机械基础

前言

第三模块 常用机构和机械传动

第9单元 平面机构的结构分析2

学习目标2

学习重点和难点2

案例导入2

9.1 构件和运动副2

9.1.1 构件的自由度3

9.1.2 运动副和约束3

9.1.3 运动副的分类3

9.1.4 构件的分类4

9.2 平面机构运动简图4

9.3 机构具有确定相对运动的条件7

9.3.1 平面机构具有确定相对运动的条件7

9.3.2 几种特殊情况的处理9

☆综合案例分析11

习题912

第10单元 平面连杆机构15

学习目标15

学习重点和难点15

案例导入15

10.1 铰链四杆机构的认知15

10.1.1 铰链四杆机构的类型16

10.1.2 铰链四杆机构类型的判别18

10.2 平面四杆机构的演化20

10.3 平面四杆机构的基本特性23

10.3.1 急回特性23

10.3.2 压力角与传动角24

10.3.3 死点位置25

10.4 平面四杆机构的设计26

10.4.1 按给定的行程速度变化系数设计四杆机构26

10.4.2 按连杆给定的预定位置来设计四杆机构28

☆综合案例分析28

习题1029

第11单元 凸轮机构31

学习目标31

学习重点和难点31

案例导入31

11.1 凸轮机构的特点、应用和分类31

11.1.1 凸轮机构的特点及应用31

11.1.2 凸轮机构的分类32

11.2 从动件常用的运动规律33

11.2.1 凸轮机构的运动过程及有关名称33

11.2.2 从动件常用的运动规律34

11.3 凸轮轮廓曲线的设计36

11.3.1 图解法设计凸轮的原理36

11.3.2 对心直动从动件盘形凸轮轮廓设计36

11.4 凸轮工作轮廓的校核38

11.4.1 凸轮机构的压力角38

11.4.2 运动失真39

11.4.3 凸轮基圆半径的确定39

11.5 凸轮机构的结构与材料40

11.5.1 凸轮机构的结构40

11.5.2 凸轮和从动件的材料选择41

☆综合案例分析41

习题1142

第12单元 间歇机构44

学习目标44

学习重点和难点44

案例导入44

12.1 棘轮机构44

12.1.1 棘轮机构的工作原理和类型44

12.1.2 棘轮机构的特点及应用46

☆综合案例分析47

12.2 槽轮机构47

12.2.1 槽轮机构的工作原理和类型48

12.2.2 槽轮机构的特点及应用48

☆综合案例分析49

12.3 不完全齿轮机构49

12.3.1 不完全齿轮机构的工作原理49

12.3.2 不完全齿轮机构的特点及应用50

☆综合案例分析50

习题1251

第13单元 螺旋机构52

学习目标52

学习重点和难点52

案例导入52

13.1 螺纹的基本知识52

13.1.1 螺纹的形成及分类52

13.1.2 螺纹的主要参数54

13.2 螺旋机构的类型、应用及特点54

13.2.1 螺旋机构的类型及应用55

13.2.2 螺旋机构的特点57

13.3 滑动螺旋机构57

13.3.1 单螺旋机构57

13.3.2 双螺旋机构57

13.4 滚动螺旋机构58

13.4.1 滚动螺旋机构的工作原理及特点58

13.4.2 滚珠的循环方式59

13.4.3 滚动螺旋机构的主要参数及代号60

☆综合案例分析61

习题1362

第14单元 带传动63

学习目标63

学习重点和难点63

案例导入63

14.1 带传动的类型、特点及应用63

14.1.1 带传动的类型63

14.1.2 带传动的特点及应用64

14.2 V带与V带轮65

14.2.1 V带传动的运动和几何关系65

