机械设计大作业指导书

第1章 概述

1.1 大作业的目的

1.2 大作业的主要内容

1.3 对设计图纸及设计计算的要求

1.4 对装配图的几点说明

1.5 对零件图的几点说明

第2章 螺纹连接设计

2.1 螺纹连接的基本类型设计

2.2 设计气缸螺栓组连接结构

2.3 设计底板螺栓组连接结构

2.4 设计凸缘联轴器上螺栓组的连接结构

思考题

第3章 螺旋传动设计

3.1 设计螺旋起重器(千斤顶)

3.2 设计螺旋压力机

3.3 设计螺旋调直机

3.4 设计螺旋起重器(千斤顶)示例

思考题

第4章 传动装置总体设计中的几个问题

4.1 机械传动的传动比范围、机械传动和轴承效率的概略值

4.2 各类机械传动在多级减速传动中的安排

4.3 选择电动机

4.4 分配各级传动比

*4.5 计算各轴的功率、转速和转矩

思考题

第5章 V带传动设计

5.1 V带传动的设计题目

5.2 V带传动设计指导

5.3 V带设计中的电算指导

思考题

第6章 齿轮传动设计

6.1 设计题目

6.2 设计要求及设计指导

思考题

第7章 轴系部件设计

7.1 设计题目

7.2 设计要求及设计指导

7.3 设计一级圆柱齿轮减速器输出轴的轴系部件

7.4 轴系部件设计示例

思考题

第8章 综合性设计作业

8.1 设计车床传动系统中大带轮轴的卸荷装置

8.2 设计医疗活动床的结构方案

8.3 设计三自由度工作台方案

参考文献2100433B

《机械设计大作业指导书》为普通高等教育“十一五”国家级规划教材配套参考书。全书共八章，主要内容包括螺纹连接设计、螺旋传动设计、传动装置总体设计中的几个问题、V带传动设计、齿轮传动设计、轴系部件设计等。每章都包括不同的题目，每个题目都包括设计要求、设计参考资料和设计指导等内容。

