機械設計基礎

前言

　　為了迎接新世紀的挑戰(zhàn)，適應社會對具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的機械工程技術應用型人才的需求，本書根據教育部制定的高職高專教育“機械設計基礎課程教學的基本要求”，結合面向21世紀課程體系和教學內容改革的成果，并吸取了兄弟院校多年來教學改革的成功經驗編寫而成。本書可作為高職高專院校機械類、機電類及近機械類各專業(yè)機械設計基礎課程的教材，也可供非機械類各專業(yè)師生及有關工程技術人員參考。適用于80-120學時的機械類、機電類及近機械類各專業(yè)使用?！　”緯鴱母呗毟邔＝逃囵B(yǎng)生產一線工程技術應用型人才的總目標出發(fā)，在編寫過程中注意精選內容，精心編排，基礎理論做到以必需、夠用為度，突出了教學內容的實用性，適當增加新知識；針對高職高專教育的培養(yǎng)目標，對基本理論及有關設計計算公式，加強應用性，減少理論推導，結合生產實際，突出工程應用，注重培養(yǎng)創(chuàng)新設計能力；在闡述問題時，著重講清基本概念、基本理論和基本方法，力求做到層次分明，循序漸進，通俗易懂，深入淺出，符合學生認知規(guī)律，以使學生易于理解和掌握；在內容安排上，從機械設計整體出發(fā)，將機械原理與機械設計相關內容融為一體，并增加了現代設計方法的相關內容，力求給學生一個比較完整的機械設計知識體系。為了加強計算機應用能力的培養(yǎng)，在一些機構分析與設計方面加強了解析法的論述，介紹了常用計算機輔助設計軟件的特點；為了使學生具有設計簡單機械傳動裝置的能力，本書增設了機械傳動系統運動設計內容，旨在強化課程的整體性和系統性；對典型傳動、重要零件增加了維護、維修和保養(yǎng)的有關知識，突出了技術實用性和職業(yè)教育的特點。在習題方面進行了精選，以求更有利于啟發(fā)和加深學生對所學內容的理解，并進一步培養(yǎng)他們分析問題和解決問題的能力?！　∈褂帽緯鳛榻滩臅r，應在更新教學觀念、改變教育思想的前提下，努力運用現代教學手段與方法。只有這樣，才能在有限的學時內，達到理想的教學效果?？紤]到教材的先進性，本書中的術語、單位、符號及標準，盡量引用了較新的標準、規(guī)范和資料，并遵循現有的國家標準（GB）及國際標準化組織（ISO）的標準。

內容概要

本書是根據教育部制定的高職高專教育“機械設計基礎課程教學基本要求”，結合面向21世紀課程體系和教學內容改革的成果編寫而成的，在內容安排上體現了高職高專教育的特色，是面向21世紀的課程教材。    本書將機械原理與機械設計課程的內容有機地結合在一起，主要闡述了一般機械中常用機構和通用零部件的結構、運動特性、工作原理及有關的設計計算，簡單介紹了機械動力學的一些基本知識和機械傳動系統設計的一般方法?？紤]到高職高專的教學實際，本書在編寫時精選內容，突出教材實用性與針對性，加強應用性和設計技能培養(yǎng)，反映了近年來一些高職高專院校的教學改革經驗，應用了最新的國家標準，適應了當前教學改革的需要。全書共分18章，包括機械設計基礎概論、平面機構的結構分析，平面連桿機構，凸輪機構，齒輪機構，輪系及其設計，間歇運動機構，帶傳動，鏈傳動，齒輪傳動，蝸桿傳動，滾動軸承，滑動軸承，軸和軸轂連接，聯軸器、離合器與彈簧，螺紋聯接與螺旋傳動，機械運轉的平衡與調速，機械傳動系統運動設計等內容。    本書可作為高職高專院校機械類、機電類及近機械類各專業(yè)機械設計基礎課程的教材(推薦教學時數為80～120學時)，也可供非機械類各專業(yè)師生及有關工程技術人員參考.

