒輪的強度計算66
5. 6 斜齒圓柱齒輪傳動77
5. 7 直齒錐齒輪傳動84
5. 8 蝸桿傳動88
思考題及習(xí)題92
第6 章 輪系95
6. 1 輪系及其分類95
6. 2 定軸輪系的傳動比計算96
6. 3 周轉(zhuǎn)輪系的傳動比計算98
6. 4 輪系的功用103
思考題及習(xí)題105
第7 章 其他常用機構(gòu)107
7. 1 棘輪機構(gòu)107
7. 2 槽輪機構(gòu)110
7. 3 凸輪式間歇運動機構(gòu)111
7. 4 不完全齒輪機構(gòu)112
7. 5 開式鏈機構(gòu)113
思考題及習(xí)題116
第8 章 機械的調(diào)速與平衡117
8. 1 機械的速度波動與調(diào)節(jié)117
8. 2 回轉(zhuǎn)件的平衡119
思考題及習(xí)題125
第9 章 帶傳動127
9. 1 帶傳動的類型、特點和應(yīng)用127
9. 2 帶傳動工作情況分析131
9. 3 普通V 帶傳動的設(shè)計計算135
9. 4 同步帶傳動簡介142
Ⅴ
9. 5 帶傳動的使用和維護146
思考題及習(xí)題147
第10 章 鏈傳動149
10. 1 鏈傳動的類型、結(jié)構(gòu)和特點149
10. 2 鏈傳動的運動特性153
10. 3 鏈傳動的設(shè)計計算154
思考題及習(xí)題160
第11 章 連接161
11. 1 概述161
11. 2 螺紋的主要參數(shù)162
11. 3 螺紋副的受力分析、效率和自鎖164
11. 4 螺紋連接的類型和螺紋連接件167
11. 5 螺紋連接的擰緊與防松168
11. 6 螺栓組連接的設(shè)計和強度計算171
11. 7 螺旋傳動177
11. 8 軸轂連接180
11. 9 其他連接簡介186
思考題及習(xí)題188
第12 章 軸192
12. 1 軸的分類和材料192
12. 2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計194
12. 3 軸的設(shè)計計算196
思考題及習(xí)題200
第13 章 軸承202
13. 1 軸承的分類202
13. 2 滑動軸承的類型、結(jié)構(gòu)和材料202
13. 3 非液體摩擦滑動軸承的設(shè)計計算206
13. 4 軸承常用的潤滑劑和潤滑裝置208
13. 5 滾動軸承的類型、結(jié)構(gòu)和代號211
13. 6 滾動軸承選擇計算216
13. 7 滾動軸承裝置設(shè)計220
思考題及習(xí)題226
第14 章 其他常用零部件228
14. 1 聯(lián)軸器228
14. 2 離合器233
14. 3 彈簧236
思考題及習(xí)題245
第15 章 機械傳動系統(tǒng)設(shè)計247
15. 1 機械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計247
15. 2 機械傳動系統(tǒng)的運動和動力計算250
思考題及習(xí)題254
第16 章 現(xiàn)代機械設(shè)計方法簡介255
16. 1 優(yōu)化設(shè)計255
16. 2 有限元法260
16. 3 計算機輔助設(shè)計265
16. 4 綠色設(shè)計268
思考題及習(xí)題269
附錄271
參考文獻273