14.2.2 V带的构造及其截面尺寸68

14.2.3 V带轮的轮槽结构及其截面尺寸68

14.2.4 带轮的结构和尺寸68

14.3 V带轮的工艺和材料70

14.4 带传动工作分析70

14.4.1 带传动中的受力分析70

14.4.2 带传动中带的应力分析71

14.5 V带传动的设计计算72

14.5.1 V带传动的失效形式及设计准则72

14.5.2 V带传动的设计步骤和传动参数选择74

☆综合案例分析76

14.6 V带传动的张紧与维护79

14.6.1 V带传动的张紧与调整79

14.6.2 V带传动的安装与维护80

习题1481

第15单元 齿轮传动83

学习目标83

学习重点和难点83

案例导入83

15.1 齿轮传动基础知识83

15.1.1 齿轮传动的特点、类型和基本要求83

15.1.2 渐开线的形成及其性质85

15.1.3 渐开线齿廓啮合特性86

15.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸86

15.2.1 齿轮各部分名称和基本参数86

15.2.2 渐开线标准齿轮88

15.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动89

15.3.1 正确啮合条件89

15.3.2 标准安装90

15.3.3 齿轮连续传动的条件90

15.4 齿轮的切削加工和变位齿轮91

15.4.1 齿轮的切削加工原理91

15.4.2 变位齿轮的概念93

15.4.3 渐开线齿轮的测量尺寸94

15.4.4 齿轮传动的精度94

15.5 直齿圆柱齿轮传动的强度计算95

15.5.1 齿轮传动的失效形式及计算准则95

15.5.2 齿轮材料及热处理97

15.5.3 轮齿的受力分析和计算载荷99

15.5.4 直齿圆柱齿轮的强度计算100

15.6 斜齿圆柱齿轮传动105

15.6.1 斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成和啮合特点105

15.6.2 斜齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸106

15.6.3 斜齿圆柱齿轮的啮合传动和当量齿数107

15.6.4 斜齿圆柱齿轮传动的受力分析108

15.7 直齿锥齿轮传动109

15.7.1 直齿锥齿轮齿廓曲面与当量齿数109

15.7.2 直齿锥齿轮的基本参数和几何尺寸110

15.7.3 直齿锥齿轮传动的受力分析111

15.8 蜗杆传动112

15.8.1 蜗杆传动的类型和特点112

15.8.2 蜗杆传动的基本参数和几何尺寸113

15.8.3 蜗杆传动的受力分析115

15.9 齿轮的结构115

15.9.1 齿轮的结构115

15.9.2 蜗杆和蜗轮的结构117

☆综合案例分析118

习题15120

第16单元 轮系123

学习目标123

学习重点和难点123

案例导入123

16.1 轮系的类型123

16.2 定轴轮系的传动比125

16.2.1 定轴轮系传动比的计算125

16.2.2 首末轮转向关系的确定127

16.3 周转轮系的传动比129

16.4 混合轮系的传动比132

16.5 轮系的功用132

☆综合案例分析134

习题16135

第四模块 联接与轴系零部件

第17单元 联接138

学习目标138

学习重点和难点138

案例导入138

17.1 键联接138

17.1.1 键联接的类型和应用139