書籍目錄

前言第一章  機械設計基礎概論  第一節(jié)  機械設計的研究對象及基本概念  第二節(jié)  本課程的內容、任務和學習方法  第三節(jié)  機械設計的基本要求和一般程序  第四節(jié)  機械零件設計的基本要求和一般步驟  第五節(jié)  機械中的摩擦、磨損和潤滑簡介  第六節(jié)  現代機械設計方法簡介  習題第二章  平面機構的結構分析  第一節(jié)  平面機構的基本組成  第二節(jié)  平面機構的運動簡圖  第三節(jié)  平面機構的自由度計算  第四節(jié)  平面機構的組成原理與結構分析  第五節(jié)  用速度瞬心法分析機構的速度  第六節(jié)  運動副中的摩擦與機械效率  習題第三章  平面連桿機構  第一節(jié)  平面連桿機構的基本概念及特點  第二節(jié)  鉸鏈四桿機構的基本形式及演化  第三節(jié)  平面四桿機構的基本特性  第四節(jié)  平面四桿機構的設計  習題第四章  凸輪機構  第一節(jié)  凸輪機構的應用和分類  第二節(jié)  從動件常用的運動規(guī)律  第三節(jié)  用圖解法設計凸輪輪廓曲線  第四節(jié)  用解析法設計凸輪輪廓曲線  第五節(jié)  凸輪機構基本尺寸的確定  第六節(jié)  凸輪機構的結構和材料  習題第五章  齒輪機構  第一節(jié)  齒輪機構的特點與基本類型  第二節(jié)  漸開線齒廓的嚙合及其特性  第三節(jié)  標準直齒圓柱齒輪的基本參數和尺寸  第四節(jié)  漸開線標準直齒圓柱齒輪的嚙合傳動  第五節(jié)  漸開線齒輪的加工方法及根切現象  第六節(jié)  變位齒輪傳動簡介  第七節(jié)  平行軸斜齒圓柱齒輪機構  第八節(jié)  蝸桿蝸輪機構簡介  第九節(jié)  直齒錐齒輪機構  習題第六章  輪系及其設計  第一節(jié)  輪系及其分類  第二節(jié)  定軸輪系的傳動比計算與應用  第三節(jié)  周轉輪系與復合輪系的傳動比  第四節(jié)  周轉輪系與復合輪系的應用  第五節(jié)  其他類型行星傳動簡介  習題第七章  間歇運動機構  第一節(jié)  棘輪機構  第二節(jié)  槽輪機構  第三節(jié)  不完全齒輪機構和凸輪式間歇機構  習題第八章  帶傳動  第一節(jié)  帶傳動的工作原理和應用  第二節(jié)  普通V帶和V帶輪的結構  第三節(jié)  帶傳動的工作情況分析  第四節(jié)  普通V帶傳動的設計計算  第五節(jié)  帶傳動的張緊、安裝與維護  第六節(jié)  同步帶傳動和高速帶傳動簡介  習題第九章  鏈傳動  第一節(jié)  鏈傳動的工作原理、特點和應用  第二節(jié)  滾子鏈的結構、標準和鏈輪結構  第三節(jié)  鏈傳動的運動特性分析  第四節(jié)  滾子鏈傳動的設計計算  第五節(jié)  鏈傳動的布置、張緊和潤滑  習題第十章  齒輪傳動  第一節(jié)  齒輪傳動的失效形式與設計準則  第二節(jié)  齒輪材料、許用應力和精度選擇  第三節(jié)  齒輪傳動的受力分析和計算載荷  第四節(jié)  標準直齒圓柱齒輪傳動的強度計算  第五節(jié)  標準斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算  第六節(jié)  標準直齒錐齒輪傳動的強度計算  第七節(jié)  齒輪的結構設計及齒輪傳動的潤滑  習題第十一章  蝸桿傳動  第一節(jié)  蝸桿傳動的特點和類型  第二節(jié)  蝸桿傳動的主要參數和幾何尺寸  第三節(jié)  蝸桿傳動的失效形式和設計準則  第四節(jié)  蝸桿傳動的材料和精度等級選擇  第五節(jié)  蝸桿傳動的強度計算  第六節(jié)  蝸桿傳動的效率、潤滑及熱平衡計算  第七節(jié)  蝸桿和蝸輪的結構設計  習題第十二章  滾動軸承  第一節(jié)  滾動軸承的基本結構和材料  第二節(jié)  滾動軸承的主要類型及選擇  第三節(jié)  滾動軸承的受力分析、失效形式及計算準則  第四節(jié)  滾動軸承的壽命計算  第五節(jié)  滾動軸承的靜強度計算  第六節(jié)  滾動軸承的組合結構設計  第七節(jié)  滾動軸承的潤滑與密封  習題第十三章  滑動軸承  第一節(jié)  滑動軸承的分類和結構  第二節(jié)  軸瓦的結構和軸承材料  第三節(jié)  滑動軸承的潤滑方法  第四節(jié)  非液體摩擦滑動軸承的設計計算  第五節(jié)  液體動壓和靜壓滑動軸承簡介  習題第十四章  軸和軸轂連接  第一節(jié)  軸的分類和設計要求  第二節(jié)  軸的材料及其選擇  第三節(jié)  軸的結構設計  第四節(jié)  軸的強度計算  第五節(jié)  軸轂連接  習題第十五章  聯軸器、離合器與彈簧  第一節(jié)  聯軸器  第二節(jié)  離合器  第三節(jié)  彈簧  習題第十六章  螺紋聯接與螺旋傳動  第一節(jié)  螺紋的類型、特點和應用  第二節(jié)  螺紋聯接的基本類型及預緊和防松  第三節(jié)  螺栓組的結構設計和受力分析  第四節(jié)  單個螺栓聯接的強度計算  第五節(jié)  螺紋聯接件的材料和許用應力  第六節(jié)  提高螺栓聯接強度的措施  第七節(jié)  螺旋傳動  習題第十七章  機械運轉的平衡與調速  第一節(jié)  機械的平衡與調速概述  第二節(jié)  回轉件的靜平衡計算  第三節(jié)  回轉件的動平衡計算  第四節(jié)  機器速度波動的調節(jié)  習題第十八章  機械傳動系統運動設計  第一節(jié)  機械傳動系統設計概述  第二節(jié)  機械傳動機構的選擇與組合  第三節(jié)  機械傳動的特性和參數  第四節(jié)  機械傳動系統運動方案的擬定  第五節(jié)  機械傳動系統方案設計實例  第六節(jié)  計算機輔助機械設計簡介  習題參考文獻

