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第0章 绪论1

0.1机械的组成1

0.1.1机器与机构1

0.1.2机构、部件、构件与零件2

0.2本课程研究的内容和任务2

0.2.1本课程研究的主要内容2

0.2.2本课程的主要任务3

0.3机械设计的基本要求和一般步骤3

0.3.1机械设计的基本要求3

0.3.2机械零件的设计准则3

0.3.3机械零件设计的一般步骤4

第一篇 常用机构6

第1章 平面机构的运动简图及自由度6

1.1机构的组成6

1.1.1运动副的概念6

1.1.2自由度与约束条件6

1.1.3平面运动副的分类7

1.2平面机构运动简图7

1.2.1机构运动简图的定义7

1.2.2平面机构运动简图的绘制7

1.2.3利用ADAMS进行颚式破碎机的运动分析9

1.2.4利用ADAMS进行单缸内燃机的运动分析12

1.3平面机构的自由度13

1.3.1平面机构自由度的计算13

1.3.2平面机构具有确定运动的条件13

1.3.3计算平面机构自由度时应注意的事项14

习题16

第2章 平面连杆机构18

2.1铰链四杆机构的基本类型与工作特性18

2.1.1铰链四杆机构的基本类型18

2.1.2铰链四杆机构的工作特性20

2.1.3利用ADAMS进行牛头刨床机构的运动分析23

2.2铰链四杆机构的曲柄存在条件25

2.3平面四杆机构的演化25

2.3.1曲柄滑块机构26

2.3.2导杆机构26

2.3.3摇块机构和定块机构27

2.3.4偏心轮机构28

2.4平面四杆机构的图解法设计28

2.4.1按给定的行程速比系数K设计平面四杆机构28

2.4.2按给定的连杆位置设计平面四杆机构29

2.5利用ANSYS进行平面桁架结构的受力分析30

习题32

第3章 凸轮机构34

3.1凸轮机构的组成和分类34

3.1.1凸轮机构的组成34

3.1.2凸轮机构的分类35

3.2从动件的常用运动规律36

3.2.1等速运动规律37

3.2.2等加速等减速运动规律37

3.2.3简谐运动规律38

3.3图解法设计凸轮轮廓38

3.3.1凸轮轮廓曲线设计的基本原理38

3.3.2对心直动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计39

3.3.3偏置直动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计40

3.3.4利用ADAMS进行凸轮机构的设计与仿真41

3.4凸轮机构基本参数的确定44

3.4.1凸轮机构压力角及其许用值44

3.4.2滚子半径的选择45

3.4.3基圆半径的确定45

习题46

第4章 间歇运动机构48

4.1棘轮机构48

4.1.1棘轮机构的工作原理48

4.1.2棘轮机构的类型49

4.1.3棘轮机构的应用50

4.2槽轮机构51

4.2.1槽轮机构的组成及工作原理51

4.2.2槽轮机构的分类及运用51

4.3不完全齿轮机构52

4.4凸轮间歇运动机构53

习题54

第二篇 机械传动56

第5章 齿轮传动56

5.1齿轮传动的类型、特点及应用56

5.1.1齿轮传动的类型56

5.1.2齿轮传动的特点及应用57

5.2齿廓啮合基本定律57

5.3渐开线和渐开线齿廓的啮合特性58

5.3.1渐开线及其性质58

5.3.2渐开线齿廓满足定传动比传动的要求59

5.3.3渐开线齿廓的啮合特性60

5.4标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸60

5.4.1齿轮各部分的名称及符号60

5.4.2标准直齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸计算61

5.5渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动63

5.5.1正确啮合条件63

5.5.2连续传动条件63

5.5.3正确安装条件64

5.6渐开线直齿圆柱齿轮的加工66

5.6.1齿轮轮齿的加工方法66

5.6.2轮齿的根切现象，齿轮的最小齿数68

5.6.3变位齿轮简介68

5.7轮齿的失效形式和齿轮材料69

5.7.1轮齿的失效形式69

5.7.2设计准则70

5.7.3齿轮材料71

5.8直齿圆柱齿轮的强度计算72

5.8.1轮齿的受力分析和载荷计算72

5.8.2齿根弯曲强度计算73

5.8.3齿面接触疲劳强度计算74

5.8.4轮齿的许用弯曲应力和许用接触应力76

5.8.5齿轮强度计算中的参数选择77

5.8.6利用ADAMS进行圆柱齿轮啮合的仿真分析77

5.9斜齿圆柱齿轮传动79

5.9.1斜齿圆柱齿轮齿廓的形成及啮合特点79

5.9.2斜齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算80

5.9.3斜齿轮正确啮合的条件和重合度82

5.10直齿圆锥齿轮传动83

5.10.1圆锥齿轮传动概述83

5.10.2圆锥齿轮的齿廓曲线、背锥和当量齿数85

5.10.3标准直齿圆锥齿轮的几何尺寸计算86

5.11齿轮传动的润滑87

习题88

第6章 蜗杆传动90

6.1概述90

6.1.1蜗杆传动的特点90

6.1.2蜗杆传动的类型91

6.1.3利用ADAMS进行蜗杆传动啮合的运动仿真92

6.2圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸94

6.2.1圆柱蜗杆传动的主要参数94

6.2.2蜗杆传动的几何尺寸计算96

6.3蜗杆传动的失效形式、材料和结构98

6.3.1蜗杆传动的失效形式及材料选择98

6.3.2蜗杆、蜗轮的结构98

6.4蜗杆传动的受力分析和强度计算99