17.1.2 平键联接的尺寸选择和验算141

17.2 花键联接143

17.3 销联接144

17.4 螺纹联接的类型和应用145

17.4.1 联接用螺纹145

17.4.2 联接螺纹的类型和应用145

17.5 螺纹联接的预紧与防松148

17.5.1 螺纹联接的预紧148

17.5.2 螺纹联接的防松148

☆综合案例分析149

习题17149

第18单元 轴151

学习目标151

学习重点和难点151

案例导入151

18.1 概述151

18.1.1 轴的分类151

18.1.2 轴的材料选择153

18.2 轴的结构设计154

18.2.1 轴的结构组成154

18.2.2 轴上零件的定位155

18.2.3 轴上零件的固定155

18.2.4 轴的结构工艺性156

18.2.5 轴的疲劳强度157

18.2.6 轴的直径和长度158

18.3 轴的设计计算159

18.3.1 轴的强度计算159

18.3.2 轴的刚度计算160

☆综合案例分析161

习题18165

第19单元 轴承167

学习目标167

学习重点和难点167

案例导入167

19.1 滑动轴承168

19.1.1 滑动轴承的类型和结构168

19.1.2 轴瓦的结构170

19.1.3 轴瓦的材料171

19.1.4 滑动轴承的润滑172

19.2 滚动轴承的类型、代号和选用173

19.2.1 滚动轴承的类型和性能173

19.2.2 滚动轴承的代号及其组成175

19.3 滚动轴承的计算和尺寸选择178

19.3.1 失效形式和计算准则179

19.3.2 动载荷计算（寿命计算）180

19.3.3 静载荷计算183

19.4 滚动轴承的组合结构183

19.4.1 滚动轴承组合的轴向固定184

19.4.2 滚动轴承组合的调整185

19.4.3 滚动轴承的配合186

19.4.4 支承部位的刚度和同轴度186

19.4.5 滚动轴承的装拆187

19.4.6 滚动轴承的润滑187

19.5 轴承的密封与维护187

☆综合案例分析188

习题19189

第20单元 联轴器与离合器190

学习目标190

学习重点和难点190

案例导入190

20.1 联轴器191

20.1.1 联轴器的类型及特点191

20.1.2 联轴器的选择195

20.2 离合器196

☆综合案例分析198

习题20199

附录201

参考文献208 2100433B

《机械基础：机械原理与零件分册》采用模块化方式构建课程内容体系，课程内容由4个模块，20个单元组成。第一模块是静力学基础，主要介绍静力学的基本知识，构件的受力分析、力系简化和构件的平衡计算；第二模块是材料力学基础，主要介绍构件在外力作用下产生变形的受力特点和变形特点，构件的强度和刚度计算；第三模块是常用机构和机械传动，主要介绍常用机构工作原理、运动特点、应用及设计的基本知识，通用零件的工作原理、结构特点、标准及其选用和设计的基本方法，以及机械润滑与密封的基本知识；第四模块是联接与轴系零部件，主要介绍键联接、销联接、螺纹联接、轴、轴承、联轴器和离合器的结构、特点及其选用和设计的基本方法。

全书分为工程力学分册和机械原理与零件分册出版，工程力学分册包括绪论、第一模块（静力学基础）、第二模块（材料力学基础）和附录；机械原理与零件分册包括第三模块（常用机构和机械传动）、第四模块（联接与轴系零部件）和附录。

《机械基础：机械原理与零件分册》内容丰富，案例取材新颖，重点突出，重视知识的应用和实践技能的培养，可作为高职高专院校、成人教育学院、技师学院机械类专业的教材，也可供有关工程技术人员参考。