章節(jié)摘錄

　　2）通用零件的強度、剛度、壽命、結構及設計計算，包括零件的材料選擇、工作情況分析、失效分析、設計準則的確定，以及潤滑、密封方法與裝置的選擇和設計等?！　?）通用零部件的一般使用維護知識?！　?）簡單機械運動方案設計的初步知識。　　機械設計基礎是一門機械類各專業(yè)必修的設計性課程，是介于基礎課與專業(yè)課之間的一門主干技術基礎課。機械設計基礎的課程教學，應在學習了高等數學、機械制圖、工程力學、機械工程材料、互換性與測量技術、機械制造基礎等課程后進行，它又為以后學習有關專業(yè)課程以及掌握新的機械科學技術打下必要的理論基礎，因此，這是一門在教學中起承上啟下作用的課程?！　”菊n程的任務是通過課堂教學、習題、課程設計和實驗等教學環(huán)節(jié)，使學生掌握機械設計的基本理論、基本知識和基本技能，具備分析和設計常用機構、通用零件和簡單機器的基本能力，并得到有關實驗技能的基本訓練。通過本課程的教學，將增強學生對機械技術工作的適應性并提高其開發(fā)創(chuàng)新能力，為培養(yǎng)機械類高級應用型人才打下重要的基礎?！　《⒈菊n程的學習方法簡介　　本課程是從理論性、系統性很強的基礎課和技術基礎課向實踐性較強的專業(yè)課過渡的一個重要環(huán)節(jié)，課程的技術性較強。因此，學習本課程時必須在學習方法上有所轉變和適應，現將學習中應注意的幾個問題介紹如下：　　1）本課程將多門先修課程的基本理論應用到實際中去，解決有關實際問題。因此，在學習本課程的過程中要更加注意理論聯系實際，做到多觀察、多分析日常生活和工程實踐中的機械實例，這樣有利于開發(fā)智力和培養(yǎng)創(chuàng)造性思維。同時，在學習本課程知識的過程中應加強能力的培養(yǎng)，通過自身的能力去獲取新的知識。　　2）有些學生接觸到本課程會產生“系統性差”、“邏輯性差”等錯覺，這是由于學生習慣了基礎課的系統性和邏輯性所造成的。本課程中，雖然不同研究對象所涉及的理論基礎不相同，且相互之間也無多大的關系，但最終的目的只有一個，即設計出能用的機構、零部件等。本課程的主要設計內容都是按照工作原理、結構、強度計算、使用維護等的順序來介紹的，即有其自身的系統性，在學習時應注意這一特點?！　?）由于工程問題的復雜性，很難完全用純理論的方法來解決，因此，在實際設計工作中往往還要借助類比、實驗等經驗性的設計手段，或者使用經驗公式和由實驗提供的設計數據等，這一點應該在學習過程中逐步適應。因為是聯系實際的設計性課程，所以計算步驟和計算結果不像數學那樣具有唯一性。　　4）理論計算對解決設計問題是很重要的，但并不是唯一的。必須逐步培養(yǎng)把理論計算和結構設計、工藝設計等結合起來解決設計問題的能力，尤其應重視結構設計在確定零件形狀和尺寸方面的重要作用?！　?）在本課程的學習中，必須注意培養(yǎng)和建立整機設計的概念，從產品開發(fā)設計的高度來對待機械零部件的設計問題。要結合產品的制造與裝配工藝、市場前景及產品的經濟性來考慮機械零部件的設計問題。此外，在市場競爭日趨激烈的今天，產品的開發(fā)設計離不開改進與創(chuàng)新，因此，應努力增強創(chuàng)新意識、培養(yǎng)創(chuàng)新能力，只有這樣才能將所學的知識真正變成推動社會進步的力量。

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