绪论 1

0.1 名词术语 1

0.2 机械设计的基本要求及一般程序 3

0.2.1 机械设计的基本要求 3

0.2.2 机械设计的一般程序 4

0.3 “机械设计基础”课程的内容、 性质和任务 5

0.3.1 课程内容 5

0.3.2 课程性质与先修知识 5

0.3.3 课程任务 5

0.4 课程特点与学习方法 6

第1章 机构构形理论与机构速度分析 7

1.1 运动副及其分类 7

1.2 平面机构运动简图 9

1.3 平面机构的自由度 11

1.3.1 平面机构自由度计算公式 12

1.3.2 构件组合具有确定运动的条件 12

1.3.3 计算机构自由度的注意事项 13

1.4 速度瞬心及其在速度分析上的应用 15

1.4.1 速度瞬心及其求法 15

1.4.2 瞬心法在速度分析上的应用 17

1.5 用相对运动图解法求机构速度 18

1.5.1 同一构件两点之间的速度分析 19

1.5.2 两构件以移动副相联的重合点间的速度分析 20

习题 22

第2章 平面连杆机构 25

2.1 铰链四杆机构的基本形式和工作特性 25

2.1.1 铰链四杆机构的基本形式 25

2.1.2 铰链四杆机构的工作特性 27

2.2 铰链四杆机构存在曲柄的条件 31

2.3 平面四杆机构的演化 32

2.3.1 曲柄滑块机构 32

2.3.2 导杆机构 33

2.3.3 摇块机构和定块机构 33

2.3.4 双滑块机构 34

2.3.5 偏心轮机构 35

2.4 平面四杆机构的设计 36

2.4.1 按照给定的行程速比系数K设计四杆机构 36

2.4.2 按照给定的连杆位置设计四杆机构 38

2.4.3 按照给定连架杆的对应位置设计四杆机构 38

2.4.4 按照给定点的运动轨迹设计四杆机构 40

习题 41

第3章 凸轮机构 44

3.1 概述 44

3.1.1 凸轮机构的应用 44

3.1.2 凸轮机构的分类 45

3.1.3 凸轮机构的特点 45

3.2 从动件的常用运动规律 46

3.2.1 等速运动规律 47

3.2.2 等加速等减速运动规律 48

3.2.3 简谐运动规律 49

3.3 凸轮轮廓设计的图解法 50

3.3.1 反转法的原理 50

3.3.2 直动从动件盘形凸轮轮廓曲线设计 50

3.3.3 摆动从动件盘形凸轮轮廓曲线设计 52

3.4 凸轮轮廓设计的解析法 52

3.5 凸轮机构设计应注意的问题 54

3.5.1 滚子半径的选择 54

3.5.2 压力角的校核 54

3.5.3 基圆半径的确定 55

习题 55

第4章 齿轮机构 58

4.1 概述 58

4.2 齿廓实现定角速比传动的条件 58

4.3 渐开线及渐开线齿廓 59

4.3.1 渐开线的形成及性质 59

4.3.2 渐开线齿廓的定角速比 60

4.3.3 渐开线齿廓的压力角 61

4.3.4 啮合线、 啮合角、 齿廓间的压力作用线 61

4.3.5 渐开线齿轮的可分性 61

4.4 渐开线齿轮各部分的名称和尺寸计算 61

4.4.1 齿轮参数 61

4.4.2 几何尺寸计算 63

4.5 渐开线标准齿轮的啮合 64

4.5.1 正确啮合条件 65

4.5.2 标准中心距 65

4.5.3 重合度条件 66

4.6 渐开线齿轮的切齿原理 66

4.6.1 齿轮轮齿的加工方法 66

4.6.2 轮齿的根切现象和最小齿数 68

4.6.3 变位齿轮传动简介 68

4.7 斜齿圆柱齿轮传动 69

4.7.1 斜齿圆柱齿轮的形成及啮合特性 69

4.7.2 斜齿圆柱齿轮的几何参数和尺寸计算 70

4.7.3 斜齿圆柱齿轮的当量齿数 71

4.7.4 斜齿轮传动的重合度 72

4.8 圆锥齿轮传动 73

4.8.1 圆锥齿轮概述 73

4.8.2 背锥和当量齿数 73

4.8.3 直齿圆锥齿轮几何尺寸计算 74

习题 75

第5章 轮系 78

5.1 概述 78

5.1.1 轮系的分类 78

5.1.2 轮系的传动比及其表达 78

5.2 定轴轮系传动比的计算 80

5.3 周转轮系的组成及其传动比 81

5.3.1 周转轮系的组成 81

5.3.2 周转轮系传动比的计算 82

5.4 复合轮系及其传动比 85

5.5 轮系的应用 86

5.6 几种特殊的行星传动简介 89

5.6.1 渐开线少齿差行星传动 89

5.6.2 摆线针轮行星传动 90

5.6.3 谐波齿轮传动 91

习题 92

第6章 间歇运动机构与组合机构 97

6.1 棘轮机构 97

6.1.1 棘轮机构的工作原理及应用 97

6.1.2 棘爪的工作条件 99

6.1.3 棘轮机构的使用特点 100

6.2 槽轮机构 100

6.2.1 槽轮机构的工作原理 100

6.2.2 槽轮机构的主要参数 101

6.3 不完全齿轮机构 102

6.4 组合机构 103

6.4.1 串联式组合机构 103

6.4.2 并联式组合机构 104

6.4.3 复合式组合机构 105

6.4.4 叠加式组合机构 105

习题 106

第7章 机械动力学基础 107

7.1 机械中的摩擦和机械效率 107

7.1.1 运动副中的摩擦 107

7.1.2 柔韧体的摩擦 114

7.1.3 机械效率和自锁 115

7.2 机械速度波动的调节 119

7.2.1 速度波动的分类及调节方法 119

7.2.2 飞轮设计的近似方法 120

7.3 回转件的平衡 124

7.3.1 回转件的平衡计算 125

7.3.2 回转件的平衡试验 128

习题 130

第8章 机械零件设计概论 136

8.1 概述 136

8.1.1 零件设计的基本要求 136

8.1.2 机械零件的失效形式 136

8.1.3 机械零件的设计准则 137

8.1.4 机械零件设计的一般步骤 138

8.2 零件的体积强度 138

8.2.1 应力的分类与描述 139

8.2.2 静应力下零件的许用应力 140

8.2.3 变应力下零件的许用应力 140

8.3 机械零件的接触强度 144

8.4 零件的耐磨性 146

8.5 零件的常用材料与热处理 147

8.5.1 机械零件的常用材料 147

8.5.2 钢的常用热处理工艺及其应用 148

8.5.3 机械零件材料的选用原则 149