6.4.1蜗杆传动的受力分析99

6.4.2蜗杆传动的强度计算99

6.5蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算100

6.5.1蜗杆传动的效率100

6.5.2蜗杆传动的润滑101

6.5.3热平衡计算101

习题102

第7章 挠性传动103

7.1带传动的类型、特点及运用103

7.1.1带传动的类型103

7.1.2带传动的特点与运用104

7.2 V带和带轮的结构105

7.2.1普通V带的结构和尺寸标准105

7.2.2 V带轮的结构106

7.3带传动的工作情况分析108

7.3.1带传动的受力分析108

7.3.2带传动的应力分析109

7.4普通V带传动的计算110

7.4.1带传动的失效形式和设计准则110

7.4.2单根V带的基本额定功率P111

7.4.3带传动设计的原始数据及内容112

7.4.4设计步骤和传动参数的选择112

7.5带传动的张紧、安装及维护115

7.5.1 V带传动的张紧115

7.5.2带传动的安装与维护116

7.6链传动简介116

7.6.1链传动的组成、特点、分类及应用116

7.6.2滚子链的结构及标准117

7.6.3链传动的运动特性118

7.6.4链传动的设计简介及主要参数的选择119

习题120

第三篇 连接122

第8章 螺纹连接122

8.1螺纹连接的基本知识122

8.1.1螺纹的形成122

8.1.2螺纹的类型和应用123

8.1.3螺纹的主要参数123

8.1.4螺纹连接的主要类型和应用124

8.2螺纹连接的预紧和防松125

8.2.1螺纹连接的预紧125

8.2.2螺纹连接的防松126

8.3螺栓连接的强度计算和结构设计127

8.3.1普通螺栓连接的强度计算127

8.3.2螺纹连接的结构设计要点131

8.3.3利用ANSYS进行螺栓的强度校核132

习题135

第9章 键连接和销连接137

9.1键连接137

9.1.1键连接的类型与特点137

9.1.2平键连接的尺寸选择和强度验算139

9.1.3花键连接141

9.1.4利用ANSYS进行平键的有限元分析143

9.2销连接145

习题146

第四篇 轴系零部件148

第10章 轴承148

10.1轴承的分类148

10.2滚动轴承的结构、类型和代号149

10.2.1滚动轴承的结构149

10.2.2滚动轴承的特性和类型149

10.2.3滚动轴承的代号153

10.3滚动轴承的寿命计算和尺寸选择155

10.3.1滚动轴承的载荷分析155

10.3.2滚动轴承的失效形式及设计准则155

10.3.3基本额定寿命和基本额定动载荷156

10.3.4滚动轴承的寿命计算157

10.3.5角接触轴承的轴向载荷计算159

10.3.6滚动轴承的静强度计算160

10.4滚动轴承的组合设计161

10.4.1轴系的轴向固定161

10.4.2轴承组合的调整162

10.4.3滚动轴承的配合164

10.4.4滚动轴承的装拆164

10.4.5滚动轴承的润滑和密封164

10.5滑动轴承的类型及结构166

10.5.1滑动轴承的类型与摩擦状态166

10.5.2滑动轴承的结构167

10.5.3轴瓦的结构及材料168

10.5.4滑动轴承的润滑170

10.6非液体摩擦滑动轴承的设计计算171

10.6.1向心滑动轴承的计算171

10.6.2推力滑动轴承的计算173

习题173

第11章 轴175

11.1概述175

11.1.1轴的类型175

11.1.2轴的材料176

11.2轴的结构设计177

11.2.1轴的组成178

11.2.2零件在轴上的固定方法178

11.2.3轴的结构工艺性179

11.2.4减小应力集中，提高轴的疲劳强度180

11.2.5轴的结构尺寸180

11.3轴的强度计算181

11.3.1按扭转强度条件计算181

11.3.2按弯扭合成强度条件计算182

11.4轴的刚度计算183

习题184

第12章 联轴器、离合器和制动器185

12.1联轴器185

12.1.1刚性联轴器186

12.1.2挠性联轴器187

12.2离合器190

12.2.1嵌合式离合器190

12.2.2摩擦式离合器191

12.2.3超越离合器192

12.3制动器192

12.3.1带式制动器193

12.3.2块式制动器193

12.3.3盘式制动器194

习题194

第五篇 减速器196

第13章 轮系196

13.1轮系及其分类196

13.1.1定轴轮系196

13.1.2周转轮系196

13.1.3复合轮系197

13.2定轴轮系传动比的计算197

13.2.1一对齿轮啮合的传动比198

13.2.2定轴轮系传动比的计算198

13.3周转轮系传动比的计算200

13.3.1周转轮系的组成200

13.3.2周转轮系传动比的计算201

13.4复合轮系传动比的计算202

13.5轮系的应用204

13.5.1轮系的应用204

13.5.2利用ADAMS进行汽车后桥差速器轮系的设计与运动分析205

习题208

第14章 减速器设计与模态分析实例210

14.1减速器的应用分析210

14.1.1常用减速器的主要类型、特点和应用210

14.1.2减速器的主要参数及传动比的分配原则212

14.2减速器的结构212

14.2.1减速器的轴系部件214

14.2.2减速器箱体214

14.2.3减速器的附件214

14.3减速器的装配图215

14.3.1装配图的作用和内容215

14.3.2减速器的装配图216

14.4深海潜艇的模态分析217

14.4.1导入模型217

14.4.2选择分析类型218

14.4.3静力学分析218

14.4.4模态分析222

习题225

参考文献226