《机械基础与拆装》：中等职业教育机电技术应用专业系列教材

1 绪论

1.1 课程性质、教学目的和任务

1.2 实验须知

1.3 机械基础实验课程的发展

1.3.1 实验的含义

1.3.2 实验教学的目的

1.3.3 国内实验教学的现状

1.3.4 构建新的机械基础实验课程体系

2 机械基础实验常用测量器具

2.1 通用量具的认识

2.1.1 游标量具

2.1.2 千分量具

2.1.3 指示表

2.2 量块

思考题

3 电测技术的基本知识

3.1 信号类型及描述

3.1.1 信号分类

3.1.2 信号的描述

3.2 测试装置的基本特性

3.2.1 时不变线性系统的主要性质

3.2.2 测试装置的静态特性

3.2.3 测试装置的动态特性

3.3 传感器

3.4 检测仪表

3.4.1 CSY-2000系列传感器与检测技术实验台

3.4.2 CSY-2000系列传感器实验仪软件V8.0版

3.4.3 YJ-29型静态电阻应变演示仪

3.4.4 YD-21型动态电阻应变仪

3.4.5 WYD-4稳压电源（2路）

4 机械参数的测量

4.1 计算机数据采集及相关分析法

4.2 静应力测量

4.3 振动测试

4.3.1 交流全桥的应用——振动测量实验

4.3.2 差动变压器的应用——振动测量实验

4.3.3 压电式传感器测量振动实验

4.3.4 电涡流传感器测量振动实验

4.3.5 电容传感器动态特性实验

4.3.6 光纤传感器测量振动实验

4.4 压力测试

4.4.1 压阻式压力传感器的压力测量实验

4.4.2 压阻式压力传感器的压力测量实验

4.4.3 扩散硅压阻式压力传感器差压测量

4.5 温度测量

4.5.1 集成温度传感器的特性实验

4.5.2 集成温度传感器（AD590）特性实验（2000D型）

4.5.3 热电阻测温特性实验

4.5.4 铜电阻测温性能实验

4.5.5 热电偶测温性能实验

4.5.6 热电偶冷端温度补偿实验

4.6 位移测量

4.6.1 差动变压器的性能实验

4.6.2 激励频率对差动变压器特性的影响实验

4.6.3 差动变压器零点残余电压补偿实验

4.6.4 电容式传感器的位移实验

4.6.5 直流激励时霍尔式传感器位移特性实验

4.6.6 交流激励时霍尔式传感器的位移实验

4.6.7 电涡流传感器位移实验

4.6.8 被测体材质对电涡流传感器特性影响实验

4.6.9 被测体面积大小对电涡流传感器的特性影响实验

4.6.10 光纤传感器的位移特性实验

4.7 转速测量

4.7.1 霍尔测速实验

4.7.2 磁电式转速传感器测速实验

4.7.3 光电转速传感器的转速测量实验

4.7.4 利用光电传感器控制电机转速实验

4.7.5 光纤传感器测速实验

4.7.6 电涡流传感器测速实验

4.8 气味、湿度参数测量

4.8.1 气敏传感器实验（三线制）

4.8.2 气敏传感器实验（四线制）

4.8.3 湿敏传感器实验

4.9 电子秤实验

4.9.1 霍尔传感器应用——电子秤实验

4.9.2 电涡流传感器的应用——电子秤实验

4.10 应变片粘贴及静态应力测试

4.11 动态应力测试

4.12 电动机实验台振动实测

思考题

5 机构认识与运动参数分析

5.1 机构现场教学实验

5.2 机构运动简图的测绘

5.3 插齿机机构运动简图测绘与分析

5.4 糖果包装机机构运动简图测绘与分析

5.5 渐开线齿轮范成原理实验

5.6 回转构件的静平衡实验

5.7 回转构件的动平衡实验

5.8 机构运动参数测定与分析

思考题

6 工程材料的组织性能观测与分析

6.1 金相显微镜的使用及金相试样的制备

6.2 铁碳合金平衡组织观察实验

6.3 碳钢的热处理实验

6.4 金属材料硬度测试实验

6.5 碳钢热处理后的显微组织观察实验

7 几何量精度的测量

7.1 长度尺寸测量

7.1.1 用立式光学计测量塞规

7.1.2 用卧式测长仪测量孔径

7.2 形状和位置误差测量

7.2.1 直线度误差的测量

7.2.2 用圆度仪测量圆度误差

7.3 表面粗糙度测量

7.3.1 用光切显微镜测量表面粗糙度

7.3.2 用电动轮廓仪测量表面粗糙度

7.4 螺纹测量

7.5 齿轮测量

7.5.1 齿轮齿距误差的测量

7.5.2 齿轮齿圈径向跳动的测量

7.5.3 齿轮径向综合误差的测量

7.5.4 齿轮齿形误差的测量

7.5.5 齿轮公法线长度的测量

思考题

8 现代测量

8.1 三维测量实验

8.2 非接触3-D图像测量实验

8.3 高精密圆度测量仪测量实验

思考题

9 机械结构认识和性能测试

9.1 零件测绘的方法和步骤

9.2 机械设计现场教学

9.3 带传动实验

9.4 螺栓组受力分析实验

9.5 机械传动效率测定实验

9.5.1 闭式齿轮传动实验

9.5.2 开式传动效率测定

9.6 液体动压轴承实验

9.7 减速器性能与结构分析实验

9.8 轴系结构创意组合设计与分析实验

思考题

10 机构创新设计实验

10.1 机构创新设计的方法

10.2 平面机构创意组合设计实验

10.3 机构创意组合及运动参数分析实验

11 综合与提高实验

11.1 综合测量实验

11.2 自行车变速轴的拆装和结构分析实验

11.3 实验方法研究与分析实验

11.4 显微硬度测试实验

11.5 常用零件的选材、热处理和组织分析实验

11.6 用表面粗糙度测量仪测量表面粗糙度实验

11.7 机械系统创意组合及运动参数分析实验

11.8 机械系统性能研究及运动参数分析实验

思考题

参考文献