8.6 互换性简介 150

8.6.1 公差与配合 150

8.6.2 表面粗糙度 152

8.6.3 优先数系 153

8.7 零件的工艺性与机械设计的有关原则 154

8.7.1 机械零件结构工艺性的基本原则 154

8.7.2 机械设计的若干原则 154

习题 155

第9章 联接 158

9.1 概述 158

9.2 螺纹的形成与参数 158

9.2.1 螺纹的形成 159

9.2.2 螺纹的参数 159

9.3 螺旋副受力分析 160

9.4 机械制造常用螺纹 161

9.5 螺纹联接的类型及其联接件 164

9.5.1 螺纹联接的基本类型 164

9.5.2 螺纹紧固件 165

9.6 螺纹联接的预紧与防松 167

9.6.1 螺纹联接的预紧 167

9.6.2 螺纹联接的防松 167

9.7 螺栓联接的强度计算 168

9.7.1 松螺栓联接的强度计算 169

9.7.2 紧螺栓联接的强度计算 170

9.8 螺栓的材料及其联接的许用应力 174

9.9 提高螺纹联接强度的措施 175

9.10 螺旋传动 178

9.10.1 螺旋传动的类型和应用 178

9.10.2 滑动螺旋传动的设计 179

9.10.3 滚动螺旋传动简介 182

9.10.4 静压螺旋传动简介 182

9.11 键、 销联接 183

9.11.1 键联接的类型及其应用 183

9.11.2 花键联接 186

9.11.3 销联接 187

习题 188

第10章 齿轮传动 192

10.1 齿轮的失效形式 192

10.2 齿轮材料及其热处理 194

10.3 齿轮传动的精度 195

10.4 直齿圆柱齿轮的作用力和计算载荷 197

10.4.1 轮齿上的作用力 197

10.4.2 计算载荷 197

10.5 直齿圆柱齿轮的强度计算 198

10.5.1 齿面接触疲劳强度计算 198

10.5.2 齿根弯曲疲劳强度计算 200

10.5.3 设计齿轮传动的几点说明 202

10.6 斜齿圆柱齿轮传动 204

10.6.1 斜齿圆柱齿轮轮齿上的作用力 204

10.6.2 斜齿圆柱齿轮的强度计算 205

10.7 直齿圆锥齿轮传动 208

10.7.1 直齿圆锥齿轮轮齿上的作用力 208

10.7.2 直齿圆锥齿轮的强度计算 209

10.8 齿轮的构造 210

10.9 齿轮传动的润滑和效率 212

10.10 圆弧齿轮传动简介 214

10.10.1 啮合原理概述 214

10.10.2 单圆弧齿轮的优缺点 215

10.10.3 双圆弧齿轮传动 216

习题 216

第11章 蜗杆传动 219

11.1 概述 219

11.2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 220

11.2.1 圆柱蜗杆传动的主要参数 220

11.2.2 圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算 223

11.3 蜗杆传动的失效形式、 材料和结构 224

11.3.1 蜗杆传动的失效形式和材料 224

11.3.2 蜗杆和蜗轮的结构 225

11.4 蜗杆传动的受力分析 226

11.5 蜗杆传动的强度计算 227

11.6 蜗杆传动的效率、 润滑和热平衡计算 228

11.6.1 蜗杆传动的效率 228

11.6.2 蜗杆传动的润滑 229

11.6.3 蜗杆传动的热平衡计算 229

习题 231

第12章 带传动和链传动 233

12.1 带传动概述 233

12.1.1 带传动的工作原理和类型 233

12.1.2 带传动的特点 234

12.1.3 带传动的尺寸计算 234

12.1.4 带传动的张紧 235

12.2 带传动的受力分析 235

12.3 带的应力分析 237

12.4 弹性滑动和传动比 240

12.5 普通V带传动的计算 241

12.5.1 V带的规格 241

12.5.2 单根普通V带的许用功率 242

12.5.3 普通V带的型号和根数的确定 244

12.5.4 主要参数的选择 246

12.6 V带带轮的材料和结构 248

12.7 同步带传动简介 249

12.8 链传动概述 250

12.9 链条和链轮 251

12.9.1 链条 251

12.9.2 链轮 253

12.10 链传动的运动和受力分析 254

12.10.1 链传动的运动分析 254

12.10.2 链传动的动载荷 255

12.10.3 链传动的受力分析 256

12.11 链传动的主要参数及选择 257

12.11.1 链轮齿数 257

12.11.2 链的节距 258

12.11.3 中心距和链长 258

12.12 滚子链传动的计算 259

12.12.1 链传动的失效形式 259

12.12.2 功率曲线图 259

12.12.3 链传动的计算 260

12.13 链传动的润滑和布置 262

12.13.1 链传动的润滑 262

12.13.2 链传动的布置与张紧 263

习题 264

第13章 轴 267

13.1 概述 267

13.1.1 轴的分类 267

13.1.2 轴的设计 268

13.2 轴的材料 269

13.3 轴的结构设计 270

13.3.1 轴的毛坯 270

13.3.2 轴的结构设计要求 271 2100433B

针对21世纪“宽基础、广适应、重应用”的人才培养要求，编者从“教学以训练思维、传授方法、培养能力为主”的教学理念出发，在集多年从事机械设计基础教学、教改和指导大学生机器人大赛、机械设计大赛等经验的基础上编写了本书。

全书共分为17章，其中，第1～7章介绍机构构形理论与机构速度分析、常用机构及机械动力学方面的基本知识，第8～17章介绍机械零件设计概论、联接、机械传动、轴系零部件及弹簧。

本书可作为高校本科“机械设计基础”课程教材和高专、自考等相关专业的教学用书，也可供有关工程技术人员参考。

《铁路信号作业指导书》为铁路电务各类设备作业指导书，共分十章，主要内容包括：道岔作业指导书、轨道电路作业指导书、机械室设备作业指导书、驼峰设备作业指导书、检修基地作业设备指导书、其他单项作业设备指导书、配合作业指导书、高铁作业指导书、车载设备作业指导书和劳动安全作业指导书等。